BRPI0900952B1

BRPI0900952B1 - Catalisador e processo para obtenção de catalisador de alta atividade

Info

Publication number: BRPI0900952B1
Application number: BRPI0900952-3A
Authority: BR
Inventors: Noemi Tatizawa; Danielle De Carvalho Pinto Freitas; Katia Simone Zanco Palma; Richard Faraco Amorim; Leandro Dos Santos Silveira; Jaime Correia Da Silva
Original assignee: Petroleo Brasileiro S.A. - Petrobras
Priority date: 2009-03-24
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2019-02-12
Also published as: BRPI0900952A2; WO2010108244A1; US20120035047A1; US9193808B2

Abstract

catalisador e processo para obtenção de catalisador de alta atividade. é relatado na presente invenção um processo para obtenção de um catalisador de alta atividade baseado em mistura de suportes, mais especificamente, a mistura de suportes ser ai~2~0~3~ com m~g~ci~2~ destinado à produção de poliolefinas. o catalisador da presente invenção envolve a utilização de um suporte esférico à base de alumina especial que serve de matriz porosa, na qual é feita, por precipitação, uma intrusão de cloreto de magnésio por meio de uma solubilização deste em éteres e/ou álcoois.

Description

CATALISADOR E PROCESSO PARA OBTENÇÃO DE CATALISADOR

DE ALTA ATIVIDADE

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção encontra-se no campo dos catalisadores para produção de poliolefinas, mais particularmente catalisadores de alta atividade baseados em mistura de suportes, mais especificamente, mistura de suportes do tipo AI₂O₃ e MgCI₂.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

A utilização de um catalisador em escala industrial exige que este atenda a alguns requisitos básicos para uma boa estabilidade operacional do processo de polimerização.

Já é sabido da literatura que catalisadores de poliolefinas, por terem um mecanismo de polimerização por coordenação, reproduzem com fidelidade a morfologia original do catalisador (efeito replica).

Porém, foi observado durante o processo de desenvolvimento de fibra em monofilamento baseada em uma determinada resina de polietileno, monofilamento que possui características especiais de alto desempenho e que pode ser processado em equipamento convencional de extrusão, que o catalisador apresentou grandes dificuldades na 20 viabilização de etapas que envolvem a preparação do polímero em maior escala. Tais dificuldades ocorrem principalmente em relação ao catalisador misto obtido por técnica de moagem, o que resulta em morfologia irregular. Entretanto, esta morfologia irregular aliada com a alta atividade do catalisador provoca um descontrole da reação de polimerização, quando 25 se utiliza condições de alta pressão parcial, que por sua vez se reflete nas etapas de polimerização e processamento do polímero e traz problemas, principalmente devido à formação de aglomerados no reator.

A implementação industrial de catalisador à base de mistura por moagem, em especial para o catalisador de alumina e magnésio, 30 apresenta uma cinética de polimerização de difícil controle e, como

Petição 870180158797, de 05/12/2018, pág. 6/44

2/14 comentado acima, a consequência é a formação dos aglomerados. Este problema dificulta a sua utilização em processos contínuos sendo viável a sua aplicação apenas com a adição de substâncias anti-aglomerantes. Uma outra forma de evitar esses problemas é a utilização de cargas mais brandas de monômero. Dependendo da “classe” de polietileno desejado e da utilização destas cargas mais brandas, o comprometimento da produtividade decorrente destas medidas pode tornar inviável a implementação industrial do catalisador. Um exemplo disso é o caso da síntese de um polietileno “classe” fibra onde, pela formação de aglomerados resultantes da altíssima atividade inicial e da morfologia pobre decorrente do processo de moagem, ocorre uma inviabilidade de operação contínua da planta industrial.

Pesquisas continuam sendo desenvolvidas em busca de um catalisador que apresente versatilidade. Uma qualidade apreciada na implementação de um catalisador industrial consiste na sua capacidade de produção de “classes” diferenciadas de produtos sem a necessidade de troca do sistema catalítico, o que simplifica significativamente a operação do sistema.

