CN109422832B - 用于生产聚烯烃的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于生产聚烯烃的方法，所述方法包括步骤1至3并且满足要求1和2，其中步骤1：在第一气相聚合罐中将烯烃聚合以得到含聚烯烃粒子；步骤2：通过输送管将在步骤1中得到的含聚烯烃粒子输送至第二气相聚合罐；和步骤3：在第二气相聚合罐中，将烯烃在步骤2中输送的含聚烯烃粒子的存在下聚合；以及要求1：在第一气相聚合罐和输送管之间的连接位置高于在第二气相聚合罐和输送管之间的连接位置；和要求2：当P1表示在第一气相聚合罐中的压力并且P2表示在第二气相聚合罐中的压力时，满足130kPa≥P1‑P2≥0。

Description

用于生产聚烯烃的方法
技术领域
本发明涉及使用两个以上气相聚合罐生产聚烯烃的方法。
背景技术
作为用于生产聚烯烃的方法，通常已知的是，使用配备有通过输送管连接的两个以上气相聚合罐的聚烯烃生产系统的工艺，其包括：在第一气相聚合罐中将烯烃聚合，将由此得到的聚烯烃粒子输送至第二气相聚合罐，和在第二气相聚合罐中在该聚烯烃粒子的存在下将烯烃聚合，从而生产聚烯烃。
在这样的用于生产聚烯烃的方法中，包括通过输送管将在第一气相聚合罐中聚合的聚烯烃粒子输送至第二气相聚合罐的步骤。例如，日本未审查专利公布号2007-284548公开了使用聚烯烃生产系统生产聚烯烃的方法，所述聚烯烃生产系统具有位置低于在第二聚合罐和输送管之间的连接位置的在第一聚合罐和输送管之间的连接位置，并且输送管具有从第一聚合罐到第二聚合罐的向上梯度，所述方法包括在第一聚合罐中的压力比第二聚合罐中的压力高约400kPa的情况下，通过利用聚合罐之间气体压力差使输送管中设置的开关阀进行开关操作，将聚合的聚烯烃粒子从第一聚合罐间歇输送至第二聚合罐的步骤。
发明内容
最近，希望聚烯烃的生产效率的进一步提高，因此需要提高气相聚合罐的单位体积的输出量。
在一些情况中，本发明的一个目的是提供使用配备有通过输送管连接的两个以上气相聚合罐的聚烯烃生产系统生产聚烯烃的高效方法，其能够增加所有气相聚合罐的单位总体积的聚烯烃输出量。
本发明涉及一种用于采用聚烯烃生产系统生产聚烯烃的方法，所述聚烯烃生产系统配备有第一气相聚合罐和通过输送管与所述第一气相聚合罐连接的第二气相聚合罐。本发明包括以下步骤1至3，并且满足以下要求1和2。
步骤1：在所述第一气相聚合罐中将烯烃聚合以得到含聚烯烃粒子的步骤；
步骤2：通过所述输送管将在所述步骤1中得到的所述含聚烯烃粒子输送至所述第二气相聚合罐的步骤；和
步骤3：在所述第二气相聚合罐中在所述步骤2中输送的所述含聚烯烃粒子的存在下使烯烃聚合的步骤；和
要求1：在所述第一气相聚合罐和所述输送管之间的连接位置高于在所述第二气相聚合罐和所述输送管之间的连接位置；和
要求2：当P1表示在所述第一气相聚合罐中的压力并且P2表示在所述第二气相聚合罐中的压力时，满足130kPa≥P1-P2≥0。
根据本发明，因为在所述第一气相聚合罐和所述输送管之间的连接位置“a”位置高于在所述第二气相聚合罐和所述输送管之间的连接位置“b”，所以通过利用重力，甚至在比以前小的压力差下，聚烯烃粒子也能够被输送。
因此，能够满足P1-P2＞0。
此外，在第一气相聚合罐和第二气相聚合罐中的至少一个中，能够形成聚烯烃粒子的喷动床(spouted bed)。
此外，在步骤1和步骤3中的每一个中的聚合能够在催化剂的存在下进行。
此外，输送管包括阀，并且在步骤2中，能够通过阀的开度(aperture)调节来调节聚烯烃粒子的输送量。
根据本发明，在使用配备有通过输送管连接的两个以上气相聚合罐的聚烯烃生产系统生产聚烯烃过程中，能够增加所有气相聚合罐的每单位总体积的聚烯烃输出量，因此能够提供用于生产聚烯烃的高效方法。
附图说明
图1是示出在本发明的一个实施方案中的聚烯烃的生产系统的示意图。
图2是示出在本发明的另一个实施方案中的聚烯烃的生产系统的示意图。
图3是示出在本发明的另一个实施方案中的聚烯烃的生产系统的示意图。
图4是示出在本发明的另一个实施方案中的聚烯烃的生产系统的示意图。
图5是示出在本发明的另一个实施方案中的聚烯烃的生产系统的示意图。
图6是示出在本发明的另一个实施方案中的聚烯烃的生产系统的示意图。
图7是示出在实施例B中使用的实验装置的示意图。
具体实施方式
参照附图，以下详细描述了本发明的优选实施方案。图1是示出在本发明的一个实施方案中的聚烯烃的生产系统200的流程图。生产系统200主要包括第一气相聚合系统10、第二气相聚合系统20、以及连接它们的输送管L5。
(第一气相聚合系统和第二气相聚合系统)
第一气相聚合系统10主要包括第一气相聚合罐12和将从第一气相聚合罐12的顶部排出的气体返回至底部的循环管线L1。第二气相聚合系统20主要包括第二气相聚合罐22和将从第二气相聚合罐22的顶部排出的气体返回至底部的循环管线L3。
烯烃气体通过管线L2供给至循环管线L1。烯烃气体通过管线L4供给至循环管线L3。备选地，除烯烃外，可以分别通过管线L2和管线L4将氢和/或惰性气体比如氮供给至循环管线L1和L3。
在第一气相聚合罐12和第二气相聚合罐22中，将分别通过循环管线L1和L3供给的烯烃在气相中聚合以得到含聚烯烃粒子。具体地，优选的是，分别在第一气相聚合罐12和第二气相聚合罐22中进行烯烃聚合反应，并且通过经由循环管线L1和L3供给的烯烃气体将含催化剂的聚烯烃粒子流化或喷动。
例如，在如在图1中所示在第一气相聚合罐12和第二气相聚合罐22二者中将粒子流化的情况下，在第一气相聚合罐12和第二气相聚合罐22的底部设置气体分散板db，并且从循环管线L1或L3供给的气体在气体分散板db下供给，从而将聚烯烃粒子气体分散板db上流化以形成流化床FB。为了稳定地形成流化床FB，优选的是，供给一定量的气体以实现在日本未审查专利公布号2009-161735中描述的最低流化速度Umf或更高。流化床FB在分散板上方流化的粒子的一部分。
在如在图2和图3中所示在第一气相聚合罐12和第二气相聚合罐22二者中将粒子喷动的情况中，在第一气相聚合罐12和第二气相聚合罐22的底部设置锥形构件cm，该锥形构件cm在底端具有进气开口op并且其内径向下端逐渐减小，并且从循环管线L1或L3供给的气体在锥形构件cm下供给，从而通过从锥形构件cm的开口op向上吹送的气体将聚烯烃粒子在锥形构件cm上喷动以形成喷动床SB。喷动床SB包括其中粒子与气体一起上升的喷动部分Z1和其中填充状态的粒子下降的移动床部分Z2。
为了稳定地形成喷动床SB，优选的是，供给一定量的气体以实现在日本未审查专利公布号2009-161735中描述的最低表面气体速度Ums或更高。在喷动床中的喷动床高度可以是在日本未审查专利公布号2009-161735中描述的最大喷动床高度LsMAX或更低。在罐中，可以在开口op上方设置板状挡板bf(参见图2中的挡板bf)。此外，从形成稳定喷动床的观点来看，可以在罐中设置圆柱形挡板。在这种情况中，优选的是，喷动床高度高于圆柱形挡板。
此外，如在图4中所示，可以在第一气相聚合罐12中形成喷动床SB，并且可以在第二气相聚合罐22中形成流化床FB；或者如在图5中所示，可以在第一气相聚合罐12中形成流化床FB，并且可以在第二气相聚合罐22中形成喷动床SB。
尽管在罐中设置锥形构件cm作为在图2至4中的内部部件，但是锥形构件cm可以构成罐的底面，并且可以通过管线将气体直接供给至锥形构件cm的开口op。例如，图6是示出在图3中所示的方面中的具有构成气相聚合罐12和22的底面的锥形构件cm的生产系统200的流程图。
在喷动床SB和流化床FB中，将聚烯烃粒子和单体气体充分混合。因此提高了温度的均匀性，从而得到优选的结果，并且减少了粒子的粘着。在罐中，可以设置搅拌装置(未在图中示出)作为辅助，以增强粒子的搅拌。
在循环管线L1中，以流动顺序设置旋风分离器14、热交换器16、和压缩机18。在循环管线L3中，以流动顺序设置旋风分离器24、热交换器26、和压缩机28。
通过循环管线L1和L3将从第一气相聚合罐12和第二气相聚合罐22的顶部排出的未反应的含烯烃气体供给至旋风分离器14和24，并且旋风分离器14和24将粒子与气体分离。热交换器16和26将与粒子分离的气体冷却。压缩机18和28向被冷却的气体施加压力以将气体供给至第一气相聚合罐12和第二气相聚合罐22的底部。可以将在旋风分离器14和24中分离的聚烯烃粒子返回至第一气相聚合罐12和第二气相聚合罐22。
在第一气相聚合罐12和第二气相聚合罐22中，设置传感器35以测量在罐中的聚烯烃粒子的量(也被称为粒子滞留量(hold-up))。传感器35可以是，例如测量在流化床或喷动床的顶部和底部之间的压力差的压力差传感器。因为压力差随着粒子量的增加而增加，所以可以基于压力差得到粒子的量如粒子的重量(滞留量)、流化床或喷动床的高度等。
(输送管)
输送管L5允许第一气相聚合罐12与第二气相聚合罐22连通。在第一气相聚合罐12和输送管L5之间的连接位置“a”高于在第二气相聚合罐22和输送管L5之间的连接位置“b”。在连接位置“a”，第一气相聚合罐12具有粒子出口，并且在连接位置“b”，第二气相聚合罐22具有粒子入口。
因为连接位置“a”位置高于连接位置“b”，所以输送管L5至少具有这样的一部分：其具有从第一聚合罐12到第二聚合罐22的向下梯度(gradient)。因此，将在输送管L5的延伸方向(斜向下方向或向下方向)和水平面之间所成的角定义为输送管的倾角θ。从实现粒子的更平滑的流动的观点来看，优选的是，倾角θ等于或大于聚烯烃粒子的静止角(angleof repose)。聚烯烃粒子的静止角通常为30至40°。同时，在输送管L5和水平面之间所成的角是90°的情况中，尽管由于粉末的自由落体而容易输送，但是当使用多个反应罐时，可能会由于最上游的反应槽的高的罐高度而导致维护困难。在一些情况中，输送管L5具有θ为大于0°且90°以下的部分。θ优选是30°以上且80°以下，更优选40°以上且75°以下。
在输送管L5具有多个倾角的情况中，任何θ都优选是0°以上且90°以下，更优选30°以上且80°以下，还更优选40°以上且75°以下。
尽管输送管L5可以在整个输送管中具有从第一气相聚合罐12到第二气相聚合罐22的向上梯度部分(gradient part，或称作倾斜部分)和/或水平部分，从粒子的平滑输送的观点来看优选的是，输送管L5在管中不具有向上梯度部分和/或不具有水平部分。适合的是，向上梯度部分的轴向(斜向上方向)和水平面之间所成的角是30°以下。
尽管输送管L5的一部分可以存在于高于连接位置“a”的位置并且输送管L5的一部分可以存在于低于连接位置“b”的高度的位置，从粒子的平滑输送的观点来看优选的是，整个输送管L5存在于等于或低于连接位置“a”的高度并且整个输送管L5存在于等于或高于连接位置“b”的高度。
在如在图1和5中所示在第一气相聚合罐12中形成流化床FB的情况中，优选的是，连接位置“a”位于气体分散板db的高度或更高处至流化床FB的高度的1/2以下的范围内。更优选的是，连接位置“a”位于气体分散板db的紧邻的上方，即从气体分散板db或更高至流化床的高度的1/10以下的范围内。
在如在图2至4和图6中所示在第一气相聚合罐12中形成喷动床SB的情况中，适合的是，当接触点“f”表示位于锥形构件cm和气相聚合罐的圆柱形构件的内周壁之间的接触点时，连接位置“a”在以下范围内。即，连接位置“a”优选位于锥形构件cm的斜面上，或者在从锥形构件cm的接触点“f”或更高处至移动床部分Z2的高度的1/2处的范围内，更优选在锥形构件cm的斜面上，或者在从接触点“f”或更高处至移动床部分Z2的高度的1/10处的范围内。进一步优选的是，如在图3中所示，连接位置“a”位于锥形构件cm的斜面上。
在如在图1和4中所示在第二气相聚合罐22中形成流化床FB的情况中，优选的是，连接位置“b”在流化床FB的高度的1/2处或更高。在如在图2至4中所示在第二气相聚合罐22中形成喷动床SB的情况中，优选的是，连接位置“b”在喷动床SB中的移动床部分Z2的高度的1/2处或更高。最优选的是，连接位置“b”在流化床FB的高度处或更高或在喷动床SB中的移动床部分Z2的高度处或更高。
输送管L5可以在中间具有阀30。尽管对阀30的类型没有限制，v形缺口盘型球阀是优选的，其能够通过调节阀开度而容易地控制聚烯烃粒子的输送量，几乎不导致聚合物粒子在移动构件上的结垢(fouling)。v形缺口盘型球阀的实例包括由KITZ制造的Λ端口阀和由KTM制造的奇迹阀(wonder valve)。尽管可以根据所输送的聚合物的流动速率选择任何阀尺寸，但是具有10英寸以下的尺寸的阀是优选的，并且具有6英寸以下的尺寸的阀是更优选的，因为大的阀需要改变开度的时间。
借助来自传感器35的信号，能够控制输送管L5的阀30的开度，从而使在第一气相聚合罐12中的聚烯烃粒子的量保持恒定。
阀30的开度的调节可以是连续的或间歇的。即使在连续调节中，为了防止在阀周围累积的粒子聚合和聚集而堵塞输送管L5，可以将阀以常规间隔完全打开并且之后完全关闭，从而将在阀中和在其附近的粒子完全输送。
(输送管的长度)
从粒子的更平滑的流动的观点来看，优选的是，输送管L5的长度是短的。更优选的是，在考虑到输送管L5的梯度、阀30和除气相聚合罐外的其他罐的安装位置、以及第一气相聚合罐12和第二气相聚合罐22的安装位置的情况下，输送管L5被设置为实现输送管L5的最短长度。
从形成更稳定的流化床或稳定的喷动床的观点来看，优选的是，不存在输送管L5插入在流化床FB或喷动床SB中的部分。此外，从形成更稳定的流化床或稳定的喷动床的观点来看，优选的是，不存在输送管L5插入在气相中的部分。
(关于连接位置“a”、连接位置“b”、输送管L5、和阀30的直径)
从聚烯烃粒子的输送量的可控性的观点来看，连接位置“a”、连接位置“b”、输送管L5、和阀30的直径可以彼此不同，例如在将异径管(reducer)(未在附图中示出)安装在它们之间的情况下。从粒子的更平滑的流动的观点来看，优选的是，连接位置“a”、连接位置“b”、输送管L5、和阀30的直径是相同的。
在第二气相聚合罐22中的聚烯烃粒子通过管线L6排出。
(生产方法)
随后，描述使用生产系统200生产聚烯烃的方法。
(在第一气相聚合罐中的聚合)
首先，在第一气相聚合罐12中，将从循环管线L1供给的含烯烃气体聚合，以得到含聚烯烃粒子。因此，在第一气相聚合罐12中，适合的是，聚合在聚合催化剂的存在下进行。作为用于将聚合催化剂供给至第一气相聚合罐12的方法，可以供给通过在催化剂的存在下事先在预先聚合罐(未在附图中示出)中将聚烯烃粒子聚合而生产的含催化剂聚烯烃粒子。备选地，作为供给至第一气相聚合罐12的聚合催化剂，可以将预先聚合的催化剂或固体催化剂直接供给至第一气相聚合罐12。
(用于生产聚烯烃的催化剂)
在本发明中用于生产聚烯烃的催化剂的实例包括齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂和金属茂催化剂，优选齐格勒-纳塔催化剂。齐格勒-纳塔催化剂的实例包括Ti-Mg催化剂，如通过使镁化合物与钛化合物接触而得到的固体催化剂组分，以及含有通过使镁化合物与钛化合物、有机铝化合物、和根据需要的第三组分如给电子化合物接触而得到的固体催化剂组分的催化剂；优选含有通过使镁化合物与钛化合物、有机铝化合物、和根据需要的第三组分如给电子化合物接触而得到的固体催化剂组分的催化剂；更优选含有通过使镁化合物与卤化的钛化合物、有机铝化合物、和给电子化合物接触而得到的固体催化剂组分的催化剂。作为催化剂，可以使用通过与少量烯烃接触而预先活化的催化剂。
例如，在日本未审查专利公布号2009-161735中，公开了催化剂和生产方法的细节的一个实例。
在第一气相聚合罐12中的温度通常是0至120℃，优选20至100℃，更优选40至100℃。在第一气相聚合罐12中的压力可以在烯烃能够在第一气相聚合罐12中作为气相存在的范围内，即通常从常压至10MPaG，优选0.2至8MPaG，更优选0.5至5MPaG。因此，在第一气相聚合罐12中的压力由P1表示。
气体从第一气相聚合罐12的顶部连续排出以循环通过循环管线L1，从而能够适合地实现未反应的烯烃单体的有效利用。所消耗的单体可以从管线L2补偿。随着聚合，在罐中的聚烯烃粒子的量增加。控制从管线L2补偿的气体的量，以使得在第一气相聚合罐12中的压力不发生波动。
(粒子的输送)
将输送管L5的阀30连续地或间歇地打开以将在第一气相聚合罐12中的聚烯烃粒子供给至第二气相聚合罐22。
(关于含聚烯烃粒子的平均粒径)
作为所输送的含聚烯烃粒子的平均粒径，可以采用任何平均粒径。所输送的含聚烯烃粒子的平均粒径优选是100μm至5000μm，更优选150μm至4000μm。在本说明书中，含聚烯烃粒子的平均粒径意指通过激光衍射粒径分布分析仪得到的基于体积的中位数直径。
(关于含聚烯烃粒子的形状)
尽管含烯烃粒子的形状可以是任何形状，但是从粒子的更平滑的流动的观点来看，近似球体的形状是优选的。
(关于含聚烯烃粒子的静态堆密度(static bulk density))
对所输送的含聚烯烃粒子的静态堆密度没有限制。含聚烯烃粒子的静态堆密度优选是250至600kg/m3，更优选300至550kg/m3。
(在第二气相聚合罐中的聚合)
在第二气相聚合罐22中，在从第一气相聚合罐12供给的聚烯烃粒子的存在下，将从循环管线L3供给的含烯烃气体聚合以得到聚烯烃。在第二气相聚合罐22中的粒子因此除了从第一气相聚合罐12输送的聚烯烃以外还包括在第二气相聚合罐22中聚合的聚烯烃。尽管可以在第二气相聚合罐22中分别加入预先聚合的催化剂、固体催化剂等，但是适合的是，通过使用在从第一气相聚合罐12供给的聚烯烃粒子中含有的催化剂进行烯烃聚合。
供给至第二气相聚合罐的烯烃的组成可以与供给至第一气相聚合罐的烯烃的组成相同，或者可以彼此不同。细节将稍后描述。
第二气相聚合罐22的温度通常是0至120℃，优选20至100℃，更优选40至100℃。在第二气相聚合罐22中的压力可以在烯烃能够在第二气相聚合罐22中作为气相存在的压力范围内，即通常从常压至10MPaG，优选0.2至8MPaG，更优选0.5至5MPaG。因此，在第二气相聚合罐22中的压力由P2表示。
气体从第二气相聚合罐22的顶部连续排出以循环通过循环管线L3，从而能够适合地实现未反应的烯烃单体的有效利用。所消耗的单体能够从管线L4补偿。随着聚合，在罐中的聚烯烃粒子的量增加。控制从管线L4补偿的气体的量，以使得在第二气相聚合罐22中的压力不发生波动。
(在第一气相聚合罐和第二气相聚合罐之间的压力差)
在本实施方案中，具体地，将在第一气相聚合罐12中的压力P1和在第二气相聚合罐22中的压力P2设定为满足130kPa≥P1-P2≥0。
能够根据从管线L2通过循环管线L1供给至第一气相聚合罐12的烯烃单体的量和从第一气相聚合罐12吹扫至系统外部的含烯烃单体的气体的量来调节在第一气相聚合罐12中的压力P1。能够根据从管线L4通过循环管线L3供给至第二气相聚合罐22的烯烃单体的量和从第二气相聚合罐22吹扫至系统外部的含烯烃单体的气体的量来调节在第二气相聚合罐22中的压力P2。
在烯烃聚合期间不向气相聚合罐供给新鲜烯烃单体的情况中，在气相聚合罐中的压力与通过聚合消耗的烯烃单体的量成比例地降低。为了在烯烃聚合期间将在气相聚合罐中的压力调节为规定的值，将与通过聚合消耗的烯烃单体的量匹配的量的烯烃单体从管线L2通过循环管线L1供给至第一气相聚合罐12，并且以相同方式，将与通过聚合消耗的烯烃单体的量匹配的量的烯烃单体从管线L4通过循环管线L3供给至第二气相聚合罐22。在这种情况中，为了将在气相聚合罐中的每一个中的压力调节为规定的值，可以将含烯烃单体的气体从气相聚合罐中的每一个吹扫至系统外部，或者可以不进行吹扫。
因为如以上所述能够独立地调节在气相聚合罐12中的压力P1和在气相聚合罐22中的压力P2，所以能够通过调节供给至气相聚合罐中的每一个的烯烃单体的量和从气相聚合罐中的每一个吹扫至系统外部的含烯烃单体的气体的量来控制在本发明中的P1-P2。
因此，能够认为安装在第一气相聚合罐12的气相部分中的压力计的指示值是压力P1。此外，能够认为安装在第二气相聚合罐22的气相部分中的压力计的指示值是压力P2。气相部分意指流化床FB上方的部分或喷动床SB的移动床部分Z2上方的部分。
根据在本实施方案中的用于生产聚烯烃的方法，在第一气相聚合罐12和输送管L5之间的连接位置“a”位置高于在第二气相聚合罐22和输送管L5之间的连接位置“b”。作为结果，能够通过利用重力有效地将在第一气相聚合罐12中的聚烯烃粒子输送至第二气相聚合罐22。因此，能够将P1-P2的值降低至130kPa以下。在第二气相聚合罐22中的压力P2因此比在第一气相聚合罐12中的压力P1下降不太多，从而能够增加在第二气相聚合罐22中聚合的聚烯烃的量。
从平滑地输送聚烯烃粒子的观点来看，满足P1-P2＞0是优选的。
即使当运行该过程以满足130kPa≥P1-P2≥0时，P1和P2也可能由于在一些情况中的任何干扰而波动。在本实施方案中，允许满足P1-P2＜0kPa的时间状态(temporal state)。当T1表示在满足P1-P2＜0kPa的状态下的时间并且T0表示用于在满足130kPa≥P1-P2≥0的条件下输送粒子的总时间时，优选的是，T1是时间T0的1/10以下，并且更优选的是，T1是时间T0的1/20以下。
为了防止归因于由运行期间的干扰引起的满足P1-P2＜0kPa的状态所引起的聚烯烃粒子的输送量的大幅降低，更优选的是，在稳态下满足P1-P2≥3kPa。
从在下一个阶段中提高气相聚合罐中的体积效率的观点来看，100kPa≥P1-P2是优选的，并且60kPa≥P1-P2是更优选的。
(关于烯烃和聚烯烃)
供给至第一气相聚合罐12和第二气相聚合罐22的烯烃的实例包括选自由具有1至12个碳原子的α-烯烃组成的组中的至少一种。例如，在将乙烯供给至气相聚合罐的情况中，可以得到含聚乙烯粒子，并且在供给丙烯的情况中，可以得到含聚丙烯粒子。
供给至每一个气相聚合罐中的烯烃都可以包括两种以上烯烃。例如，在供给选自由乙烯和具有3至12个碳原子的α-烯烃组成的组中的至少一种的情况中，可以得到含有乙烯-α-烯烃共聚物的粒子。具体地，在α-烯烃为丙烯、1-丁烯、1-己烯和4-甲基-1-戊烯的情况中，可以分别得到含有乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物和乙烯-4-甲基-1-戊烯共聚物的粒子。备选地，在向气相聚合罐供给丙烯和选自由具有4至12个碳原子的α-烯烃组成的组中的至少一种烯烃的情况中，可以得到含有丙烯-α-烯烃共聚物的粒子。具体地，在α-烯烃为1-丁烯的情况中，可以得到含有丙烯-1-丁烯共聚物的粒子。
优选的是，烯烃包括丙烯。作为结果，可以得到含有包括丙烯作为单体单元的聚合物或共聚物的粒子。
此外，可以向气相聚合罐中，供给具有提供与构成从之前阶段供给的聚烯烃粒子的聚合物或共聚物相同的聚合物或共聚物的组成的烯烃单体，或者可以供给具有提供与构成从之前阶段供给的聚烯烃粒子的聚合物或共聚物不同的聚合物或共聚物的组成的烯烃单体。因此能够得到所谓的异相聚烯烃材料的粒子，这样的异相聚烯烃材料的粒子含有多种具有比率彼此不同的不同单体单元的聚烯烃。
在这种情况中，优选的是，相应的烯烃单体总是含有丙烯，从而可以得到具有比率彼此不同的不同单体单元的异相丙烯聚合物的粒子，这样的异相丙烯聚合物的粒子是总是含有丙烯作为单体单元的丙烯聚合物(共聚物)的混合物。
在本实施方案中的异相丙烯聚合物的实例包括以下：
(i)含有丙烯均聚物(I-1)和丙烯共聚物(II)的丙烯聚合物；
(ii)含有丙烯共聚物(I-2)和丙烯共聚物(II)的丙烯聚合物；和
(iii)含有丙烯均聚物(I-1)、丙烯共聚物(I-2)和丙烯共聚物(II)的丙烯聚合物。
丙烯均聚物(I-1)是仅由衍生自丙烯的单体单元组成的丙烯的均聚物。更具体地，丙烯共聚物(I-2)和丙烯共聚物(II)如下。
丙烯共聚物(I-2)是含有衍生自丙烯的单体单元和衍生自选自由乙烯和具有4个以上且12个以下碳原子的α-烯烃组成的组中的至少一种烯烃的单体单元的共聚物，并且基于100重量％的丙烯共聚物(I-2)的总重量，衍生自选自由乙烯和具有4个以上且12个以下碳原子的α-烯烃组成的组中的至少一种烯烃的单体单元的含量是0.01重量％以上且小于15重量％，优选0.01重量％以上且小于12重量％，更优选3重量％以上且小于10重量％。衍生自丙烯的单体单元的含量可以是85重量％以上，或者可以是90重量％以上。丙烯均聚物(I-1)与丙烯共聚物(I-2)一起被称为“丙烯聚合物(I)”。
丙烯共聚物(II)是含有衍生自选自由乙烯和具有4个以上且12个以下碳原子的α-烯烃组成的组中的至少一种烯烃的单体单元和衍生自丙烯的单体单元的共聚物，并且基于100重量％的丙烯聚合物(II)的总重量，衍生自选自由乙烯和具有4个以上且12个以下碳原子的α-烯烃组成的组中的至少一种烯烃的单体单元的含量是15重量％以上且80重量％以下，优选20重量％以上且70重量％以下，更优选25重量％以上且60重量％以下。衍生自丙烯的单体单元的含量可以是20重量％以上且85重量％以下。
丙烯共聚物(I-2)的实例包括丙烯-乙烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物、丙烯-1-己烯共聚物、丙烯-1-辛烯共聚物、丙烯-1-癸烯共聚物、丙烯-乙烯-1-丁烯共聚物、丙烯-乙烯-1-己烯共聚物、丙烯-乙烯-1-辛烯共聚物、和丙烯-乙烯-1-癸烯共聚物，并且优选丙烯-乙烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物和丙烯-乙烯-1-丁烯共聚物。
丙烯共聚物(II)的实例与上述相同。
本实施方案的异相丙烯聚合物的实例包括(聚丙烯)-(乙烯-丙烯共聚物)异相聚合材料、(丙烯-乙烯共聚物)-(乙烯-丙烯共聚物)异相聚合材料、和(聚丙烯)-(乙烯-丙烯共聚物)-(乙烯-丙烯共聚物)异相聚合材料。因此，术语“(丙烯)-(丙烯-乙烯)聚合材料”意指“包括丙烯均聚物作为丙烯聚合物(I)和丙烯-乙烯共聚物作为丙烯共聚物(II)的异相丙烯聚合物”。其他相应的描述也是类似的。
基于100重量％的异相丙烯聚合物的总重量，在本实施方案的异相丙烯聚合物中的丙烯共聚物(II)的含量优选是32重量％以上，更优选35重量％以上、还更优选40重量％以上。
在本实施方案中，用于在丙烯共聚物(I-2)或丙烯共聚物(II)中使用的具有4个以上且12个以下碳原子的α-烯烃的实例包括1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、2-乙基-1-己烯和2，2，4-三甲基-1-戊烯，优选1-丁烯、1-己烯和1-辛烯，并且更优选1-丁烯。
例如，在构成供给至第一气相聚合罐12的粒子的聚烯烃、在第一气相聚合罐12中聚合的聚烯烃、和在第二气相聚合罐22中聚合的聚烯烃中的至少两种以上彼此不同的情况下，能够生产所需的异相丙烯聚合物。
例如，可以使供给至第一气相聚合罐的烯烃的组成和供给至第二气相聚合罐的烯烃的组成彼此不同。
本发明不限于上述实施方案，并且可以在多个修改的方面中。
(在气相聚合罐之间的装置的存在)
例如，在第一气相聚合罐12和第二气相聚合罐22之间，输送管L5可以具有除阀外、不是气相聚合罐的一个或多个装置。装置的实例包括粒子分离装置如旋风分离器和中间粒子储存设备如漏斗。这些装置利用凸缘等、或与阀30一样通过焊接等与输送管L5连接。即使在第一气相聚合罐12和第二气相聚合罐22之间存在这些装置的情况中，也需要在第一气相聚合罐和输送管L5之间的连接位置“a”高于在第二气相聚合罐22和输送管L5之间的连接位置“b”(要求1)，并且在第一气相聚合罐12中的压力P1和在第二气相聚合罐22中的压力P2满足130kPa≥P1-P2≥0(要求2)。
当装置A1表示在第一气相聚合罐12和第二气相聚合罐22之间、不是气相聚合罐的装置并且压力PA1表示在装置A1中的压力时，优选的是，满足130kPa≥P1-PA1≥0和/或130kPa≥PA1-P2≥0，并且此外满足130kPa≥P1-P2≥0。在第一气相聚合罐12和第二气相聚合罐22之间存在N件不是气相聚合罐的装置的情况中(其中N是2以上的整数)，当PAn表示在第n个装置中的压力并且PA(n-1)表示在第n-1个装置中的压力时，优选的是，满足选自由下列各项组成的组中的至少一种表达式：130kPa≥P1-PA1≥0、对于2至N的一个或多个整数n来说130kPa≥PA(n-1)-PAn≥0、和130kPa≥PAN-P2≥0，并且此外满足130kPa≥P1-P2≥0。在第一气相聚合罐12和第二气相聚合罐22之间存在N件不是气相聚合罐的装置的情况中(其中N是2以上的整数)，更优选的是，满足130kPa≥P1-PA1≥0、对于2至N的所有整数n来说130kPa≥PA(n-1)-PAn≥0、和130kPa≥PAN-P2≥0，并且此外满足130kPa≥P1-P2≥0。
在这种情况中，当连接位置“c”表示在不是气相聚合罐的装置和输送管L5之间的连接位置时，尽管连接位置“c”可以高于连接位置“a”并且连接位置“c”可以低于连接位置“b”，但是优选的是，连接位置“c”与连接位置“a”处于相同高度或者低于连接位置“a”，并且连接位置“c”与连接位置“b”处于相同高度或者高于连接位置“b”。然而，需要连接位置“a”高于连接位置“b”。
(向输送管中的吹送)
在平滑的粒子输送被尺寸比正常大的聚集的聚烯烃粒子向输送管L5中的流入而阻止的情况中，或者为了实现粒子的更平滑的输送，可以使压力高于输送管L5中的压力的烯烃气体或惰性气体如氮连续地或间歇地流过输送管L5。在这种情况中，可以临时满足P1-P2＜0kPa。然而，在连续供给烯烃气体或惰性气体的情况中，尽管可以临时满足P1-P2＜0kPa，但是需要在稳态下满足130kPa≥P1-P2≥0。
(气相聚合罐的数量)
尽管在实施方案中总计具有2个气相聚合罐，但是聚烯烃的生产系统200可以具有3个以上气相聚合罐。在这种情况中，气相聚合罐分别与输送管L5串联，并且需要在输送管L5和与输送管L5连接的一对气相聚合罐的组合单元中的每一个中，输送管L5的连接位置“a”和“b”以及一对气相聚合罐的相应压力满足要求1和2。在这种情况中，即使包括三个以上多级气相聚合罐，但是在最终阶段中的压力也几乎不降低。通过在每一个气相聚合罐中聚合得到的聚烯烃粒子可以依次被输送至在下一个阶段中的气相聚合罐。
(压缩机的数量)
尽管在上述实施方案中气相聚合罐中的每一个都具有压缩机，但是可以将气体从一个压缩机供给至多个气相聚合罐。即使在这种情况中，也能够借助已知工具如压力调节阀独立地设定在每一个气相聚合罐中的压力。
实施例
基于如下更具体地描述本发明，尽管本发明不限于那些实施例。
实施例A-1至A-15(冷实验)
在实施例A-1至A-15中，使用在图1中示出的生产系统200。在通过从循环管线L1供给的丙烯气体在高压侧的第一气相聚合罐12中形成聚丙烯粒子的流化床或喷动床并且在通过从循环管线L3供给的丙烯气体在低压侧的第二气相聚合罐22中形成聚丙烯粒子的流化床的同时，通过输送管L5将聚丙烯粒子从第一气相聚合罐12连续输送至第二气相聚合罐22。
在高压侧的第一气相聚合罐12中的粒子滞留量设定为约12.5kg，并且在低压侧的第二气相聚合罐22中的粒子滞留量设定为约9kg。通过借助安装在每一个气相聚合罐中的压力差计35测量在流化床中的压力差来计算粒子滞留量。
首先，在高压侧的第一气相聚合罐12中的压力P1设定为约2.0MPa(表压)，并且在高压侧的第一气相聚合罐12中的压力P1和在低压侧的第二气相聚合罐22中的压力P2之间的差P1-P2设定为表1中所示的规定的压力差。随后，将用于调节聚烯烃粒子的输送量的阀30从完全关闭的状态打开至规定的开度，从而将约2.5kg的聚丙烯粒子从在高压侧的第一气相聚合罐12连续输送至在低压侧的第二气相聚合罐22。通过秒表测量从将用于调节聚烯烃粒子的输送量的阀30打开为规定的开度到完全关闭的时间段。根据通过使用在低压侧的第二气相聚合罐22中的压力差计35确定的在低压侧的第二气相聚合罐22中的粒子滞留量的增加量，确定实际上输送的聚丙烯粒子的量。通过聚烯烃粒子的输送量除以输送所需的时间段，确定粒子输送速率。在聚丙烯粒子的输送中，气体随粒子一起从高压侧的第一气相聚合罐12到第二气相聚合罐22，从而将大量丙烯气体供给至高压侧的第一气相聚合罐12。相比之下，尽管没有将丙烯气体供给至低压侧的第二气相聚合罐22，但是将在输送期间流动的气体从管线(未在附图中示出)中吹扫，从而将在气相聚合罐之间的压力差P1-P2维持在规定的值。其他输送条件如下。
输送管L5的内径：1英寸
输送管L5的倾斜(在水平面和倾斜部分的轴线之间所成的倾角θ)：60°
阀30的尺寸：1英寸
阀30的类型：Λ端口阀
在高压侧的气相聚合罐12中的压力：2MPa(表压)
在高压侧的气相聚合罐12的罐温度：70℃
在低压侧的气相聚合罐22的罐温度：70℃
在高压侧的气相聚合罐12中的气体气氛：100％丙烯
在低压侧的气相聚合罐22中的气体气氛：100％丙烯
在高压侧的气相聚合罐12中的循环气体流动速率：27m3/小时
在低压侧的气相聚合罐22中的循环气体流动速率：27m3/小时
在高压侧的气相聚合罐12的内径：25cm
在低压侧的气相聚合罐22的内径：25cm
聚丙烯粒子的平均粒径：1169μm
聚丙烯粒子的详情：丙烯的均聚物
聚丙烯粒子的堆密度：378kg/m3
(静态堆密度的测量)
根据JIS K6721通过堆密度测量装置测量静态堆密度。
(聚丙烯粒子的平均粒径的测量)
通过使用激光衍射粒径分布分析仪(HELOS，由Sympatec GmbH制造)测量聚丙烯粒子的平均粒径。
在表1中，示出了在每一个气相聚合罐中的喷动床和流化床之间的区别、在高压侧的第一气相聚合罐12中的压力P1和在低压侧的第二气相聚合罐22中的压力之间的压力差P1-P2、阀开度、粒子输送速率、和输送稳定性。在连续输送期间不间断地输送聚丙烯粒子的情况中，将输送稳定性评级为“A”。在粒子的连续输送中断的情况中，或在未输送粉末的情况中，无论阀开度是否固定为规定的值，都将输送稳定性评级为“B”。
[表1]
Figure BDA0001778424110000171
Figure BDA0001778424110000181
实施例B-1至B-31和比较例B-1(冷实验)
使用在图7中示出的装置，将聚丙烯粒子从在高压侧的第一气相聚合罐132连续输送至类似在随后步骤中在低压侧的第二气相聚合罐的金属容器137。
将具有风机131的气体供给管线L101连接至第一气相聚合罐132，以使得在锥形构件132a和挡板132b之间形成喷动床。将第一气相聚合罐132和金属容器137与具有倾角θ的输送管L102连接，并且输送管L102设置有阀135和阀136。通过管线L103将金属容器138至140连接至金属容器137，并且管线L103设置有压力计145。将真空泵146与管线L104连接，通过阀144连接至管线L103。第一气相聚合罐132设置有压力差传感器134以测量喷动床的高度。通过重量测量装置142测量金属容器137的重量。
首先，在阀(球阀)135完全关闭的情况下，将阀(球阀)136完全打开，并且将阀144完全关闭，通过气体供给管线L101将气体从风机131供给至第一气相聚合罐132，以使得在第一气相聚合罐132中形成聚丙烯粒子的喷动床。随后，在将流动速率调节阀136的开度调节为规定的开度之后，将阀144完全打开，并且在读取压力计145的同时通过真空泵146降低金属容器137至140的结合的压力从而在第一气相聚合罐132中的压力P1和在金属容器137中的压力P2之间的压力差P1-P2达到在表2中示出的规定的压力差之后，将阀144完全关闭。在表2中的正压力差意指在第一气相聚合罐132中的压力P1高于在金属容器137中的压力P2，而负压力差意指相反。随后，在阀135完全打开任意数秒的情况下通过具有倾角θ的输送管L102将在第一气相聚合罐132中的喷动的聚丙烯粒子供给至金属容器137，并且之后将阀135完全关闭。将阀135完全打开的时间段被认为是输送所需的时间段。基于在输送前/后金属容器137的重量增加，确定实际输送至金属容器137的聚丙烯粒子的量。通过聚烯烃粒子的输送量除以输送所需的时间段，确定粒子输送速率。因为将四个金属容器137至140连接，所以即使当在粒子输送期间气体流动至金属容器137中时，金属容器137的压力P2也几乎不增加。
在表2中，示出了输送管L102的倾角、阀136的尺寸、作为在第一气相聚合罐132中的压力P1和在金属容器137中的压力P2之间的差P1-P2的压力差、阀136的开度、粒子输送速率、粒子输送稳定性。其他输送条件如下。在阀136的尺寸是1/2或3/4的情况中，在阀之前和之后安装异径管。
输送管L102的内径：2英寸
输送管L102的倾角θ：45°或60°
用于调节聚烯烃粒子的输送量的阀136的尺寸：1/2英寸、3/4英寸或2英寸
用于调节聚烯烃粒子的输送量的阀136的类型：球阀
在第一气相聚合罐132中的压力：大气压
在第一气相聚合罐132中的罐温度：常温
在金属容器137中的罐温度：常温
在第一气相聚合罐132中的气体气氛：空气
在金属容器137中的气体气氛：空气
向第一气相聚合罐132的气体供给速率：6.6m3/小时
第一气相聚合罐132的内径：50cm
在第一气相聚合罐132中的粒子滞留量：50kg
聚丙烯粒子的平均粒径：1169μm
聚丙烯的类型：丙烯的均聚物
聚丙烯粒子的堆密度：378kg/m3
[表2]
Figure BDA0001778424110000201
实施例C和比较例C(异相丙烯聚合物的聚合实验)
(1-1a)预先聚合
在具有搅拌器并且内部体积为3L的由不锈钢制成的压力釜中，容纳充分脱水和脱气的1.3L正己烷、20mmol三乙基铝、和0.4mmol叔丁基-正丙基二甲氧基硅烷。向其中加入28g的固体催化剂组分，并且在约10分钟内将28g的丙烯连续供给至压力釜中，并且将其内部温度维持在约10℃，从而进行预先聚合。随后，将预先聚合浆料输送至具有搅拌器并且内部体积为260L的由不锈钢(SUS316L)制成的压力釜，并且向其中加入170L的液态丁烷以制备预先聚合的催化剂组分的浆料。
(1-1b)主聚合
在配备有依次串联设置的本体聚合反应器A和三个气相聚合反应器(多级气相聚合反应器B、流化床型反应器C和流化床型反应器D)的生产系统中，在以下聚合步骤I中生产丙烯均聚物(I-1)，并且将生产的聚合物在不失活的情况下输送至下一个阶段。在以下聚合步骤II中，生产丙烯均聚物(I-1)并且将生产的聚合物在不失活的情况下输送至下一个阶段。在以下聚合步骤III-1和以下聚合步骤III-2中，生产乙烯-丙烯共聚物(II)。
[聚合步骤I(使用烯烃预聚合反应装置的丙烯聚合)]
使用具有搅拌器的由不锈钢(SUS304)制成的容器型本体聚合反应器A，进行丙烯和乙烯的本体聚合以生产丙烯均聚物(I-1)。即，将丙烯、氢、三乙基铝、叔丁基-正丙基二甲氧基硅烷和在(1-1a)中生产的预先聚合的催化剂组分的浆料连续供给至本体聚合反应器A以进行聚合反应，通过其得到含有丙烯均聚物(I-1)作为主要组分的聚烯烃粒子。反应条件如下。
聚合温度：55℃
搅拌速率：150rpm
在反应器中的液位：18L
丙烯供给速率：25kg/小时
氢供给速率：82.5NL/小时
三乙基铝供给速率：26.6mmol/小时(实施例C)，29mmol/小时(比较例C)
叔丁基-正丙基二甲氧基硅烷供给速率：1.32mmol/小时(实施例C)，1.39mmol/小时(比较例C)
预先聚合的催化剂组分浆料供给速率(以聚合催化剂组分计)：1.53g/小时(实施例C)，1.49g/小时(比较例C)
聚合压力：3.45MPa(表压)
[聚合步骤II(在多级气相聚合反应装置中的丙烯均聚(气相聚合))]
准备在竖直方向上具有6级反应区(包括作为流化床的顶部级和作为喷动床的剩余5级)的多级气相聚合反应器B作为多级气相聚合反应装置。将在聚合步骤I中得到的含有聚烯烃粒子和液态丙烯的浆料在不失活的情况下从在前的本体聚合反应器A间歇供给至作为多级气相聚合反应器B的顶部级的流化床。
在多级气相聚合反应器B中各级之间的聚烯烃粒子的输送通过双阀法进行。通过用具有2个开关阀的1英寸尺寸的管将上部的级反应区和下部的级反应区连接、在下阀关闭的情况下将上阀打开从而在上部的级反应区和下阀之间储存聚烯烃粒子、并且随后关闭上阀然后打开下阀，输送工具将聚丙烯粒子输送至在下部的级的反应区。
从具有上述结构的多级气相聚合反应器B的底部连续供给丙烯和氢。由此在反应区中的每一个中形成流化床或喷动床，并且控制丙烯和氢的供给速率，以使得气体组成和压力保持恒定。在吹扫过量气体的同时，进一步进行单体的聚合以生产丙烯均聚物(I-1)，从而得到含有丙烯均聚物(I-1)作为主要组分的聚烯烃粒子。反应条件如下。
聚合温度：70℃
聚合压力：2.00MPa(表压)
[聚合步骤III-1(在流化床型反应器C中的丙烯-乙烯共聚(气相聚合))]
通过包含Λ端口阀的输送管，将从在多级气相聚合反应器B的底部级处的在前的流化床排出的聚烯烃粒子间歇供给至作为流化床型烯烃聚合反应装置的流化床型反应器C。在多级气相聚合反应器B的底部级处的在前的流化床和输送管之间的连接位置高于在流化床型反应器C和输送管之间的连接位置。输送管的倾角θ是60°。在聚合步骤III-1中的流化床型反应器C在竖直方向上具有一级流化床作为反应区。
在实施例C中，在多级气相聚合反应器B中的压力是2.00MPa，并且在流化床型反应器C中的压力是1.97MPa，因而得到P1-P2＝0.03MPa。在比较例C中，在多级气相聚合反应器B中的压力是2.00MPa，并且在流化床型反应器C中的压力是1.60MPa，因而得到P1-P2＝0.40MPa。通过阀开度调节，将聚烯烃粒子从在多级气相聚合反应器B的底部级上的在前的流化床输送至流化床型反应器C。
向具有上述结构的流化床型反应器C连续供给丙烯、乙烯和氢，并且在调节气体供给速率并且吹扫过量气体从而使气体组成和压力保持恒定的同时，在聚丙烯粒子的存在下将丙烯和乙烯共聚以生产乙烯-丙烯共聚物(II)，从而得到除了丙烯均聚物(I-1)以外还含有乙烯-丙烯共聚物(II)的异相丙烯聚合物的粒子。反应条件如下。
聚合温度：70℃
在实施例C中的聚合压力1.97MPa(表压)：
在比较例C中的聚合压力：1.60MPa(表压)
在实施例C中的流化床型反应器C中的气体浓度比乙烯/(丙烯+乙烯)是25.3摩尔％。能够根据丙烯浓度和乙烯浓度确定在反应器中的气体浓度比。在比较例C中的流化床型反应器C中的气体浓度比乙烯/(丙烯+乙烯)是24.5摩尔％。
[聚合步骤III-2(在流化床型反应器D中的丙烯-乙烯共聚(气相聚合))]
通过包含Λ端口阀的输送管，将从在前的流化床型反应器C排出的聚烯烃粒子间歇供给至作为流化床型烯烃聚合反应装置的流化床型反应器D。在前的流化床型反应器C和输送管之间的连接位置高于在流化床型反应器D和输送管之间的连接位置。输送管的倾角θ是60°。在聚合步骤III-2中的流化床型反应器D在竖直方向上具有一级流化床作为反应区。
在实施例C中，在流化床型反应器C中的压力是1.97MPa，并且在流化床型反应器D中的压力是1.93MPa，因而得到P1-P2＝0.04MPa。在比较例C中，在流化床型反应器C中的压力是1.60MPa，并且在流化床型反应器D中的压力是1.20MPa，因而得到P1-P2＝0.40MPa。通过阀开度调节，将聚烯烃粒子从在前的流化床型反应器C输送至流化床型反应器D。
除了以下条件以外，以与在聚合步骤III-1中相同的方式将丙烯和乙烯共聚以进一步生产乙烯-丙烯共聚物(II)，从而得到含有丙烯均聚物(I-1)和乙烯-丙烯共聚物(II)的异相丙烯聚合物的粒子。
聚合温度：70℃
在实施例C中的聚合压力1.93MPa(表压)：
在比较例C中的聚合压力：1.20MPa(表压)
在实施例C中的流化床型反应器D中的气体浓度比乙烯/(丙烯+乙烯)是25.4摩尔％。在比较例C中的流化床型反应器D中的气体浓度比乙烯/(丙烯+乙烯)是24.1摩尔％。
(在得到的异相丙烯聚合物中的乙烯单元含量(单位：重量％))
通过IR光谱法根据在聚合物手册(Polymer Handbook)(在1995年由Kinokuniya出版)中第619页描述的IR光谱测量来确定在得到的异相丙烯聚合物中的乙烯单元含量。在说明书中的术语“乙烯单元”意指衍生自乙烯的结构单元。
基于以下表达式确定在异相丙烯聚合物中含有的乙烯-丙烯共聚物(II)中的衍生自乙烯的单体单元的含量。
在异相丙烯聚合物中含有的乙烯-丙烯共聚物(II)中的衍生自乙烯的单体单元的含量＝(在异相丙烯聚合物中的乙烯单元的含量)/(在聚合步骤(III-1+III-2)中生产的聚合物在总聚合物输出中的比例)×100
(关于体积效率)
因此，确定“体积效率(II+III-1+III-2)”作为这样的指数，该指数代表相对于所有气相聚合罐(用于聚合步骤II的多级气相聚合反应器B、用于聚合步骤III-1的流化床型反应器C、和用于聚合步骤III-2的流化床型反应器D)的总体积的在所有气相聚合罐中的聚烯烃的总输出。此外，确定“体积效率(III-1+III-2)”作为这样的指数，该指数代表相对于用于聚合步骤III-1的流化床型反应器C和用于聚合步骤III-2的流化床型反应器D的气相聚合罐的总体积的在聚合步骤III-1和聚合步骤III-2中的聚烯烃输出。在本说明书中，在体积效率的确定中，使用粒子滞留质量作为对应于气相聚合罐的体积的值。
体积效率(II+III-1+III-2)是通过以下方法计算的PP/CAT(II+III-1+III-2)除以在聚合步骤II、聚合步骤III-1和聚合步骤III-2中的总粒子滞留质量的值。
体积效率(III-1+III-2)是通过以下方法计算的PP/CAT(III-1+III-2)除以在聚合步骤III-1和III-2中的总粒子滞留质量的值。
(关于PP/CAT)
PP/CAT(II+III-1+III-2)是在聚合步骤II、聚合步骤III-1和聚合步骤III-2中的每小时聚烯烃总输出量除以固体催化剂供给速率的值。PP/CAT(II+III-1+III-2)表示相对于每单位固体催化剂供给速率，在所有气相聚合步骤(聚合步骤II、III-1和III-2)中的每小时输出量。
PP/CAT(III-1+III-2)是在聚合步骤III-1和III-2中的每小时聚烯烃总输出量除以固体催化剂供给速率的值。PP/CAT(III-1+III-2)表示相对于每单位固体催化剂供给速率，在聚合步骤III-1和III-2中的每小时输出量。
在表3中示出了在实施例C和比较例C中的聚合条件、输出量等。
[表3]
Figure BDA0001778424110000251
[表4]
Figure BDA0001778424110000252
Figure BDA0001778424110000261
如以上所描述的，在实施例C中，体积效率(II+III-1+III-2)和体积效率(III-1+III-2)大于在比较例C中的那些，并且因此实现了更好的生产效率。
可以使用通过采用本发明的聚烯烃生产系统得到的聚烯烃作为例如以下各项的原料：交通工具部件如交通工具内部部件和外部部件、食品和医用容器、家具和电器的部件、以及土木工程和建设材料。

Claims (4)

1.一种采用聚烯烃生产系统生产聚烯烃的方法，所述聚烯烃生产系统配备有第一气相聚合罐和通过输送管与所述第一气相聚合罐连接的第二气相聚合罐，所述方法包括以下步骤1至3并且满足以下要求1和2：
步骤1：在所述第一气相聚合罐中将烯烃聚合以得到含聚烯烃粒子的步骤；
步骤2：通过所述输送管将在所述步骤1中得到的所述含聚烯烃粒子输送至所述第二气相聚合罐的步骤；和
步骤3：在所述第二气相聚合罐中，在所述步骤2中输送的所述含聚烯烃粒子的存在下将烯烃聚合的步骤；以及
要求1：在所述第一气相聚合罐和所述输送管之间的连接位置“a”高于在所述第二气相聚合罐和所述输送管之间的连接位置“b”；和
要求2：当P1表示在所述第一气相聚合罐中的压力并且P2表示在所述第二气相聚合罐中的压力时，满足130kPa≥P1-P2>0；
其中在所述第二气相聚合罐中形成聚烯烃粒子的流化床或聚烯烃粒子的喷动床；且
所述连接位置“b”在所述流化床的高度的1/2处或更高或在所述喷动床中的移动床部分的高度的1/2处或更高。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一气相聚合罐和所述第二气相聚合罐中的至少一个中形成所述聚烯烃粒子的喷动床。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在所述步骤1和所述步骤3中的每一个中的所述聚合在催化剂的存在下进行。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述输送管包括阀，并且在所述步骤2中，通过所述阀的开度调节来调节所述聚烯烃粒子的输送量。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7453801B2 (ja) * 2020-02-14 2024-03-21 住友化学株式会社 プロピレン重合体の製造方法
WO2023058866A1 (ko) * 2021-10-08 2023-04-13 주식회사 엘지화학 반응액 이송 시스템
US20240173660A1 (en) * 2022-11-29 2024-05-30 Chevron Phillips Chemical Company Lp Systems and techniques for polymer product withdrawal

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5798309A (en) * 1993-03-02 1998-08-25 Hostalen Polyethylen Gmbh Process for preparing a poly-1-olefin
US5928612A (en) * 1995-02-24 1999-07-27 Bp Chemicals Limited Apparatus and process for polymerising olefin in gas phase
EP2109498A1 (en) * 2007-02-05 2009-10-21 Basell Poliolefine Italia S.R.L. Apparatus for the liquid-phase polymerization of olefins

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2577558B1 (fr) 1985-02-19 1987-03-06 Bp Chimie Sa Polymerisation en plusieurs etapes d'alpha-olefines en phase gazeuse
JP3860702B2 (ja) * 2000-03-16 2006-12-20 株式会社プライムポリマー ポリオレフィンの製造方法および気相重合装置
JP2003277412A (ja) 2002-03-26 2003-10-02 Sumitomo Chem Co Ltd オレフィンの連続気相重合方法
US6914104B2 (en) * 2002-04-19 2005-07-05 Sumitomo Chemical Company, Limited Process for polymerization of α-olefin
JP5055816B2 (ja) 2006-04-17 2012-10-24 住友化学株式会社 ポリオレフィンパウダーの移送装置及び方法
BRPI0719519A2 (pt) * 2006-10-10 2014-10-07 Univation Tech Llc Sistemas de descarga e métodos de utilização dos mesmos
ATE549080T1 (de) * 2007-09-19 2012-03-15 Basell Poliolefine Srl Mehrstufiges verfahren zur polymerisation von olefinen
JP5308794B2 (ja) * 2007-12-11 2013-10-09 住友化学株式会社 噴流層装置を用いたポリオレフィン製造方法
JP5308797B2 (ja) 2007-12-11 2013-10-09 住友化学株式会社 オレフィン重合反応装置、ポリオレフィン製造システム、及び、ポリオレフィン製造方法
JP5545800B2 (ja) * 2009-06-08 2014-07-09 住友化学株式会社 噴流−流動層型オレフィン重合反応装置、ポリオレフィン製造システム、及び、ポリオレフィン製造方法
US8344078B2 (en) * 2010-05-21 2013-01-01 Chevron Phillips Chemical Company Lp Continuous take off technique and pressure control of polymerization reactors
SG184672A1 (en) * 2011-03-25 2012-10-30 Sumitomo Chemical Co Olefin polymerization reactor, polyolefin production system, and polyolefin production process

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5798309A (en) * 1993-03-02 1998-08-25 Hostalen Polyethylen Gmbh Process for preparing a poly-1-olefin
US5928612A (en) * 1995-02-24 1999-07-27 Bp Chemicals Limited Apparatus and process for polymerising olefin in gas phase
EP2109498A1 (en) * 2007-02-05 2009-10-21 Basell Poliolefine Italia S.R.L. Apparatus for the liquid-phase polymerization of olefins

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