CN106554441B - 丙烯本体聚合动力学研究的装置及方法 - Google Patents

丙烯本体聚合动力学研究的装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106554441B
CN106554441B CN201510634299.0A CN201510634299A CN106554441B CN 106554441 B CN106554441 B CN 106554441B CN 201510634299 A CN201510634299 A CN 201510634299A CN 106554441 B CN106554441 B CN 106554441B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polymerization
propylene
sampler
valve
filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510634299.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106554441A (zh
Inventor
李留忠
李功韬
周建勇
严婕
朱卫东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petrochemical Corp
Original Assignee
China Petrochemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petrochemical Corp filed Critical China Petrochemical Corp
Priority to CN201510634299.0A priority Critical patent/CN106554441B/zh
Publication of CN106554441A publication Critical patent/CN106554441A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106554441B publication Critical patent/CN106554441B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

本发明属于丙烯本体聚合研究技术领域,具体涉及一种丙烯本体聚合动力学研究的装置及方法。丙烯本体聚合动力学研究的装置包括聚合釜,聚合釜与排料球阀相连,排料球阀分别与取样器截止阀、过滤器、高压氮气阀相连,取样器截止阀与取样器相连,取样器截止阀分别与过滤器、高压氮气阀相连,过滤器与放空阀相连,过滤器与高压氮气阀相连。本发明在丙烯本体聚合过程中实时采样,在不终止聚合的条件下,可测定丙烯本体聚合瞬时反应速率。在单次聚合过程中测定催化剂聚合动力学曲线,降低了试验周期、劳动强度以及原材料消耗。

