Способ получения полиэтилена — SU 975720 (original) (raw)
ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик м 975720(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 13. 06. 80 (21) 2939427/23-05 13 М. Кп. с присоединением заявки Йо С 08 Р 110/02//С. 10 М 7/14 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.02(088.8) Опубликовано 23,1182 Бюллетень Мо 43 Дата опубликования описания .2311.82Н.Цветков, М.А.Чагина, В.М.школьниковА.Жерноклеева,Р.И.Топорищева, Б.Р.СереТ.К.Нлаксунов и Г.И.Трущелемпературе3-1,0 мас.Ъористого алюэации прово ому способу ексом вязневысокойри 40 оС для получен е альфаществления я их ските получения имеризацки рименениемористого иэации оисутствии ) алкилэа- углеводотакже способ асел путем пол а-олефинов с п катализатора хл роцесс полимер и 70-170 С в и Ъ (от мономераматического Известенсмазочных мвысших альфв качествеалюминия, ппроводят пр0,5-10 масмещенного аророда. особу масл8-16 сСтминус -45азовый комерных сортому с 100 оС тывания л как сел сеПолучаемое по имеет вязкость пр и темтерутуру завМасло рекомендует понент моторных м тов 31. Изобретение относится к нефтехимической промяапенности, а именно к получению полиэтилена, который может использоваться в качестве смазочных масел илк их компонентов.Известен способ получения полиолефинов полкмеризацией высших линейных альфа-олефинов -Сь-С 1 на катализаторе хлористый алюмйнкй - нитроалкан при 80-125 оС (возможна модификация четыреххлористым титаном, спиртом с последующим гидрированием. Качество получаемых масел рекомендуемых в качестве гидравлических жидкостей, следующее: температуру застывания ниже -Ъ 4 о С, вязкость при 99 оС 4 16 сСт, :индекс.вязкости вьаае 120 11.Однако этот способ основан на использовании высших олефинов, для получения которых необходимы сложные многостадийные процессы термического креккнга параФина илк олигомернэацик этилена.Иэйестен также способ получения масел полимеризацией высших олефинов -С 6-С 16 с применением в качестве катализатора соединений алюминия при введении в нагретую мономерную смесь 0,7-1,5 мас.Ъ алкклхлорида к повышении температуры до 150-170 оС,выдержквании прк этой,30-40 мин и введении Оот реакционной смеси хлминия. Процесс полимердят при 110-130 оС.Синтезированные пополколефины обладают икости при 100 С 8 сСтдинамической вязкостью140-180 П 21.В известном способемасел используются высшиолефины, что требует оцелого ряда процессов.паннетй .пособ получения мгасел также базируется на применении в качестве сырья высших олефинов для синтеза и выделения которых необходим ряд сложных процессов.Известен также способ получения 5 низкозастывающих синтетических масел предложенных для эксплуатации машин и станков в северных районах. Способ получения масла осуществляют путем каталитической олигомеризации высших 10 олефинов в массе или среде органических растворителей при 100-200 С в присутствии алюмосиликатного катализатора, содержащего окислы различных металлов. Выход масла1 составляет 25-60, вязкость при 100 С 2,6-4,4 сСт, индекс вязкости 102-140, температура застывания (-48)(-54 СНедостатком этого способа является применение высших альфа-олефинов, как сырья для получения масел, так как для этого требуется проведение целого ряда технологических .,операций синтеза, выделения и ректификации альфа-олефинов.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения полиэтилена полимеризацией этилена в присутствии 1 в качестве З 0 катализатора соединения алюминия.Полимеризацию этилена осуществляют при давлении до 100 атм, 70-2500 С в присутствии хлористОго алюминия, взятого в количестве 0,7-4 мас. 35 и никеля на носителе в количестве до 0,02 мас.В на хлористый алюминий. Получаемые по этому способу полиолефины рекомендуются к применению,как смазочные масла с индексом вязкости 4 О 102-164, температурой застывания (-24) (-26) С 5 3.