CS214686B2 - Method of preparation of catalytic system for polymeration or copolymeration of ethylene - Google Patents
Method of preparation of catalytic system for polymeration or copolymeration of ethylene Download PDFInfo
- Publication number
- CS214686B2 CS214686B2 CS941879A CS941879A CS214686B2 CS 214686 B2 CS214686 B2 CS 214686B2 CS 941879 A CS941879 A CS 941879A CS 941879 A CS941879 A CS 941879A CS 214686 B2 CS214686 B2 CS 214686B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- compound
- precursor
- catalyst
- electron donor
- particles
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 54
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 22
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 title claims description 22
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 8
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 76
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 62
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 51
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 48
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 32
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 28
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 27
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 claims description 22
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 21
- -1 aromatic carboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 19
- 239000000203 mixture Chemical group 0.000 claims description 17
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 15
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 14
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 14
- 150000002681 magnesium compounds Chemical class 0.000 claims description 14
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 14
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 13
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 11
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 8
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 claims description 6
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical group [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Chemical group BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 claims description 4
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical group II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 3
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000004292 cyclic ethers Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 55
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 52
- 239000000047 product Substances 0.000 description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 20
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 16
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 13
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 11
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 10
- QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N isopentane Chemical compound CCC(C)C QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N dimethyl butane Natural products CCCC(C)C AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 4
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 4
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 description 4
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 3
- 239000012018 catalyst precursor Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 3
- 239000012632 extractable Substances 0.000 description 3
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 3
- RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1Cl RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1-pentene Chemical compound CC(C)CC=C WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SXSVTGQIXJXKJR-UHFFFAOYSA-N [Mg].[Ti] Chemical compound [Mg].[Ti] SXSVTGQIXJXKJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 2
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000010557 suspension polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPIUIOXAFBGMNB-UHFFFAOYSA-N 1-hexoxyhexane Chemical compound CCCCCCOCCCCCC BPIUIOXAFBGMNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ONIKNECPXCLUHT-UHFFFAOYSA-N 2-chlorobenzoyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC=CC=C1Cl ONIKNECPXCLUHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical group [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 1
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N Perchloroethylene Chemical group ClC(Cl)=C(Cl)Cl CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000007933 aliphatic carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical class Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012986 chain transfer agent Substances 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 125000002573 ethenylidene group Chemical group [*]=C=C([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000001640 fractional crystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Chemical group 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Chemical group 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N n-Octanol Natural products CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005029 sieve analysis Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 229950011008 tetrachloroethylene Drugs 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000004260 weight control Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu přípravy katalytického systému pro polymeraci nebo kopolymeraci ethylenu. Katalytické systémy připravené podle vynálezu a obsahující hořčík a titan poskytují při postupu v plynné fázi za nízkého tlaku polymery ethylenu s hustotou od 910 kg/m3 včetně do 970 kg/m3 včetně a poměrem rychlostí toku taveniny (definovaným dále) v rozmezí od 22 včetně do 32 včetně. Částice vzniklého polymeru mají objemovou hmotnost (sypnou hmotnost) 291,8 až 518,7 kg/m3 a kontrolovanou velikost a tvar.The present invention relates to a process for preparing a catalyst system for the polymerization or copolymerization of ethylene. Catalyst systems prepared according to the invention and containing magnesium and titanium provide ethylene polymers having a density of from 910 kg / m 3 inclusive to 970 kg / m 3 inclusive and a melt flow rate (defined below) ranging from 22 up to and including 32. The resulting polymer particles have a bulk density of 291.8-518.7 kg / m 3 and a controlled size and shape.
