Métodos de preparación de un catalizador de polimerización.

Un método para preparar un catalizador que comprende:

poner en contacto un soporte con un compuesto que contiene cromo y una solución acuosa que comprende uncompuesto de titanio trivalente;

y calcinar el soporte después de la adición del titanio y del cromo.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2008/011068.

Solicitante: CHEVRON PHILLIPS CHEMICAL COMPANY LP.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 10001 SIX PINES DRIVE THE WOODLANDS, TX 77380 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: MCDANIEL, MAX, P., COLLINS, KATHY, S..

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01J21/06 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01J PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS, QUIMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS (procedimientos o aparatos para usos específicos, ver las clases correspondientes a los procedimientos o al equipo, p. ej. F26B 3/08). › B01J 21/00 Catalizadores que contienen los elementos, los óxidos o los hidróxidos de magnesio, de boro, de aluminio, de carbono, de silicio, de titanio, de zirconio o de hafnio. › Silicio, titanio, zirconio o hafnio; Sus óxidos o hidróxidos.
  • B01J23/26 B01J […] › B01J 23/00 Catalizadores que contienen metales, óxidos o hidróxidos metálicos no previstos en el grupo B01J 21/00 (B01J 21/16 tiene prioridad). › Cromo.
  • B01J35/10 B01J […] › B01J 35/00 Catalizadores en general, caracterizados por su forma o propiedades físicas. › caracterizados por sus propiedades de superficie o su porosidad.
  • B01J37/02 B01J […] › B01J 37/00 Procedimientos para preparar catalizadores, en general; Procedimientos para activación de catalizadores, en general. › Impregnación, revestimiento o precipitación (protección por revestimiento B01J 33/00).
  • B01J37/08 B01J 37/00 […] › Tratamiento térmico.
  • C08F10/00 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08F COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES QUE IMPLICAN UNICAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos de número reducido de átomos de carbono, p. ej. por oligomerización, C10G 50/00; Procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto químico dado o de una composición dada, o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P; polimerización por injerto de monómeros, que contienen uniones insaturadas carbono-carbono, sobre fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias D06M 14/00). › Homopolímeros y copolímeros de hidrocarburos alifáticos insaturados que tienen solamente un enlace doble carbono-carbono.
  • C08F4/18 C08F […] › C08F 4/00 Catalizadores de polimerización. › Oxidos.
  • C08F4/24 C08F 4/00 […] › Oxidos.
  • C08F4/60 C08F 4/00 […] › junto con metales refractarios, metales del grupo del hierro, metales del grupo del platino, manganeso, tecnecio, renio o sus compuestos.

PDF original: ES-2438292_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Métodos de preparación de un catalizador de polimerización

Campo de la invención La presente descripción se refiere a métodos de preparación de composiciones de catalizadores de polimerización.

Antecedentes de la invención Se conocen en la técnica catalizadores de polimerización de olefinas, sin embargo, los métodos para producir estos catalizadores pueden tener diversas desventajas. Las mejoras en los métodos de preparación para catalizadores de polimerización de olefinas pueden reducir los costes asociados a la producción del catalizador y mejorar los aspectos económicos del procedimiento. De este modo, existe la necesidad actual de desarrollar nuevos métodos para preparar catalizadores de polimerización de olefinas.

El documento US 4.446.242 describe un catalizador derivado de un compuesto organometálico soportado en una zeolita específico que se dice que es adecuado para la polimerización de 1-olefinas tal como etileno.

El documento EP 0 339 571 A1 describe un procedimiento específico para la preparación de polímeros de etileno en el que el catalizador comprende un portador definido, un compuesto de metal de transición y un aluminoxano definidos. El portador definido es un portador de óxido mixto poroso que contiene titanio y/o cromo.

Compendio de la invención En esta memoria se describe un método para preparar un catalizador que comprende lo presentado en la reivindicación 1.

Descripción detallada En esta memoria se describen métodos para producir catalizadores. Los catalizadores comprenden un soporte, titanio y cromo y pueden actuar para catalizar la polimerización de olefinas. En el pasado, ha sido muy difícil introducir titanio en un catalizador de Cr/sílice a partir de una solución acuosa, debido a las limitaciones de la química del Ti4+. La presente descripción proporciona un modo de aplicar titanio a un catalizador a partir de un medio acuoso. Los catalizadores se preparan poniendo en contacto el soporte con una solución acuosa que comprende un compuesto que contiene titanio trivalente (Ti3+) y un compuesto que contiene cromo. El contacto del soporte con el compuesto que contiene (Ti3+) y el compuesto que contiene cromo puede ser simultáneo; de manera alternativa, el contacto se puede realizar secuencialmente (por ejemplo, Ti3+ seguido de Cr o viceversa) ; alternativamente, el contacto se puede realizar combinando la adición simultánea y/o secuencial; y dichos métodos se describen con más detalle en esta memoria a continuación.

