一种硅胶负载钛镁催化剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种硅胶负载钛镁催化剂的制备方法，是将硅胶载体通过如下处理：将二氧化硅置于气相流化床活化器中，以高纯氮气为载气，升温至２００～８００℃，程序升温脱水４～１０小时；在脱水后的二氧化硅中加入烷烃溶剂，并加入烷基金属化合物，蒸发掉烷烃溶剂，按重量比Ａｌ／Ｓｉ＝０．０５～０．１∶１；在经表面处理后的二氧化硅中加入烷烃溶剂、至少一种含卤素的硅烷化合物和至少一种含有卤素原子的给电子体化合物改性剂，加热蒸发掉烷烃溶剂；将钛化合物、镁化合物和给电子体的反应产物负载在处理后的硅胶上，并以烷基铝为助催化剂用于乙烯气相流化床聚合，具有聚合活性高、聚合产品松堆密度高、细粉少等优点，可生产高质量的聚乙烯树脂。

Method for preparing titanium dioxide catalyst supported on silica gel

The invention relates to a method for preparing titanium magnesium catalyst supported on a silica gel, silica gel is the carrier through the following processes: silicon dioxide in gas phase fluidized bed activator, with high purity nitrogen as the carrier gas, heating to 200 to 800 DEG C, temperature programmed dehydration 4 ~ 10 hours; adding alkane solvents in silica after dehydration in addition, and metal alkyl compounds evaporate alkane solvents, according to the weight ratio of Al / Si = 0.05 to 0.1: 1; on the silica surface treated with alkane solvent, at least one halogen containing silane compound and at least one halogen atom containing electron donor compound modifier, heating evaporated titanium compounds, alkane solvents; magnesium compounds and reaction products to electronic body load in the treated silica, and alkyl aluminum catalyst It can be used in the polymerization of ethylene gas phase fluidized bed. It has the advantages of high polymerization activity, high bulk density, fine powder and so on. It can produce high quality polyethylene resin.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的硅胶负载钛镁催化剂，由催化剂载体、主催化剂和助催化剂组成，其特征是以改性二氧化硅为载体，其中至少含有一种含钛活性组分的催化剂，该含钛活性组分为一种包括至少一种钛化合物、至少一种镁化合物和至少一种给电子体的反应产物，以烷基铝作为助催化剂。所用的二氧化硅的平均粒径为10～50μm，优选为15～25μm，比表面积为280～700m2，优选为400～600m2/g，比表面积过小会影响活性组分的负载量。采用下列步骤对二氧化硅载体进行改性处理 (1)将二氧化硅置于气相流化床活化器中，用无水、无氧的氮气吹动流化，逐步升温至200～700℃，优选为500～700℃，恒温脱水4～10小时。 (2)在脱水后的二氧化硅中按5～50mL/g二氧化硅的用量加入烷烃溶剂，并加入烷基金属化合物处理载体表面的羟基，室温下搅拌1～4小时，加热蒸发掉烷烃溶剂，得到流动性较好的活化二氧化硅；按重量比Al/Si＝0.05～0.1∶1。 (3)在经表面处理后的二氧化硅中按5～50mL/g二氧化硅的用量加入烷烃溶剂，按0.01～0.1mL/g二氧化硅的用量加入至少一种含卤素的硅烷化合物，按0.01～0.1mL/g二氧化硅的用量加入至少一种含有卤素原子的给电子体化合物改性剂，室温下搅拌1～4小时，加热蒸发掉烷烃溶剂，得到流动性较好的改性二氧化硅； 改性用的硅烷化合物改性剂的结构为SiRmX4-m，R为相同或不相同的C1-8的烷基，X为卤素，m为1～3的整数。 改性用的含有卤素原子的改性剂的结构如下 其中R1～R8为氢、烷基、烷氧基、环烷基、芳基、醛基、酰基、胺基中的一种官能团，R1～R8中至少有一个为卤原子，如F、Cl、Br或I，改性剂优选四氯呋喃。 本专利技术所述催化剂组分可采用以下制备方法，将上述的钛化合物和镁化合物溶解在给电子体中，制备成母液，然后通过浸渍的方法负载在改性处理后的硅胶载体上，较为优选的方法所采用的步骤如下 (1)将钛化合物和镁化合物溶解在四氢呋喃中，制成母液，其中钛化合物可以在镁化合物之前或之后加入到四氯呋喃中或两者同时加入； (2)将上述经改性处理后的硅胶载体加入到(1)步的母液中，反应一定的时间后，对其进行干燥，脱除过量的四氢呋喃，一般控制剩余含量在12～18wt％； (3)将步骤(2)得到的固体物，悬浮于低级烷烃溶剂中，用一种或多种烷基铝化合物进行还原处理，再进行干燥后即制得最终催化剂组分。其中所述低级烷烃溶剂为C3～C9的烷烃，优选C5和C6烷烃，例如异戊烷、戊烷、己烷等；其中步骤(3)中所述的烷基铝化合物的通式为AlRmX3-m，R为相同或不相同的C1-8的烷基，X为卤素，m为1～3的整数，优选AlEt3、Al(n-C6H13)3、AlEt2Cl等。特别指出的是本专利技术的卤代物改进剂可以以任何有效的方式引入催化剂组分中，如(1)在上述制备步骤的硅胶处理过程中引入；(2)在上述制备步骤的催化剂络合物负载于硅胶的过程中引入。 本专利技术还涉及一种用于乙烯聚合或共聚合的催化剂，它是上述含钛的催化剂组分与烷基铝化合物的反应产物，其中所用的烷基铝化合物其通式为AlRmX3-m，R为相同或不相同的C1-8的烷基，X为卤素，m为1～3的整数，优选AlEt3、Al(n-C6H13)3、AlEt2Cl等。本专利技术涉及的催化剂适用于各种乙烯的均聚合或乙烯与其他α-烯烃的共聚合，其中α-烯烃可选自丙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯、4-甲基戊烯-1中的一种。其聚合工艺采用气相法、淤浆法和溶液法，更适合于气相流化床聚合，特别是气相流化床的冷凝技术。 具体实施例方式 实施例1 催化剂组分的制备 (1)称取约20g球形硅胶(美国Grace公司生产，平均粒径为24μm，比表面积为570m2/g)，600℃下在气相流化床活化器中活化4小时。 (2)在氮气保护下的带搅拌器的反应瓶中，加入100mL异戊烷，将(1)步中经热活化处理后的硅胶10g和5.6mL浓度为1mmol/mL的AlEt3的己烷溶液加入，在20～30℃反应半小时，而后缓慢滴加0.2mL二甲基二氯硅烷和0.3mL四氯呋喃，加完后反应半小时，用高纯氮气吹扫干燥成流动性粉末。 (3)在另一带搅拌器的反应瓶中，加入1.74g MgCl2和0.64mL TiCl4及174mL四氢呋喃，升温回流搅拌5小时，即制得催化剂母液。 (4)将第(2)步中经改性处理好的硅胶与第(3)步制备的母液混合，回流搅拌1小时，而后用高纯氮气吹扫干燥，得到流动性淡黄色固体粉末，其中四氢呋喃的含量为16.8Wt％。 (5)室温下以异戊烷为溶剂，采用AlEt2Cl和Al(n-C6H13)3对步骤(4)所得的反应产物进行预还原，控制AlEt2Cl/THF的摩尔比为0.45，Al(n-C6H13)3/THE为0.20。反应完成后用高纯氮气吹扫干燥，得微黄色固体粉末状催化剂组分。其催化剂组分中Ti％＝1.24Wt％、Mg％＝4.69wt％、Al％＝4.31％、Cl％＝18.2Wt％。 催化剂评价 乙烯的淤浆聚合2L不锈钢反应釜中进行乙烯淤浆聚合评价，催化剂的用量50mg，H2/C2H4＝0.28/0.75，1mL的AlEt3己烷溶液(1mmol/mL)，1L己烷，80℃反应2小时。催化剂的合成条件见表1，淤浆聚合结果见表2。 