Catalizador con baja superficie específica.

Catalizador en forma de una partícula sólida, en donde la partícula

(a) tiene una superficie específica de menos de 20 m2/g,

(b) comprende un compuesto de metal de transición, donde el metal es seleccionado de entre los de uno de los grupos 4 a 10 de la tabla periódica (IUPAC), o un compuesto de actínido o lantánido,

(c) comprende un compuesto metálico, donde el metal es seleccionado de entre los de uno de los grupos 1 a 3 de la tabla periódica (IUPAC), y

(d) comprende material sólido, en donde el material sólido

(I) no comprende sitios catalíticamente activos,

(II) tiene una superficie específica de menos de 500 m2/g, y

(III) tiene un tamaño medio de partículas de menos de 200 nm

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12173608.

Solicitante: BOREALIS TECHNOLOGY OY.

Nacionalidad solicitante: Finlandia.

Dirección: P.O. BOX 330 06101 PORVOO FINLANDIA.

Inventor/es: LEINONEN, TIMO, DENIFL, PETER, VESTBERG, TORVALD, HAIKARAINEN,ANSSI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Catalizadores de polimerización > C08F4/651 (Pretratamiento con no metales o compuestos exentos de átomos metálicos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Homopolímeros y copolímeros de hidrocarburos alifáticos... > C08F10/06 (Propeno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Catalizadores de polimerización > C08F4/654 (con magnesio o sus compuestos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Catalizadores de polimerización > C08F4/02 (Sus soportes)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Catalizadores de polimerización > C08F4/655 (con aluminio o sus compuestos)

PDF original: ES-2482691_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Catalizador con baja superficie específica

[0001] La presente invención se refiere a un nuevo catalizador, así como a su uso en procesos de polimerización.

[0002] En el campo de los catalizadores desde hace muchos años se hacen grandes esfuerzos para mejorar adicionalmente los tipos de catalizadores hechos a la medida de finalidades específicas. Por ejemplo en procesos de polimerización se usan extensamente catalizadores de Ziegler-Natta que tienen muchas ventajas. Habitualmente tales catalizadores de Ziegler-Natta están típicamente soportados en materiales de soporte tales como materiales de soporte porosos orgánicos e inorgánicos tales como sílice, MgCh o materiales poliméricos porosos. Sin embargo tales tipos de catalizadores soportados en material portador o de soporte poroso externo tienen muy a menudo el inconveniente de que en procesos de polimerización de copolímeros de propileno con alto contenido de comonómeros se producen indeseados problemas de adhesividad en los recipientes reactores así como en las líneas de transferencia. Además, la morfología de tales sistemas catalizadores es altamente dependiente de la morfología del material de soporte, y así conduce además a la obtención de polímeros con bastante baja densidad aparente, lo cual es perjudicial de cara a la obtención de altas productividades.

[0003] En la WO 2005/113613 se sugiere usar un catalizador como el descrito en la WO 03/000754 en la fabricación de copolímeros de propileno heterofásico. El catalizador empleado permite incrementar la productividad puesto que puede Incrementarse la densidad aparente del producto polimerizado. El catalizador está en particular caracterizado por una bastante baja superficie específica. Sin embargo, tales tipos de catalizadores son inadecuados en procesos en los cuales deben Incorporarse al polímero altas cantidades de comonómeros. En particular la adhesividad anteriormente mencionada no puede ser reducida satisfactoriamente.

[0004] La WO 2007/077027 prevé también partículas catalizadoras con bastante baja superficie específica pero adicionalmente caracterizadas por Inclusiones, es decir, zonas dentro de las partículas sin actividad catalítica alguna. Tales tipos de catalizador son un avance en comparación con los catalizadores conocidos en la técnica y como los descritos en la WO 03/000754. Por ejemplo tales tipos de catalizadores permiten producir polímeros de propileno con cierta cantidad de comonómeros. Sin embargo ni este Importante hecho ha sido reconocido ni se ha reconocido que un adicional perfeccionamiento de tal tipo de catalizadores podría traer el progreso en la fabricación de copolímeros de propileno con alto contenido de comonómeros.

[0005] En consecuencia el objeto de la presente invención es el de aportar un catalizador que permita producir copolímeros de propileno, y en particular copolímeros de propileno heterofásico o copolímeros aleatorios de propileno, con alto contenido de comonómeros, o sea de incluso más de un 35% en peso, superando los conocidos problemas de adhesividad en los recipientes reactores así como en las líneas de transferencia. Así, es un objeto adicional de la presente invención el de reducir el riesgo de ensuciamiento de los reactores. Además debe asegurarse una alta capacidad de producción.