TÉCNICA RELACIONADA

A técnica que se relaciona com a presente invenção está diretamente ligada a documentos de patente que são propriedade da própria requerente, os quais se encontram resumidamente citados abaixo e meramente como referência.

O documento Pl 80005302-5 (Arnaldo Costa F. Junior e outros) diz respeito ao modo de obtenção de um óxido de alumínio de elevado volume de poros e grande superfície específica por calcinação de um carbonato básico obtido por reação entre bicarbonato de amônio, hidróxido de amônio e nitrato ou sulfato de alumínio em solução aquosa em condições controladas de pH.

O documento Pl 8005670-9 (Odyr do Couto Filho e Juan Raul Q.

Petição 870180158797, de 05/12/2018, pág. 7/44

3/14

Abarca) diz respeito à preparação de um sistema catalítico do tipo Ziegler suportado em alumina possuindo elevada área superficial e alto volume de poros, alumina que é especialmente preparada a partir da reação de um sal de alumínio, selecionado entre nitrato e sulfato, com bicarbonato de 5 amônio sob condições controladas de temperatura e pH. O sistema catalítico é empregado na obtenção de polímeros de etileno de alta densidade e de peso molecular acima de 2.000.000. A polimerização é conduzida em suspensão de n-hexano ou n-heptano em uma faixa de temperatura entre 40°C e 90°C e pressão de 10 kg/cm² a 30 kg/cm².

Os documentos PI 8703935 e PI 8801441 A (Juan Raul Q. Abarca e

Dellyo Ricardo dos S. Alvares, ambos os documentos) descrevem um processo de preparação de suporte catalítico à base de uma alumina especial modificada com quantidades variáveis de cloreto de magnésio, uma maior proporção de MgCI₂ determinando uma menor quantidade de 15 cadeias de alto peso molecular no polímero final. O suporte obtido por moagem conjunta de alumina especial e MgCI₂ previamente tratado com benzoato de etila, é impregnado com TiCI₄ para formar o catalisador. Os catalisadores obtidos têm alta atividade, o que permite evitar, nas resinas obtidas, a etapa de eliminação de resíduos metálicos e cloretos. Os 20 polímeros obtidos apresentam, outrossim, diferentes tipos de distribuição de peso molecular e, consequentemente, diferentes propriedades mecânicas.

O documento PI 9301438-4 (Jaime C. da Silva e Cecília Maria C. de Figueiredo) descreve um processo de preparação de um suporte esférico 25 para polimerização de alfa olefinas a partir de uma dawsonita amoniacal, a qual é seca por atomização formando partículas esféricas as quais, por calcinação e impregnação com titânio, produzem um catalisador também esférico e de boa resistência mecânica. O documento também descreve o processo de polimerização que, em presença do catalisador esférico, 30 produz partículas de poliolefinas que mantém a esfericidade do suporte

Petição 870180158797, de 05/12/2018, pág. 8/44

4/14 com baixo ângulo de escoamento e boa densidade aparente, bem como o polietileno produto obtido a partir do processo descrito.

O documento Pl 0304322-3 (Dellyo Ricardo dos S. Alvares e Roberto B. Haag) descreve um processo de obtenção de fibra de polietileno de alto módulo, extrusável, compreende a fusão e estiramento em equipamentos convencionais de polietileno obtido pela polimerização de eteno em presença de um catalisador Ziegler-Natta sobre um suporte misto de alumina e cloreto de magnésio em que as proporções de cloreto de magnésio variam entre 15% e 60% em massa, e a razão eteno/H₂ entre 10 6,0 e 1,2, a variação desses dois parâmetros conduzindo a “classes” de polietileno com diferentes distribuições de peso molecular e diferentes índices de fluidez, apresentam possibilidade de transformação em fibras de alto módulo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

É objetivo da presente invenção, um processo para obtenção de um catalisador destinado à produção de poliolefinas, mais particularmente um catalisador de alta atividade baseado em mistura de suportes, mais especificamente, a mistura de suportes ser AI₂O₃ com MgCI₂.

