Proceso para polimerización de olefinas.

Proceso para polimerizar al menos una olefina en presencia de un catalizador de polimerización que comprende los pasos de:

(A) introducir continuamente un primer líquido que comprende un compuesto de metal de transición, un compuesto

organometálico de un metal del Grupo 13 del Sistema Periódico de los Elementos y un disolvente, y un segundo líquido que, junto con dicho primer líquido, es capaz de formar una emulsión, en una etapa de emulsionado para producir una emulsión que comprende dicho primer líquido dispersado en dicho segundo líquido;

(B) extraer continuamente una corriente de emulsión de dicha etapa de emulsionado y dirigirla a una etapa de solidificación para formar una suspensión que comprende un componente catalítico de polimerización sólido que comprende dicho compuesto de metal de transición y dicho compuesto organometálico suspendido en dicho segundo líquido;

(C) recuperar continuamente dicho componente catalítico de polimerización sólido de dicha etapa de solidificación; (D) dirigir dicho componente catalítico de polimerización sólido a una primera etapa de prepolimerización junto con un monómero y una cantidad de segundo líquido, en el que el monómero se prepolimeriza sobre dicho componente catalítico de polimerización sólido, de manera que la proporción del peso del polímero al peso de dicho componente catalítico de polimerización sólido es de 0,1:1 a 20:1 para formar una suspensión de un componente catalítico de polimerización sólido prepolimerizado suspendido en dicho segundo líquido;

(E) recuperar dicho componente catalítico de polimerización sólido prepolimerizado de dicha primera etapa de prepolimerización;

(F) introducir continuamente dicho componente catalítico de polimerización sólido prepolimerizado en una segunda etapa de prepolimerización junto con un monómero de olefina para formar un catalizador prepolimerizado que comprende como promedio de 100 a 1000 g de polímero por 1 gramo de dicho componente catalítico de polimerización sólido;

(G) extraer continuamente dicho catalizador prepolimerizado de dicha segunda etapa de prepolimerización y dirigirlo a una etapa de polimerización posterior junto con al menos un monómero de olefina para efectuar la polimerización de el al menos un monómero de olefina en presencia de dicho catalizador prepolimerizado.

Proceso para polimerización de olefinas Objetivo de la invención La presente invención proporciona un proceso para producir un polímero de olefina. El proceso tiene una buena economía de producción y es sencillo y versátil.

Campo técnico

El documento WO-A-02/048208 describe un proceso donde un líquido que contiene titanio se introduce continuamente en un reactor que contiene haluro de magnesio y el líquido se extrae continuamente del reactor. Sin embargo, el líquido solo se extrae continuamente mientras el catalizador permanece en el reactor y se descarga de forma discontinua al final de la síntesis.

El documento WO-A-01/098374 describe un proceso donde se introducen continuamente tolueno, un metaloceno y MAO en un reactor de prepolimerización donde se forma el catalizador sólido. No describe ni sugiere la preparación de una emulsión.

El documento WO-A-2006/069733 describe un proceso para la producción de un catalizador de polimerización de olefina donde el proceso comprende las etapas de emulsionado, solidificación y aislamiento del catalizador y donde al menos una de dichas etapas se realiza continuamente. El documento no describe el paso de prepolimerización.

El documento WO-A-03/051514 describe un método para producir un componente catalítico sólido preparando una emulsión y solidificándola. El catalizador puede estar prepolimerizado. No se analiza la posibilidad de que el proceso funcione continuamente. Adicionalmente, el catalizador contenía un soporte de sílice.

El documento EP 2 042 552 se refiere a composiciones de poliolefina y a un proceso para la producción de las mismas. Dichas composiciones están basadas en copolímeros de propileno-etileno. El proceso de polimerización puede ser de diferentes naturalezas, tales como una combinación de un primer paso en un reactor de bucle y un segundo paso en un reactor en fase gas. Generalmente, el catalizador se prepolimeriza antes de la polimerización. Dicho catalizador comprende un compuesto de metal del grupo 4-6, tal como un compuesto de titanio y un compuesto de aluminio. El proceso para su producción comprende un paso de emulsionado, un paso de solidificación y un paso de recuperación. Los disolventes usados para el paso de emulsionado/solidificación están de acuerdo con la presente solicitud. El catalizador puede prepararse continuamente. Adicionalmente, puede añadirse algo de disolvente en el paso de solidificación.

Los documentos EP 2 065 404, EP 1 741 725 y EP 1 323 747 tienen descripciones equivalentes.

La presente invención difiere de estos documentos en que se añade una cantidad del segundo líquido durante la primera etapa de prepolimerización, en que la proporción de polímero a segundo catalizador durante esta etapa es de 0, 1:1 a 20:1 y en la presencia de una segunda etapa de prepolimerización.

