Procedimiento para la preparación de un componente de catalizador, para la polimerización de olefinas.

Un procedimiento para la preparación de un componente de catalizador sólido, el cual comprende

(a) el proceder a hacer reaccionar un compuesto de alcoholato de magnesio de la fórmula Mg(OR1)(OR2), en el cual, R1 y R2, son idénticas o diferentes, y son, cada uno de ellas, un radical alquilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, con un tetracloruro de titanio, el cual se lleva cabo en un hidrocarburo, a una temperatura comprendida dentro de unos márgenes de 50 °C - 100 °C, y un factor de relación molar de Ti / Mg, correspondiente a un rango comprendido dentro de unos márgenes que van desde 1,5 a 4, (b) someter la mezcla de reacción obtenida en (a), a un tratamiento térmico, a una temperatura correspondiente a un valor comprendido dentro de unos márgenes que van desde 100 °C hasta los 140 °C, durante un transcurso de tiempo comprendido dentro de unos márgenes que van desde las 5 horas hasta las 25 horas, (c) aislando y lavando con un hidrocarburo, el sólido obtenido en (b), teniendo, el citado catalizador sólido, un factor de relación molar Cl / Ti, mayor de 2,5, y un factor de relación molar de Mg : Ti : Cl, igual a 1 : 0,8 - 1,5 : 3,2 - 4,2.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/061210.

Solicitante: BASELL POLYOLEFINE GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: BRUHLER STRASSE 60 50389 WESSELING ALEMANIA.

Inventor/es: BERTHOLD, JOACHIM, SCHNEIDER, MARTIN, MARCZINKE, BERND, LOTHAR, GUNDERT,FRIEDHELM.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > C08F10/00 (Homopolímeros y copolímeros de hidrocarburos alifáticos insaturados que tienen solamente un enlace doble carbono-carbono)
  • 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 > C08F4/655 (con aluminio o sus compuestos)

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la preparación de un componente de catalizador, para la polimerización de definas

La presente invención, se refiere a un procedimiento para la preparación de un componente de catalizador, para la polimerización de olefinas, de una forma particular, etileno, y sus mezclas con olefinas CH2=CHR, en donde, R, es un radical alquilo, cicloalquilo ó arilo, que tiene 1-12 átomos de carbono, el cual comprende un componente de catalizador, sólido, que comprende Ti, Mg, halógeno, y que tiene un factor de relación molar específico.

De una forma adicional, la presente invención, se refiere a un procedimiento para la preparación de homopolímeros y copolfmeros de etileno, caracterizados por un alto valor del factor de relación o coeficiente de los índices o tasas de fluidez del fundente (FRR2i,6/s), el cual es el factor de relación entre el índice de fluidez, medido con una carga de 21,6 kg, y el índice de fluidez medido con una carga de 5 kg, determinado a un temperatura de 19 °C, en concordancia con la norma ISO 1133, los cuales pueden prepararse con el componente de catalizador sólido obtenido. El citado factor de relación o coeficiente FRR2i,®5, se considera, de una forma general, como una indicación de la amplitud o anchura de la distribución del peso molecular.

La MWD (distribución del peso molecular), es una característica importante para los (co)polímeros de etileno, debido al hecho de que ésta afecta a ambos, al comportamiento biológico y, así, por lo tanto, a la procesabilidad del fundente, y a las propiedades mecánicas. Las poliolefinas las cuales tienen una ancha MWD, de una forma particular, acopladas con un peso molecular medio relativamente alto, son las que se prefieren, en los procesos de extrusión a alta velocidad, y en el moldeo por soplado, en cuyas condiciones, una estrecha MWD, podría provocar la fractura del fundente, y una más alta contracción / deformación.

Los sistemas de catalizadores capaces de producir polímeros de etileno, con una amplia distribución del peso molecular, se encuentran descritos en el documento de patente estadounidense USP 4.447.587. El catalizador, se obtiene procediendo a hacer reaccionar alcoholatos de magnesio con tetracloruro de titanio, a una temperatura relativamente baja, y procediendo a someter la mezcla de reacción de esta forma obtenida, a un prolongado tratamiento térmico, a una temperatura bastante alta, con objeto de escindir los cloruros de alquilo.

