CS209922B2 - Vertical reactor with the fluidic bed - Google Patents

Vertical reactor with the fluidic bed Download PDF

Info

Publication number
CS209922B2
CS209922B2 CS792617A CS261779A CS209922B2 CS 209922 B2 CS209922 B2 CS 209922B2 CS 792617 A CS792617 A CS 792617A CS 261779 A CS261779 A CS 261779A CS 209922 B2 CS209922 B2 CS 209922B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
bed
catalyst
reactor
gas
particles
Prior art date
Application number
CS792617A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Gary L Brown
David F Warner
Jea H Byon
Original Assignee
Union Carbide 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 Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Publication of CS209922B2 publication Critical patent/CS209922B2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

Vynález se týká zařízení obsahujícího vertikální reaktor jednotného průměru s fluidním ložem, který je opatřen nepřímým chlazením, pro výrobu polymerů ve formě pevných částic za nízkého tlaku plynné fáze exotermní polymerací, přičemž se do fluidního lože polymerních částic uvádí polym-erační katalyzátor a plynný proud obsahující alespoň jeden polymerovatelný monomer, exotermní teplo reakce se odvádí nepřímým chlazením v reaktoru a odebírá se suchý polymer ve formě částic.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus comprising a fluidized bed vertical diameter fluidized bed reactor equipped with indirect cooling for the production of low-pressure solid phase polymers by exothermic polymerization, wherein a polymerization catalyst and a gas stream comprising at least one polymerizable monomer, the exothermic heat of the reaction is removed by indirect cooling in the reactor and the dry particulate polymer is removed.

V patentech USA č. 4 011 382 a 4 003 712 se popisuje způsob přípravy olefinických polymerů v plynné fázi ve fluidním loži v přítomnosti vysoce aktivního katalyzátoru. V patentu č. 4 011 382 je uvedeno, že lze obchodně vyrábět polyethylen o nízké hustotě při tlacích nižších než 6,9 MPa reakcí v plynné fázi v nepřítomnosti rozpouštědel s použitím vybraných katalyzátorů obsahujících chrám a titan a popřípadě fluor, za určitých podmínek ve fluidním loži.U.S. Pat. Nos. 4,011,382 and 4,003,712 disclose a process for preparing gas phase olefinic polymers in the presence of a highly active catalyst. No. 4,011,382 discloses that low density polyethylene at pressures of less than 6.9 MPa can be commercially produced by gas-phase reactions in the absence of solvents using selected catalysts containing temple and titanium and optionally fluorine, under certain conditions in fluidized-bed form. loži.

Reaktor s fluidním ložem se v těchto patentech výhodně popisuje jako vertikální reaktor s válcovou spodní sekcí a -s horní sekcí, jejíž průřez je větší než průřez spodní sekce, přičemž horní sekce je popisována jako zóna redukce rychlosti.The fluidized bed reactor is preferably described in these patents as a vertical reactor with a cylindrical lower section and an upper section whose cross section is larger than the cross section of the lower section, the upper section being described as a speed reduction zone.

V procesu fluidizace ta část plynného proudu, která nereaguje ve fluidním loži, tvoří recyklovaný proud, který se z polymerační zóny odvádí průchodem- zónou redukce rychlosti umístěnou nad ložem. V zóně redukce rychlosti se snižuje rychlost recyklovaného proudu, přičemž stržené částice mohou spadnout zpět do lože. Odstraňování částic z recyklovaného proudu může být podpořeno cyklónem. Použití zóny redukce rychlosti a cyklónu bylo -dosud považováno za nutné, protože zabraňovalo, aby je-mné částice stržené do plynu nebyly uneseny do- systému recyklu, kde se hromadí a způsobují ucpání tepelného- výměníku. V reaktoru s fluidním ložem, který -má horní zónu redukce rychlosti o průřezu větším, než má dolní sekce s ložem, jsou obě sekce spojeny přechodovou s-ekcí se zkosenými stěnami. Při použití takovéhoto reaktoru s fluidním ložem část jemných částic, stržených plynem v polymerační zóně spodní sekce a oddělených od recyklovaného proudu v zóně redukce rychlosti, dopadá na zkosené stěny přechodové -sekce. Tyto jemné částice se po určitou dobu hromadí. Jelikož jemné částice -obsahují aktivní katalyzátor, reagují s monomerem přítomným v recyklu a tvoří pevné povlaky, které se mohou zvětšit -tak, že brání recyklovanému plynu proudit nebo klouzat podél zkosených stěn pře209922In the fluidization process, the portion of the gaseous stream that does not react in the fluidized bed forms a recycle stream, which is discharged from the polymerization zone through a speed reduction zone located above the bed. In the speed reduction zone, the rate of the recycle stream is reduced, and entrained particles may fall back into the bed. The removal of particles from the recycle stream can be aided by a cyclone. The use of a speed reduction zone and a cyclone has hitherto been considered necessary because it prevented the particles entrained in the gas from being entrained into the recycle system where they accumulate and cause clogging of the heat exchanger. In a fluidized bed reactor having an upper velocity reduction zone having a cross-section greater than the lower bed section, both sections are connected by a transition section to the tapered walls. When using such a fluidized bed reactor, a portion of the fine particles entrained in the polymerization zone of the lower section and separated from the recycle stream in the velocity reduction zone impinges on the tapered walls of the transition section. These fine particles accumulate over a period of time. Because the fine particles -contain the active catalyst, they react with the monomer present in the recycle to form solid coatings that can increase - preventing the recycle gas from flowing or sliding along the tapered walls.

203922203922

Chodové sekce reaktoru a do polymerační zóny. V polymerační zóně tyto- povlaky blokují proud plynu v části lože nad povlakem, což má za následek sníženou fluidizaci a dále roztavení částic polymeru v nefluidizované oblasti v důsledku nedostatečného odvodu tepla z částic plynem. Pokud se reakce nezastaví a povlaky se neodstraní, mohou se tak vytvořit velké kuisy polymeru, které mohou blokovat celou polymerační zenu. Aby se tvorba povlaků na zkosených stěnách přechodové sekce -snížila na minimum, je nutné, aby horní povrch fluidního lože se při provozu nacházel na úrovni dna přechodové sekce nebo mírně pod ,ní. Tyto provozní podmínky způsobují, že vlivem intenzivního pohybu bublin plynu na povrchu fluidního- lože jsou větší částice z fluidního lože vrhány na zkosené stě!ny přechodové sekce, kde mají tendenci smést reaktivnější jemné částice zpět do fluidního lože. To vyžaduje provoz v podstatě při konstantní hladině fluidního lože a vylučuje snižování hladiny za účelem usnadnění přechodu nebo zahájení reakce.Run sections of the reactor and into the polymerization zone. In the polymerization zone, these coatings block the gas flow in the portion of the bed above the coating, resulting in reduced fluidization and further melting of the polymer particles in the non-fluidized region due to insufficient heat dissipation from the particles by the gas. If the reaction does not stop and the coatings are not removed, large polymer clusters can be formed which can block the entire polymerization zen. In order to minimize the formation of coatings on the tapered walls of the transition section, it is necessary that the top surface of the fluidized bed be at or slightly below the level of the transition section bottom during operation. These operating conditions cause, due to the intense movement of gas bubbles on the surface of the fluidized bed, larger particles from the fluidized bed are thrown onto the tapered walls of the transition section where they tend to sweep more reactive fine particles back into the fluidized bed. This requires operation at a substantially constant fluidized bed level and avoids lowering to facilitate transition or initiation of the reaction.

V patentu USA č. 3 298 792 je popsáno zařízení ke snížení hromadění povlaků na zkosených stěnách ve fluidním loži na minimum, což je vertikálně umístěný stírač pro odstraňování částic ulpělých na stěnách, tvořený poháněným hřídelem. Podle příkladů, uvedených v patentu, funguje toto- zařízení dobře u malých reaktorů s fluidním ložem, avšak provoz tohoto zařízení u velkých reaktorů průmyslového měřítka by byl nesnadný, pokud by byl vůbec možný. Fluidní lože podle uvedeného patentu má kónický -tvar s menším průměrem na dně reaktoru než v horní části, má tedy zkalsené stěny jak v sekci fluidního lože neboli polymerační zóně, tak v sekci redukce rychlosti nad polymerační zónou. Vertikálně umístěný stírač odstraňuje částice lpící ke stěnám, jak v polymerační zóně, tak v zóně redukce rychlosti. Zařízení k míchání vertikálního fluidního lože -a/nebo- k odstraňování částic ulpělých na stěnách reaktoru jso-u popsána například v patentech USA č. 3 300 457 a 4 012 573.U.S. Pat. No. 3,298,792 discloses a device for reducing the build-up of coatings on chamfered walls in a fluidized bed to a minimum, a vertically positioned wiper for removing particles adhering to the walls formed by a driven shaft. According to the examples given in the patent, this device works well for small fluidized bed reactors, but operation of this device on large industrial scale reactors would be difficult, if at all possible. The fluidized bed of this patent has a tapered shape with a smaller diameter at the bottom of the reactor than at the top, thus having distorted walls in both the fluidized bed or polymerization zone and the velocity reduction section above the polymerization zone. The vertically positioned wiper removes particles adhering to the walls, both in the polymerization zone and in the speed reduction zone. A vertical fluid bed mixing apparatus and / or for removing particles adhering to the reactor walls is described, for example, in U.S. Patent Nos. 3,300,457 and 4,012,573.

Bylo zjištěno, že polymerační reaktor s fluidním ložem může pracovat bez zóny redukce rychlosti nebo cyklónu k oddělování jemných částic z plynu, což má mnoho výhod. Nejdůležitější výhodou je, že nedochází k tvorbě povlaků na zkosených stěnách přechodové zóny. V důsledku toho se velmi sníží frekvence přerušení provozu reaktoru za účelem odstranění vytvářených povlaků. Druhou výhodou je, že lze v širokém rozmezí měnit hloubku lože v polymerační zóně, což umožňuje provoz reaktoru s dobrými výtěžky v daleko větším rozmezí. Možnost měnit hloubku lože rovněž přispívá k tomu, že při změně výroby z jednoho produktu na nový dochází k tvorbě minimálního množství znečištěného materiálu. Toho lze dosáhnout tak, že před započetím změny produktu se lože sníží na určitou minimální hladinu a udržuje se ina ní do doby, dokud vyráběný produkt neodpovídá charakteristikám nového produktu. Během změny produktu při snížené hladině lože lze obvykle zvýšit výrobní rychlost na jednotku objemu použitého lože, kg produktu za hodinu na m3, probíhá kapacita odvodu tepla a kapacita odstraňováni produktu ze systému odpovídá svou velikostí provozu za normálního objemu 1-ože. To umožňuje zkrácení doby změny produktu a zmenšení objemu pryskyřice vyrobené během změny produktu.It has been found that a fluidized bed polymerization reactor can operate without a velocity reduction zone or a cyclone to separate fine particles from the gas, which has many advantages. The most important advantage is that there is no coating on the bevelled walls of the transition zone. As a result, the frequency of reactor interruption is greatly reduced in order to remove the coatings formed. The second advantage is that the depth of the bed in the polymerization zone can be varied over a wide range, allowing the reactor to operate with good yields over a much larger range. The possibility of varying the depth of the bed also contributes to minimizing the amount of contaminated material when changing production from one product to a new one. This can be accomplished by lowering the bed to a certain minimum level before commencing product change and maintaining the process until the product produced meets the characteristics of the new product. During product change at a lowered bed level, the production rate per unit of bed volume used, kg of product per hour per m 3 , heat dissipation capacity, and product removal capacity from the system can be increased to match normal 1-stroke volume. This allows the product change time to be shortened and the resin produced during the product change to be reduced.