Aunque la técnica anterior describe un método continuo para producir un catalizador de polimerización sólido en forma de partículas, sigue habiendo una necesidad de un proceso de polimerización donde los componentes que forman el catalizador no se disuelvan de una partícula sólida durante la polimerización y donde las partículas sólidas no se desintegran durante la polimerización.

Sumario de la invención El problema resuelto por la presente invención La presente invención proporciona un proceso sencillo y económico para polimerización de olefinas en presencia de un componente catalítico sólido que comprende un compuesto de metal de transición y un compuesto organometálico de un metal del Grupo 13 del Sistema Periódico de los Elementos. Especialmente, el proceso permite una elevada productividad del catalizador, lo que conduce a un coste reducido del catalizador.

Adicionalmente, el proceso de acuerdo con la invención elimina el problema de los procesos de la técnica anterior, en concreto el ensuciamiento del equipo de polimerización. Prácticamente no se aglomera polímero ni se produce polímero soluble y el proceso puede funcionar durante largos periodos sin alteraciones o necesidad de hacer paradas.

Además, se produce un polímero en polvo que tiene una buena morfología y una baja fracción de polímero fino.

Breve descripción de la invención La presente invención proporciona un proceso para polimerizar al menos una olefina en presencia de un catalizador de polimerización que comprende los pasos de:

(A) introducir continuamente un primer líquido que comprende un compuesto de metal de transición, un compuesto organometálico de un metal del Grupo 13 del Sistema Periódico de los Elementos y un disolvente, y un segundo líquido que, junto con dicho primer líquido, es capaz de formar una emulsión, en una etapa de emulsionado para producir una emulsión que comprende dicho primer líquido dispersado en dicho segundo líquido;

(B) extraer continuamente una corriente de emulsión de dicha etapa de emulsionado y dirigirla a una etapa de solidificación para formar una suspensión que comprende un componente catalítico de polimerización sólido que comprende dicho compuesto de metal de transición y dicho compuesto organometálico suspendido en dicho segundo líquido;

(C) recuperar continuamente dicho componente catalítico de polimerización sólido de dicha etapa de solidificación;

(D) dirigir dicho componente catalítico de polimerización sólido a una primera etapa de prepolimerización junto con un monómero y una cantidad de segundo líquido en la que el monómero se prepolimeriza sobre dicho componente catalítico de polimerización sólido, de manera que la proporción del peso del polímero al peso de dicho componente catalítico de polimerización sólido es de 0, 1:1 a 20:1, para formar una suspensión de un componente catalítico de polimerización sólido prepolimerizado suspendido en dicho segundo líquido;

(E) recuperar dicho componente catalítico de polimerización sólido prepolimerizado de dicha primera etapa de prepolimerización;

(F) introducir continuamente dicho componente catalítico de polimerización sólido prepolimerizado en una segunda etapa de prepolimerización junto con un monómero de olefina para formar un catalizador prepolimerizado que comprende como promedio de 100 a 1000 g de polímero por 1 gramo de dicho componente catalítico de polimerización sólido;

(G) extraer continuamente dicho catalizador prepolimerizado de dicha segunda etapa de prepolimerización y dirigirlo a una etapa de polimerización posterior junto con al menos un monómero de olefina para efectuar la polimerización de el al menos un monómero de olefina en presencia de dicho catalizador prepolimerizado.

Descripción de las figuras La Figura 1 es una representación de un diseño de proceso preferido.

La Figura 2 es una representación de una realización para recuperar el líquido que forma la fase continua en la emulsión.

Descripción detallada Definiciones En el texto posterior todas las cifras en porcentaje están basadas en peso a menos que se indique específicamente otra cosa. Por lo tanto, una cifra del 30% significa el 30% en peso.

De acuerdo con la presente invención, se produce un componente catalítico sólido en una unidad de preparación de catalizador. La unidad de preparación de catalizador contiene un equipo donde se realizan las etapas de puesta en contacto y solidificación de la presente invención. Por lo tanto, puede contener un recipiente, que puede contener uno o más compartimentos, o puede contener un conjunto de recipientes que pueden estar dispuestos en paralelo o en cascada. Los recipientes pueden ser tubulares o pueden ser recipientes agitados, tales como tanques agitados.

El componente catalítico sólido contiene un compuesto de metal de transición y un compuesto organometálico de un metal del Grupo 13 del Sistema Periódico de los Elementos. En una realización especialmente preferida el componente catalítico sólido comprende esencialmente el compuesto de metal de transición y el compuesto organometálico. Por "que comprende esencialmente" se entiende en esta memoria que, aunque el catalizador puede contener una pequeña cantidad de componentes adicionales, no comprende un material de soporte diferente. Por lo tanto, el componente catalítico sólido preferiblemente no comprende un soporte de óxido polimérico o inorgánico, tal como sílice. Aún más preferiblemente, el componente catalítico sólido no comprende más del 10% en peso y todavía más preferiblemente no más del 5% en peso de componentes distintos del compuesto de metal de transición, el compuesto organometálico y un disolvente.

