در اين اختراع تري متيل آلومينيوم طي دو مرحله از واكنش آلومينيوم و منيزيم با متيليديد سنتز مي گردد. ابتدا پودر آلومينيوم با متيل يديد در اثر حرارت واكنش داده و متيل آلومينيوم سسكيو يديد تهيه مي شود كه با استفاده از تقطير از محيط واكنش خارج مي گردد. متيل آلومينيوم سسكيو يديد طي يك واكنش حرارتي با استفاده از احياء با پودر منيزيم به تري متيل آلومينيوم تبديل مي گردد. محصول تري متيل آلومينيوم خالص با استفاده از تقطير از محيط واكنش خالص سازي مي گردد. با استفاده از روش مندرج در اين ابداع تري متيل آلومينيوم با راندمان كلي 58/5% بدست مي آيد. سادگي، ايمني بالا، مقرون به صرفه بودن و توجيه اقتصادي بالا كه نتيجه بكارگيري از مواد اوليه ارزان و دردسترس است و همخواني روش ارائه شده با امكانات و تجهيزات موجود در كشور، از ويژگي هاي روش ابداعي حاضر مي باشد كه با توجه به خطرات ذاتي و پتانسيل بالاي آتشگيري و قابليت انفجار اين ماده از موارد مهم و كليدي اين فرآيند مي باشد.

متيل آلومين اكسان بصورت محلول در تولوئن از پيش ماده تري متيل آلومينيوم (TMA) با استفاده از آب هيدراته موجود در نمك اكسيد آلومينيوم 18 آبه جهت هيدروليز TMA تهيه گرديد. پارامترهاي تاثير گذار در كيفيت محصول و همچنين قابليت آن در پليمريزاسيون اتيلن توسط كاتاليست متالوسن مورد بهينه سازي قرار گرفت و نهايتاً تكرارپذيري اين روش ابداعي مورد بررسي و اثبات قرار گرفت. سادگي، ايمني، مقرون به صرفه بودن و توجيه اقتصادي بالا كه نتيجه بكارگيري از مواد اوليه ارزان و دردسترس است و همخواني روش ارائه شده با امكانات و تجهيزات موجود در كشور، از ويژگي هاي روش ابداعي حاضر مي¬باشد. در اين روش تحت گاز نيتروژن در زير گلاوباكس TMA محلول در تولوئن در دماي 10- درجه سانتي گراد قطره قطره به راكتور حاوي نمك آلومينيوم 18آبه كه در 50 ميلي ليتر تولوئن حل شده، افزوده مي گردد. بعد از اتمام افزايش، محيط واكنش به مدت نيم ساعت در دماي 10- درجه سانتي گراد و سپس نيم ساعت ديگر در دماي اتاق بهم مي خورد. سپس دما را را تا 40 درجه سانتي گراد بالا مي بريم و مخلوط واكنش به مدت 28 ساعت تحت اين دما بهم زده شده و در نهايت اجازه مي دهيم رسوبات ته نشين شود و اين رسوبات را توسط سينترگلس صاف مي كنيم. حلال محلول زير صافي تحت فشار كاهش يافته و در دماي 40 درجه -سانتيگراد از محيط خارج مي شود. پس از تبخير بقاياي حلال تحت فشار كاهش يافته رسوب سفيد باقي مانده MAO مورد نظر مي باشد، رسوب حاصل را در مقدار مشخصي تولوئن خشك حل كرده تا محلولي با غلظت مشخص و دلخواه از MAO تهيه شود. به دليل اهميت صنعتي وكاربردي اين محصول و جهت تاييد ساختار و اثبات كارايي، MAO تهيه شده در واكنش پليمريزاسيون مورد استفاده قرار گرفت كه نتايج نشان از ساختار مورد نظر و فعاليت بالاي محصول سنتزي دارد.