O catalisador obtido segundo o processo da presente invenção apresenta uma morfologia controlada bem como uma atividade catalítica compatível com sistemas industriais, maior versatilidade, que permite ser usado em qualquer plataforma tecnológica, seja em plantas que atuam em batelada por sistema de lama (slurry/bulk) ou em plantas em fase gasosa. No caso de sistemas em fase gasosa os requisitos quanto à morfologia da 25 partícula e desempenho do catalisador são muito mais rigorosos, particularmente no que diz respeito à densidade aparente.

O catalisador da presente invenção envolve a utilização de um suporte esférico à base de alumina especial que lhe serve de matriz porosa. Nesta matriz porosa de AI₂O₃ é feita, por precipitação, uma 30 intrusão de cloreto de magnésio por meio de uma solubilização deste em

Petição 870180158797, de 05/12/2018, pág. 9/44

5/14 éteres e/ou álcoois.

Do ponto de vista industrial, o catalisador da presente invenção é mais controlável, além de propiciar uma produtividade catalítica comparável ou até mesmo superior à produtividade obtida com o uso de catalisadores obtidos por moagem.

O catalisador da invenção foi testado também na polimerização de propeno e na copolimerização com a-olefinas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Refere-se a presente invenção a um processo para a obtenção de 10 um catalisador destinado à produção de poliolefinas, mais particularmente um catalisador de alta atividade baseado em mistura de suportes de AI₂O₃e MgCI₂ especialmente preparados.

A preparação de suportes catalíticos à base de alumina (ou sílica) e cloreto de magnésio é descrita em vários documentos da literatura 15 especializada, e a conjugação das duas substâncias para formar o suporte pode ser realizada de diferentes maneiras.

O catalisador da presente invenção faz uso de um suporte esférico à base de alumina, obtido conforme a técnica descrita no documento PI 9301438 A da requerente e citado como referência, onde este suporte é 20 modificado por meio da mistura entre aquela alumina especial com quantidades variáveis de cloreto de magnésio previamente dissolvido em éteres ou álcoois, de modo que, à medida que se varia a quantidade do haleto de magnésio adicionado, os outros componentes do sistema catalítico são mantidos constantes.

Com isto são modificadas: a atividade catalítica, o peso molecular e a distribuição de peso molecular da poliolefina, produto da reação de polimerização, com consequente variação em suas propriedades mecânicas.

Em outro aspecto, a presente invenção aperfeiçoa as características 30 do sistema catalítico tipo Ziegler, descrito no documento PI 8005670 da

Petição 870180158797, de 05/12/2018, pág. 10/44

6/14 requerente e também citado como referência.

Na presente invenção, como já foi mencionado, o catalisador é formado pela intrusão de um aduto de cloreto de magnésio em uma matriz porosa de alumina especial, denominada matriz porosa de alumina esférica especial.

A incorporação do aduto é realizada por meio da solubilização do cloreto de magnésio e sua inclusão na matriz porosa de alumina esférica especial por meio de precipitação controlada. Forma-se uma suspensão em um solvente, álcool ou éter que, por evaporação gera uma matriz 10 esférica de alumina impregnada com o aduto de cloreto de magnésio em seus poros. O teor de MgCI₂ varia na faixa de 3% a 50% em massa. Na presente modalidade o solvente usado é um álcool.

Entre os éteres que podem ser utilizados estão alquil éteres e cicloalquil éteres tais como dietil éter, di-n-propil éter, dibutil éter, 15 tetrahidrofurano, dioxano entre outros.

Entre os alcoóis que podem ser utilizados estão os alquil-alcoois com 1 a 12 átomos de carbonos.