Description

丙烯本体聚合动力学研究的装置及方法
技术领域
本发明属于丙烯本体聚合研究技术领域,具体涉及一种丙烯本体聚合动力学研究的装置及方法。
背景技术
丙烯聚合动力学研究聚合反应机理以及聚合反应速率对各种因素(单体浓度、引发剂或催化剂浓度、聚合反应时间和温度等)的定量依赖关系。目的是为了探索聚合反应的内在规律,借以有效地控制聚合速率和产物的质量(平均分子量及其分布),为聚合物工业生产提供必要的理论依据。
传统丙烯聚合动力学曲线测定,通常是在丙烯气相聚合条件下,通过测定单位时间内丙烯消耗量,计算聚合瞬时反应速率,得到聚合动力学曲线。该方法虽然可以在单次反应中完成动力学曲线的测定,但试验条件与工业丙烯聚合工艺有明显差距。
顾海鑫等(合成树脂及塑料,2012,29(5):1-4)采用丙烯本体聚合法,向5L不锈钢聚合釜中加入适量TEAL、外给电子体、催化剂,然后加入氢气和2.3L丙烯,升温至反应温度,反应一定时间后,降温、卸压、出料。将所得PP干燥后称重。根据不同聚合反应时间得到的聚丙烯重量计算得到聚合反应速率,通过数据处理得到丙烯聚合动力学曲线。
专利103349942A提供一种双分析高压微反中试装置,该装置针对实验室具有中试、小试高压微反装置,提出了一种同时具有多功能的常压/高压微反的中试装置,该反应装置可以同时实现气固、液固两相以及气液固三相反应物均匀混合,发生反应。该反应装置在反应器顶部加装了采样口,仅可采集气相样品且无物料收集装置。
专利CN 201773013 U提供一种反应釜取样装置,其特征在于:包括伸长取样管、氮气反吹管和出料管,出料管通过截止阀连接伸长取样管,伸长取样管插入反应釜中,氮气反吹管通过止回阀连接出料管。该取样装置不具备物料收集装置。
传统的丙烯本体聚合动力学测定方法需要测定不同聚合时间点丙烯的瞬时聚合反应速率(gPP·gcat-1·h-1),每次数据采集需要在预定时间终止聚合反应,测定瞬时聚合反应速率。这种测定方法由于每次数据采集需要单独进行一次聚合试验,取得系列数据需要进行多次试验,产生工作量大、试验周期长以及试验原料浪费等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种丙烯本体聚合动力学研究的装置,可以在丙烯本体聚合过程中实现实时测定聚合动力学曲线;本发明同时提供了丙烯本体聚合动力学研究的方法,在丙烯本体聚合过程中实时采样,在不终止聚合的条件下,可测定丙烯本体聚合瞬时反应速率。
本发明所述的丙烯本体聚合动力学研究的装置,包括聚合釜,聚合釜与排料球阀相连,排料球阀分别与取样器截止阀、过滤器、高压氮气阀相连,取样器截止阀与取样器相连,取样器截止阀分别与过滤器、高压氮气阀相连,过滤器与放空阀相连,过滤器与高压氮气阀相连。
所述的过滤器的公称孔尺寸为0.2-20μm。
所述的取样器的材质为不锈钢。
所述的丙烯本体聚合动力学研究的装置可承受压力≥10MPa,每次可取聚合釜内物料10g。
本发明所述的丙烯本体聚合动力学研究的方法,步骤如下:
(1)打开聚合釜底部排料球阀、取样器截止阀,使聚合釜内的浆液物料压入取样器中;然后关闭排料球阀,打开过滤器后部放空阀,物料中的液相丙烯通过过滤器分离;
(2)待压力泄压至常压,关闭放空阀,打开高压氮气阀,向取样器中充入氮气,关闭高压氮气阀,打开放空阀,排空氮气至常压,对取样器物料进行氮气置换,最后将取样器排空,压力为常压;
(3)取下取样器,置于真空烘箱内真空干燥,收集丙烯聚合物称重。
步骤(2)中所述的氮气的加入量为2-4bar。
步骤(2)中所述的氮气置换的次数为3-5次。
步骤(3)中所述的干燥温度为70-80℃。
步骤(3)中所述的干燥时间为1-2小时。
通过取样器定时采样,获得固定体积的聚丙烯颗粒和液态丙烯悬浮液。对样品进行干燥处理后得到的聚丙烯进行称重,通过计算可以得到丙烯本体聚合过程中的瞬时聚合速率。
Vp=m1/(mcat×t) (A)
其中Vp代表瞬时聚合反应速率,单位gPP·gcat-1·h-1。m1代表釜内聚合物总量,单位g。mcat代表催化剂加量,单位g。t代表聚合时间,单位h。
聚合体系中的m1含量可根据下式计算
m1=m0m2/ρV (B)
其中m0代表聚合釜中加入的液体丙烯总重量,单位g。m2代表取样器中收集的聚丙烯样品重量,单位g。ρ代表聚合温度下丙烯液体密度,单位g/cm3。V代表取样器体积,单位g/cm3
根据式(A)、(B)计算丙烯瞬时聚合速率。通过以上操作步骤,在丙烯本体聚合过程中多个时间节点进行取样分析,通过数据汇总最终测定丙烯聚合动力学曲线。
本发明与现有技术相比,具有如下有益效果:
本发明在丙烯本体聚合过程中实时采样,在不终止聚合的条件下,可测定丙烯本体聚合瞬时反应速率。在单次聚合过程中测定催化剂聚合动力学曲线,降低了试验周期、劳动强度以及原材料消耗。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是测定实施例1Vp数据(以●为代表)和对比例1Vp数据(以■为代表),以Vp对t作图,得到茂金属催化剂丙烯本体聚合动力学曲线;
图3是测定实施例2Vp数据(以×为代表)和对比例2Vp数据(以▲为代表),以Vp对t作图,得到钛系丙烯本体聚合动力学曲线;
图中:1、聚合釜;2、排料球阀;3、取样器截止阀;4、过滤器;5、高压氮气阀;6、取样器;7、放空阀。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
向聚合釜内加入液态丙烯1000g,茂金属丙烯聚合催化剂0.01g,升温至60℃开始聚合反应。
取样操作:当反应进行至1小时,打开反应釜底部排料球阀、取样器截止阀,使聚合体系内的浆液物料压入取样器中。然后关闭排料球阀,缓慢打开过滤器后部放空阀,通过过滤器分离,使物料中的液相丙烯迅速挥发排放。待压力泄压至常压,关闭放空阀,打开高压氮气阀,向取样器中充入氮气3bar,关闭高压氮气阀,打开放空阀,排空氮气至常压,对取样器物料进行氮气置换。置换操作进行3次,最后将取样器排空,压力为常压。取下取样器,置于真空烘箱内70℃真空干燥1小时,收集丙烯聚合物称重,得到聚合产品0.2835g。根据式(A)、(B),计算得到瞬时聚合速率2835gPP·gcat-1·h-1
按前述取样操作方法,分别在反应进行到2、3、4、5、6、7小时,对聚合体系进行取样,分别得到0.4965g、0.5693g、0.5127g、0.4864g、0.4683g、0.4569g聚丙烯样品。分别对应聚合活性为4965gPP·gcat-1·h-1、5693gPP·gcat-1·h-1、5127gPP·gcat-1·h-1、4864gPP·gcat-1·h-1、4683gPP·gcat-1·h-1、4569gPP·gcat-1·h-1
对比例1
向聚合釜内加入液态丙烯1000g,茂金属丙烯聚合催化剂0.01g,升温至60℃开始聚合反应。当聚合反应进行到1小时,终止聚合反应,排放釜内未反应的液态丙烯,收集聚合产品,置于真空烘箱内70℃真空干燥1小时,得到聚合产品28.12g根据式(A)进行计算,得到聚合反应速率为2812gPP·gcat-1·h-1
按前述操作方法,分别在2、3、4、5、6、7小时终止聚合反应,收集聚合产品分别为100g、170g、206g、239g、282g、318g,对应瞬时聚合反应速率为5017gPP·gcat-1·h-1、5651gPP·gcat-1·h-1、5146gPP·gcat-1·h-1、4871gPP·gcat-1·h-1、4694gPP·gcat-1·h-1、4537gPP·gcat-1·h-1
实施例2
向聚合釜内加入液态丙烯1000g,钛系丙烯聚合催化剂0.01g,升温至60℃开始聚合反应。
取样操作:当反应进行至1小时,打开反应釜底部排料球阀、取样器截止阀,使聚合体系内的浆液物料压入取样器中。然后关闭排料球阀,缓慢打开过滤器后部放空阀,通过过滤器分离,使物料中的液相丙烯迅速挥发排放。待压力泄压至常压,关闭放空阀,打开高压氮气阀,向取样器中充入氮气3bar,关闭高压氮气阀,打开放空阀,排空氮气至常压,对取样器物料进行氮气置换。置换操作进行3次,最后将取样器排空,压力为常压。取下取样器,置于真空烘箱内70℃真空干燥1小时,收集丙烯聚合物称重,得到聚合产品1.256g。根据式(A)、(B),计算得到瞬时聚合速率12560gPP·gcat-1·h-1
按前述取样操作方法,分别在反应进行到2、3、4、5、6、7小时,对聚合体系进行取样,分别得到1.157g、1.008g、0.8901g、0.8108g、0.7456g、0.6548g聚丙烯样品。分别对应聚合活性为11570gPP·gcat-1·h-1、10080gPP·gcat-1·h-1、8901gPP·gcat-1·h-1、8108gPP·gcat-1·h-1、7456gPP·gcat-1·h-1、6548gPP·gcat-1·h-1
对比例2
向聚合釜内加入液态丙烯1000g,钛系丙烯聚合催化剂0.01g,升温至60℃开始聚合反应。当聚合反应进行到1小时,终止聚合反应,排放釜内未反应的液态丙烯,收集聚合产品,置于真空烘箱内70℃真空干燥1小时,得到聚合产品120.9g根据式(A)进行计算,得到聚合反应速率为12090gPP·gcat-1·h-1
按前述操作方法,分别在2、3、4、5、6、7小时终止聚合反应,收集聚合产品分别为223.7g、296.9g、360.4g、398.1g、439.3g、476.5g,对应瞬时聚合反应速率为11170gPP·gcat-1·h-1、9898gPP·gcat-1·h-1、9011gPP·gcat-1·h-1、7963gPP·gcat-1·h-1、7321gPP·gcat-1·h-1、6678gPP·gcat-1·h-1