Однако по известному способу не уцается получить полиолефины с улучшенными сочетаниями вязкостгго-температурных свойств: высоким индексом вязкости и низкой температурой застывания.Целью изобретения является улучшение вязкостно-температурных свойств конечного продукта.Эта цель достигается тем, что согласно способу получения полиэтилена пблимеризацией этилена в присутствии в качестве катализатора соединения алюминия, процесс полимеризации осуществляют в присутствии . в качестве катализатора смеси 1-4 масВ на этилен триэтилалюминия и 10-80 мас 3 на алюминий алкилов цинка, бора или кадмия в пересчете на металл при60 130-250 С и давлении 40-250 атм с последующим добавлением хлористого алюминия или его комплекса с органическими соединениями и завершением процесса полимеризации при 80-200 С. 65 При этом в качестве комплекса хлористого алюминия с органическими соединениямииспользуют комплексы с толуолом, этиловым спиртом, бензолом, диэтиловым эфиром и осуществляют процесс в присутствии 0,5-3 мас.% комплекса на полимеризатСогласно способу осуществляют полимеризацию этилена при повышенной температуре и давлении в две ступени, на первой ступени в присутствии смеси катализаторов триэтилалюминия и алкилов укаэанных непереходных металлов при 130-250 С и давлении 40-250 атм, с добавлением на второй ступени в полимеризат хло- ристого алюминия или его комплекса с органическими соединениями, реакционную смесь перемешивают при 80-200 С в течение 0,5-5 ч, охлаждают, отделяют от катализатора, нейтрализуют и выделяют продукт.П р и м е р 1 Этилен подвергают полимеризации в реакторе из нержавеющей .стали с электромагнитной мешалкой при 170 С, давлении 40 ат в присутствии триалкилалюминия, взятого в количестве 1 г ( 1 мас,В на этилен ) и диэтилцинка, взятого в количестве ,0,045 г,соответствующем 10 мас.% не- .переходного металла на алюминий.В реакционную смесь при температуре 80 С добавляют комплекс хлористого алюминия с толуолом в количестве 0,039 ( 0,5 мас.Ъ ) и перемешивают при 120 С в течение 5 ч, Из полученного катализата путем дистилляции выделяют целевой продукт, выкипающий выше 350 С, с выходом 70 мас.В на полимеризат. Остаток подвергают гидрогениэации и получают полиолефины со следующими свойствами:Вязкость кинематическая, сСт, при 1000 С50 С 251Индекс вязкости 113Температура застывания, С -54 Полиолефины, полученные по известному способу, имеют индекс вязкости 102, температуру застывания -26 фС,П р и м е р 2, Этилен подвергают полимеризации в реакторе с перемешивающим электромагнитным устройством при 1700 С, давлении 40 ат в присутствии триалкилалюминия, взятого в количестве 1,43 г, соответствующем 80 мас.В непереходного металла на алюминий. В реакционную смесь добавляют комплекс хлористого алюминия в этиловом спирте в количестве 2 70 г 3 мас,В)и перемешивают при 130 ф 1 в течение 5 ч. Из катали- эата выделяют целевой продукт с температурой кипения.350 оС (с выходом 79,0 мас.З на лолимеризат. Остаток подвергают гидрогенизации и поспирте в количестве 0,84 г 10,8 мас.Ъ )и перемешивают при 80 С э течение 5 ч.Из катализата выделяют целевой про-,дукт с выходом 75 мас.Ъ на полимеризат. После гидрирования получают полиолефины со следующими свойствами:Вязкость кинематическая, сСт, при 100 С 10;5Индекс вязкости 115Температура засты 10 вания, С -52П р и м е р 6, Этилен подвергают полимеризации на первой ступенив условиях, описанных в примере 5,На второй ступени в реакционную смесь15 добавляют хлористый алюминий в количестве 0,84 0,8 мас.Ъ) и перемешивают при 80 фС в течение 5 ч. Из катализата выделяют целевой продукт свыходом 74 мас.Ъ на полимеризат. Пос 20 ле гидрогенизации получают полиолефины со следующими свойствами:Вязкость кинематнческая,сСт, при 100 С 11,2Индекс вязкости 11025 Температура застывания ОС -52 лучают полиолефины со следующимисвойствами:Вязкость кинематическая, сСт, при 100 С 10,850 С 47,1Индекс вязкости 129Температура засти.вания, ОСП р и м .е р 3. Этилен подвергаютполимеризации в реакторе с перемешивающим электромагнитным устройствомпри 130 ОС, давлении 250 ат в при сутствии триалкилалюминия, взятогов количестве 18 г 4 мас.Ъ на этилен ) и триэтилбора, взятого в количестве 23,55 г, соответствующем60 мас,Ъ непереходного металла наалюминий. В реакционную смесь добавляют комплекс хлористого алюминияв бензоле в количестве 9 г 1 2,5 мас.Ъ)перемешивают при 200 С в течение0,5 ч. Из катализата путем дистилляции выделяют целевой продукт, выкипающий выше 350 С, с выходом 75 мас.Ъна полимеризат. Остаток подвергаютгидрогениэации и получают полиолефины со следующими свойствами:Вязкость кинематическая,сСт, при 100 ОСИндекс вязкости 120Температура засты вания, СП р и м е р 4 Этилен подвергаютполимериэации в реакторе с перемешиовающим устройством при 250 С, давлении 250 ат в присутствии триалкилалюминия, взятого в количестве 15,3 г1 3,4 мас,Ъ на этилен ) и диэтилкадмия, взятого в количестве 0,55 г,соответствующем 10 мас.Ъ непереходного мета на а иний В реакционную смесь добавляют комплекс хлористого алюминия в диэтиловом эфире вколичестве 9,7 г 13 мас.Ъ) и перемешивают при 130 ОС в течение 5 ч. Изкатализата путем дистилляции выделяютцелевой продукт, выкипающий выше350 С с выходом 80 мас.Ъ на полимеризат. Остаток подвергают гидрогенизации и получают полиолефины со следующими свойствами:Вязкость кинематичес-.кая, сСт, при 100 ОС 9,2Индекс вязкости 119Температура застывания, ОС -52П р и м е р 5, Этилен подвергаютполимериэации в реакторе с перемешивающим электромагнитным устройствомпри 170 фС, давлении 40 ат в присутствии триалкилалюминия, взятого в ко-.личестве 1,2 г 11 мас.Ъ на этилен )и диэтилцинка, взятого в количестве0,053 г, соответствующем 10 мас Ънепереходного металла на алюминий.В реакционную смесь добавляют комплекс хлористого алюминия в этиловом Формула изобретения 1. Способ получения .полиэтилена.полимеризацией этилена в присутствиив качестве катализатора соединенияалюминия, о т л и ч а ю щ и й с я 45 тем, что, с целью улучшения вязкостно-температурных свойств .конечногопродукта, процесс полимеризации осуществляют в присутствии в качествекатализатора смеси 1-4 мас.Ъ на этилен триэтилалюминия и 10-80 мас.Ъ наалюминий алкилов цинка, бора или кадмия в пересчете на металл при 130250 ОС и давлении 40-250 атм с последующим добавлением хлористого алюминия или его комплекса с органически-.ми соединениями и завершением процесса полимеризации при 80-200 С.о 2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в качестве 0 комплекса хлористого алюминия с ор"ганическими соединениями используют комплексы с толуолом, этиловым спиртом, бензолом, диэтиловым эфиром и процесс осуществляют в присутствии 65 0,5-3 мас.Ъ комплекса на полимеризат. Из примеров 1-6 следует, что полиолефины, получаемые по предлагаемо- ЗО му способу, обладают высоким индексомвязкости и низкой температурой застывания; При использовании таких полиолефинов в качестве базовых компонентов моторных масел, может быть достигну та экономия топлива около. 5 Ъ на 1 кмпробега машины.975720 Составитель Н. КотельниковаРедактор Н. Рогулич Техред Л.Пекарь Корректор С. Шекмар Заказ 8927/39 Тираж 514 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент СшА 9 3842134,кл, 260-683.15, опублик. 1974. 2, Авторское свидетельство СССР Р 711044, кл, С 0810/14, 1980,13. Авторское свидетельство СССР9 770081, кл, С 08 Г 10/14, 1980.4, Авторское свидетельство СССРВ 759529, кл, С 08 Р 10/14, 1980.5. Патент ГДР В 49604, кл.1201/06,опубпик. 1966 (прототип).