O composto obtido sofre então uma dessolvatação química por meio do tratamento com um alquil-alumínio, e posteriormente uma titanação 20 para a obtenção do catalisador.

Entre os alquil-alumínios que podem ser utilizados estão o trimetilalumínio, trietil-alumínio, tri-isobutil-alumínio, cloreto de dietil-alumínio, trin-hexil-alumínio, isoprenil-alumínio e misturas entre estes alquil-alumínios.

O processo de obtenção do catalisador da presente invenção 25 compreende as seguintes etapas:

a) preparar um suporte utilizando uma técnica que compreende os seguintes passos: preparar a solução de MgCI₂ por meio da pesagem da quantidade definida de MgCI₂ em relação à massa de alumina pesada; adicionar lentamente esta massa de MgCI₂ no solvente 30 resfriado, escolhido entre os alcoóis e éteres citados acima, sob fluxo

Petição 870180158797, de 05/12/2018, pág. 11/44

7/14 de gás inerte e vigorosa agitação, e, a seguir, aplicar aquecimento e agitação para facilitar a dissolução;

- preparar a mistura entre a alumina e MgCI₂ em solução por meio da adição do solvente sobre a alumina sob fluxo de gás inerte; proceder à adição da solução de MgCI₂ com agitação vigorosa e depois aquecer para que o excesso de solvente evapore e reste um pó seco;

- tratar a mistura entre alumina e MgCI₂ em um sistema equipado com agitação mecânica para obter uma suspensão desta mistura em um hidrocarboneto na faixa de C₅ a C₁₂; adicionar vagarosamente à suspensão um alquil-alumínio e continuar a agitação por tempo de contato determinado; retirar o excesso de hidrocarboneto; proceder a lavagens sucessivas, quando então, concluída a lavagem, o suporte tratado é filtrado e seco sob corrente de gás inerte;

b) proceder à síntese do catalisador obedecendo às seguintes etapas:

- adicionar o suporte obtido na etapa anterior sobre cloreto de titânio no interior de um reator de titanação com ciclos de lavagem;

- iniciar um aquecimento gradual e lento até uma temperatura préestabelecida, sempre sob agitação e por um tempo determinado, ao final do qual, o catalisador é lavado com um hidrocarboneto na faixa de C₅ a C₁₂ em dois degraus de temperatura, sendo o segundo à temperatura ambiente; e

- secar sob fluidização e temperatura acima da ambiente com gás inerte até o produto ficar com aspecto de escoamento livre (“freeflowing”).

Nas etapas de preparação do catalisador, preferencial mente o gás inerte é argônio ou nitrogênio, o solvente utilizado na solubilização do

MgCI₂ é um álcool ou um éter, a alquilação é feita com um alquil-aluminio

Petição 870180158797, de 05/12/2018, pág. 12/44

8/14 ou mistura de alquil-alumínios.

A quantidade definida de MgCI₂, considera como de valor “1” a solubilidade de MgCI₂ em solvente e é calculada segundo a relação a seguir:

^mMgCl₂ ^{r X} ^Alumina

1-r

Onde : m_MgC|₂ = massa de MgCI₂ a ser pesada;

r = razão mássica de MgCI₂ em relação à mistura final (ou percentual definido/100);

^Aiumina = massa de alumina pesada.

Na etapa de preparação da solução de MgCI₂, a temperatura de dissolução do MgCI₂ no solvente é elevada até uma temperatura na faixa de 60°C a 90°C.

Na etapa de alquilação, a quantidade de alquil-alumínio adicionado corresponde a, aproximadamente, uma razão de 2 x 10'¹ a 10 x 10'¹mmol/g de suporte, o período de tempo de adição do alquil-alumínio deve ser superior a 10 minutos, depois de completada a adição o tempo de contato sob agitação é de no mínimo de 30 minutos e no máximo de 360 minutos. Após este período procede-se a lavagem do suporte em 5 ciclos.

Na etapa de síntese do catalisador, a adição do suporte é feita sobre TiCI₄ a uma temperatura entre -5°C e 30°C.

Na etapa de síntese do catalisador, o aquecimento gradual ao término da adição de TiCI₄ está na faixa de 30°C a 130°C e a titanação é feita preferencialmente em temperatura de 80°C a 120°C pelo tempo determinado de 2 horas.

Na etapa de síntese do catalisador, a lavagem do catalisador é feita com um hidrocarboneto na faixa de C₅ a Ci₂. O número de ciclos de lavagem será determinado pelo teor residual de cloretos no hidrocarboneto.

Petição 870180158797, de 05/12/2018, pág. 13/44

9/14

Na etapa de síntese do catalisador, a secagem por fluidização em atmosfera inerte a uma temperatura abaixo de 100°C.

Outros métodos de secagem podem ser utilizados tais como secagem a vácuo ou utilizando um equipamento rotavapor.

Com o objetivo de apenas ilustrar a invenção, serão apresentados a seguir alguns resultados experimentais a título de exemplo. Torna-se claro, todavia, que tais exemplos não podem ser considerados como limitantes da invenção.

A tabela 1 apresenta a caracterização dos catalisadores utilizados quanto ao teor de titânio:

TABELA 1
Catalisador	Método de mistura	Teor de Titânio(%)
CAT-1	Moagem	1,0
CAT-2	Precipitação controlada	1,1
CAT-3	Precipitação controlada	0,5
CAT-4	Precipitação controlada	4,1

As tabelas 2 e 3, a seguir, mostram algumas polimerizações para obtenção de polietileno de alta densidade e as principais características do produtos obtidos.

TABELA 2
POLIMERIZAÇÕES DE ETILENO
Reação	Catalisador	% MgCI2 na mistura	Alquilação	Atividade* (Kg/g catalisador)	MFI (g/10·)	Dap (g/mL)
1	CAT-1	20-50	não	1,11	1,71	0,19
2	CAT-2	3-15	não	0,41	0,88	0,30
3	CAT-3	3-15	Sim	2,31	1,42	0,35
4	CAT-4	15-25	Sim	20,00	1,0	0,30
*Condições de polimerização: Pc2H4 = 10 bar; P_H2 = 1,1 bar; T = 85° C, 2 horas.

Petição 870180158797, de 05/12/2018, pág. 14/44

10/14

TABELA 3
POLIMERIZAÇÕES DE ETILENO	DISTRIBUIÇÃO DE PESO MOLECULAR
GPC
Reação	Catalisador	% MgCI2 na mistura	Alquilação	Atividade catalítica (Kg_co\|/g_cat)	Mw	PD	%>10⁶
1	CAT-1	20-50	não	1,11	348.140	5,6	7,2
2	CAT-2	3-15	não	0,41	429.226	6,5	4,1
3	CAT-3	3-15	sim	2,31	270.247	6,9	5,2
4	CAT-4	15-25	sim	20,00	261543	5,3	7,6
*Condições de polimerização: Pc2H4 = 10 bar; P_H2 = 1.1 bar; T = 85° C, 2 horas.

Onde: MFI - Melt Flow índex - ASTM D 1238 (190°C/ 21,6kg)

D_ap - Densidade aparente - ASTM 1895

GPC - Cromatografia de permeação por gel - ASTM 5296-97 e ASTM 6474-99 %>10⁶ - Percentagem de moléculas com peso molecular acima de 1 milhão.

PD - Polidispersão

O catalisador CAT-1 foi preparado pelo método de mistura por moagem dos suportes conforme descrito nas patentes PI 8703935 e PI 8801441-A.