El componente catalítico sólido se prepolimeriza con un monómero de olefina de manera que la cantidad del prepolímero... [Seguir leyendo]

1. Proceso para polimerizar al menos una olefina en presencia de un catalizador de polimerización que comprende los pasos de:

(A) introducir continuamente un primer líquido que comprende un compuesto de metal de transición, un compuesto organometálico de un metal del Grupo 13 del Sistema Periódico de los Elementos y un disolvente, y un segundo líquido que, junto con dicho primer líquido, es capaz de formar una emulsión, en una etapa de emulsionado para producir una emulsión que comprende dicho primer líquido dispersado en dicho segundo líquido;

(B) extraer continuamente una corriente de emulsión de dicha etapa de emulsionado y dirigirla a una etapa de solidificación para formar una suspensión que comprende un componente catalítico de polimerización sólido que comprende dicho compuesto de metal de transición y dicho compuesto organometálico suspendido en dicho segundo líquido;

(C) recuperar continuamente dicho componente catalítico de polimerización sólido de dicha etapa de solidificación;

(D) dirigir dicho componente catalítico de polimerización sólido a una primera etapa de prepolimerización junto con un monómero y una cantidad de segundo líquido, en el que el monómero se prepolimeriza sobre dicho componente catalítico de polimerización sólido, de manera que la proporción del peso del polímero al peso de dicho componente catalítico de polimerización sólido es de 0, 1:1 a 20:1 para formar una suspensión de un componente catalítico de polimerización sólido prepolimerizado suspendido en dicho segundo líquido;

(E) recuperar dicho componente catalítico de polimerización sólido prepolimerizado de dicha primera etapa de prepolimerización;

(F) introducir continuamente dicho componente catalítico de polimerización sólido prepolimerizado en una segunda etapa de prepolimerización junto con un monómero de olefina para formar un catalizador prepolimerizado que comprende como promedio de 100 a 1000 g de polímero por 1 gramo de dicho componente catalítico de polimerización sólido;

(G) extraer continuamente dicho catalizador prepolimerizado de dicha segunda etapa de prepolimerización y dirigirlo a una etapa de polimerización posterior junto con al menos un monómero de olefina para efectuar la polimerización de el al menos un monómero de olefina en presencia de dicho catalizador prepolimerizado.

2. El proceso según la reivindicación 1, en el que dicho monómero de olefina de dicha segunda etapa de prepolimerización se selecciona del grupo de alfa-olefinas que tienen de 2 a 10 átomos de carbono.

3. El proceso según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dicho monómero de olefina se selecciona del grupo que consiste en etileno, propileno y una mezcla de los mismos.

4. El proceso según la reivindicación 3, en el que dicho al menos un monómero de olefina comprende del 90 al 100% en moles de todos los monómeros presentes en el proceso y otros monómeros están presentes en una cantidad de 0 al 10% en moles.

5. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha primera etapa de prepolimerización se realiza a una temperatura dentro del intervalo de -10 a +100ºC.

6. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha primera etapa de prepolimerización se realiza a una temperatura dentro del intervalo de 20 a 60ºC.

7. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el monómero de la primera etapa de prepolimerización se selecciona del grupo que consiste en alfa-olefinas que tienen de 2 a 10 átomos de carbono, vinilciclohexano y mezclas de los mismos.

8. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho compuesto organometálico de un metal del Grupo 13 del Sistema Periódico de los Elementos es un aluminoxano.

9. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho disolvente se selecciona del grupo que consiste en alquilos lineales, ramificados o cíclicos que tienen de 1 a 20 átomos de carbono, arilos o arilalquilos que tienen de 6 a 10 átomos de carbono, alquilos halogenados que tienen de 1 a 10 átomos de carbono, y sus mezclas.

10. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho disolvente se selecciona del grupo que consiste en pentano, hexano, heptano, benceno, diclorometileno, tolueno y sus mezclas.

11. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho segundo líquido se selecciona del grupo que consiste en hidrocarburos halogenados, tales como hidrocarburos clorados e hidrocarburos fluorados, y aceites de silicona y sus mezclas.

12. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho segundo líquido se selecciona del grupo que consiste en hidrocarburos fluorados que contienen de 1 a 20 átomos de carbono y sus mezclas.

13. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho segundo líquido se 5 selecciona del grupo que consiste en hidrocarburos perfluorados que tienen de 6 a 8 átomos de carbono.

14. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el paso (E) de recuperación del catalizador prepolimerizado incluye un paso de aislar el catalizador prepolimerizado de la mezcla de reacción de la primera etapa de prepolimerización (D) .

15. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se forma una suspensión que

incluye el catalizador prepolimerizado y el monómero de olefina en la segunda etapa de prepolimenzación (F) y dicha suspensión se extrae continuamente de dicha segunda etapa de prepolimenzación (F) y se transfiere a la etapa de polimerización (H) posterior.

Figura 1 Figura 2