Claims (7)

1.一种丙烯本体聚合过程瞬时聚合速率的测试方法,其特征在于步骤如下:
(1)打开聚合釜底部排料球阀、取样器截止阀,使聚合釜内的浆液物料压入取样器中;然后关闭排料球阀,打开过滤器后部放空阀,物料中的液相丙烯通过过滤器分离;
(2)待压力泄压至常压,关闭放空阀,打开高压氮气阀,向取样器中充入氮气,关闭高压氮气阀,打开放空阀,排空氮气至常压,对取样器物料进行氮气置换,最后将取样器排空,压力为常压;
(3)取下取样器,置于真空烘箱内真空干燥,收集丙烯聚合物称重;
丙烯本体聚合动力学研究的装置,包括聚合釜(1),聚合釜(1)与排料球阀(2)相连,排料球阀(2)分别与取样器截止阀(3)、过滤器(4)、高压氮气阀(5)相连,取样器截止阀(3)与取样器(6)相连,取样器截止阀(3)分别与过滤器(4)、高压氮气阀(5)相连,过滤器(4)与放空阀(7)相连,过滤器(4)与高压氮气阀(5)相连;
丙烯本体聚合动力学中丙烯本体聚合过程的瞬时聚合速率如下:“Vp=m1/(mcat×t),m1=m0m2/ρV;Vp代表瞬时聚合反应速率,单位gPP·gcat-1·h-1,m1代表釜内聚合物总量,单位为g,mcat代表催化剂加量,单位为g,t代表绝活时间,单位为h,m0代表聚合釜中加入的液体丙烯总重量,单位为g,m2代表取样器中收集的聚丙烯样品重量,单位g,ρ代表聚合温度下丙烯液体密度,单位g/cm3,V代表取样器体积,单位g/cm3
2.根据权利要求1所述的丙烯本体聚合过程瞬时聚合速率的测试方法,其特征在于所述的过滤器(4)的公称孔尺寸为0.2-20μm。
3.根据权利要求1或2所述的丙烯本体聚合过程瞬时聚合速率的测试方法,其特征在于所述的取样器(6)的材质为不锈钢。
4.根据权利要求1所述的丙烯本体聚合过程瞬时聚合速率的测试方法,其特征在于步骤(2)中所述的氮气的加入量为2-4bar。
5.根据权利要求1所述的丙烯本体聚合过程瞬时聚合速率的测试方法,其特征在于步骤(2)中所述的氮气置换的次数为3-5次。
6.根据权利要求1所述的丙烯本体聚合过程的瞬时聚合速率的测试方法,其特征在于步骤(3)中所述的干燥温度为70-80℃。
7.根据权利要求1所述的丙烯本体聚合过程瞬时聚合速率的测试方法,其特征在于步骤(3)中所述的干燥时间为1-2小时。
CN201510634299.0A 2015-09-30 2015-09-30 丙烯本体聚合动力学研究的装置及方法 Active CN106554441B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510634299.0A CN106554441B (zh) 2015-09-30 2015-09-30 丙烯本体聚合动力学研究的装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510634299.0A CN106554441B (zh) 2015-09-30 2015-09-30 丙烯本体聚合动力学研究的装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106554441A CN106554441A (zh) 2017-04-05
CN106554441B true CN106554441B (zh) 2019-12-27