El sistema catalizador comprende un soporte. El soporte puede incluir principalmente un óxido inorgánico tal como sílice, alúmina, aluminifosfatos o sus mezclas. En una realización, el soporte contiene más de 50 por ciento (%) de sílice, alternativamente más de 80% de sílice, en peso del soporte. El soporte puede incluir además componentes 45 adicionales que no afecten de manera adversa al sistema catalizador, tales como zirconia, alúmina, boria, toria, magnesia o sus mezclas. El soporte puede tener una superficie específica y un proporcionar un volumen de poros efectivo para un catalizador activo. La superficie específica del soporte puede variar de 100 metros cuadrados por gramo (m2/g) a 1.000 m2/g, alternativamente de 200 m2/g a 800 m2/g o de 250 m2/g a 700 m2/g. Además, el volumen de poros del soporte puede variar de 0, 5 centímetros cúbicos por gramo (cm3/g) a 3, 5 cm3/g o alternativamente de 0, 8 cm3/g a 3 cm3/g. En adelante, para simplificar, la descripción se referirá a sílice como el soporte aunque se pueden contemplar otros soportes tales como se han descrito en esta memoria.

El método de preparar un catalizador comprende poner en contacto el soporte con una solución acuosa que comprende un compuesto que contiene titanio trivalente (Ti3+) . El compuesto que contiene Ti3+ pude ser cualquier 55 compuesto que comprende titanio trivalente, alternativamente el compuesto que contiene Ti3+ puede ser cualquier compuesto que sea soluble en una solución acuosa y capaz de liberar especies Ti3+ en la solución. Ejemplos de compuestos adecuados que contienen Ti3+ incluyen, sin limitarse a los mismos, TiCl3, (Ti) 2 (SO4) 3, Ti (OH) CI2, TiBr3, y similares. Dichos compuestos se pueden poner en contacto con un soporte mediante técnicas que se van a describir con más detalle a continuación en esta memoria para producir un porcentaje de titanio de 0, 1% a 10% en peso del catalizador, de manera alternativa de 0, 5% a 8%, alternativamente de 1% a 5%. En esta memoria, el porcentaje de titanio se refiere al porcentaje final de titanio asociado al material soporte por peso total del material después de todas las etapas de tratamiento. Sin que se pretenda limitarse a ninguna teoría, el contacto de un soporte y un compuesto capaz de liberar T3+ en solución puede dar lugar a un aumento de la dispersión del titanio en el soporte comparado con un procedimiento similar realizado usando un compuesto capaz de liberar especies de titanio 65 tetravalente (Ti4+) . El aumento de la dispersión del titanio en el soporte puede permitir una mayor formación de especies catalíticamente activas entre el titanio y otros metales tales como, por ejemplo, cromo.

El método de preparar un catalizador comprende también poner en contacto el soporte con un compuesto que contiene cromo. El compuesto que contiene cromo puede comprender un compuesto de cromo soluble en agua. De manera alternativa, el compuesto que contiene cromo comprende un compuesto de cromo soluble en un compuesto hidrocarbonado. Ejemplos de compuestos de cromo solubles en agua incluyen óxido de cromo, trióxido de cromo,

acetato de cromo, nitrato de cromo, o sus combinaciones. Ejemplos de compuestos de cromo solubles en compuestos hidrocarbonados incluyen butil-cromato terciario, compuesto de diareno-cromo (0) , bisciclopentadienilcromo (II) , acetilacetonato de cromo (III) , o sus combinaciones. En una realización, el compuesto que contiene cromo puede ser un compuesto de cromo (II) , un compuesto de cromo (III) , o sus combinaciones. Compuestos de cromo (III) adecuados incluyen, pero sin limitarse a los mismos, carboxilatos de cromo, naftenatos de cromo, haluros de cromo, sulfato de cromo, nitrato de cromo, dionatos de cromo, o sus combinaciones. Compuestos de cromo (III) específicos incluyen, pero sin limitarse a los mismos, sulfato de cromo (III) , cloruro de cromo (III) , nitrato de cromo (III) , bromuro de crómico, acetilacetonato de cromo (III) , acetato de cromo (III) . Compuestos de cromo (II) adecuados incluyen, pero sin limitarse a los mismos, cloruro cromoso, bromuro cromoso, yoduro cromoso, sulfato de cromo (II) , acetato de cromo (II) , o sus combinaciones.