Další výhodou reaktoru s jednotným průměrem je, že k úspěšnému zahájení reakce bez usazování povlaků postačuje menší počáteční dávka práškového materiálu. Výrobní cena reaktoru s fluidním ložem bez zóny redukce rychlosti o zvětšeném průřezu je podstatně nižší, protože není třeba částí s větším průměrem ani přechodové zóny se zkosenými stranami. Při provozu bez zóny redukce rychlosti, cyklónu nebo filtru se zvětšuje strhování částic obvykle 100- až lOOOk-rát. Očekávalo se, že toto- -zvýšení koncentrace částic v recyklovaném proudu vyřadí reaktor z provozu v důsledku hromadění jemných podílů v potrubí recyklu a na rozdělovači desce pod ložem. Kromě toho se očekávalo, že částice způsobí vyřazení kompresoru recyklu abrasí nebo- nahromaděním částic na pohyblivých částech kompresoru. Navzdory tomu bylo zjištěno, že jestliže rychlost ve všech částech potrubí recyklu je udržována na vysoké hodnotě a jestliže systém recyklu je navržen tak, aby obsahoval v minimální míře oblasti nízké rychlosti nebo- mrtvé zóny, potom není hromadění částic v potrubí recyklu a na desce rozdělovače částic žádným problémem. Bylo rovněž zjištěno, že hromadění částic na pohyblivých čás-tech kompresoru je minimální, takže -neovlivňuje jeho provoz nebo účinnost, a že jemné částice polymeru, které byly strženy, nezpůsobují abraisi kompresoru. Nicméně však bylo- zjištěno, že jemné částice se rychle hromadí na tepelném výměníku.A further advantage of a uniform diameter reactor is that a smaller initial batch of powdered material is sufficient to successfully initiate the reaction without coating deposition. The manufacturing cost of a fluidized bed reactor without an increased cross-sectional velocity reduction zone is considerably lower, since there is no need for larger diameter sections or tapered transition zones. In operation without a velocity reduction zone, cyclone or filter, entrainment of the particles usually increases from 100 to 100 times. This increase in the concentration of particles in the recycle stream was expected to disable the reactor due to the accumulation of fines in the recycle line and on the manifold plate under the bed. In addition, it was expected that the particles would cause the compressor to be recycled by abrasion or accumulation of particles on the moving parts of the compressor. Despite this, it has been found that if the velocity in all parts of the recycle line is kept high and if the recycle system is designed to contain at least a low speed or dead zone area, then there is no accumulation of particles in the recycle line and on the manifold plate. particle problem. It has also been found that the accumulation of particles on the moving parts of the compressor is minimal, so that it does not affect its operation or efficiency, and that fine polymer particles that have been entrained do not cause abrasion of the compressor. However, it has been found that fine particles rapidly accumulate on the heat exchanger.

Možnost hromadění částic na tepelném výměníku lze odstranit zabudováním chladicího zařízení přímo do fluidního lo|e; tzv. vnitřního chladiče. Jelikož jako médium pro přestup tepla s vnějším chladičem se po-užívá plyn, byla reakční rychlost dříve limitována rychlostí plynu při průchodu ložem, která měla zůstávat dost nízká, aby se z lože nes-trhávala velká množství pevných látek, avšak dost vysoká, aby umožňovala přiměřený odvod tepla. Vnitřní chladič odvádí reakční teplo- přímo z pevných částic a rychlost plynu může být mnohem nižší, čímž lze používat mnohem méně energie. Navíc, jelikož odvod tepla nezávisí na hmotnostním průtoku plynu, lze rovněž snížit tlak v reaktoru na hodnotu -danou kineti209922 kou polymerace. Jsou-li ve fluidním loži podle tohoto vynálezu vertikálně zabudovány chladicí trubky, mají tendenci ničit shluky velkých bublin, a tak zvyšují kvalitu fluidizace. Když se bubliny ve fluidním loži shlukují, což je jejich přirozená tendence při stoupání vzhůru ložem, je iplyn odtahován z okrajů lože směrem ke středu, což snižuje možnost míšení u stěn a tak způsobuje nehomogenitu lože. Vertikální trubky, které působí jako narážky, mají tendenci narušovat migraci bublin ke středu lože a zvyšovat míšení u stěn.The possibility of accumulating particles on the heat exchanger can be eliminated by incorporating a cooling device directly into the fluidized bed; so-called internal cooler. Since gas is used as the heat transfer medium with the external cooler, the reaction rate was previously limited by the gas velocity while passing through the bed, which should remain low enough not to tear large amounts of solids but high enough to allow adequate heat dissipation. The internal cooler dissipates the reaction heat directly from the solid particles and the gas velocity can be much lower, thus using much less energy. In addition, since heat dissipation does not depend on the gas mass flow rate, the reactor pressure can also be reduced to a value given by the polymerization kinetic value. When cooling tubes are vertically installed in the fluidized bed of the present invention, they tend to destroy large bubbles of bubbles and thus increase the quality of fluidization. When bubbles in the fluidized bed agglomerate, which is their natural tendency to ascend upwardly through the bed, the gas is drawn off from the edges of the bed towards the center, reducing the possibility of mixing at the walls and thus causing bed inhomogeneity. Vertical tubes, which act as stops, tend to interfere with the migration of bubbles to the center of the bed and increase mixing at the walls.

Používá-li se u fluidizačního· lože v plynné fázi vnější chlazení, potom plyn vstupující do dna lože je chladnější než lože. Jelikož fyzikální vlastnosti polymerů vyráběných s určitými katalyzátory jsou citlivé na teplotu, produkuje spodní část lože, která je chladnější, polymery s odlišnými fyzikálními vlastnostmi. Tyto· částice se pak mísí se zbytkem lože, což způsobuje zejména rozšíření distribuce molekulové hmotnosti polymeru. S použitím vnitřního chlazení je teplo odváděno přímo· z polymeru a vstupující fluidizující plyn má proto stejnou teplotu jako celé fluidní lože.If external cooling is used in the gas phase fluidized bed, then the gas entering the bed bottom is cooler than the bed. Since the physical properties of the polymers produced with certain catalysts are temperature sensitive, the lower part of the bed, which is colder, produces polymers with different physical properties. These particles are then mixed with the rest of the bed, causing in particular an increase in the molecular weight distribution of the polymer. Using internal cooling, heat is removed directly from the polymer and the incoming fluidizing gas is therefore at the same temperature as the entire fluidized bed.

Dalším problémem, se kterým se setkáváme u vnějšího chlazení, je, že nízkomolekulární oligomery, které vznikají během polymerace a které jsou těkávé při teplotách reaktoru, mohou kondenzovat na chladném povrchu vnějšího· chladiče a způsobovat adhezi jemných částic k tepelnému výměníku, což má za následek častější ucpání. Kromě toho při výrobě kopolymerů olefinů s použitím relativně výsokovroucích komonomerů mohou monomery rovněž kondenzovat ve vnějším chladiči a způsobovat Ucpávání tepelného· výměníku. K této kondenzací nemůže dojít při použití vnitrního chlazení, protože systém recyklu má stejnou teplotu jako reaktor.Another problem encountered in external cooling is that the low molecular weight oligomers that are formed during polymerization and that are volatile at reactor temperatures can condense on the cool surface of the external cooler and cause the fine particles to adhere to the heat exchanger, resulting in more frequent blockages. In addition, when producing olefin copolymers using relatively high-boiling comonomers, the monomers can also condense in an external cooler and cause clogging of the heat exchanger. This condensation cannot occur when using internal cooling because the recycle system has the same temperature as the reactor.

Nyní bylo zjištěno, že polymery nebo kopolymery s relativně nízkým obsahem zbytkového katalyzátoru pro obchodní účely lze vyrábět za nízkého tlaku v plynné fázi, jestliže alespoň jeden polymerovatelný monomer se polymeruje nebo kopolymeruje v přítomnosti polymeračního katalyzátoru ve vertikálním reaktoru jednotného průměru s fluidním ložem, obsahujícím v reaktoru nepřímé chladicí zařízení k odváděni exotermního reakčního tepla.It has now been found that polymers or copolymers with a relatively low residual catalyst content for commercial purposes can be produced at low pressure in the gas phase if at least one polymerizable monomer is polymerized or copolymerized in the presence of a polymerization catalyst in a vertical fluidized bed uniform diameter reactor containing Indirect cooling device to remove the exothermic reaction heat.

Předmětem vynálezu je vertikální reaktor s fluidním ložem pro polymerací alespoň jednoho monomeru s polymeračním katalyzátorem, obsahujícíThe present invention provides a vertical fluidized bed reactor for the polymerization of at least one monomer with a polymerization catalyst comprising

a) polymerační zónu ve spodní sekci,a) polymerization zone in the lower section,

b) rozdělovači desku, propustnou pro fluidizační médium, u dna spodní sekce,b) a distribution plate permeable to the fluidizing medium at the bottom of the lower section,

c) potrubí pro přívod plynu, kterým se fluidizační plyn přivádí do spodní sekce pod rozdělovači desku,c) a gas supply line through which the fluidizing gas is introduced into the lower section below the manifold plate,

d] zařízení pro inje,klování katalyzátoru, kterým se do· polymerační zóny přivádí katalyzátor,d] equipment for inje, catalyst pumping, through which the catalyst is introduced into the polymerization zone,

e) zařízení pro odebírání produktu, kterým se odebírá polymerní produkt z polymeračiní zóny nad rozdělovači deskou a fj recirkulační okruh, kterým se fluidizační médium odebírá z horní sekce reaktoru a recykluje se do spodní sekce reaktoru pod rozdělovači deskou, vyznačující se tím, že reaktor má jednotný vnitřní průměr a obsahuje vestavěné zařízení pro nepřímé chlazení.(e) a product take-off device which removes the polymer product from the polymerization zone above the manifold and fj a recirculation circuit through which the fluidization medium is removed from the top section of the reactor and recycled to the bottom section of the reactor below the manifold; a uniform internal diameter and includes a built-in indirect cooling device.

Polymery olefinů, které se připravují podle tohoto vynálezu, jsou pevné látky. Polymery olefinů mají hustotu asi 910 až 970 kg/m? a index toku taveniny asi 0,1 až 100 g/10 min. nebo více.The olefin polymers that are prepared according to the present invention are solids. The olefin polymers have a density of about 910 to 970 kg / m 2. and a melt flow index of about 0.1 to 100 g / 10 min. or more.

Polymery olefinů podle vynálezu se připravují homopolymerací nebo· kopolymerací jednoho nebo více α-olefinů, obsahujících 2 až asi 12 uhlíkových atomů. Druhými «-olefinickými monomery mohou být monoolefiny nebo nekonjugované diolefiny.The olefin polymers of the present invention are prepared by homopolymerizing or copolymerizing one or more α-olefins containing 2 to about 12 carbon atoms. The second N-olefinic monomers may be monoolefins or unconjugated diolefins.

Mezi polymerovatelné mono-a-olefiny patří ethylen, pr opy len, 1-buten, 1-penten, 3-methyl-l-buten, 1-hexen, 4-methyl-l-penten, 3-ethyl-l-bu.ten, 1-hepten, 1-okten- 1-decen, 4,4-dimethyl-l-penten, 4,4-diethyl-1-hexen, 3,4-dimethyl-l-hexein, 4-butyl-l-okten, 5-ethyl-l-decen, 3,3-dimethyl-l-buten apod. Jako použitelné diolefiny lze uvéstPolymerizable mono-α-olefins include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 3-methyl-1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 3-ethyl-1-bu. 1-heptene, 1-octene-1-decene, 4,4-dimethyl-1-pentene, 4,4-diethyl-1-hexene, 3,4-dimethyl-1-hexein, 4-butyl-1- octene, 5-ethyl-1-decene, 3,3-dimethyl-1-butene and the like. Suitable diolefins include

1,5-hexadien, dicyklopentadien, ethylidennorbornen a další nekonjugované diolefiny.1,5-hexadiene, dicyclopentadiene, ethylidennorbornene and other unconjugated diolefins.

Jako katalyzátor se používá vysoce aktivní katalyzátor obsahující přechodový kov, výhodně chrom a/nebo titan. Vysoce aktivní katalyzátor znamená, že musí mít produktivitu ž 50 000, výhodně S 100 000 kg polymeru na kg přechodového kovu v katalyzátoru. Je tomu tak proto·, že při postupech v plynné fázi s fluidním ložem, se obvykle neodstraňují zbytky katalyzátoru. Zbytek katalyzátoru v polymeru tedy musí být tak malý, aby mohl být v polymeru ponechán, aniž by způsoboval nepatřičné problémy zpracovateli pryskyřice a/nebo konečnému spotřebiteli. Nízký obsah zbytkového katalyzátoru je důležitý tehdy, vyrábí-li se katalyzátor s použitím látek obsahujících chlor, jako· jsou chloridy titanu, hořčíku a/ /nebo· hliníku, používané v některých tzv. Zieglerových nebo Ziegler-Nattoivých katalyzátorech. Vysoké hodnoty zbytkového chloru v lisovací pryskyřici by způsobily důlkovou korozi na kovových površích forem.The catalyst used is a highly active catalyst comprising a transition metal, preferably chromium and / or titanium. A high-activity catalyst means that it must have a productivity of ≥ 50,000, preferably with 100,000 kg of polymer per kg of transition metal in the catalyst. This is because fluidized bed gas phase processes do not usually remove catalyst residues. Thus, the remainder of the catalyst in the polymer must be so small that it can be left in the polymer without causing undue problems to the resin processor and / or to the end consumer. The low residual catalyst content is important when the catalyst is produced using chlorine-containing substances such as titanium, magnesium and / or aluminum chlorides used in some of the so-called Ziegler or Ziegler-Natto catalysts. High residual chlorine values in the molding resin would cause pitting on the metal surfaces of the molds.

Mezi vysoce aktivní katalyzátory obsahující přechodový kov, kterých lze použít podle vynálezu, patří:Highly active transition metal catalysts which can be used according to the invention include:

I. Silylchromátové katalyzátory, popsané v patentech USA č. 3 324 101 a 3 324 095. V těchto katalyzátorech je přítomna skupina vzorceI. Silylchromate catalysts as described in U.S. Patent Nos. 3,324,101 and 3,324,095. A group of formula is present in these catalysts.

R O ' 1 11 RO ' 1 11

-4-St·- O - Ci— Οι '1-4-St · -O-Ci-1ι '1

R O .R O.

kdewhere

R je uhlovodíková skupina s 1 až 14 uhlíkovými atomy.R is a hydrocarbon group having 1 to 14 carbon atoms.

Výhodné jsou bistriarylsilylchromáty a nejvýhodnější je bistrifenylsilylchromát.Preferred are bistriarylsilylchromates and most preferred is bistriphenylsilylchromate.

Tento katalyzátor se používá na nosiči, jako je silika, alumina, thoria, zirkonia a podobně, je možno použít i jiných nosičů, jako jsou saze, mikrokrystalická celulóza, nesulfonované ionexy apod.This catalyst is used on a support such as silica, alumina, thorium, zirconium and the like, other supports such as carbon black, microcrystalline cellulose, unsulfonated ion exchangers and the like can also be used.

II. Bis (cyklopentadienyl jchromnaté sloučeniny, popsané v patentu USA č. 3 879 368. Tyto bis (cyklopentadienyl jchromnaté sloučeniny mají vzorecII. The bis (cyclopentadienyl chromium compounds described in U.S. Pat. No. 3,879,368). These bis (cyclopentadienyl chromium compounds have the formula

kdewhere

R‘ a R“ mohou být stejné nebo rozdílné uhlovodíkové zbytky s 1 až 20 uhlíkovými atomy, a n‘ a n“ mohou být stejná nebo rozdílná celá čísla 0 až 5.R ‘and R mohou may be the same or different hydrocarbon radicals having 1 to 20 carbon atoms, and n‘ and n mohou may be the same or different integers 0 to 5.

Uhlovodíkové zbytky R‘ a R“ mohou být nasycené nebo nenasycené, mohou představovat alifatické, alicyklické a aromatické zbytky, jako je methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, cyklopentyl, cyklohexyl, allyl, fenyl a naftyl.The hydrocarbon radicals R1 and R2 may be saturated or unsaturated, they may be aliphatic, alicyclic and aromatic radicals such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, cyclopentyl, cyclohexyl, allyl, phenyl and naphthyl.

Tyto katalyzátory se používají na nosiči, jak byl popsán výše.These catalysts are used on a support as described above.

III. Katalyzátory popsané v patentu USA číslo 4 011 382. Tyto katalyzátory obsahují chrom a titan ve formě oxidů a popřípadě fluor a nosič. Katalyzátory obsahují, vztaženo ,na celkovou hmotnost nosiče a chrómu, titanu a fluoru, asi 0,05 až 3,0, výhodně asi 0,2 až 1,0 % hmotnostních chrómu (počítáno jako Cr), asi 1,5 až 9,0, výhodně asi 4,0 až 7,0 o/o hmotnostních titanu (počítáno jako Ti), a 0,0 až asi 2,5, výhodně asi 0,1 až 1,0 °/o hmotnostních fluoru (počítáno jako F).III. The catalysts disclosed in U.S. Patent No. 4,011,382. These catalysts contain chromium and titanium in the form of oxides and optionally fluorine and a carrier. The catalysts contain, based on the total weight of the support and chromium, titanium and fluorine, about 0.05 to 3.0, preferably about 0.2 to 1.0% by weight of chromium (calculated as Cr), about 1.5 to 9, 0, preferably about 4.0 to 7.0% by weight of titanium (calculated as Ti), and 0.0 to about 2.5, preferably about 0.1 to 1.0% by weight of fluorine (calculated as F) ).

Jako sloučenin chrómu lze použít kysličníku chromového nebo kterékoli sloučeniny chrómu oxidovatelné na kysličník chromový za použitých podmínek aktivace. Alespoň část chrómu v aktivovaném katalyzátoru na nosiči musí být v šestém moceinství. Jiné vhodné sloučeniny chrómu, než je kysličník chromový, jsou popsány v patentech USA č.As chromium compounds, chromium oxide or any chromium oxide oxidizable to chromium oxide can be used under the activation conditions used. At least a portion of the chromium in the supported supported catalyst must be in the sixth mocein. Other suitable chromium compounds other than chromium oxide are described in U.S. Pat.

825 721 a 3 622 521 a patří mezi ně chromacetylacetonát, dusičnan chromitý, octan chromitý, chlorid chromitý, síran chromitý a chroman amonný.Nos. 825,721 and 3,622,521 and include chromacetylacetonate, chromium nitrate, chromium acetate, chromium chloride, chromium sulphate and ammonium chromate.

Pro nanášení sloučeniny chrómu z roztoku na nosič jsou výhodné vodorozpustné sloučeniny chrómu, jako je kysličník chromový. Rovněž lze použít sloučenin chrómu, rozpustných v organických rozpouštědlech.Water-soluble chromium compounds such as chromium oxide are preferred for the deposition of a chromium compound from solution onto a carrier. Chromium compounds soluble in organic solvents can also be used.

Jako sloučenin titanu lze použít všech sloučenin, které jsou za použitých podmínek aktivace oxidovatelné na kysličník titaničitý, například sloučenin uvedených v patentu USA č. 3 622 521 a v nizozemjské patentové přihlášce č. 72-10881. Tyto sloučeniny mají například strukturu (R)nTi(OR‘)m a (RO jmTi(OR‘Jn , kde m je 1, 2, 3 nebo 4, n je 0, 1, 2 nebo 3 a m + n = 4 aTitanium compounds which can be used are all compounds which are oxidizable to titanium dioxide under the conditions of activation used, for example those disclosed in U.S. Patent No. 3,622,521 and Dutch Patent Application No. 72-10881. These compounds have, for example, the structure (R) n Ti (OR ') m and (RO j m Ti (OR'J n , where m is 1, 2, 3 or 4, n is 0, 1, 2 or 3 am + n = 4 a

T1X4 , kdeT1X4 where

R je Ci—C12 alkyl, aryl nebo cykloalkyl a jejich kombinace, například aralkyl, álkaryl apod.,R is C 1 -C 12 alkyl, aryl or cycloalkyl and combinations thereof, for example aralkyl, alkaryl and the like,

R‘ je R, cyklopentadienyl a Cz—C12 alkenyl, například ethenyl, propenyl, isopropenyl, butenyl apod. aR 1 is R, cyclopentadienyl and C 2 -C 12 alkenyl, for example ethenyl, propenyl, isopropenyl, butenyl and the like, and

X je chlor, brom, fluor nebo jod,X is chlorine, bromine, fluorine or iodine,

Jako sloučenin titanu lze tedy použít chloridu titaničitého, titaniumtetraisopropoxidu a titaniumtetrabutoxidu. Sloučeniny titanu se na nosič výhodně nanášejí z roztoku v uhlovodíkovém rozpouštědle.Thus, titanium tetrachloride, titanium tetraisopropoxide and titanium tetrabutoxide may be used as titanium compounds. The titanium compounds are preferably applied to the support from a solution in a hydrocarbon solvent.

Titan (jako Ti) je v katalyzátoru vzhledem k chrómu (jako Grj přítomen v molárním poměru asi 0,5 až 180, výhodně asi 4 až 35.Titanium (such as Ti) is present in the catalyst relative to chromium (such as Grj) in a molar ratio of about 0.5 to 180, preferably about 4 to 35.

Jako sloučenin fluoru lze použít kyseliny fluoru, která za použitých podmínek aktivace přechází na kyselinu fluorovodíkovou. Jiné vhodné sloučeniny než kyselina fluorovodíková jsou popsány v nizozemské patentové přihlášce č. 72-10 881. Patří mezi ně amoniumhexafluorsilikát, amoniumtetrafluorborát a amoiniumhexafluortitainát. Sloučeniny fluoru se na nosič výhodně nanášejí z vodného roztoku nebo suchým míšením pevných sloučenin fluoru s ostatními složkami katalyzátoru před aktivací.Fluoric acid which can be converted to hydrofluoric acid under the activation conditions used can be used as fluorine compounds. Suitable compounds other than hydrofluoric acid are described in Dutch Patent Application No. 72-10,881. These include ammonium hexafluorosilicate, ammonium tetrafluoroborate and amoinium hexafluorothitainate. The fluorine compounds are preferably applied to the support from an aqueous solution or dry mixing of the fluorine solids with the other catalyst components prior to activation.

Jako nosiče katalyzátoru lze použít anorganických oxidů, které jsou porézní a máji velký specifický povrch, tj. specifický povrch v rozmezí asi 50 až asi 1000 m2/g a průměrnou velikost částic asi 50 až 200 μη)· Jako anorganické oxidy lze použít siliku, alumlnu, thoriu, zirkoniu a jiné srovnatelné anorganické oxidy a rovněž směsi těchto oxidů.Inorganic oxides which are porous and have a large specific surface area, i.e. a specific surface area in the range of about 50 to about 1000 m 2 / g and an average particle size of about 50 to 200 μη) can be used as catalyst supports. , thorium, zirconium and other comparable inorganic oxides, as well as mixtures of these oxides.

Nosič katalyzátoru, který je již popřípadě impregnován sloučeninou chrómu nebo/a fluoru se musí tím, než se uvede do styku se sloučeninou titanu, vysušit. Sušení se normálně provádí tak, že se nosič katalyzátoru zahřívá nebo předsušuje pomocí suchého inertního plynu nebo suchého vzduchu. Zjistilo se, že teplota sušení má značný účinek na distribuci molekulárních hmotností a na index toku taveniny vyrobeného polymeru. Přednostní teplota sušení leží od 100 do 300 °C.The catalyst support, which is optionally already impregnated with a chromium and / or fluorine compound, must be dried before it is contacted with the titanium compound. Drying is normally carried out by heating or drying the catalyst support with dry inert gas or dry air. It has been found that the drying temperature has a considerable effect on the molecular weight distribution and on the melt index of the produced polymer. The preferred drying temperature is from 100 to 300 ° C.

Aktivace ncsičo-vého katalyzátoru se může provádět při téměř jakékoli teplotě, zhruba až do- jeho- teploty šmírování. Proháněním proudu suchého vzduchu neb-o kyslí-ku nosičovým katalyzátorem během aktivace se napomáhá odstraňování vody z nosiče. Dostatečná doba aktivace je, používá-li se dobře sušeného vzduchu nebo- kyslíku, asi 6 hodin apod., při teplotě 300 až 900 CC. Při této teplotě ještě nedochází k sintrování nosiče.The activation of the unsolicited catalyst can be carried out at almost any temperature, up to about the melt temperature. By blowing the dry air or oxygen stream through the carrier catalyst during activation, water removal from the carrier is aided. Sufficient activation time, when using well-dried air or oxygen, is about 6 hours, etc., at a temperature of 300 to 900 ° C. At this temperature, the carrier is not sintered.

IV. Katalyzátory popsané v patentové přihlášce USA č. 892 325 z 31. 3. 1978 autorů F. J. Kar-o-1 a d. o názvu „Příprava kopolymerů ethylenu v reaktoru s pevným ložem“. Tyto katalyzátory obsahují alespoň j-e-dnu sloučeninu titanu, alespoň jednu sloučeninu hořčíku, alespoň jeden donor elektronů, alespoň jeden aktivátor a alespoň jeden inertní nosič, jak bude popsáno dál-e.IV. Catalysts described in U.S. Patent Application Serial No. 892,325 of March 31, 1978 to F. J. Kar-o-1 and d. Entitled "Preparation of ethylene copolymers in a fixed bed reactor". These catalysts comprise at least one titanium compound, at least one magnesium compound, at least one electron donor, at least one activator, and at least one inert carrier as described below.

Sloučenina titanu má strukturuThe titanium compound has the structure

Ti(ORjaXb , kdeTi (ORj and X b where

R je Ci—Ciá alifatický nebo- aromatický uhlovodíkový zbytek neboR is a C 1 -C 10 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical or

COR‘ , kdeCOR ‘, where

R‘ je Ci—Ci4 alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek,R 1 is a C 1 -C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical,

X je chlor, brom nebo jod, a je 0 nebo 1, b je 2 až 4 a a + b = 3 nebo 4.X is chlorine, bromine or iodine, a is 0 or 1, b is 2 to 4 and a + b = 3 or 4.

'Sloučenin titanu lze použít jednotlivě nebo v kombinacích a patří mezi něThe titanium compounds may be used singly or in combinations and include

T1C13, .TICH,T1C13

Ti(OCH3)Cl3,Ti (OCH 3) Cl 3,

TÍ(OC6H5)Cl3,Ti (OC6H5) Cl3,

Ti(OCOCH3)Cl3 aTi (OCOCH 3) Cl 3 a

Ti(OCOC6H5)Cl3.Ti (OCOC6 H5) Cl3.

Sloučenina hořčíku má strukturu MgXž , kdeThe magnesium compound has the structure MgXž where

X je chlor, brom nebo jod.X is chlorine, bromine or iodine.

Sloučeniny hořčíku mohou být použity samostatně nebo v Kombinacích a patří mezi ně chlorid horečnatý, bromid horečnatý a jodid horečnatý. Výhodný je beavodý chlorid horečnatý.The magnesium compounds may be used alone or in combinations and include magnesium chloride, magnesium bromide, and magnesium iodide. Preferred is anhydrous magnesium chloride.

Při přípravě těchto katalyzátorů se používá asi 0,5 až 56, výhodně asi 1 až 10 molů sloučeniny hořčíku na mol sloučeniny titanu.About 0.5 to 56, preferably about 1 to 10 moles of magnesium compound per mole of titanium compound are used in the preparation of these catalysts.

Sloučenina titanu a sloučenina hořčíku mají být použity ve formě, která usnadňuje jejich rozpuštění v donoru elektronů.The titanium compound and the magnesium compound are to be used in a form that facilitates their dissolution in the electron donor.

Donor elektronů je organická sloučenina, při 25 °C kapalná, ve které je sloučenina titanu a sloučenina hořčíku částečně nebo zcela rozpustná. Donory elektronů jsou známy jako- takové nebo jako Lewisovy báze.An electron donor is an organic compound, liquid at 25 ° C, in which the titanium compound and the magnesium compound are partially or completely soluble. Electron donors are known as such or as Lewis bases.

Mezi donory elektronů patří například alkyleste-ry alifatických a aromatických karboxylových kyselin, alifatické ethery, cyklické ethery a alifatické ketony. Výhodné jsou alkylestery Ci—C4 nasycených alifatických karboxylových kyselin, alkyleste-ry C7—Ca aromatických karboxylových kyselin, Cs—Ce, výhodně C3—C4 alifatické ethery, Cs—C4 cyklické ethery, výhodně C4 cyklický mono- nebo diether, C3—C6, výhodně C3—C4 alifatické ketony. Nejvýhodnějšími donory elektronů jsou methylfo-rmiát, e-thylac-etát, bu-tylacetát, ethyléther, hexylether, tetrahydrofuran, dioxan, aceton a m-ethylisobutylketon.Electron donors include, for example, alkyl esters of aliphatic and aromatic carboxylic acids, aliphatic ethers, cyclic ethers and aliphatic ketones. Preferred are alkyl esters of C 1 -C 4 saturated aliphatic carboxylic acids, alkyl esters of C 7 -C 6 aromatic carboxylic acids, C 5 -C 6, preferably C 3 -C 4 aliphatic ethers, C 5 -C 4 cyclic ethers, preferably C 4 cyclic mono- or diether, C 3 -C 6, preferably C3-C4 aliphatic ketones. Most preferred electron donors are methyl formate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl ether, hexyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, acetone and m-ethylisobutyl ketone.

Donory -elektronů mohou být použity samostatně nebo v kombinacích.The electron donors can be used alone or in combination.

Používá se asi 2 až 75, výhodně asi 3 až 10 molů donoru elektronů na mol titanu.About 2 to 75, preferably about 3 to 10 moles of electron donor per mole of titanium are used.

Aktivátor má strukturuThe activator has a structure

Al(R“jcX‘dHe ,.Al (R 'j c X' d H e.

kdewhere

X‘ je chlor nebo ORi,X ‘is chlorine or ORi,

Ri a R“ js-ou stejné nebo· různé Ci—C14 nasycené uhlovodíkové zbytky, d je 0 až 1,5, e je 1 nebo 0 a c + d + e = 3.R 1 and R 4 are the same or different C 1 -C 14 saturated hydrocarbon radicals, d is 0 to 1.5, e is 1 or 0 and c + d + e = 3.

Aktivátory mohou být použity jednotlivě nebo v kombinacích a patří mezi něActivators can be used singly or in combination and are among them

A1(C2H5)3,A1 (C2H5) 3

A1(C2H5)2C1,A1 (C2H5) 2Cl,

Al(i-C4H9)3,Al (i-C4H9) 3,

A1ž( C2H5 33CI3,A1ž (C2H5 33Cl3,

Al(i-C4H9)2H,Al (i-C4H9) 2 H,

A1(C6Hí3)3,A1 (C6H13) 3,

AlfCzHsjzH aAlfCzHsjzH and

A1(C2H5)2(OCzH5).A1 (C2 H5) 2 (OC2 H5).

Při aktivaci katalyzátoru podle vynálezu se používá asi 10 až 400, výhodně aísi 10 až 100 molů aktivátoru na mol sloučeniny titanu.About 10 to 400, preferably about 10 to 100 moles of activator per mole of titanium compound are used to activate the catalyst of the invention.

Nosiče jsou pevné látky ve formě částic a patří mezi ně anorganické látky, jako- jsou oxidy křemíku a hliníku a molekulární síta, a organické látky, jako jsou polymery o-lefinů, například polyethylen. Nosiče s-e používají ve formě suchého prášku o průměrné velikosti částic asi 10 až 250, výhodně asi 50 až 150 μΐη. Tyto látky jsou rovněž výhodně porézní a mají specifický povrch > 3, výhodně s 50 m2/g. Materiál nosiče má být suchý, tj. prostý absorbované vody. Sušení se obvykle provádí zahříváním nebo předsunováním suchým inertním plynem. Anorganický nosič může být za účelem další aktivace podroben působení asi 1 až 8 % hmotnostních jedné nebo více výše popsaných alkylhlinitých sloučenin.Carriers are particulate solids and include inorganic materials such as silicon and aluminum oxides and molecular sieves, and organic materials such as olefin polymers such as polyethylene. The carriers are used in the form of a dry powder having an average particle size of about 10 to 250, preferably about 50 to 150 μΐη. They are also preferably porous and have a specific surface area of > 3, preferably with 50 m < 2 > / g. The carrier material should be dry, i.e., free of absorbed water. Drying is usually accomplished by heating or forwarding with a dry inert gas. The inorganic carrier may be treated with about 1 to 8% by weight of one or more of the alkyl aluminum compounds described above for further activation.

Reakční systém s fluidním ložem, kterého lze použít při provádění způsobu podle vynálezu, je zobrazen na obr. 1.A fluidized bed reaction system that can be used in the process of the invention is shown in Figure 1.

Reaktor 10 se skládá z reakční zóny 12 obsahující lože rostoucích částic polymeru, vytvořené částice polymeru a menší množství částic katalyzátoru fluidizovaného kontinuálním tokem polymerizovatelných a modifikačních plynných složek tvořených doplňovaným plynem a plynem recyklovaným do reakční zóny. Aby se fluidní lože udrželo ve fluidizovaném stavu, musí mít hmotnostní průtok plynu ložem vyšší hodnotu, než je hodnota minimálního průtoku vyžadovaná pro fluidizaci. Přednostně je vhodný hmotnostní průtok plynu ložem asi 1,5- až asi 1’Dkrát vyšší, s výhodou asi 2- až 6krát vyšší než minimální hmotnostní průtok plynu nutný pro fluidizaci (Gmf). Označení Gmf pro minimální hmotnostní průtok plynu nutný pro dosažení fluidizace navrhli C. Y. Wen a Y. H. Yu, „Mechanice of Fluldizatíon“, Chemical Engineering Progress Symposium Serles, svazek 62, str. 100 — 111 (1966).The reactor 10 consists of a reaction zone 12 comprising a bed of growing polymer particles, formed polymer particles, and a smaller amount of catalyst particles fluidized by a continuous flow of polymerizable and modifying gaseous components formed by the make-up gas and the gas recycled to the reaction zone. In order to maintain the fluidized bed in a fluidized state, the gas mass flow rate through the bed must be greater than the minimum flow rate required for fluidization. Preferably, a suitable gas mass flow rate through the bed is about 1.5- to about 1'D times higher, preferably about 2 to 6 times higher than the minimum gas mass flow rate required for fluidization (Gmf). The Gmf designation for the minimum gas mass flow rate required to achieve fluidization was suggested by C. Y. Wen and Y.H. Yu, "Mechanics of Fluldizatio", Chemical Engineering Progress Symposium Serles, Vol. 62, pp. 100-111 (1966).

Je důležité, aby lože vždycky obsahovalo částice, které by zabraňovaly vzniku „horkých míst“, a které by zachycovaly a distribuovaly práškovitý katalyzátor v reakční zóně. Při zahájení provozu se do reakční zóny obvykle předloží jako základ polymerní částice před tím, než se začne uvádět proud plynu. Tyto částice mohou být identické s vznikajícím polymerem nebo mohou být odlišné. Když jsou odlišné, odtahují se s částicemi vzniklého polymeru jako přední produkt. Nakonec fluidizované lože částic požadovaného polymeru vytlačí startovací lože.It is important that the bed always contain particles that prevent "hot spots" and that trap and distribute the pulverulent catalyst in the reaction zone. Upon commencement of operation, a polymeric particle is usually introduced as a base into the reaction zone before the gas stream is introduced. The particles may be identical to the polymer formed or may be different. When different, they are drawn off with the resulting polymer particles as a leading product. Finally, the fluidized bed of the desired polymer particles displaces the starter bed.

Částečně nebo úplný aktivovaný prekursor (katalyzátor) používaný ve fluidním loži se přednostně skladuje v pohotovostním· zásobníku 32 pod atmosférou inertního plynu, jako dusíku nebo argonu.The partially or fully activated precursor (catalyst) used in the fluidized bed is preferably stored in a standby container 32 under an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon.

Fluidizace se dosahuje vysokou rychlostí plynného recyklu uváděného· do lože a přes lože, která je typicky řádově asi 50krát vyšší než rychlost doplňovaného· plynu. Fluidní lože obvykle vypadá jako hustá hmota pohyblivých částic proudících ve volném víru vzniklém průchodem plynu ložem. Tlaková ztráta. v loži je rovné nebo poněkud vyšší než hmotnost lože dělená průřezem lože, je tedy závislá na geometrii reaktoru.Fluidization is achieved by a high rate of gaseous recycle introduced into and through the bed, which is typically of the order of about 50 times higher than that of the make-up gas. The fluidized bed usually looks like a dense mass of moving particles flowing in the free vortex created by the passage of gas through the bed. Pressure loss. in the bed is equal to or somewhat higher than the weight of the bed divided by the cross-section of the bed, therefore it is dependent on the reactor geometry.

Doplňovaný plyn se uvádí do lože alespoň stejnou rychlostí, jako je rychlost odtahování částic polymemího produktu. Složení doplňovaného plynu se určuje pomocí analyzátoru 16 umístěného nad ložem. Analyzátor plynu určuje úbytek složek v plynu, &2 který se recykluje, a podle toho se příslušným způsobem nastavuje složení doplňovaného plynu, aby se v reakční zóně udrželo složení plynné směsi v podstatě v ustáleném stavu.The make-up gas is introduced into the bed at least at the same rate as the withdrawal rate of the polymer product particles. The make-up gas composition is determined by an analyzer 16 located above the bed. The gas analyzer determines the loss of components in the gas to be recycled, and the composition of the make-up gas is adjusted accordingly to keep the composition of the gaseous mixture substantially steady state in the reaction zone.

Aby se zaručila úplná fluidizace, uvádí se do reaktoru recyklovaný plyn a popřípadě také část doplňovaného plynu přívodem 18 pod ložem. Nad přívodem 1B je umístěna deska 20 rozdělující plyn, která napomáhá fluidizaci lože.In order to ensure complete fluidization, the recycle gas and possibly part of the make-up gas is fed into the reactor via an inlet 18 under the bed. Above the inlet 1B there is a gas distribution plate 20 which assists fluidization of the bed.

Část plynného proudu, která nezreaguje v loži, tvoří recyklovaný plyn, který se odvádí z polymerační zóny přes úletovou sekci 14, umístěnou nad ložem, ve které mají stržené částice možnost spadnout zpět do lože.The part of the gaseous stream that does not react in the bed forms recycled gas, which is discharged from the polymerization zone through the drift section 14 located above the bed, in which entrained particles have the possibility to fall back into the bed.

Recyklovaný plyn se potom stlačuje v kompresoru 25 a poté se vrací do reaktoru. Reaktor 10 obsahuje vnitřní chladič, sestávající z trubky 50, umístěné uvnitř fluidního lože, kterou se reakční teplo předává chladivu. I když jsou na obr. 1 jako· vnitřní chladič znázorněny hladké trubky, lze použít různých typů chladičů, například žebrovaných trubek nebo patrových spirál.The recycle gas is then compressed in the compressor 25 and then returned to the reactor. The reactor 10 includes an internal condenser consisting of a tube 50 disposed within the fluidized bed to transfer the heat of reaction to the refrigerant. Although smooth tubes are shown in Figure 1 as an internal heat sink, various types of heat sinks may be used, for example finned tubes or tray spirals.

Teplota pryskyřice v loži se reguluje nastavením teploty a/nebo průtoku chladivá proudícího do· vnitřního chladiče, přičemž se lože udržuje v podstatě na konstantní teplotě.The temperature of the resin in the bed is controlled by adjusting the temperature and / or flow rate of the coolant flowing into the internal cooler while maintaining the bed at a substantially constant temperature.

Jelikož reakční teplo je neustále odváděno, nejeví se v loží pozorovatelný teplotní gradient. Jelikož recyklovaný plyn není chlazen, je teplota plynu vstupujícího do fluidního lože 12 rozdělovači deskou 20 v podstatě stejná jako teplota recyklovaného· plynu opouštějícího lože úletovou sekcí 14.Since the heat of reaction is continuously removed, there is no observable temperature gradient in the bed. Since the recycle gas is not cooled, the temperature of the gas entering the fluidized bed 12 through the distributor plate 20 is substantially the same as the temperature of the recycled gas leaving the bed through the drift section 14.

Rozdělovači deska 20 hraje při provozu reaktoru důležitou úlohu. Fluidní lože obsahuje jak .rostoucí a vzniklé částice polymeru, tak částice katalyzátoru. Protože polymerní částice jsou horké a možná aktivní, musí se zabránit jejich usazování, neboť kdyby došlo k vytvoření jakékoli klidné hmoty, mohl by aktivní katalyzátor obsažený v těchto částicích způsobit pokračování reakce a vlivem vzniklého tepla by se částice roztavily. Je proto důležité, aby se ložem nechal procházet recyklovaný plyn rychlostí dostačující k fluidizaci částic v loži. Pro tento účel slouží rozdělovači deska 20, a touto deskou může být síto, deska se štěrbinami, perforovaná deska, deska s kloboučky (analogickými jako u pater destilační kolony) apod. Všechny části desky mohou být stacionární, nebo může být deska pohyblivého typu, jako je deska popsaná v patentu USA č. 3 298 792. Ať už je konstrukční uspořádání desky jakékoli, musí deska rozptylovat recyklovaný plyn mezi částicemi u dna lože a· udržovat je ve fluidizovaném stavu. Okolem desky je rovněž podpírat klidné lože částic pryskyřice, kdy reaktor není v provozu.The distributor plate 20 plays an important role in the operation of the reactor. The fluidized bed contains both the growing and formed polymer particles and catalyst particles. Since the polymer particles are hot and possibly active, they must be prevented from settling, since if any quiet mass were formed, the active catalyst contained in these particles could cause the reaction to continue and the particles would melt due to the heat generated. It is therefore important that the recycle gas is passed through the bed at a rate sufficient to fluidize the particles in the bed. For this purpose, the distributor plate 20 serves, and may be a sieve, a plate with slits, a perforated plate, a plate with caps (analogous to those of the distillation column trays) and the like. is a plate as described in U.S. Patent No. 3,298,792. Whatever the structure of the plate, the plate must disperse the recycle gas between the particles at the bottom of the bed and maintain it in a fluidized state. Around the plate is also to support a quiet bed of resin particles when the reactor is not in operation.

K regulaci molekulové hmotnosti při po209922 lymerační reakci podle vynálezu je možno použít vodíku. Použitý poměr vodík/efhylen se pohybuje od asi O do asi 2,0 mol vodíku na mol ,monomeru v plynném proudu.Hydrogen can be used to control the molecular weight of the post-polymerization reaction of the invention. The hydrogen / efhylene ratio used ranges from about 0 to about 2.0 moles of hydrogen per mole of monomer in the gas stream.

V plynném proudu může být rovněž přítomen libovolný plyn, inertní ke katalyzátoru a reakčním složkám. Aktivátor se do reakčního systému' výhodně přidává v systému recyklu. Může být například uváděn do systému recyklovaného plynu ze zásobníku 27 potrubím 27A.Any gas inert to the catalyst and reactants may also be present in the gas stream. The activator is preferably added to the reaction system in a recycle system. For example, it may be introduced into the recycle gas system from the reservoir 27 via line 27A.

Reaktor s fluidním ložem musí pracovat při teplotě nižší, než je teplota spékání polymerních částic. Aby se zabránilo spékání částic je nutné, aby byla pracovní teplota pod teplotou spékání. Při výrobě kopolymerů ethylenu způsobem podle vynálezu se přednostně pracuje při teplotě asi 30 až 125 °C, nejvýhodněji při teplotě asi 75 až 115 °C.The fluidized bed reactor must operate at a temperature below the sintering temperature of the polymer particles. In order to prevent sintering of the particles, the working temperature must be below the sintering temperature. The production of ethylene copolymers by the process of the invention is preferably carried out at a temperature of about 30 to 125 ° C, most preferably at a temperature of about 75 to 115 ° C.

Reaktor s fluidním ložem pracuje při tlaku až asi 6,9 MPa, výhodně asi 345 až 2415 kPa.The fluidized bed reactor is operated at a pressure of up to about 200 psig (6 MPa), preferably about 20 to 10 psig.

Částečně nebo úplně aktivovaný prekursor (katalyzátor) se injektuje do lože rychlostí, která je stejná jako rychlost, kterou se spotřebovává, přívodem 30 umístěným nad rozdělovači deskou 20, Výhodně se katalyzátor injektuje do lože ze strany v místě ležícím, asi v .1/4 až 3/4 jeho výšky. Důležitým rysem vynálezu je, že se katalyzátor injektuje v místě nad rozdělovači deskou. Jelikož jsou katalyzátory používané podle vynálezu vysoce aktivní, mohlo by mít injektování úplně aktivovaného katalyzátoru do prostoru pod rozdělovači deskou za následek zahájení polymerace v tomto místě, což by mohlo nakonec vést až k ucpání rozdělovači desky. Injektování katalyzátoru do vířivého lože naopak napomáhá rozdělení katalyzátoru v loží a zabraňuje tvorbě míst s vysokou koncentrací katalyzátoru, která by mohla vést ke vzniku horkých míst.The partially or fully activated precursor (catalyst) is injected into the bed at a rate equal to the rate at which it is consumed by an inlet 30 located above the distributor plate 20. Preferably, the catalyst is injected into the bed from the side at about 1/4. up to 3/4 of its height. An important feature of the invention is that the catalyst is injected at a point above the manifold plate. Since the catalysts used according to the invention are highly active, injection of a fully activated catalyst into the space below the manifold plate could result in polymerization being initiated at this point, which could eventually lead to clogging of the manifold plate. Injection of the catalyst into the fluidized bed, in turn, aids in the distribution of the catalyst in the bed and avoids the formation of sites with high catalyst concentrations that could lead to hot spots.

Pro vnášení částečně nebo úplně redukovaného prekursoru a veškerého potřebného aktivátoru nebo neplynného modifikátoru do lože se používá plyn, který je inertní vůči katalyzátoru, jako je dusík nebo argon.A gas inert to the catalyst, such as nitrogen or argon, is used to introduce the partially or fully reduced precursor and any necessary activator or non-gaseous modifier into the bed.

Produktivita lože se reguluje rychlostí injektování katalyzátoru. Produktivita lože se může jednoduše zvýšit zvýšením rychlosti injektování katalyzátoru a snížit snížením rychlosti injektování katalyzátoru.Bed productivity is controlled by catalyst injection rate. Bed productivity can simply be increased by increasing the catalyst injection rate and reduced by reducing the catalyst injection rate.

Vzhledem k tomu, že jakákoli změna v rychlosti injektování katalyzátoru má za následek změnu v rychlosti vývoje reakčního tepla, upravuje se teplota a/nebo průtok chladivá ve vnitřním chladiči směrem nahoru nebo dolů. Tím se zajistí v podstatě konstantní teplota v loži. Jak fluidiní lože, tak vnitřní chladicí systém musejí být samozřejmě vybaveny příslušnými přístroji pro· detekci změn teploty v loži, aby mohla obsluha provést příslušnou úpravu teploty a/nebo průtoku chladivá.Since any change in catalyst injection rate results in a change in reaction heat evolution rate, the temperature and / or coolant flow in the internal cooler is adjusted up or down. This ensures a substantially constant bed temperature. Both the fluidized bed and the internal cooling system must, of course, be equipped with appropriate devices for detecting changes in bed temperature so that the operator can make appropriate adjustments to the temperature and / or the flow of the refrigerant.

Za určité kombinace provozních podmí14 nek se fluidizované lože udržuje v podstatě ve stejné výšce tím, že se část lože odtahuje jako produkt stejnou rychlostí, jako je rychlost tvorby částic polymerního produktu. Vzhledem k tomu, že rychlost vývoje tepla je přímo úměrná tvorbě produktu je pro rychlost tvorby částic polymeru při konstantní rychlosti chladivá určující měření vzrůstu teploty chladivá ve směru příčném, tj. rozdíl mezi teplotou vstupujícího' chladivá a teplotou odcházejícího chladívá.Under a certain combination of operating conditions, the fluidized bed is maintained at substantially the same height by withdrawing a portion of the bed as the product at the same rate as the particle formation rate of the polymer product. Since the rate of heat evolution is directly proportional to the product formation, the coolant rate measurement at a constant coolant rate determines the coolant temperature increase in the transverse direction, i.e. the difference between the coolant inlet temperature and the coolant outlet temperature.

Částice polymerního produktu se vhodně a výhodně odebírají postupným ovládáním dvojice časovaných ventilů 3fi a 38, omezu,jících odlučovací zónu 40. Je-li ventil 38 uzavřen, je plyn odváděn potrubím 51. Potom, se ventil 38 otevře a produkt se dopravuje do vnější izolační zóny. Ventil 38 se potom uzavře až do příštího odebírání produktu.The polymer product particles are suitably and preferably withdrawn by sequentially controlling a pair of timed valves 3fi and 38 limiting the separation zone 40. When the valve 38 is closed, the gas is vented via line 51. Then, the valve 38 is opened and the product is conveyed to the outer insulation zone. The valve 38 is then closed until the next product withdrawal.

Konečně je reaktor s fluidním ložem vybaven vhodným odvětrávacím systémem, který umožňuje odvětrání lože při zahajování a při končení provozu. Reaktor nevyžaduje použití žádných míchacích zařízení nebo/a zařízení k oškrabávání stěn.Finally, the fluidized bed reactor is equipped with a suitable venting system that allows venting of the bed during start-up and shutdown. The reactor does not require the use of any mixing devices and / or wall scraping devices.

Používaný vysoce aktivní nosičový katalyzátor poskytuje ve fluidním loži produkt o průměrné velikosti částic asi 100 až asi 1500, výhodně asi 500 až asi 1000 <um.The highly active supported catalyst used provides a fluidized bed product having an average particle size of about 100 to about 1500, preferably about 500 to about 1000 µm.

Pro zajištění správného Chodu zařízení musí být chladicí zařízení v reaktoru 10 ponořeno ve fluidním loži. Jestliže chladicí zařízení zasahuje nad nebo pod fluidní lože, potom se na nevertikálních površích usazují částice, které vzhledem k tomu, že obsahují aktivní katalyzátor, mohou růst a vytvářet kusy pevného polymeru, které by mohly ohrozit nebo znemožnit chod reaktoru.To ensure proper operation of the plant, the cooling device in reactor 10 must be immersed in a fluidized bed. If the cooling device extends above or below the fluidized bed, particles that deposit on the non-vertical surfaces, which, because they contain an active catalyst, can grow and form pieces of solid polymer that could compromise or prevent reactor operation.

Chladicím zařízením v reaktoru může být chladič nebo tepelný výměník. Konstrukční uspořádání chladicího zařízení je takové, že plocha průřezu chladicího zařízení nezmenšuje volný průřez lože, takže místní povrchová rychlost je lOkrát vyšší než minimální rychlost fluidizace. Protékaný průřez v místě, kde je průřez vnitřního chladicího zařízení největší, představuje minimální volný průřez.The cooling device in the reactor may be a cooler or heat exchanger. The design of the cooling device is such that the cross-sectional area of the cooling device does not reduce the free cross-section of the bed, so that the local surface speed is 10 times higher than the minimum fluidization rate. The cross-section at the point where the cross-section of the internal cooling device is the largest is the minimum free cross-section.

Reaktor znázorněný na obr. 1 může pracovat při poměru průměru k výšce v rozmezí asi 1:1 až 1:10. Minimální hloubka fluidního lože je závislá na konstrukci rozdělovači desky a na velikosti bublin, a nikoli na průměru reaktoru, zatímco výška ůletové zóny je komplexní funkcí distribuce velikosti částic, rychlosti plynu, hustoty částic, hustoty plynu atd. Výška ůletové zóny se vypočte podle návodu uvedeného v prácí F. A. Zen,z a D. F. Othmer, „Fluidization and Fluid Particle Systems“, Reinhold Publishing Corp., 1960, str. 374 až 387.The reactor shown in FIG. 1 can operate at a diameter to height ratio of about 1: 1 to 1:10. The minimum depth of the fluidized bed depends on the design of the manifold plate and the size of the bubbles and not the reactor diameter, while the flight zone height is a complex function of particle size distribution, gas velocity, particle density, gas density etc. in the work of FA Zen, for DF Othmer, "Fluidization and Fluid Particle Systems," Reinhold Publishing Corp., 1960, pp. 374-387.

Vlastnosti polymerů vyrobených v příkladech se stanovují těmito zkušebními metodami.The properties of the polymers produced in the examples are determined by these test methods.

HustotaDensity

Pro látky s hustotou >940 kg/im3 se použije postup ASTM-1505 a destička se 1 h kondicionuje při 100 QC, aby se přiblížila stavu rovnovážné krystalinity. Pro látky s hustotou 940 kg/m3 se použije modifikovaný postup, při kterém se zkušební destička kondicionuje 1 h při 120 °C, aby se přiblížila stavu rovnovážné krystalinity a potom se rychle ochladí na teplotu místnosti. Všechny hodnoty hustoty se udávají v kg/ /m3. Všechna měření hustot se provádějí v koloně s gradientem hustoty.For substances with a density> 940 kg / im 3, the procedure of ASTM 1505 and the plate was conditioned for 1 hour at 100 Q C to approach equilibrium crystallinity. For substances with a density of 940 kg / m 3 , a modified procedure is used in which the test plate is conditioned for 1 hour at 120 ° C to approximate equilibrium crystallinity and then cooled rapidly to room temperature. All density values are given in kg / m 3 . All density measurements are performed in a density gradient column.

Index toku taveniny (MI)Melt Flow Index (MI)

ASTM S-1238 Condition EASTM S 1238 Condition E

Měření se provádí při 190 °C, údaje v g za 10 minut.Measurements are performed at 190 ° C, readings in g per 10 minutes.

Rychlost toku (index toku ASTM D-1238-Condition F taveniny při větším zatížení) (HLMI)Flow rate (ASTM D-1238-Condition F melt at higher load) (HLMI)

Měření se provádí za použití lOnásobného. zatížení než při měření indexu toku tave-niny.Measurements are made using 10-fold. load than when measuring the melt index.

Poměr rychlostí toku =-rychlost_toku_ index toku taveninyRatio of flow rates = flow rate-melt index

Objemová hmotnostDensity

Pryskyřice se nálevkou nasype do 100 ml odměrného válce k rysce 100 ml bez třepání válcem a zváží se diferenční metodou. Výtěžek na jednotku času a objemuPour the resin into the 100 ml graduated cylinder to the 100 ml line without shaking the cylinder and weigh by the difference method. Yield per unit of time and volume

Kilogramy vyrobené pryskyřice za hodinu na 1 m3 objemu lože.Kg of resin produced per hour per 1 m 3 bed volume.

Množství sloučeniny v % hmot. přidané k nosičiAmount of compound in% wt. added to the carrier

CrO3CrO3

Ti(isopropyl)4 (NH4)2S1F6Ti (isopropyl) 4 (NH 4) 2 S 1 F 6

1S1S

Příprava katalyzátoru Katalyzátor APreparation of the catalyst

K roztoku požadovaného množství kysličníku chromového ve 3 litrech destilované vody se přidá 500 g porézní siliky jako nosiče o velikosti částic asi 70 μΐη a specifickém povrchu asi 300 m2/g. Směs nosiče, vody a kysličníku chromového se promíchá a potom nechá asi 15 minut stát. Poté se odfiltruje, čímž se odstraní asi 2200 až 2300 mililitrů roztoku. Silika s obsahem kysličníku chromového se potom suší v proudu dusíku při 200 °C po dobu asi 4 hodin.To a solution of the required amount of chromium trioxide in 3 liters of distilled water is added 500 g of porous silica as a carrier having a particle size of about 70 μΐη and a specific surface area of about 300 m 2 / g. The carrier / water / chromium oxide mixture is mixed and then allowed to stand for about 15 minutes. It is then filtered to remove about 2200 to 2300 milliliters of solution. The chromium-containing silica is then dried in a stream of nitrogen at 200 ° C for about 4 hours.

Asi 400 g kysličníku chromového na nosiči se potom suspenduje v asi 2000 ml suchého isopentanu a poté se k suspenzi přidá požadované množství tetralsopropyltitanátu. Systém se posléze důkladně promísí a potom se isopenten odstraní zahříváním reakční nádoby.About 400 g of supported chromium trioxide is then suspended in about 2000 ml of dry isopentane, and then the desired amount of tetralsopropyl titanate is added to the suspension. The system is then thoroughly mixed and then isopentene is removed by heating the reaction vessel.

Vysušená látka se převede do- aktivační vyhřívatelné nádoby, přidá se k ní požadované množství hexafluorkřemičttanu amonného [(NH4)2S1F6) a výsledná směs se promíchá. Poté se systém pod dusíkem zahřívá asi 1 hodinu na 50 CC a asi 1 hodinu na 150 °C, aby se zajistilo, že všechen isopentan je odstraněn a aby se pomalu odstranily organické zbytky tetraisopropyltitánátu, aniž by nastalo nebezpečí vzplanutí. Potom se proud dusíku nahradí proudem suchého vzduchu a katalytický systém se aktivuje asi 2 hodiny při 300 °C a poté asi 8 hodin při 825 °C. Aktivovaný katalyzátor se ochladí suchým vzduchem, o teplotě místnosti, přibližně na asi 150 °C a potom se dále ochladí ze 150 °C na teplotu místnosti dusíkem (o teplotě místnosti).The dried substance is transferred to a activating heated vessel, the desired amount of ammonium hexafluorosilicate [(NH4) 2S1F6) is added thereto, and the resulting mixture is mixed. Thereafter, the system is heated under nitrogen at about 50 ° C for about 1 hour and at about 150 ° C for about 1 hour to ensure that all isopentane is removed and to slowly remove organic tetraisopropyltitanate residues without the risk of ignition. The nitrogen stream is then replaced with a dry air stream and the catalyst system is activated for about 2 hours at 300 ° C and then for about 8 hours at 825 ° C. The activated catalyst is cooled with dry air at room temperature to about 150 ° C and then further cooled from 150 ° C to room temperature with nitrogen (room temperature).

Množství sloučenin chrómu, titanu a fluoru, která se přidají, aby se dosáhlo požadované koncentrace těchto- prvků v aktivovaném katalyzátoru jsou uvedena v následující tabulce:The amounts of chromium, titanium and fluorine compounds that are added to achieve the desired concentration of these elements in the activated catalyst are shown in the following table:

Množství prvku v % hmot.The amount of element in% wt.

v aktivovaném katalyzátoruin the activated catalyst

0/6 ~ Čř : 0/30/6 ~ Čř : 0/3

Ti 4,2Ti 4,2

1,2 F 0,61.2 F 0.6

Katalyzátor BCatalyst B

Asi 2000 g porézní siliky jako nosiče o průměrné velikosti částic asi 70 a o specifickém povrchu asi 300 m2/g se dehydratuje v aktivátoru (vyhřívaná nádoba). Silika se asi 2 h zahřívá na 400 °C a potom asi 8 h na 600 °C. Dehydratovaná silika se dále ochladí na teplotu místnosti proháněním dusíku a skladuje se pod dusíkem. 462 g dehydratované siliky se potom při 70 CC suspenduje v asi 4000 ml suchého isopentanu a přidá se asi 350 ml asi 15 o/o hmot.About 2000 g of porous silica as a carrier having an average particle size of about 70 and a specific surface area of about 300 m 2 / g is dehydrated in an activator (heated vessel). The silica is heated at 400 ° C for about 2 hours and then at 600 ° C for about 8 hours. The dehydrated silica is further cooled to room temperature by blowing nitrogen and stored under nitrogen. 462 g of dehydrated silica was then at 70C C is suspended in about 4000 ml of dry isopentane was added about 350 ml of about 15 o / o by weight.

bis-(cyklopentadienyl) chrómu, tj. chrom-ocenu, v toluenu a směs se 1 h míchá v uzavřené nádobě, aby se Isopentan nevyvařil. Katalyzátor se potom 30 h suší při 90 °C v proudu dusíku a skladuje se pod dusíkem. Konečný katalyzátor obsahuje asi 6 % hmotnostních chromocenu.of bis- (cyclopentadienyl) chromium, i.e. chromo-ocene, in toluene, and the mixture was stirred in a closed vessel for 1 h to avoid boiling off Isopentane. The catalyst was then dried at 90 ° C under a stream of nitrogen for 30 h and stored under nitrogen. The final catalyst contains about 6% by weight of chromocene.

Katalyzátor CCatalyst C

Katalyzátor C se připraví tak, že se 1000 g dehydratované siliky, popsané v postupu pro katalyzátor B, přidá při 45 °C k 5500 ml suchého isopentanu. Suspenze se 30 min míchá, potom se přidá 30 g bis-trifenylsilylchromátu a míchá se dalších 10 h. V průběhu 30 min se přidá 200 ml 20% (hmot.) roztoku diethylaluminiumethoxidu v hexanu. Míchá se další 4 h, potom se míchání zastaví a z katalyzátoru se dekantuje kapalina. Poté se znovu zahájí míchání a katalyzátor se 24 h suší při 70 3C pod mírným proudem dusíku a skladuje se pod dusíkem. Konečný katalyzátor obsahuje asi 3 % hmotnostní bis-trifenylsilylchromátu a má molární poměr Al/Cr asi 6:1.Catalyst C was prepared by adding 1000 g of the dehydrated silica described in Catalyst B to 5500 ml of dry isopentane at 45 ° C. The suspension was stirred for 30 min, then 30 g of bis-triphenylsilyl chromate was added and stirred for an additional 10 h. 200 ml of a 20% (w / w) solution of diethylaluminum ethoxide in hexane was added over 30 min. Stir for a further 4 h, then stop stirring and decant the liquid from the catalyst. Then resumes with stirring and the catalyst was dried for 24 hours at 70 3 C. under a gentle stream of nitrogen and store under nitrogen. The final catalyst contains about 3% by weight bis-triphenylsilyl chromate and has an Al / Cr molar ratio of about 6: 1.

Katalyzátor DCatalyst D

1. Příprava impregnovaného prekursoru1. Preparation of impregnated precursor

Do 12 1 baňky opatřené mechanickým míchadlem se nasadí 41,8 g (0,439 mol) bezvodého chloridu hořečnatého a 2,5 1 tetrahydrofuranu (THFj. K této směsi se během 1/2 h přidá po kapkách 27,7 g (0,184 mol] chloridu titaničitého. K úplnému rozpuštění lze směs zahřívat asi 1/2 h na 60 °C.To a 12 L flask equipped with a mechanical stirrer was added 41.8 g (0.439 mol) anhydrous magnesium chloride and 2.5 L tetrahydrofuran (THF). To this mixture was added dropwise 27.7 g (0.184 mol) chloride over 1/2 hour. The mixture can be heated to 60 ° C for about 1/2 hour to dissolve completely.

Přidá se 500 g porézní siliky a směs se 1/4 h míchá. Směs se suší proháněním dusíku po dobu asi 3 až 5 h při 60 qC za vzniku suchého volně proudícího· prášku s velikostí částic odpovídající silice. Absorbovaná prekursorová sloučenina má vzorec500 g of porous silica is added and the mixture is stirred for 1/4 hour. The mixture was dried by passing nitrogen for about 3-5 h at 60 Q C to produce a dry free flowing powder, · having a particle size corresponding essential oil. The absorbed precursor compound has the formula

TiMg3,0Cl10 (THFj6,7 TiMg 3 0 Cl 10 (THFj 6, 7

2. Aktivační postup2. Activation procedure

Do mísící nádrže se uvede požadované množství prekursoru a aktivátoru spolu s dostatečným množstvím bezvodého alifatického uhlovodíkového ředidla, jako je isopentan, za vzniku suspenze.The required amount of precursor and activator together with a sufficient amount of anhydrous aliphatic hydrocarbon diluent such as isopentane is introduced into the mixing tank to form a suspension.

Aktivátor a prekursor se používají v množství, které umožňuje vznik částečně aktivovaného prekursoru, který má poměr Al/Ti 0 až 10, výhodně 4 až 8.The activator and the precursor are used in an amount that allows the formation of a partially activated precursor having an Al / Ti ratio of 0 to 10, preferably 4 to 8.

Suspenze se potom asi 1/4 až 1/2 h důkladně mísí při teplotě místnosti a při atmosférickém tlaku. Poté se suší v proudu inertního· plynu, jako je dusík nebo argon, při atmosférickém tlaku a při teplotě 65 ± 10° Celsia k odstranění uhlovodíkového ředidla. Tento postup obvykle trvá asi 3 až 5 h. Výsledný katalyzátor má formu částečně aktivovaného prekursoru, impregnovaného v pórech siliky. Materiál se skládá z volně proudících částic o velikosti a tvaru siliky. Není pyroforický, pokud obsah alkylhliníku nepřekročí 10 % hmotnostních. Před dalším použitím se skladuje pod suchým inertním plynem, jako je dusík nebo argon. Je tak připraven pro použití, při kterém se injektuje do polymeračního reaktoru, v němž je plně aktivován.The suspension is then thoroughly mixed at room temperature and atmospheric pressure for about 1/4 to 1/2 hour. It is then dried in a stream of an inert gas such as nitrogen or argon at atmospheric pressure and at a temperature of 65 ± 10 ° C to remove the hydrocarbon diluent. This process usually takes about 3 to 5 hours. The resulting catalyst is in the form of a partially activated precursor impregnated in the silica pores. The material consists of free-flowing particles of the size and shape of the silica. It is not pyrophoric if the alkyl aluminum content does not exceed 10% by weight. It is stored under a dry inert gas such as nitrogen or argon before further use. It is thus ready for use in which it is injected into a polymerization reactor in which it is fully activated.

Jestliže se do polymeračního· reaktoru uvádí další aktivátor pr.o dokončení aktivace prekUTSoru, uvádí se ve formě zředěného roztoku v uhlovodíkovém rozpouštědle, jako je isopentan. Tyto zředěné roztoky obsahují 5 až 30 o/o objemových aktivátoru.When another activator is introduced into the polymerization reactor to complete the activation of the precursor, it is provided as a dilute solution in a hydrocarbon solvent such as isopentane. These dilute solutions contain 5 to 30% by volume of activator.

Aktivátor se přidává do polymeračního reaktoru v takovém množství, aby poměr Al/Ti v reaktoru měl hodnotu asi 10 až 400, výhodně 15 až 60:1.The activator is added to the polymerization reactor in an amount such that the Al / Ti ratio in the reactor is about 10 to 400, preferably 15 to 60: 1.

Následující příklady jsou uvedeny pro ilustraci způsobu podle vynálezu, avšak rozsah vynálezu nijak neomezují.The following examples are provided to illustrate the process of the invention but are not intended to limit the scope of the invention in any way.

Příklady 1 až 6Examples 1 to 6

V těchto příkladech se používá reaktor znázorněný na výkrese o vnitřním průměru 34 cm a výšce 808 cm. Příklady 1 až 6 se provádějí při rychlosti plynu 4 až 6 x Gmf a za přetlaku 2,07 MPa. Vnitřní chladič je tvořen čtyřmi vertikálními smyčkami o délce asi 122 cm z trubek z nerezavějící ocelí o průměru 2,54 cm, ve kterých jako chladivo proudí temperovaná voda. Část potrubí mezi kompresorem a reaktorem je opatřena pláštěm, který odvádí teplo, přidané kompresorem recyklu. Pouze v příkladu 1 je vnitřní chladič nahrazen vnějším teipelným výměníkem s jedním průchodem vertikální svazkové konstrukce, kde recyklovaný plyn proudí trubkami směrem dolů a v plášti proudí temperovaná voda.In these examples, the reactor shown in the drawing was used having an inner diameter of 34 cm and a height of 808 cm. Examples 1 to 6 are carried out at a gas velocity of 4 to 6 x Gmf and an overpressure of 2.07 MPa. The internal cooler consists of four vertical loops, about 122 cm long, made of 2.54 cm stainless steel tubes in which tempered water flows as coolant. Part of the piping between the compressor and the reactor is provided with a jacket that dissipates the heat added by the recycle compressor. Only in Example 1, the internal cooler is replaced by an external heat exchanger with one pass of a vertical bundle structure where the recycle gas flows down the tubes and tempered water flows in the jacket.

Příklad 1Example 1

Výše popsaný reaktor s vnějším tepelným výměníkem se po dobu 2 let používá pro kopolymeraci ethylenu s 1-butenem nebo propylemem. Během prvního roku provozu je nutno reaktor 15krát zastavit, aby mohl být vnější tepelný výměník vyčištěn od nánosů stržených částic pryskyřice. Ve druhém roce je třeba reaktor zastavit 17krát. Běheto dvouletého provozu se v reaktoru používají výše popsané katalyzátory A až C.The above-described external heat exchanger reactor has been used for 2 years to copolymerize ethylene with 1-butene or propyl. During the first year of operation, the reactor must be stopped 15 times to clean the external heat exchanger of deposited entrained resin particles. In the second year, the reactor must be stopped 17 times. The catalysts A to C described above are used in the reactor for two years.

Příklad 2Example 2

Reaktor použitý v příkladu 1 se odstraněním vnějšího· tepelného· výměníku a instalací výše popsaného vnitřního chladiče přemění na konstrukci podle obr. 1. Reaktor se použije pro kopolymeraci ethylenu s 1-butenem nebo propylenem a pracuje při dané konstrukci 11 měsíců, aniž by vnitřní chladič vyvolal nutnost zastavení. Během těchto 11 měsíců se v reaktoru používají katalyzátory A až D.The reactor used in Example 1 is converted to the structure of Figure 1 by removing the external heat exchanger and installing the above-described internal heatsink. The reactor is used to copolymerize ethylene with 1-butene or propylene and operate at that design for 11 months without caused the need to stop. During these 11 months, catalysts A through D are used in the reactor.

Příklady 3 až 6Examples 3 to 6

V těchto příkladech se používá stejný reaktor jako v příkladu 2 a katalyzátory A až D.In these examples, the same reactor as in Example 2 and catalysts A to D are used.

Příklad 3Example 3

Reaktor podle příkladu 2 pracuje s katalyzátorem A při rychlosti plynu 4 až 6xThe reactor of Example 2 operates with Catalyst A at a gas velocity of 4 to 6x

Gmf a za přetlaku 2,07 MPa. Katalyzátor obsahuje 0,3 % hmotnostních chrómu (Cr),Gmf and at an overpressure of 2.07 MPa. The catalyst contains 0.3% by weight of chromium (Cr),

4,2 % hmotnostních titanu (Ti) a 0,6 % hmotnostních fluoru (F). Ostatní reakční podmínky a vlastnosti pryskyřičného pro duktu:4.2% by weight of titanium (Ti) and 0.6% by weight of fluorine (F). Other reaction conditions and resin product properties:

Reakční podmínkyReaction conditions

Vlastnosti pryskyřiceResin properties

teplota °C temperature ° C 87,5 87.5 index toku taveniny (MI) g/10 min melt index (MI) g / 10 min 0,20 0.20 molární poměr C4H8/C2H4 molar ratio C4H8 / C2H4 0,10 0.10 rychlost toku (HLMI) g/10 min flow rate (HLMI) g / 10 min 21,8 21.8 hladina lože, m bed level, m 2,44 2.44 poměr HLMI/MI HLMI / MI ratio 109 109 výtěžek na jednotku času yield per unit of time hustota kg/m3 density kg / m 3 919 919 a objemu lože kg/h/m3 and bed capacity kg / h / m 3 průměrná velikost částic μτη average particle size μτη 965 965 objemová hmotnost kg/m3 density kg / m 3 422 422 Příklad 4 Example 4 zením podle příkladu 2 při in accordance with Example 2 at rychlosti plynu gas velocity 4 až 6x Gmf a za přetlaku 2,07 MPa; Kata- 4 to 6x Gmf and at an overpressure of 2.07 MPa; Kata- Katalyzátor B připravený výše popsaným Catalyst B prepared as described above lyzátor obsahuje asi 1,7 % hmotnostních the lysator contains about 1.7% by weight postupem se použije v reaktoru jednotného procedure is used in a single reactor chrómu (Cr). Ostatní reakční podmínky a of chromium (Cr). Other reaction conditions a průměru s fluidním ložem a fluidized bed diameter; and vnitřním chla- inner- vlastnosti produktu: Product features: Reakční podmínky Reaction conditions Vlastnosti pryskyřice Resin properties teplota CCtemperature C C 95 95 index toku taveniny (MI) melt flow index (MI) 1,7 1.7 g/10 min g / 10 min molární poměr C3H6/C2H4 C3H6 / C2H4 molar ratio 0,15 0.15 rychlost toku (HLMI) g/10 min flow rate (HLMI) g / 10 min 83,4 83.4 molární poměr H2/C2H4 H2 / C2H4 molar ratio 0,04 0.04 poměr HLMI/MI HLMI / MI ratio 48,0 48.0 hustota, kg/m3 density, kg / m 3 953 953 hladina lože, m bed level, m 1,02 1,02 průměrná velikost částic, μτη average particle size, μτη 810 810 výtěžek za jednotku času yield per unit of time a objemu lože kg/h/m3 and bed capacity kg / h / m 3 61,7 61.7 objemová hmotnost, kg/m3 density, kg / m 3 422 422 Reaktor pracuje za těchto podmínek s ka- The reactor operates under these conditions with zením podle příkladu 2 při in accordance with Example 2 at rychlosti plynu gas velocity talyzátorem B 26 hodin bez analyzer B 26 hours without obtíží. difficulties. 4 až 6x Gmf a za přetlaku 2,07 MPa pro 4 to 6x Gmf and at an overpressure of 2.07 MPa for

kopolymeraci ethylenu a 1-butenu. Kataly-copolymerization of ethylene and 1-butene. Kataly-

Příklad 5 Katalyzátor C připravený výše uvedeným způsobem se použije v reaktoru jednotného průměru s fluidním ložem s vnitřním chla- Example 5 Catalyst C prepared as described above is used in a fluidized bed reactor with internal cooling. zátor obsahuje 0,3 o/o hmotnostních chrómu (Cr) a 0,9 °/o hmotnostních hliníku (AI). Ostatní reakční podmínky a vlastnosti produktu:the source comprises 0.3% by weight of chromium (Cr) and 0.9% by weight of aluminum (Al). Other reaction conditions and product properties: Reakční podmínky Reaction conditions Vlastnosti pryskyřice Resin properties teplota °C temperature ° C 103 103 index toku taveniny (MI) g/10 min melt index (MI) g / 10 min 0,6 0.6 molární poměr C4H8/C2H4 molar ratio C4H8 / C2H4 0,009 0.009 rychlost toku (HLMI) g/10 min flow rate (HLMI) g / 10 min 41,4 41.4 molární poměr H2/C2H4 H2 / C2H4 molar ratio 0,073 0,073 poměr HLMI/MI hustota, kg/m3 HLMI / MI ratio, kg / m 3 72,7 958 72.7 958 hladina lože, m výtěžek na jednotku času bed level, m yield per unit of time 1,52 1.52 průměrná velikost částic, μτη average particle size, μτη 660 660 a objemu lože, kg/h/m3 and bed volume, kg / h / m 3 objemová hmotnost, kg/m3 density, kg / m 3 455 455

Reaktor pracuje za těchto podmínek s katalyzátorem C po dobu 24 h bez obtíží.The reactor is operated under these conditions with Catalyst C for 24 h without difficulty.

PříkladeExample

Katalyzátor D připravený výše uvedeným způsobem se použije v reaktoru jednotného průměru s fluidním ložem s vnitřním chlazením podle příkladu 2 při rychlosti plynu 4 až 8x Gmf a za přetlaku 2,07 MPa pro kopolymeraci ethylenu a 1-butenu. Katalyzátor obsahuje 1,0 % hmotnostních titanu (Tij, 3,4 % hmotnostních hliníku (AI), 3,4 proč. hmotnostních hořčíku (Mg) a asi 9% hmotnostních tetrahydrofuranu. Ostatní reakční podmínky a vlastnosti produktu:Catalyst D prepared as described above was used in a fluidized bed, internally cooled, internally cooled reactor according to Example 2, at a gas velocity of 4 to 8x Gmf and at an overpressure of 2.07 MPa for the copolymerization of ethylene and 1-butene. The catalyst contains 1.0% by weight of titanium (Ti, 3.4% by weight of aluminum (Al), 3.4% by weight of magnesium (Mg) and about 9% by weight of tetrahydrofuran.

Reakční podmínky Vlastnosti pryskyřiceReaction conditions Resin properties

teplota QCtemperature Q C 85 85 index toku taveniny (Mlj melt flow index (Mlj 1,87 1.87 molární poměr C4H8/C2H4 molar ratio C4H8 / C2H4 0,42 0.42 g/10 min rychlost toku (HLMI) g/10 min g / 10 min flow rate (HLMI) g / 10 min 47,4 47.4 molární poměr H2/C2H4 H2 / C2H4 molar ratio 0,26 0.26 poiměr HLMI/MI HLMI / MI 24,8 24.8 hladina lože, m bed level, m 1,52 1.52 hustota, kg/m3 průměrná velikost částic, μΐηdensity, kg / m 3 average particle size, μΐη 927 965 927 965 výtěžek na jednotku času a objemu lože, kg/h/m3 yield per unit time and bed volume, kg / h / m 3 55,2 55.2 objemová hmotnost, kg/m3 density, kg / m 3 282 282

Katalyzátor pracuje za těchto podmíneks katalyzátorem D po dobu 16 h bez obtíží.The catalyst operates under these conditions with catalyst D for 16 h without difficulty.

Claims (1)

Vertikální reaktor s fluidním ložem pro polymerací alespoň jednoho monomeru s polymeračním katalyzátorem, obsahující aj polymerační zónu ve spodní sekci,A vertical fluidized bed reactor for polymerizing at least one monomer with a polymerization catalyst, also comprising a polymerization zone in the lower section, b) rozdělovači desku, propustnou pro fluidizační médium, u dna spodní sekce,b) a distribution plate permeable to the fluidizing medium at the bottom of the lower section, c) potrubí pro- přívod plynu, kterým se fluldizační plyn přivádí do spodní sekce pod rozdělovači desku,c) a gas supply pipe through which the fluldising gas is fed to the lower section below the manifold plate; d) zařízení pro injektování katalyzátoru, kterým se do polymerační zóny přivádí katalyzátor,(d) a catalyst injection device through which the catalyst is introduced into the polymerization zone; VYNÁLEZUOF THE INVENTION e) zařízení pro odebírání produktu, kte rým se odebírá polymemí produkt z póly merační zóny nad rozdělovači deskou a(e) a product take-off device which removes the polymer product from the poles of the measuring zone above the manifold plate; and f) recirkulační okruh, kterým se fluidi začni médium odebírá z horní sekce reak toru a recykluje se do spodní sekce reakto ru pod rozdělovači deskou, vyznačující se tím, že reaktor má jednot ný vnitřní průměr a obsahuje vestavěné za řízení pro nepřímé chlazení.(f) a recirculation circuit through which fluid to be withdrawn from the upper section of the reactor and recycled to the lower section of the reactor below the manifold plate, characterized in that the reactor has a uniform internal diameter and incorporates an indirect cooling device. 1 list výkresů1 sheet of drawings
CS792617A 1978-04-18 1979-04-17 Vertical reactor with the fluidic bed CS209922B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US89751278A 1978-04-18 1978-04-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS209922B2 true CS209922B2 (en) 1981-12-31

Family

ID=25408009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS792617A CS209922B2 (en) 1978-04-18 1979-04-17 Vertical reactor with the fluidic bed

Country Status (3)

Country Link
CS (1) CS209922B2 (en)
IN (1) IN150904B (en)
ZA (1) ZA791507B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
IN150904B (en) 1983-01-08
ZA791507B (en) 1981-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4255542A (en) Exothermic polymerization in a vertical fluid bed reactor system containing cooling means therein and apparatus therefor
KR100419695B1 (en) Process for polymerization monomers in fluidized beds
KR101426308B1 (en) Gas-phase process and apparatus for the polymerization of olefins
KR101582792B1 (en) Process for the gas-phase polymerization of olefins
KR100386645B1 (en) Polymerization Method
CN1741848B (en) Production of broad molecular weight polyethylene
US20060281879A1 (en) Catalyst compositions comprising small silica support materials and methods of use in polymerization reactions
US4293673A (en) Spheroidal polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene polymerization
US3324093A (en) Loop reactor
EP0012147B1 (en) Process for the preparation of high density ethylene polymers in fluid bed reactor
CA1323361C (en) Catalyst composition for polymerizing alpha olefins and alpha olefins polymerization therewith
US4363904A (en) High tear strength polymers
EP2361268B1 (en) Systems and methods for fabricating polymers
KR101233961B1 (en) Slurry phase polymerisation process
NZ197460A (en) Precatalysts and catalysts containing titanium magnesium ad halide; use in polymerisation of ethylene
US5096868A (en) Catalyst composition for polymerizing alpha-olefins and alpha-olefins polymerization therewith
CA1146697A (en) Olefin polymerization in a vertical fluid bed reactor system containing an internal cooler and apparatus therefore
US4469855A (en) Ethylene copolymerization using diluent gas
JPH01311108A (en) Method for reducing swellability of alpha- olefin
US4467080A (en) Process for polymerization in a gaseous phase using heterogeneous catalysis and a spherical reactor for carrying out the process
KR101546735B1 (en) Process for the gas-phase polymerization of olefins
EP0021605A1 (en) High tear strength ethylene-based hydrocarbon polymers, film formed from such polymers, and process for making such polymers
EP3283533B1 (en) Olefin polymerization process
CS209922B2 (en) Vertical reactor with the fluidic bed
JPH05155938A (en) Method of reducing hexane extractibles from ethylene copolymer