Aby byly katalyzátory užitečné při průmyslovém postupu v plynné fázi, jako při postupu ve fluidním loži podle patentu USA č. 3 709 853, 4 003 712 a 4 011 382, kanadského patentu 991 798 a belgického patentu 839 380, musí mít vysokou aktivitu, tj. musí mít produktivitu alespoň 50 000 a přednostně alespoň 100 000 kg polymeru na kg hlavního kovu, který tvoří katalyzátor nebo vyšší. Je tomu tak proto, poněvadž se při takových způsobech v plynné fázi obvykle nepoužívá žádných postupů pro odstraňování zbytků katalyzátoru. Zbytky katalyzátoru v polymeru musí proto být tak malé, aby je bylo možno v polymeru ponechat bez toho, že by vznikly nežádoucí obtíže při výrobě pryskyřic, zpracování pryskyřic nebo/a při aplikaci hotových výrobků u konečného zákazníka. Tam, kde se úspěšně používá vysoce aktivních katalyzátorů při takových postupech ve fluidním loži, bývá obsah těžkého kovu v pryskyřici řádově 20 ppm hlavního kovu nebo nižší při produktivitě alespoň 50 000 nebo vyšší. Nízký obsah zbytků katalyzátoru je rovněž důležitý v tom případě, že katalyzátor obsahuje látky obsahující chlor, jako chloridy titanu, hořčíku a/nebo hliníku, používané v tzv. Zieglerových nebo Ziegler-Nattových katalyzátorech. Vysoký obsah chloru ve tvarovací pryskyřici může způsobovat důlkovou korozi a jinou korozi kovových povrchů tvarovacích zařízení. Obsah chloru 200 ppm nebo vyšší je pro· průmyslovou výrobu neúnosný.In order to be useful in an industrial gas phase process, such as in the fluidized bed process of U.S. Patent Nos. 3,709,853, 4,003,712 and 4,011,382, Canadian Patent 991,798 and Belgian Patent 839,380, catalysts must have a high activity, i.e. It must have a productivity of at least 50,000 and preferably at least 100,000 kg of polymer per kg of catalyst metal or higher. This is because, in such gas-phase processes, no processes are generally used to remove catalyst residues. The catalyst residues in the polymer must therefore be so small that they can be left in the polymer without causing undesirable difficulties in the production of the resins, the processing of the resins, and / or the application of the finished products to the end customer. Where highly active catalysts are successfully used in such fluidized bed processes, the heavy metal content of the resin is of the order of 20 ppm or less at a productivity of at least 50,000 or greater. The low content of catalyst residues is also important when the catalyst contains chlorine-containing substances, such as titanium, magnesium and / or aluminum chlorides, used in so-called Ziegler or Ziegler-Natta catalysts. The high chlorine content of the forming resin can cause pitting and other corrosion of the metal surfaces of the forming apparatus. A chlorine content of 200 ppm or higher is unacceptable for industrial production.
Patenty USA č. 3 922 322 a 4 035 560 zveřejňují použití několika katalyzátorů obsahujících titan a hořčík při výrobě granulovaných polymerů ethylenu postupem v plynné fázi ve fluidním loži za tlaku podU.S. Pat. Nos. 3,922,322 and 4,035,560 disclose the use of several titanium and magnesium containing catalysts in the production of granular ethylene polymers by a fluidized bed gas pressure process under a
6,87 MPa. Použití těchto katalyzátorů při těchto postupech má však podstatné nevýhody. Katalyzátory podle US patentu 3 922 322 poskytují polymery s velmi vysokým obsahem zbytků katalyzátorů, tj. asi 100 ppm Ti a více než asi 300 ppm chloru (podle příkladů uvedených v tomto paten214686 tu). Dále, jak je uvedeno v příkladech US patentu č. 3 922 322, katalyzátoru se používá ve formě předpolymeru a do reaktoru se musí zavádět velmi vysoký objem katalyzátoru, vztaženo na objem polymeru vyrobeného v reaktoru. Příprava a použití tohoto katalyzátoru tedy vyžaduje použití poměrně rozměrného zařízení pro výrobu, skladování a dávkování katalyzátoru.6.87 MPa. However, the use of these catalysts in these processes has significant disadvantages. The catalysts of U.S. Pat. No. 3,922,322 provide polymers with a very high content of catalyst residues, i.e., about 100 ppm Ti and more than about 300 ppm chlorine (according to the examples disclosed in this patent). Further, as shown in the examples of US Patent No. 3,922,322, the catalyst is used in the form of a prepolymer and a very high volume of catalyst based on the volume of polymer produced in the reactor must be introduced into the reactor. Thus, the preparation and use of this catalyst requires the use of a relatively large apparatus for producing, storing, and dispensing the catalyst.
Rovněž katalyzátory podle US patentu č. 4 035 560 poskytují polymery s vysokým zbytkem katalyzátoru a katalyzátory jsou, v důsledku použití určitých typů a množství redukčních činidel, pyroforické.Also, the catalysts of U.S. Patent No. 4,035,560 provide polymers with a high catalyst residue, and the catalysts are pyrophoric due to the use of certain types and amounts of reducing agents.
US patent č. 3 953 414 vydaný 27. dubna 1976 popisuje polymeraci olefinů za použití katalyzátory připraveného z katalytické složky na nosiči, přičemž vyrobený polymer je ve formě kulovitých nebo sferoidních částic. Katalyzátory se připraví smísením áj' katalytických složek na bázi organokovových sloučenin kovů ze druhé nebo třetí skupiny periodické tabulky a b) nosičových složek, které jsou produkty sestávající z nosiče tvořeného bezvodým halogenidem horečnatým a halogenovaných sloučenin titanu, které jsou chemicky vázány k nosiči nebo jsou v něm dispergovány. Složky b) jsou ve formě kulovitých nebo sferoidních částic o velikosti 1 až 350 μΐη. Složky b) katalyzátoru se připravují různými způsoby. Jedním z nich je sprejové sušení roztoků bezvodého halogenidu hořečnatého v organických rozpouštědlech. Sprejové sušení se provádí tak, aby se získaly kulovité částice o velikosti 1 až 300 μΐη. Odstranění rozpouštědla ulpělého v nosiči se dokončí zahříváním částic za sníženého tlaku. Částice nosiče se pak uvedou do styku s halogenovanou sloučeninou titanu. Příklady v patentu ilustrují použití katalyzátorů při suspenzní polymeraci.U.S. Patent No. 3,953,414, issued April 27, 1976, describes the polymerization of olefins using catalysts prepared from a supported catalyst component, wherein the polymer produced is in the form of spherical or spheroidal particles. Catalysts are prepared by mixing an organometallic metal catalyst component of the second or third group of the Periodic Table and (b) carrier components which are products consisting of a carrier consisting of anhydrous magnesium halide and halogenated titanium compounds that are chemically bound to or supported by the carrier. dispersed. Components (b) are in the form of spherical or spheroidal particles with a size of 1 to 350 μΐη. Catalyst components b) are prepared in various ways. One of these is spray drying solutions of anhydrous magnesium halide in organic solvents. Spray drying is performed so as to obtain spherical particles of 1 to 300 μΐη. Removal of the solvent adhered to the carrier is completed by heating the particles under reduced pressure. The carrier particles are then contacted with a halogenated titanium compound. The examples in the patent illustrate the use of catalysts in suspension polymerization.