乙烯与丁烯的气相共聚合聚合在φ150流化床乙烯气相聚合装置上进行，其催化剂用量为0.2102g，AlEt35mmol，600g聚乙烯粉料作为分散剂，聚合条件为总压1.7MPa，温度88℃，混合气的组成(体积％)H2＝12.35、C2H4＝59.47、l-C4H8＝14.57、N2＝13.61，聚合4小时，产物重量1321g，聚合结果见表3。 实施例2 催化剂组分的制备 (1)称取约20g球形硅胶(美国Grace公司生产，平均粒径为24μm，比表面积为570m2/g)，600℃下在气相流化床活化器中活化4小时。 (2)在氮气保护下的带搅拌器的反应瓶中，加入100mL异戊烷，将(1)步中经热活化处理后的硅胶10g和5.6mL浓度为1mmol/mL的AlEt3的己烷溶液加入，在20～30℃反应半小时，然后缓慢加入三甲基氯硅烷0.2mL和四氯呋喃0.3mL，用高纯氮气吹扫干燥成流动性粉末。 (3)在另一带搅拌器的反应瓶中，加入1.74g MgCl2和0.64mL TiCl4及174mL四氢呋喃，升温回流搅拌5小时，即制得催化剂母液。 (4)将第(2)步中经改性处理好的硅胶与第(3)步制备的母液混合，回流搅拌1小时，而后用高纯氮气吹扫干燥，得到流动性淡黄色固体粉末，其中四氢呋喃的含量为16.4Wt％。 (5)室温下以异戊烷为溶剂，采用AlEt2Cl和Al(n-C6H13)3对步骤(4)所得的反应产物进行预还原，控制AlEt2Cl/THF的摩尔比为0.45，Al(n-C6H13)3/THF为0.20。反应完成后用高纯氯气吹扫干燥，得微黄色固体粉末状催化剂组分。其催化剂组分中Ti％＝1.14Wt％、Mg％＝2.81wt％、Al％＝4.35％、Cl％＝14.39Wt％。 催化剂评价 乙烯的淤浆聚合2L不锈钢反应釜中进行乙烯淤浆聚合评价，催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅胶负载钛镁催化剂的制备方法，是将钛化合物、镁化合物和给电子体的反应产物负载在球形或类球形的硅胶载体上，其特征在于：将硅胶载体通过以下步骤进行活化处理：　（１）将二氧化硅置于气相流化床活化器中，以高纯氮气为载气，升温至２００～８００℃，程序升温脱水４～１０小时；　（２）在脱水后的二氧化硅中按５～５０ｍＬ／ｇ二氧化硅的用量加入烷烃溶剂，并加入烷基金属化合物处理载体表面的羟基，室温下搅拌１～４小时，加热蒸发掉烷烃溶剂，得到流动性较好的活化二氧化硅；按重量比Ａｌ／Ｓｉ＝０．０５～０．１∶１；　（３）在经表面处理后的二氧化硅中按５～５０ｍＬ／ｇ二氧化硅的用量加入烷烃溶剂，按０．０１～０．１ｍＬ／ｇ二氧化硅的用量加入至少一种含卤素的硅烷化合物，按０．０１～０．１ｍＬ／ｇ二氧化硅的用量加入至少一种含有卤素原子的给电子体化合物改性剂，室温下搅拌１～４小时，加热蒸发掉烷烃溶剂，得到流动性较好的改性二氧化硅；　含卤素的硅烷化合物改性剂的结构为ＳｉＲ↓［ｍ］Ｘ↓［４－ｍ］，Ｒ为相同或不相同的Ｃ↓［１－８］的烷基，Ｘ为卤素，ｍ为１～３的整数；　含有卤素原子的给电子体化合物改性剂的结构式如下：　＊＊＊　其中：Ｒ↓［１］～Ｒ↓［８］可以为氢、烷基、烷氧基、环烷基、芳基、醛基、酰基、胺基中的一种官能团，Ｒ↓［１］～Ｒ↓［８］中至少有一个为卤原子，如Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ或Ｉ。...

【技术特征摘要】
1、一种硅胶负载钛镁催化剂的制备方法，是将钛化合物、镁化合物和给电子体的反应产物负载在球形或类球形的硅胶载体上，其特征在于将硅胶载体通过以下步骤进行活化处理(1)将二氧化硅置于气相流化床活化器中，以高纯氮气为载气，升温至200～800℃，程序升温脱水4～10小时；(2)在脱水后的二氧化硅中按5～50mL/g二氧化硅的用量加入烷烃溶剂，并加入烷基金属化合物处理载体表面的羟基，室温下搅拌1～4小时，加热蒸发掉烷烃溶剂，得到流动性较好的活化二氧化硅；按重量比Al/Si＝0.05～0.1∶1；(3)在经表面处理后的二氧化硅中按5～50mL/g二氧化硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜涛，吴林美，邹恩广，宁英男，何书艳，罗明检，赵成才，张丽，郎笑梅，张明辉，李洪兴，付义，赵增辉，高宇新，张丽洋，王立娟，李红，杨国兴，刘君涛，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，大庆石油学院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]