Verifica-se pela análise dos dados da Tabela 1 que todos os catalisadores desenvolvidos conforme este novo método (exemplificados como CAT-2, CAT-3 e CAT-4) apresentam uma melhoria significativa na morfologia do polímero obtido como demonstram os dados de D_ap(densidade aparente), com valores acima de 0,30 g/ml_ quando comparados ao CAT-1, obtido por moagem, que apresenta valor de D_apigual a 0,19 g/ml_. A alta densidade aparente obtida torna o catalisador passível de utilização em diferentes plataformas tecnológicas: polimerização em lama, em massa e em fase gasosa.

Ao se comparar o catalisador CAT-3 aos CAT-1 e CAT-2 verifica-se outro aspecto importante do procedimento que diz respeito à alquilação do

Petição 870180158797, de 05/12/2018, pág. 15/44

11/14 suporte.

Sabe-se que o MgCI₂ é o suporte que promove a obtenção de catalisadores de maior atividade catalítica. Sendo seu teor maior no CAT-1 era de se esperar que a atividade catalítica de CAT-1 fosse maior. Entretanto CAT-3 apresenta o dobro da atividade de CAT-1. Além disso, ocorre também melhoria ainda maior na densidade aparente do polímero atingindo o valor de 0,35g/mL.

A tabela 4 a seguir apresenta resultados de tenacidade do polímero obtido de acordo com o catalisador utilizado: HMPEX “classe” de polietileno com um MFI₁₉o°c/2i,6kgde aproximadamente 1,5 g/10min.

TABELA 4
Tipo	MFI (g/10min)	Razão de estiramento	Tenacidade (g/den)
Moagem	1,5	1:8	7,1
Esférico	1,4	1:8	7,2

Onde: MFI - Melt Flow índex - ASTM D 1238 (190°C/

21,6kg)

Tenacidade - ASTM D 2256-02

Os dados das Tabelas 3 e 4 evidenciam a vantagem na obtenção do HMPEX por meio da presente invenção, no qual se tem um catalisador com maior atividade catalítica e que promove a obtenção do mesmo polietileno especial conforme comprovam os dados de GPC e de tenacidade.

O catalisador da presente invenção, como já mencionado anteriormente, apresenta uma grande versatilidade de aplicação e, para comprovar seu desempenho foram feitos testes que envolveram copolimerização de etileno com outras α-olefinas para a produção de polietilenos lineares de baixa densidade.

Foram feitos também testes para polimerização utilizando propeno, assim como testes comparativos com produtos comerciais equivalentes.

Petição 870180158797, de 05/12/2018, pág. 16/44

12/14

Exemplo de copolimerização com 1-Buteno - obtenção de PELBD (Polietileno Linear de Baixa Densidade)

O catalisador desenvolvido foi testado na copolimerização de etileno com 1-buteno. No caso do emprego do CAT-4, usando-se razão molar

C⁼2/C⁼4 igual a 35, em temperatura de reação de 85°C, foi obtido um polímero que será nomeado a partir deste ponto como POL1, com densidade de 0,92 g/cm³. O POL1 foi comparado com Polietilenos Lineares de Baixa Densidade (PELBD) comerciais de mesma densidade para avaliação das propriedades mecânicas. Foram utilizadas amostras 10 comerciais COM-1, polietileno linear de baixa densidade a base de

1-hexeno e COM-2, polietileno linear de baixa densidade a base de 1-buteno.

Verificou-se que o copolímero obtido apresenta propriedades mecânicas superiores quando comparados aos produtos de mesmo 15 classificação comercial.

As tabelas 5 e 6, a seguir, apresentam os resultados dos ensaios realizados para comparação das propriedades mecânicas entre as amostras comerciais COM-1 e COM-2 referidas acima e o polímero preparado de acordo com o processo da invenção POL1.

