Способ получения полиэтилена
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистическим
Республик
<>975720 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 13.06.80 (21)2939427/23-05 (513 М. Кп. с присоединением заявки Но
С 08 F 110/02//
С. 10 М 7/14
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (З1УДК 687.742.2 °.02(088.8) Опубликовано 231182. Бюллетень Мо 43
Дата опубликования описания .23 ° 11.82
О.Н.Цветков, М.A.×àãèíà, В.М.школьников
Н.A.Жерноклеева,Р.И.Топорищева, В.P ° Сере
Т.К.Нлаксунов и Г.И.Трущел (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
А54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНА
Изобретение относится к нефтехимической промьыпенности, а именно к получению полиэтилена, который может, использоваться в качестве смазочных масел илк их компонентов.
Известен способ получения полиолефинов полкмеризацией высших линейных альфа-олефинов -CI,-С1 на катализаторе хлористый алюмйнкй - нитроалкан при 80-125оС (возможна модификация четыреххлористым титаном, спиртом . с последующим гидрированием. Качество получаемых масел рекомендуемых в качестве гидравлических жидкостей, следующее: температуру застывания ниже -54о С, вязкость при 99оС 4 16 сСт, :индекс .вязкости выае 120 Г11.
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 -С16 с применением в качестве катализатора соединений алюминия при введении в нагретую мономерную смесь 0,7-1,5 мас.Ъ алкклхлорида и повышении температуры до 150-170оС, выдержквании прк этой, температуре
30-40 мин и введении 0,3-1,0 мас.Ъ от реакционной смеси хлористого алюминия. Процесс полимеризации проводят при 110-130оC.
Синтезированные по этому способу полколефины обладают индексом вяз-. кости при 100 С 8 сСт и невысокой динамической вязкостью при -40оC
140-180 П 2l.
В известном способе для получения масел используются высшие альфаолефины, что требует осуществления за целого ряда процессов. для их синтеИзвестен также способ получения смазочных масел путем полимеризации высших альфа-олефинов с применением в качестве катализатора хлористого алюминия, процесс полимериэации проводят прн 70-170 С в присутствии
0,5-10 мас 4 (от мономера ) алкилэамещенного ароматического углеводорода.
Получаемое по этому способу масло имеет вязкость при 100оС 8-16 сСт о и темт .ерутуру завтывания минус -45 С.
Масло рекомендуетсл как базовый компонент моторных масел северных сор30 тов 31
975720 панщтй способ получения масел также базируется на применении в ка= честве сырья высших олефинов„ для
Ф 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 каталити1еской олигомеризации высших )g олефинов в массе или среде органических растворителей при 100-200 С в присутствии алюмосиликатного катализатора, содержащего окислы различных металлов. Выход масла !
1составляет 25-60%, вязкость при 100 С
2,6-4,4 сСт, индекс вязкости 102-140,. температура застывания (-48)(-54) С .4 3.
Недостатком 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 в качестве 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 40
102-10 4, температурой застывания (-24) (-26) С (5 3 °
Однако по известному способу не уцается получить полиолефины с улучшенными сочетаниями вязкостно-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 1-4масВ на этилен триэтилалюминия и 10-80маc3 на алюминий алкилов цинка, бора или кадмия в пересчете на металл при
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 соединениями используют комплексы с толуолом, этиловым спиртом, бензолом, диэтиловым эфиром и осуществляют процесс в присутствиил 0,5-3 мас.% комплекса на полимеризат °
Согласно 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, реакцион.ную смесь перемешивают при 80-200 С в течение 0,5-5 ч, охлаждают, отделяют от катализатора, нейтрализуют и выделяют продукт.
Пример 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.Ъ не.переходного металла на алюминий.В ре акционную 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 це.левой 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 1000С
Р
50 С 25,1
Индекс вязкости 113
Температура застывания, С -54
Полиолефины, полученные по известному способу, имеют индекс вязкости
102, температуру застывания -26 C.
Пример 2. Этилен подвергают полимеризации в реакторе с перемеши вающим электромагнитным устройством при 170ОС, давлении 40 ат в присутствии триалкилалюминия, взятого в количестве 1,43 r, соответствующем 80 мас.В непереходного металла на алюминий. В реакционную смесь добавляют комплекс хлористого алюминия в этиловом спирте в количестве 2 70 г (3мас.В)и перемешивают при 130 С в течение 5 ч. Из каталиэата выделяют целевой продукт с температурой кипения.350 C (c выходом 79,0 мас.З на лолимеризат. Остаток подвергают гидрогенизации и по975720 спирте в количестве 0,84 r (0,8мас.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;5
Индекс вязкости 115
Температура засты10 вания, С -52
Пример 6. Этилен подвергают полимеризации на первой ступени в условиях, описанных в примере 5.
На второй ступени в реакционную .смесь
15 добавляют хлористый алюминий в количестве 0,84 (0,8 мас.Ъ) и перемешивают при 80 С в течение 5 ч. Из катализата выделяют целевой продукт с выходом 74 мас.Ъ на полимеризат. Посg0 ле гидрогенизации получают полиолефины со следующими свойствами:
Вязкость кинематнческая, сСт, при 100 С 11,2
Индекс вязкости 110
25 Температура застывания, ОС -52 лучают полиолефины со следующими свойствами:
Вязкость кинематическая, сСт, при 100 С 10,8
50 С 47,1
Индекс вязкости 129
Температура застывания, 0С
П р и м .е р 3. Этилен подвергают полимеризации в реакторе с перемешивающим электромагнитным устройством при 1300С, давлении 250 ат в при сутствии триалкилалюминия, взятого в количестве 18 r (4 мас.Ъ на этилен ) и триэтилбора, взятого в количестве 23,55 r, соответствующем
60 мас.Ъ непереходного металла на алюминий. В реакционную смесь добавляют комплекс хлористого алюминия в бензоле в количестве 9 г (2,5мас.Ъ)
Р перемешивают при 200 С в течение
0,5 ч. Из катализата путем дистилляции выделяют целевой продукт, выкипающий выше 350 С, с выходом 75 мас.% на полимеризат. Остаток подвергают гидрогениэации и получают полиолефины со следующими свойствами:
Вязкость кинематическая, сСт, при 1000С
Индекс вязкости 120
Температура засты-53 вания, ©С
Пример 4 Этилен подвергают полимериэации в реакторе с перемешио вающим устройством прн 250 С, давлении 250 ат в присутствии триалкилалюминия, взятого в количестве 15,3 г (3,4 мас.Ъ на этилен ) и диэтилкадмия, взятого в количестве 0,55 г, соответствующем 10 мас.Ъ непереходного МеТ а на а иний. В реакцион- 40 ную смесь добавляют комплекс хлористого алюминия в диэтиловом эфире в количестве 9,7 r (3 мас.Ф) и перемешивают при 1300С в течение 5 ч. Из катализата путем дистилляции выделяют целевой продукт, выкипающий выше
350 С с выходом 80 мас.Ъ на полимеризат. Остаток подвергают гидрогенизации и получают полиолефины со следующими свойствами:
Вязкость кинематичес-. кая, сСт, при 100 С 9,2
Индекс вязкости 119
Температура застывания, С -52
Пример 5, Этилен подвергают полимериэации в реакторе с перемешивающим электромагнитным устройством при 170©С, давлении 40 ат в присутствии триалкилалюминия, взятого в ко-. личестве 1,2 r (1 мас.Ъ на этилен ) и диэтилцинка, взятого в количестве
0,053 r, соответствующем 10 мас..Ъ непереходного металла на алюминий.
В реакционную смесь добавляют комплекс хлористого алюминия в этиловом
-49
Формула изобретения
1. Способ получения .полиэтилена. полимеризацией этилена в присутствии в качестве катализатора соединения алюминия, отличающийся
45 тем, что, с целью улучшения вязкостно-температурных свойств .конечного продукта, процесс полимеризации осуществляют в присутствии в качестве катализатора смеси 1-4 мас.Ъ на этилен триэтилалюминия и 10-80 мас.Ъ на алюминий алкилов цинка, бора или кадмия в пересчете на металл при 130250 С 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 шийся тем, что в качестве
"О комплекса хлористого алюминия с ор" ганическими соединениями используют комплексы с толуолом, этиловым спиртом, бензолом, диэтиловым эфиром и процесс осуществляют в присутствии
Из примеров 1-6 следует, что полиолефины, получаемые по предлагаемоЗО му способу, обладают высоким индексом вязкости и низкой температурой застывания; При использовании таких полиолефинов в качестве базовых компонентов моторных масел, может быть достигну35 та экономия топлива около. 5Ъ на 1 км пробега машины.
975720
Составитель Н. Котельникова
Редактор 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-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент Chloe 9 3842134, кл. 260-683.15, опублик. 1974.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 711044, кл. С 08 10/14, 1980.
3. Авторское свидетельство СССР
9 770081, кл. С 08 Е 10/14, 1980.
4. Авторское свидетельство СССР
В 759529, кл. С 08 F 10/14, 1980.
5. Патент ГДР В 49604, кл.1201/06, опублик. 1966 (прототип ).