Los alcoholatos de magnesio, se hacen reaccionar, de una forma típica, con un exceso molar de TiCU, a una temperatura correspondiente a un rango comprendido dentro de unos márgenes que van desde los 5 °C hasta los 1 °C y, a continuación, éstos se someten a un tratamiento térmico, el cual se lleva a una temperatura correspondiente a un rango comprendido dentro de unos márgenes que van desde los 11 °C hasta los 2 °C, durante un transcurso de tiempo que, según se dice, es el correspondiente a un rango comprendido dentro de unos márgenes que van desde las 1 horas hasta las 1 horas, pero que, de una forma concreta, en los ejemplos, éste es de por lo menos 45 horas, con la evolución del cloruro de alquilo, hasta que ya, no se escinda más cloruro de alquilo adicional. Después de proceder al filtrado y al lavado del sólido obtenido, éste muestra una composición, en la cual, el factor de relación atómico Cl / Ti, es menor de 3, y, de una forma más típica, de un valor comprendido dentro de unos márgenes situados entre 2,5 - 2,8.

En una forma preferida de presentación, el componente catalizador, es preactiva con triisobutil aluminio (TIBA), antes de la (co)polimerización de etileno, en suspensión, la cual se lleva a cabo con un compuesto de trialquil alumminio adicional (triisobutil aluminio ó triisopentil aluminio). El catalizador de esta forma obtenido, es apto para ofrecer una amplia distribución del peso molecular, pero, la actividad de polimerización, no es suficiente.

La actividad de polimerización, es un factor muy importante en cualquier proceso de polimerización. Para un sistema catalizador dado, ésta puede depender de las condiciones de polimerización, tales como las consistentes en la temperatura, la presión, y la concentración del regulador del peso molecular. No obstante, una vez que se han fijado las condiciones de polimerización, la actividad, depende entonces estrictamente del sistema catalizador y, cuando la actividad no es satisfactoria, entonces, la cantidad de catalizador introducida en el reactor, debe incrementarse o, bien, debe prolongarse su tiempo de permanencia. En cualquier caso, está claro que, la solución anteriormente descrita, arriba, penaliza la operabilidad de la planta, desde el punto de vista económico, ya que, el incremento del catalizador introducido, incrementa el coste por unidad de polímero producido, mientras que, el incremento del tiempo de permanencia, se traduce en una productividad más baja de la planta de producción.

En vistas de estos importantes factores, existe una carencia en cuanto al hecho de poder incrementar la actividad del catalizador. Los catalizadores de Ziegler - Natta, se obtienen, de una forma general, procediendo a hacer reaccionar un compuesto de alquil aluminio, con un componente de catalizador sólido, el cual comprende un haluro de magnesio y un compuesto de titanio, el cual contiene por lo menos un enlace o eslabón de Ti - halógeno. Puesto que, el componente de catalizador es responsable para ambas, la actividad, y las propiedades del polímero, una vez que se ha elegido el sistema catalizador, para la producción industrial, se procede a cambiarlo por otro diferente, el cual tenga una mayor actividad, únicamente, si el nuevo, mantiene las propiedades del polímero básicamente inalteradas. Esta es la razón, por la cual, es necesario el modificar la actividad del catalizador, de un cierto sistema catalizador, sin cambiar su capacidad de producir un polímero con ciertas propiedades.

Por otro lado, el documento de publicación de patente internacional WO 26 / 87 17, da a conocer la preparación de un componente de catalizador, procediendo a hacer reaccionar alcoholatos de magnesio, con tetracloruro de titanio, a un temperatura relativamente baja, y procediendo a someter la mezcla de reacción de esta forma obtenida, a un corto tratamiento térmico, a una temperatura correspondiente a un rango comprendido dentro de unos márgenes de 9 °C - 2 °C, de una forma preferible, correspondiente a un rango comprendido dentro de unos márgenes de 1 °C - 14 °C, durante un transcurso de tiempo de 2- 18 minutos, de una forma preferible, durante un transcurso de tiempo de 3 - 9 minutos. Un tratamiento térmico de 4 horas (ejemplo comparativo 1), se considera ya, como impactando de una forma negativa, sobre los resultados productivos del catalizador.

Se ha encontrado, de una forma sorprendente, el hecho de que, las modificaciones en la fórmula, que se describen en el documento de patente estadounidense USP 4.447.587, son capaces de producir un componente de catalizador, el cual tiene una composición diferente, y que muestra una actividad mucho mayor.