[0006] El descubrimiento de la presente invención es el de aportar un catalizador en forma de partícula sólida con baja superficie específica, en donde dicha partícula comprende material sólido de superficie específica de menos de 500 nr/g y pequeño tamaño de partículas.

[0007] En consecuencia, la presente invención está dirigida a un catalizador en forma de partícula sólida, en donde la partícula

(a) tiene una superficie específica de menos de 20 m2/g,

(b) comprende un compuesto de metal de transición, donde el metal es seleccionado de entre los de uno de los grupos 4 a 10 de la tabla periódica (IUPAC) o un compuesto de actínido o lantánido,

(c) comprende un compuesto metálico, donde el metal es seleccionado de entre los de uno de los grupos 1 a 3 de la tabla periódica (IUPAC), y

(d) comprende material sólido, en donde el material sólido

(I) no comprende sitios catalíticamente activos,

(II) tiene una superficie específica de menos de 500 m2/g, y

(III) tiene un tamaño medio de partículas de menos de 200 nm.

[0008] Puede también decirse que la partícula sólida comprende material sólido que está exento de compuestos de metales de transición que son seleccionados de entre los hechos de metales de uno de los grupos 4 a 10 de la tabla periódica (IUPAC) y exento de compuestos de actínido o lantánido.

[0009] En una realización alternativa el catalizador está definido por ser una partícula sólida, en donde la partícula sólida

(a) tiene una superficie específica medida de menos de 20 m2/g,

(b) comprende

(I) un compuesto de metal de transición donde el metal es seleccionado de entre los de uno de los grupos 4 a 10 de la tabla periódica (IUPAC) o un compuesto de actfnldo o lantánido,

y

(II) un compuesto metálico, donde el metal es seleccionado de entre los de uno de los grupos 1 a 3 de la tabla periódica (IUPAC),

en donde (al menos) el compuesto de metal de transición (o el compuesto de actfnldo o lantánido) (I) con el compuesto metálico (II) constituye los sitios activos de dicha partícula,

y

(c) comprende un material sólido, en donde el material sólido

(I) no comprende sitios catalíticamente activos,

(II) tiene una superficie especifica de menos de 500 m2/g, y

(III) tiene un tamaño medio de partículas de menos de 200 nm.

[0010] Puede también decirse que la partícula sólida comprende un material sólido que está exento de compuestos de metales de transición, donde el metal es seleccionado de entre los de uno de los grupos 4 a 10 de la tabla periódica (IUPAC) y exento de compuestos de actlnidos o lantánidos.

[0011] Sorprendentemente se ha descubierto que con el catalizador anteriormente definido son obtenibles copollmeros de propileno con alto contenido de comonómeros sin que se produzcan problemas de adhesividad de tipo alguno durante la fabricación. También la capacidad de producción con respecto al material producido es más alta debido a la incrementada densidad aparente de los polímeros producidos. Como puede apreciarse por ejemplo por la figura 1, con el nuevo catalizador pueden producirse copolfmeros de propileno heterofásico con solubles en xileno en una cantidad bastante superior al 40% en peso y que sin embargo presentan excelentes propiedades de fluidez. La partícula catalizadora está en particular caracterizada por una muy baja superficie específica, lo cual indica que la superficie de la partícula catalizadora está prácticamente exenta de poros que penetren en el interior de las partículas. Por otro lado, la partícula catalizadora comprende material sólido, lo cual sin embargo da lugar a zonas dentro de la partícula sin actividad catalítica alguna. Debido al "efecto de replicación", con el nuevo catalizador Ínter alia es producible un copolímero de propileno heterofásico, en donde dicho copolímero está caracterizado por una matriz polímera que tiene una estructura de poros interna que sin embargo no se extiende hasta la superficie de la matriz. En otras palabras, la matriz de un copolímero de propileno heterofásico de este tipo tiene cavidades o poros internos que no tienen conexión con la superficie de la matriz. Estos poros o cavidades internos son capaces de acumular el copolímero de propileno elastomérico producido en una etapa de polimerización, donde se produce polímero heterofásico. En un proceso de polimerización mutietápico... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Catalizador en forma de una partícula sólida, en donde la partícula

(a) tiene una superficie específica de menos de 20 m2/g,

(b) comprende un compuesto de metal de transición, donde el metal es seleccionado de entre los de uno de los grupos 4 a 10 de la tabla periódica (IUPAC), o un compuesto de actínido o lantánido,

(c) comprende un compuesto metálico, donde el metal es seleccionado de entre los de uno de los grupos 1 a 3 de la tabla periódica (IUPAC), y

(d) comprende material sólido, en donde el material sólido

(I) no comprende sitios catalíticamente activos,

(II) tiene una superficie específica de menos de 500 m2/g, y

(III) tiene un tamaño medio de partículas de menos de 200 nm.