TABELA 5
Material	TR (MPa)	DR (%)	TE (MPa)
COM-1	6,45 ± 0,74	79,91 ±8,81	12,31 ±0,29
COM-2	15,81 ± 1,35	313,17 ±28,78	10,31 ±0,31
POL1	15,59 ± 1,24	204,67 ± 25,71	17,22 ±0,57

TABELA 6
Material	DE (%)	MY (MPa)
COM-1	18,67 ±0,80	252 ± 11
COM-2	19,12 ± 1,67	203 ± 16
POL1	13,95 ± 1,57	448 ± 40

Petição 870180158797, de 05/12/2018, pág. 17/44

13/14

Onde: TR	tensão na ruptura, ASTM D-638
DR	deformação na ruptura, ASTM D-638
TE	tensão no escoamento, ASTM D-638
DE	deformação no escoamento, ASTM D-638
MY	Módulo de Young, ASTM D-638
COM-1	“classe” de PELBD a base de 1-hexeno
COM-2	“classe” de PELBD a base de 1-buteno
POL1	“classe” de PELBD obtido

A comparação de opacidade foi realizada apenas com a amostra da COM-2, que por se tratar de amostra equivalente em termos de densidade, e usando o mesmo comonômero (1-buteno), possuem a mesma classificação. Os resultados encontram-se na tabela 7 apresentada a seguir.

A opacidade, ou Teste de Haze, é um teste importante quando se trata do emprego do material como filme, visto que interfere diretamente na transparência do produto, propriedade importante no caso de embalagens.

TABELA 7
Amostra	Densidade (g/cm³)	Opacidade (%)
BF 220008 S3	0,92	82,04
POL1	0,923	68,85
*Opacidade - ASTM E-313-00

Exemplo de Polimerização de Propeno

As reações de polimerização de propeno com o CAT-4, realizadas via polimerização em lama (slurry), a 70°C, promoveram a obtenção de um polipropileno que no caso da “classe” com MFI = 18g/10min apresentou uma fração de altíssimo peso molecular, da ordem 5 a 7 χ 10⁶. Os resultados encontram-se na tabela 8 apresentada a seguir.

Petição 870180158797, de 05/12/2018, pág. 18/44

14/14

TABELA 8
POLIMERIZAÇÕES DE PROPENO	DISTRIBUIÇÃO DE PESO MOLECULAR
GPC
Reação	Catalisador	% MgCI2 na mistura	Atividade catalítica (Kg_poi/gcat)	Mw	PD	%>10⁶
5	CAT-3	3-15	0,05	106875	5,7	0,7
6	CAT-4	15-25	0,40	233067	9,9	1,4
*Condições de polimerização: Pc3H6 = 10 bar; P_H2 = 0,5 bar; T = 70° C, 2 horas.

Embora a presente invenção tenha sido descrita em sua forma de realização preferida, o conceito principal que norteia a presente invenção que é um processo para produção de um catalisador para produção de poliolefinas, mais particularmente um catalisador de alta atividade baseado 5 em mistura de suportes, mais especificamente, a mistura de suportes ser AI₂O₃ com MgCI₂, se mantém preservado quanto ao seu caráter inovador, onde aqueles usualmente versados na técnica poderão vislumbrar e praticar variações, modificações, alterações, adaptações e equivalentes, cabíveis e compatíveis ao meio de trabalho em questão, sem, contudo se 10 afastar da abrangência do espírito e escopo da presente invenção, que estão representados pelas reivindicações que se seguem.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1- PROCESSO PARA OBTENÇÃO DE CATALISADOR DE ALTA ATIVIDADE, caracterizado por compreender as seguintes etapas:

a) preparar um suporte utilizando uma técnica que compreende os

5 seguintes passos:

- preparar a solução de MgCI₂ por meio da pesagem da quantidade definida de MgCI₂ de modo que o teor de MgCI₂ esteja na faixa de 3% a 50%, em massa, em relação à massa da mistura ; adicionar lentamente esta massa de MgCI₂ em solvente resfriado, sob fluxo

10 de gás inerte e vigorosa agitação, e, a seguir, aplicar aquecimento e agitação para facilitar a dissolução;

- preparar a mistura entre a alumina e MgCI₂ em solução por meio da adição de solvente sobre a alumina para encharcar até pequeno excesso, sob fluxo de gás inerte; proceder à adição da