Family

ID=58417164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510634299.0A Active CN106554441B (zh) 2015-09-30 2015-09-30 丙烯本体聚合动力学研究的装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106554441B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1942484A (zh) * 2004-02-13 2007-04-04 托塔尔石油化学产品研究弗吕公司 通过取出和分析样品改善聚合反应的方法
CN203396619U (zh) * 2013-07-12 2014-01-15 中国石油天然气股份有限公司 一种聚合胶液取样罐
CN103592156A (zh) * 2012-08-13 2014-02-19 中国石油天然气股份有限公司 一种聚合釜pH值检测取样组件
CN204116084U (zh) * 2014-11-11 2015-01-21 亚洲硅业(青海)有限公司 一种密闭式防污染取样系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR0005265A (pt) * 1999-11-11 2001-07-03 Union Carbide Chem Plastic Sistema de amostragem para sistemas reacionais de polimerização em fase gasosa em leito fluidizado

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1942484A (zh) * 2004-02-13 2007-04-04 托塔尔石油化学产品研究弗吕公司 通过取出和分析样品改善聚合反应的方法
CN103592156A (zh) * 2012-08-13 2014-02-19 中国石油天然气股份有限公司 一种聚合釜pH值检测取样组件
CN203396619U (zh) * 2013-07-12 2014-01-15 中国石油天然气股份有限公司 一种聚合胶液取样罐
CN204116084U (zh) * 2014-11-11 2015-01-21 亚洲硅业(青海)有限公司 一种密闭式防污染取样系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN106554441A (zh) 2017-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8475720B2 (en) Method for improving a polymerization reaction by taking out and analysing a sample
EP2497786B1 (en) Reactor for propylene polymerization and process for producing propylene polymer
CN102271795A (zh) 用于将催化剂供给到聚合反应器中的方法
JP2011514251A (ja) 改善された原料効率方法およびプロセス
CN106554441B (zh) 丙烯本体聚合动力学研究的装置及方法
WO2018204026A1 (en) Methods and systems for recovering volatile volatile organic compounds from a purged polymer product
CN106841447B (zh) 一种vpce静态性能测试方法
CN104761814B (zh) 一种聚烯烃合金的制备方法
CN105339273A (zh) 丙烯基三元共聚物
CN112156726A (zh) 浆态床在线实验系统及其实验方法
CN103788262B (zh) 一种高等规度聚丁烯-1的制备方法
JPH09328516A (ja) 固体状重合体の乾燥方法および乾燥装置
JP7450422B2 (ja) ヘテロファジックプロピレン重合材料粒子の製造方法
CN109946415A (zh) 一种聚丙烯茂金属催化剂的评价方法
CN104502535A (zh) 用于研究气固本征化学反应动力学的微型装置及建模方法
CN109678995A (zh) 一种烯烃间歇聚合工艺
JP3502224B2 (ja) 熱可塑性樹脂の製造方法および製造装置用制御装置
CN211855957U (zh) 甲基丙烯酸甲酯在线取样装置
US7468279B2 (en) Selection of polymerization catalysts and apparatus for carrying this out
JP2000034304A (ja) オレフィンの連続重合法における触媒粒子の滞留時間分布を求める方法
JP2782825B2 (ja) プロピレン―エチレンブロック共重合体の製造方法
CN116618190B (zh) 一种制备六氟化钨的离心控制系统及控制方法
WO2018234350A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING HIGH DENSITY MULTIMODAL POLYETHYLENE
JPH05140230A (ja) ポリオレフインを製造するための重合反応運転支援装置
CN212335090U (zh) 聚合物粉末脱气仓

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant