Componente de catalizador.

Proceso para preparar un componente de catalizador en partículas para polimerización de olefinas

, de partículas que tienen un tamaño de partícula medio de entre 5 y 500 μm, que comprende formar una emulsión mezclando una solución de por lo menos un Complejo A que es un complejo de un compuesto de metal del Grupo 2 seleccionado del grupo compuesto por dialquil magnesios, alcóxidos de alquil magnesio y haluros de alquil magnesio y un monoéter de mono C2 a C4 glicol en donde la fracción éter comprende entre 2 y 18 átomos de carbono, con por lo menos un compuesto de metal de transición, y solidificar la fase dispersa de dicha emulsión.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10169327.

Solicitante: BOREALIS AG.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: WAGRAMERSTRASSE 17-19 1220 VIENNA AUSTRIA.

Inventor/es: LEINONEN, TIMO, DENIFL, PETER, HAIKARAINEN,ANSSI, ERIKSSON,MIKAELA.

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 de hidrocarburos alifáticos insaturados... > C08F110/06 (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)

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Fragmento de la descripción:

Componente de catalizador

[0001] La invención se refiere a un componente de catalizador en partículas para polimerización de olefinas, particularmente uno que comprende un metal del Grupo 2, y se refiere también a un proceso para preparar el mismo. La invención se refiere además al uso de un componente de catalizador del tipo mencionado, para preparar un catalizador usado en la polimerización de olefinas.

Antecedentes de la técnica

[0002] Los catalizadores de poliolefina de tipo Ziegler-Natta (ZN) son bien conocidos en el campo de los polímeros, en general, comprenden (a) por lo menos un componente de catalizador formado a partir de un compuesto de metal de transición del Grupo 4 a 6 de la Tabla Periódica (IUPAC, Nomenclatura de Química Inorgánica, 1989), un compuesto de metal del Grupo 1 a 3 de la Tabla Periódica (IUPAC), y, opcionalmente, un compuesto del grupo 13 de la Tabla Periódica (IUPAC) y/o un compuesto dador interno. El catalizador ZN también puede comprender (b) otro(s) componente(s) de catalizador, tales como un cocatalizador y/o un dador externo.

[0003] En el estado de la técnica se conocen varios métodos para preparar catalizadores ZN. En uno de los métodos conocidos, se prepara un sistema de catalizador ZN con soporte impregnando los componentes del catalizador en un material de soporte en partículas. En el documento WO-A-01 55 230, el(los) componente(s) del catalizador se sustentan sobre un material portador en partículas poroso, inorgánico u orgánico, tal como sílice.

[0004] En otro método bien conocido, el material portador se basa en uno de los componentes del catalizador, por ejemplo, en un compuesto de magnesio, tal como MgCI2. Este tipo de material portador también se puede formar de varias maneras. El documento EP-A-713 886 de Japan Olefins describe la formación de un aducto de MgCI2 con un alcohol, que a continuación se emulsiona, y finalmente la mezcla resultante se templa (quenched) para conseguir la solidificación de las gotitas.

[0005] Alternativamente, el documento EP-A-856 013 de BP da a conocer la formación de un portador basado en Mg sólido, en donde la fase que contiene el componente de Mg se dispersa en una fase continua y la fase de Mg dispersada se solidifica adicionando la mezcla bifásica a un hidrocarburo líquido.

[0006] Las partículas del portador sólidas formadas se tratan normalmente con un compuesto de metal de transición y opcionalmente con otros compuestos para formar el catalizador activo.

[0007] Por consiguiente, en caso de portadores externos, algunos de cuyos ejemplos se han dado a conocer anteriormente, la morfología del portador es uno de los factores definitorios para la morfología del catalizador final.

[0008] Una de las desventajas que se observa en los sistemas de catalizadores con soporte es que la distribución de los compuestos catalíticamente activos en el material de soporte depende de la química de superficies y de la estructura superficial del material de soporte. Como resultado, esto puede derivar frecuentemente en una distribución no uniforme del(de los) componente(s) activo(s) dentro de la partícula del catalizador. Como consecuencia de la distribución irregular de los sitios activos en partículas del catalizador, se obtienen catalizadores con faltas de homogeneidad intra-partícula, así como faltas de homogeneidad Ínter-partícula entre partículas independientes, lo cual conduce finalmente a un material polimérico no homogéneo.

[0009] Además, en el polímero final quedará material de soporte como residuo, el cual podría resultar perjudicial en algunas aplicaciones poliméricas.

[0010] Los documentos WO-A-OO 08073 y WO-A-OO 08074 describen otros métodos para producir un catalizador ZN sólido, en donde se forman una solución de un compuesto basado en Mg y uno o más compuestos de catalizador adicionales, y el producto de reacción de los mismos se precipita fuera de la solución calentando el sistema. Además, el documento EP-A-926 165 da a conocer otro método de precipitación, en donde una mezcla de MgCI2 y alcóxido de Mg se precipita junto con un compuesto de Ti para proporcionar un catalizador ZN.

[0011] Los documentos EP-A-83 074 y EP-A-83 073 de Montedison dan a conocer métodos para producir un catalizador ZN o un precursor del mismo, en donde, en un medio líquido inerte o fase de gas inerte, se forma una emulsión o dispersión de Mg y/o compuesto de Ti, y dicho sistema se hace reaccionar con un compuesto de alquilo de Al para precipitar un catalizador sólido. Según ejemplos, a continuación dicha emulsión se adiciona a un volumen mayor de compuesto de Al en hexano y se pre-polimeriza para provocar la precipitación.

[0012] En general, un inconveniente de dichos métodos de precipitación es la dificultad de controlar la etapa de precipitación y, por lo tanto, la morfología y el tamaño de medio de las partículas de catalizador precipitantes.

[0013] Además, la precipitación del(de los) componente(s) de catalizador da como resultado fácilmente la formación de una distribución amplia del tamaño de partícula correspondiente a partículas del catalizador, que comprenden partículas desde muy reducidas hasta grandes aglomerados, y además la pérdida de la morfología del catalizador y la formación de finos. En un proceso de polimerización, esto provoca a su vez perturbaciones no deseadas y perjudiciales, como obstrucción, formación de capas pollmérlcas en las paredes del reactor y en conducciones y en otros equipos, como extrusoras, así como una reducción de la fluxibilidad del polvo polimérlco y otros problemas de manipulación de los polímeros.

[0014] El documento WO 03/000757 describe un proceso para la preparación de un componente de catalizador de polimerización de olefinas, que permite la preparación de partículas sólidas de un componente de catalizador que comprende un metal del grupo 2 junto con un metal de transición, aunque sin usar ningún material portador externo o sin usar métodos de precipitación convencionales, sino utilizando el denominado método de emulsificación-solidlficaclón para producir partículas de catalizador sólidas.

[0015] El documento WO 2004/029112 da a conocer otro proceso modificado del método descrito en dicho documento WO 03/000757 para preparar un componente de catalizador de polimerización de olefinas que presenta un incremento de la actividad a temperaturas más altas.

[0016] El documento US 5.413.979 describe otro método para la preparación de una composición de procatallzador sólida en donde materiales de soporte se impregnan con precursores de componentes del catalizador con el fin de obtener un componente de catalizador.

[0017] El documento US 4.294.948 da a conocer finalmente un proceso para preparar un polímero o copolímero de olefina, utilizando un componente de catalizador de titanio sólido preparado mediante el tratamiento de precursores de catalizador pulverizados, con compuestos organometálicos de un metal de cualquiera de los grupos I ó III de la Tabla Periódica, caracterizado por que la preparación del catalizador se produce usando materiales precursores pulverizados, sólidos y en partículas.

[0018] Los documentos EP 1403292 A1, EP 0949280 A1, US-A-4294948, US-A-5413979 y US-A-5409875 así como el documento EP 1273595 A1 describen procesos para la preparación de componentes de catalizadores para polimerización de olefina o catalizadores para polimerización de olefina así como procesos para preparar polímeros o copolímeros de olefina.