La cantidad de cromo presente en el catalizador puede estar comprendida en el intervalo de 0, 01% a 10% en peso del catalizador, alternativamente de 0, 2% a 5%, o de 0, 5% a 2%. En esta memoria, el porcentaje de cromo se refiere al porcentaje final de cromo asociado al material soporte en peso total del material después de todas las etapas de tratamiento.

En una realización, el método para preparar un catalizador comprende poner en contacto sílice con una solución acuosa que comprende un compuesto que contiene Ti3+. La sílice se puede poner en contacto con el compuesto que contiene Ti3+ empleando una variedad de técnicas de contacto conocidas, por ejemplo, intercambio iónico, mojado incipiente, relleno de poros, impregnación, etc. En una realización, la sílice se pone en contacto con el compuesto 25 que contiene Ti3+ mediante impregnación con una solución acuosa de sal de Ti3+ para formar una sílice titanizada. La sílice titanizada luego se puede secar para retirar el disolvente y formar una sílice titanizada seca. El secado se puede realizar en un intervalo de temperatura de 25°C a 300°C, alternativamente de 50°C a 200°C, alternativamente de 80°C a 150°C y durante un tiempo de 0, 1 min. a 10 horas, alternativamente de 0, 2 min. a 5 horas, alternativamente de 30 min. a 1 hora. El secado se puede realizar en una atmósfera inerte (por ejemplo, en vacío, gas He, Ar o nitrógeno) de manera que se evita la oxidación prematura del Ti3+. El método comprende además calcinar la sílice titanizada seca en presencia de aire para oxidar el Ti3+ a Ti4+ y unir el titanio a la sílice y formar una sílice titanizada calcinada seca. Por ejemplo, la sílice titanizada seca se puede calcinar en presencia de aire a una temperatura comprendida en el intervalo de 400°C a 1.000°C, alternativamente de 500°C a 900°C, y durante un tiempo de 1 hora a 30 horas, alternativamente de 2 horas a 20 horas, alternativamente de 5 horas a 12 horas. El 35 método comprende además añadir un compuesto que contiene cromo a la sílice titanizada calcinada seca parar formar una sílice con Ti/Cr. El compuesto que contiene... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para preparar un catalizador que comprende:

poner en contacto un soporte con un compuesto que contiene cromo y una solución acuosa que comprende un compuesto de titanio trivalente; y calcinar el soporte después de la adición del titanio y del cromo.

2. El método de la reivindicación 1, en el que el soporte comprende un óxido inorgánico.

3. El método de la reivindicación 1, en el que el soporte comprende sílice.

4. El método de la reivindicación 1, en el que el la superficie específica del soporte está comprendida en el intervalo de100m2/g 1000 m2/g.

5. El método de la reivindicación 1, en el que el compuesto de titanio trivalente comprende TiCl3, Ti2 (SO4) 3, Ti (OAc) 3, oxilato de Ti (+3) , Ti (NO3) 3, lactato de Ti (+3) y sus combinaciones.

6. El método de la reivindicación 1, en el que el titanio está presente en el catalizador en una cantidad comprendida en el intervalo de 0, 1% a 10% en peso del catalizador. 2.

7. El método de la reivindicación 1, en el que el compuesto que contiene cromo es un compuesto soluble en agua.

8. El método de la reivindicación 1, en el que el cromo está presente en el catalizador en una cantidad comprendida en el intervalo de 0, 01% a 10% en peso del catalizador.

2.

9. El método de la reivindicación 1, en el que el soporte se pone en contacto con el compuesto que comprende titanio trivalente antes de ponerlo en contacto con el compuesto que contiene cromo, o en el que el soporte se pone en contacto con el compuesto que comprende titanio trivalente después de ponerlo en contacto con el compuesto que contiene cromo, o en el que el soporte se pone en contacto simultáneamente con el compuesto que comprende titanio trivalente y el compuesto que contiene cromo.

10. El método de la reivindicación 1, en el que la calcinación se realiza a una temperatura comprendida en el intervalo de 400°C a 1000°C,


 

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