در اين اختراع كاتاليست زيگلري شامل واكنش آلكوكسيد منيزيم با تركيب فلز واسطه تيتانيم، زيركونيوم، واناديم يا كروميم، يك تركيب ارگانوآلومينيم و تركيبات دانري تيتانيمي يا سيليكوني، جهت استفاده در فرايند سه مرحله اي طراحي شد كه خصوصيات لازم براي اين فرايند شامل زمان ماند بالاي 6 ساعت، پاسخ دهي به هيدروژن مناسب در راكتور اول، ميزان واكس كمتر از 5 درصد و از همه مهم تر توزيع جرم مولكولي وسيع تر نسبت به يك و دو مرحله اي را دارا است. اين نوع كاتاليست براي توليد پلي الفين هاي چند قله اي مورد استفاده قرار مي گيرد و پليمر HDPE حاصل داراي عملكرد بالا متناسب با تقاضاي بازار و امكان توليد گريدهاي جديد با خواص بهتر و در نتيجه ارزش افزوده بالا را برآورده مي سازد. كاتاليست سنتز شده در اختراع حاضر در يك فرآيند سه قله اي با استفاده از سه راكتور سري مي تواند سه خاصيت مختلف پليمر از قبيل استحكام، ضربه پذيري و فرآيند پذيري را همزمان بهينه سازي نمايد.

انتخاب و استفاده از الكترون دهنده داخلي و خارجي براي دستيابي به كاتاليستي با عملكرد مناسب در پليمريزاسيون پروپيلن ضروري مي باشد زيرا الكترون دهنده داخلي هم بر عملكرد فرآيند و هم بر محدوده گريدهاي قابل توليد تاثير گذار مي باشد به گونه اي كه با انتخاب الكترون دهنده مناسب فعاليت و پاسخ دهي به هيدروژن كاتاليست بهبود مي يابد و در عين حال خواص مكانيكي و رئولوژيكي پليمر به خاطر كنترل بهتر توزيع جرم مولكولي، ميزان اليگومر و ميكروتاكتيسيتي ارتقا مي يابد. روش هاي مختلفي براي سنتز تركيبات شيميايي از خانواده دي اترها، دي استرها و سيليل استرها كه به عنوان الكترون دهنده در ساخت كاتاليست استفاده مي شوند. برخي از روش هاي ارائه شده شامل روش هاي با روش اجرايي مشكل، زمان طولاني و يا ميزان بازده نهايي اندك مي باشند و در بعضي موارد روش هاي ارائه شده براي سنتز برخي تركيبات بخصوص دي استرها عملا منجر به نتيجه نمي شود. در اختراع حاضر هدف ارائه روش بهينه سنتز جهار تركيب الكترون دهنده متفاوت برمبناي روش هايي عملي مي باشد

كاتاليست زيگلر تركيباتي هستند كه از واكنش يك تركيب فلز واسطه از قبيل تيتانيم، واناديم، زيركونيم و ... با آلكيل آريل ها يا هاليدهاي گروه هاي فلزات اصلي به دست مي آيند. اين واكنش ها در حلال هاي خنثي انجام مي شود و جهت تهيه پلي 1- الفين ها به ويژه پلي اتيلن مورد استفاده قرار مي گيرند. در اين پژوهش كه در ادامه فعاليتهاي قبلي صورت گرفته، يك سري كاتاليست زيگلر از واكنش الكوكسيد منيزيم ژل مانند (تركيب a) با تركيب فلز واسطه تيتانيم، زير كونيوم، واناديم يا كروميم (تركيب b)، يك تركيب ارگانوآلومينيم (تركيب c) ، با دو تركيب اضافي (تركيب d و e تهيه گرديد. تركيب d شامل يك تركيب سيليكوني هالوژن دار به فرمول XnSi(OR5)n-4 كه x اتم هالوژن ، R5 يك گروه الكيل و 0iv>

توسعه كاتاليست هاي زيگلر - ناتا زمينه جديدي را در تكنولوژي پلي الفينها از هر دو ديدگاه صنعتي و علمي گشوده است. استفاده از تركيبات منيزيم به عنوان ساپورت براي قرار گرفتن كمپلكسهاي تيتانيم، پيچيدگي كاتاليست ها را افزايش داده است. علاوه بر آن، عملكرد كاتاليست و طبيعت گونه هاي تيتانيم به نحو چشمگيري وابسته به روش ساخت و نوع تركيبات شيميايي مورد استفاده در ساخت كاتاليست مي باشد. در اين پژوهش كه در ادامه فعاليتهاي قبلي صورت گرفته؛ يك سري كاتاليست زيگلر بر پايه الكوكسيد منيزيم ژل مانند و با استفاده از تركيبات آلومينيوم كلردار سنتز گرديد. كاتاليست هاي سنتزي جهت هموپليمريزاسيون پلي اتيلن مورد استفاده قرار گرفته، فعاليت و پاسخ دهي به هيدروژن بسيار خوبي را نشان داده اند. زمينه هاي فني اختراع: اين اختراع را مي توان در حوزه سنتز كاتاليست هاي زيگلر بر پايه كلريد منيزيم جهت هموپليمريزاسيون اتيلن و كوپليمريزاسيون آن با 1- الفين ها قرار داد. خلاصه در اين اختراع ساخت كاتاليست شامل مراحل اصلي زير است: آماده سازي ساپورت ژل مانند، افزودن تركيب تتراكلرايد تيتانيم، افزودن تركيب اتيل آلومينيوم سسكوبي كلرايد، افزودن تركيب تتراكلرايد سيليسيم و شستشو و خشك كردن كاتاليست ابتدا ساپورت ژل مانند تهيه گرديد و سپس تتراكلريد تيتانيوم، تركيب آلومينيوم كلردار و تركيب سيليسيم كلردار تحت شرايط معين دمايي و زماني و نسبتهاي مشخص مولي به آن اضافه شد. در نهايت سوسپانسيون بدست آمده شستشو و خشك گرديد. پارامترهاي دور همزن، ترتيب افزايش مواد اوليه مصرفي و نوع حلال مورد استفاده جهت سنتز كاتاليست بهينه شد.

روشهاي مستقيم و غير مستقيم براي بالا بردن ارزش متان شناخته شده اند. روش غير مستقيم بر پايه رفرمينگ بخار براي توليد گاز سنتز مي باشد كه مي تواند به سوختهاي مايع مورد نياز تبديل شود. چون رفرمينگ نيازمند مصرف انرژيي بالايي است تلاشهاي قابل توجهي براي توسعه واكنشهاي مستقيم به منظور توليد تركيبات اكسيد شده و محصولات مشتق شده از OCM بكار برده مي شود. مهمترين محصول اين فرايند گاز اتيلن مي باشد كه به عنوان ماده اوليه بسياري از پليمرها مورد استفاده قرار مي گيرد. تحقيقات نشان مي دهد كه عوامل متعددي در فرايند OCM نقش دارند. كه مهمترين آنها مربوط به كاتاليست مي باشد. در تبديل متان به اتيلن لازم است از كاتاليزورهايي استفاده شود كه خاصيت اكسيدكنندگي خيلي زيادي نداشته باشند زيرا اكسيداسيون شديد كه از مجاورت متان با اتم فلزي كه تعداد زيادي اكسيژن بر روي آن جذب شده است ايجاد مي شود باعث تبديل كامل متان به منوكسيد كربن و دي اكسيد كربن مي گردد كه مناسب هدف فوق الذكر نمي باشد.

اين اختراع مرتبط با فرايند ساخت كاتاليست زيگلرناتا براي توليد پلي پروپيلن و پلي اتيلن مي باشد. يكي از مشكلات مرسوم در فرايند ساخت كاتاليست عدم حفظ مورفولوژي پايه و شكستن ذرات كاتاليست مي باشد. عدم كنترل مناسب شرايط واكنش بخصوص از لحاظ شرايط دمايي و مقادير مواد اوليه مورد استفاده، مي تواند مقاومت ذاتي پايه را تحت تاثير قرار داده و منجر به خرد شدن ذرات و كاهش عملكرد كاتاليست گردد. اختراع حاضر بر اساس ارتقاء روش ساخت كاتاليست بر پايه ساپورت كروي، براي دستيابي به كاتاليستي كه همزمان فعاليت و مورفولوژي مناسبي را دارا مي باشد، انجام شده است. در عين حال براي اولين بار تاثير استفاده از تركيبات دي اتري و سوكسيناتي به عنوان الكترون دهنده داخلي در اين دسته از كاتاليست ها بررسي گرديد.