[0019] Los procedimientos de la técnica anterior expuestos más arriba, en particular los procesos para preparar componentes de catalizadores para polimerización de olefinas según se expone en el documento WO 03/000757, comprenden... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Proceso para preparar un componente de catalizador en partículas para polimerización de definas, de partículas que tienen un tamaño de partícula medio de entre 5 y 500 pm, que comprende formar una emulsión mezclando una solución de por lo menos un Complejo A que es un complejo de un compuesto de metal del Grupo 2 seleccionado del grupo compuesto por dialquil magnesios, alcóxldos de alquil magnesio y haluros de alquil magnesio y un monoéter de mono C2 a C4 glicol en donde la fracción éter comprende entre 2 y 18 átomos de carbono, con por lo menos un compuesto de metal de transición, y solidificar la fase dispersa de dicha emulsión.

2. Proceso según la reivindicación 1, en el que la solución comprende por lo menos un Complejo B que es un complejo de un compuesto de metal del Grupo 2 y un alcohol que no comprende ninguna otra fracción portadora de oxígeno.

3. Proceso para preparar un componente de catalizador para polimerización de definas, en forma de partículas según se define en la reivindicación 1, comprendiendo dicho proceso las etapas de:

a) proporcionar una solución de por lo menos un Complejo A, opcionalmente en un medio de reacción líquido orgánico y opcionalmente adicionar un dador a dicha solución

b) adicionar dicha solución a por lo menos un compuesto de un metal de transición y producir una emulsión cuya fase dispersa contiene más de un 50% molar del metal del Grupo 2;

c) agitar la emulsión con el fin de mantener las gotitas de dicha fase dispersa preferentemente dentro de un intervalo de tamaños medios de entre 5 y 200 pm;

d) solidificar dichas gotitas de la fase dispersa;

e) recuperar las partículas solidificadas del componente de catalizador para polimerización de olefinas.

4. Proceso para preparar un componente de catalizador para polimerización de definas, en forma de partículas según se define en cualquiera de las presentes reivindicaciones, comprendiendo dicho proceso las etapas de:

f) proporcionar una solución de una mezcla de por lo menos un Complejo A y por lo menos un Complejo B adicional, opcionalmente en un medio de reacción líquido orgánico; y opcionalmente adicionar un dador a la solución de la mezcla de complejos;

g) adicionar dicha solución a por lo menos un compuesto de un metal de transición y producir una emulsión cuya fase dispersa contiene más de un 50% molar del metal del Grupo 2;

h) agitar la emulsión con el fin de mantener las gotitas de dicha fase dispersa preferentemente dentro de un intervalo de tamaños medios de entre 5 y 200 pm;

i) solidificar dichas gotitas de la fase dispersa;

j) recuperar las partículas solidificadas del componente de catalizador para polimerización de olefinas.

5. Proceso de la reivindicación 3 ó 4, que comprende además lavar dichas partículas solidificadas antes de la recuperación de la etapa e) o j).

6. Proceso según cualquier reivindicación anterior, en el que el complejo A de metal del Grupo 2 se prepara haciendo reaccionar un compuesto de metal del Grupo 2 con el monoéter de mono C2 a C4 glicol, en donde la fracción éter comprende entre 2 y 18 átomos de carbono en un medio líquido orgánico.

7. Proceso según la reivindicación 2, en el que la relación molar de complejos A y B en la solución está entre 10:1 y 1:10.

8. Proceso según cualquier reivindicación anterior, en el que se adiciona un dador de electrones interno a la solución del por lo menos un Complejo A o a la solución de la mezcla de complejos.

9. Proceso según cualquier reivindicación anterior, en el que dicho metal de transición es un metal del Grupo 4 y/o metal del Grupo 5, preferentemente Ti.

10. Partículas del componente de catalizador obtenible según el proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

11. Catalizador para polimerización de olefinas que comprende partículas del componente de catalizador obtenible de acuerdo con el proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 y un co-catalizador, preferentemente un co- catalizador de alquil aluminio y opcionalmente un dador de electrones externo.

12. Uso del catalizador según se define en la reivindicación 11 para pollmerlzar olefinas, en particular a-oleflnas C2 a C10, preferentemente etileno o propileno, opcionalmente con co-monómeros, seleccionados de entre monómeros C2 a C12.