Es por lo tanto un objeto de la presente invención, un procedimiento para la preparación de un componente de catalizador sólido, el cual comprende (a) el proceder a hacer reaccionar un compuesto de alcoholato de magnesio de la fórmula Mg(ORi)(OR2), en el cual, Ri y R2, son idénticas o diferentes, y son, cada uno de ellas, un radical alquilo que tiene de 1 a 1 átomos de carbono, con un tetracloruro de titanio, el cual se lleva cabo en un hidrocarburo, a una temperatura comprendida dentro de unos márgenes de 5 °C - 1 °C, v un factor de relación molar de Ti / Mq, correspondiente a un rango comprendido dentro de unos márgenes que van desde 1.5 a 4, (b) someter la mezcla... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Un procedimiento para la preparación de un componente de catalizador sólido, el cual comprende (a) el proceder a hacer reaccionar un compuesto de alcoholato de magnesio de la fórmula Mg(OR-i)(OR2), en el cual, Ri y R2, son idénticas o diferentes, y son, cada uno de ellas, un radical alquilo que tiene de 1 a 1 átomos de carbono, con un tetracloruro de titanio, el cual se lleva cabo en un hidrocarburo, a una temperatura comprendida dentro de unos márgenes de 5 °C - 1 °C, y un factor de relación molar de Ti / Mg, correspondiente a un rango comprendido dentro de unos márgenes que van desde 1,5 a 4, (b) someter la mezcla de reacción obtenida en (a), a un tratamiento térmico, a una temperatura correspondiente a un valor comprendido dentro de unos márgenes que van desde 1 °C hasta los 14 °C, durante un transcurso de tiempo comprendido dentro de unos márgenes que van desde las 5 horas hasta las 25 horas, (c) aislando y lavando con un hidrocarburo, el sólido obtenido en (b), teniendo, el citado catalizador sólido, un factor de relación molar Cl / Ti, mayor de 2,5, y un factor de relación molar de Mg : Ti: Cl, ¡guala 1 : ,8- 1,5 : 3,2-4,2.

2.- El procedimiento según la reivindicación 1, en el cual, el alcoholato de magnesio, es dietóxido de magnesio, y éste se utiliza como una dispersión en gel, en un medio hidrocarburo.

3.- El procedimiento según la reivindicación 1, en el cual, la reacción del alcoholato de magnesio con TiCU, se lleva a cabo a una temperatura comprendida dentro de unos márgenes que van desde los 6 °C a los 9 °C, durante un transcurso de tiempo que va de 2 horas a 6 horas.

4 - El procedimiento según la reivindicación 3, en el cual, el factor de relación molar Ti / Mg, es de un valor comprendido dentro de unos márgenes que van de 1,75 a 2,75.

- El procedimiento según la reivindicación 1, en el cual, el tratamiento térmico en la etapa (b), se lleva a cabo durante un transcurso de tiempo que va desde las 5 horas hasta a las 15 horas.

6 - El procedimiento según la reivindicación 1, en el cual, el factor de relación molar Cl / Ti, es de por lo menos un valor de 3.

7 - El procedimiento según la reivindicación 1, en el cual, el componente catalizador sólido, se pone adicionalmente en contacto, en una etapa (d), con un haluro de alquil aluminio, seleccionado de entre monocloruros de dialquil aluminio de la fórmula R23AICI ó los sesquicloruros de alquil aluminio de la fórmula R33AI2CI3, en las cuales, R3, pueden ser radicales alquilo, idénticos o diferentes, los cuales tengan de 1 a 16 átomos de carbono.

8.- El procedimiento, según la reivindicación 7, en el cual, el compuesto de cloruro de alquil aluminio, se utiliza en unas cantidades tales que, el factor de relación molar Al / Ti (calculado con referencia al contenido de Ti del componente catalizador sólido, según se ha obtenido mediante la etapa previa), es de un valor comprendido dentro de unos márgenes que van ,5 a 1.

9.- El procedimiento según la reivindicación 7, en el cual, después de la etapa (d), el componente de catalizador sólido final, tiene el factor de relación molar Cl / Ti, incrementado, con respecto al que tiene el sólido, antes de la etapa (d).