15 solução de MgCI₂ com agitação vigorosa e depois aquecer para que o excesso de solvente evapore e reste um pó seco;

- tratar a mistura entre alumina e MgCI₂ em um sistema equipado com agitação mecânica para obter uma suspensão desta mistura em um hidrocarboneto na faixa de C₅ a Ci₂; adicionar

20 vagarosamente à suspensão um alquil-alumínio e continuar a agitação por tempo de contato determinado; ao final deixar em repouso para decantação e retirar o hidrocarboneto sobrenadante por meio de sifonamento; proceder a lavagens com a repetição das etapas de agitação, decantação e sifonamento, quando 25 então, concluída a lavagem, o suporte tratado é filtrado e seco sob corrente de gás inerte;

b) proceder à síntese do catalisador obedecendo às seguintes etapas:

- adicionar o suporte obtido na etapa anterior sobre cloreto de

30 titânio no interior de um reator de titanação com ciclos de lavagem

Petição 870180158797, de 05/12/2018, pág. 20/44
2/3 para remoção de produtos indesejados;

- iniciar um aquecimento gradual e lento até uma temperatura préestabelecida, sempre sob agitação e por um tempo determinado, ao final do qual, o catalisador é lavado com um hidrocarboneto na

5 faixa de C₅ a C₁₂ em dois degraus de temperatura, sendo o segundo à temperatura ambiente; e

- secar sob fluidização e temperatura acima da ambiente com gás inerte até o produto ficar com aspecto de escoamento livre.

2- PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o gás 10 inerte ser argônio ou nitrogênio, o solvente ser selecionado entre um alquil-álcool com 1 a 12 átomos de carbono, um éter selecionado entre alquil éteres e cicloalquil éteres tais como dietil éter, di-n-propil éter, dibutil éter, tetrahidrofurano, dioxano, e a alquilação ser feita com alquilalumínio ou misturas de alquil-alumínio selecionado entre trimetil15 alumínio, trietil-alumínio, cloreto de dietil-alumínio, tri-isobutil-alumínio, isoprenil-alumínio nas etapas de preparação do catalisador.
3- PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a temperatura de dissolução do MgCI₂ no solvente é elevada até, temperatura na faixa entre 60°C e 90°C na etapa de preparação da

20 solução de MgCI₂.
4- PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por na etapa de alquilação, a quantidade de alquil-alumínio adicionado corresponder a, aproximadamente, uma razão molar de 2 x 10'¹ .a 10 x 10'¹ mmol/g em relação ao suporte, o período de tempo de adição do

25 alquil-alumínio dever ser superior a 10 minutos, depois de completada a adição, o tempo de contato sob agitação ser de no mínimo de 30 e no máximo de 360 minutos e a operação de lavagem ser feita em 5 ciclos.
5- PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por na etapa de síntese do catalisador, a adição do suporte ser feita sobre

30 TiCI₄ a uma temperatura entre -5°C e 30°C, o aquecimento gradual ao

Petição 870180158797, de 05/12/2018, pág. 21/44

3/3 término da adição de TiCI₄ na faixa de 30°C a 130°C, a titanação ser feita preferencialmente em temperatura de 80°C a 120°C pelo tempo determinado de 2 horas, o número de ciclos de lavagem ser determinado pelo teor residual de cloretos no hidrocarboneto, e a 5 secagem ser feita em reator com placa sinterizada com injeção de nitrogênio para fluidização a uma temperatura abaixo de 100°C.
6- CATALISADOR DE ALTA ATIVIDADE, para preparação de olefinas de acordo com o processo da reivindicação 1, caracterizado por ser formado pela intrusão de um aduto de cloreto de magnésio em uma 10 matriz porosa de alumina esférica especial, seguida de titanação, de forma que a porcentagem mássica de MgCI₂ na mistura final se encontre na faixa de 3% a 50%.