2. Catalizador según la reivindicación 1, en donde el material sólido no comprende

(a) compuestos de metales de transición, donde el metal es seleccionado de entre los de uno de los grupos 4 a 10 de la tabla periódica (IUPAC) y

(b) compuestos de actínido o lantánido.

3. Catalizador según la reivindicación 1 o 2, en donde el material sólido es seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de materiales inorgánicos, materiales orgánicos, preferiblemente polímeros, y cualquier combinación de los mismos.

4. Catalizador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la partícula sólida y/o el material sólido es/son esférica(o)(os).

5. Catalizador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el material sólido tiene

(a) un tamaño medio de partículas de no más de 85 nm, y preferiblemente de no más de 75 nm, y/o

(b) una superficie específica de menos de 440 m2/g, y preferiblemente de menos de 300 m2/g.

6. Catalizador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la partícula sólida comprende hasta un 30% en peso, y preferiblemente no más de un 10% en peso, de material sólido.

7. Catalizador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el material sólido está uniformemente distribuido dentro de la partícula sólida.

8. Catalizador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la partícula sólida tiene

(a) una superficie específica de menos de 10 m2/g, y/o

(b) un volumen de poros de menos de 1,0 ml/g.

9. Catalizador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la partícula sólida tiene un tamaño medio de partículas de menos de 80 pm.

10. Catalizador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la partícula sólida comprende un compuesto dador de electrones Interno.

11. Catalizador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la partícula sólida comprende un compuesto de fórmula (I)

AIRs-nXn (I)

en donde

R representa a un grupo alquilo o alcoxi ramificado o de cadena recta que tiene de 1 a 20 átomos de carbono,

X representa a un halógeno, y n representa a un 0, un 1, un 2 o un 3.

12. Catalizador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el catalizador es un catalizador del tipo de los de Zlegler-Natta.

13. Catalizador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde las partículas sólidas son obtenibles por medio de un proceso que comprende los pasos de

(a) poner a al menos un compuesto de un elemento de los grupos 1 a 3 de la tabla periódica en contacto con al menos un compuesto seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de un compuesto de metal de transición hecho de un metal de transición de uno de los grupos 4 a 10 de la tabla periódica o un compuesto de un actínido o lantánido para así formar un producto de reacción en presencia de un solvente, lo cual conduce a la formación de un sistema bifásico líquido/líquido que comprende una fase catallzadora y una fase solvente,

(b) separar las dos fases y añadir el material sólido que no comprende sitios catalíticamente activos a la fase catalizadora,

(c) formar una mezcla finamente dispersada de dicho agente y dicha fase catalizadora,

(d) añadir la fase solvente a la mezcla finamente dispersada,

(e) formar una emulsión de la mezcla finamente dispersada en la fase solvente, en donde la fase solvente representa la fase continua y la mezcla finamente dispersada forma la fase dispersada, y

(f) solidificar la fase dispersada.

14. Catalizador según una de las anteriores reivindicaciones 1 a 12, en donde las partículas sólidas son obtenibles por medio de un proceso que comprende los pasos de

(a) en presencia del material sólido que no comprende sitios catalíticamente activos, poner a al menos un compuesto de un elemento de los grupos 1 a 3 de la tabla periódica en contacto con al menos un compuesto seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de un compuesto de metal de transición hecho de un metal de transición de uno de los grupos 4 a 10 de la tabla periódica o un compuesto de un actfnido o lantánido para así formar un producto de reacción en presencia de un solvente, lo cual conduce a la formación de un sistema bifásico líquido/líquido que comprende una fase catalizadora y una fase solvente,

(b) formar una emulsión que comprende una fase catalizadora que comprende a dicho agente y una fase solvente, en donde la fase solvente representa la fase continua y la fase catalizadora forma la fase dispersada, y

(c) solidificar la fase dispersada.

15. Sistema catalizador que comprende

(a) una partícula catalizadora según cualquiera de las reivindicaciones precedentes y

(b) cocatalizador(es) y/o dador(es) externo(s) y/u opcionalmente activador(es).

16. Uso de un catalizado como el definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 o de un sistema catalizador según la reivindicación 15 en un proceso de polimerización de polipropileno, y en particular de copolfmero de propileno heterofásico o copolímero aleatorio de propileno.