US patent č. 4 111 835 vydaný 5. září 1978 popisuje polymeraci olefinů na polymer ve formě sféroidických částic, které jsou vysoce odolné vůči shlukování při kontinuálním přivádění polymeraee. Katalyzátor je tvořen a) organokovovou sloučeninou kovu z druhé nebo třetí skupiny periodické tabulky a bj produktem získaným reakcí halogenované sloučeniny titanu s hydrátem halogenidu hořečnatého ve formě sféroidních částic o průměru od 10 do 70 μπι. Hydrát halogenidu hořečnatého obsahuje 10 až 45 % hmotnostních vody a získá se částečnou dehydratací hydrátu halogenidu hořečnatého připraveného přímou syntézou z elektrolytického hořčíku a kyseliny chlorovodíkové, po které se provede frakční krystalizace produktu syntézy. Hydrát halogenidu hořečnatého se sprejově vysuší na kulovité částice. Hydrátu halogenidu hořečnatého, který slouží jako nosič, se může použít ve směsi s 20 až 80 % hmotnostními přídavných nosičů, které jsou inertní vůči halogenidu hořečnatému, a které jsou sloučeninami prvků náležejících do 1, ažU.S. Pat. No. 4,111,835, issued September 5, 1978, describes the polymerization of olefins to polymer in the form of spheroidal particles that are highly agglomerate with continuous polymerization. The catalyst consists of: (a) an organometallic metal compound from Group II or III of the Periodic Table and bj the product obtained by reacting a halogenated titanium compound with a magnesium halide hydrate in the form of spheroidal particles with a diameter of 10 to 70 μπι. The magnesium halide hydrate contains 10-45% by weight of water and is obtained by partial dehydration of the magnesium halide hydrate prepared by direct synthesis from electrolytic magnesium and hydrochloric acid, after which the fractional crystallization of the synthesis product is carried out. The magnesium halide hydrate is spray dried to spherical particles. The magnesium halide hydrate which serves as the carrier may be used in admixture with 20 to 80% by weight of an additive which is inert to the magnesium halide and which is a compound of the elements belonging to 1 to 2.
4. skupiny periodické tabulky. Příklady uvedené v patentu popisují použití katalyzátorů při suspenzní polymeraci.Group 4 of the periodic table. The examples in the patent describe the use of catalysts in suspension polymerization.
US patenty č. 3 953 414 a 4 111 835 tedy popisují přípravu polymerů ethylenu ilustrovanou na postupu suspenzní polymerace za použití speciálně připravených katalytických složek, jejichž složka (nosič katalyzátoru) se sprejově vysuší na sféroidní částice.Thus, U.S. Pat. Nos. 3,953,414 and 4,111,835 disclose the preparation of ethylene polymers illustrated in the slurry polymerization process using specially prepared catalyst components whose component (catalyst support) is spray dried to spheroidal particles.
Způsoby podle těchto patentů se dále provádějí za použití velkých koncentrací vroucího chloridu titaničitého, který je vysoce korozivuí. Uvedené způsoby jsou kromě to- L ho složité a sestávají z mnoha stupňů. Kromě toho patenty popisují použití hydrátů, které obsahují vodu. Tato voda může mít škodlivý účinek na účinnost katalyzátoru. *The processes of these patents are further carried out using high concentrations of boiling titanium tetrachloride, which is highly corrosive. In addition, the processes are complex and consist of many stages. In addition, patents disclose the use of hydrates that contain water. This water may have a detrimental effect on the efficiency of the catalyst. *
Je rovněž známo, že kopolyméry ethylenu s hustotou 910 až 960 kg/m3, poměrem rychlostí toku taveniny (definovaným dále) od 22 do 32, včetně mezních hodnot s poměrně nízkým obsahem zbytků katalyzátoru lze vyrobit v granulované formě při poměrně vysoké produktivitě tak, že se monomer nebo monomery polymerují postupem v plynné fázi za použití specifického vysoce aktivního komplexního katalyzátoru obsahujícího hořčík a titan, který je smíšen s inertním nosičem. Takto připravené granulární polymery mají vynikající fyzikální vlastnosti umožňující jejich použití v širokém měřítku pro tvarování.It is also known that ethylene copolymers having a density of 910 to 960 kg / m 3 , a melt flow rate ratio (defined below) of from 22 to 32, including limit values with relatively low catalyst residue, can be produced in granular form at relatively high productivity, The process according to claim 1, wherein the monomer or monomers are polymerized in a gas phase process using a specific highly active complex catalyst comprising magnesium and titanium, which is mixed with an inert carrier. The granular polymers thus prepared have excellent physical properties enabling them to be widely used for molding.
Dále je známo, že homopolyméry ethylenu s hustotou asi 958 až 972 kg/m3, včetně mezních hodnot a poměrem rychlostí toku taveniny (MFR) o hodnotě 32 s MFR š 22, které mají poměrně nízký obsah zbytků katalyzátoru lze vyrobit při poměrně vysoké produktivitě a nízkém obsahu katalytických zbytků tak, že se ethylen homopolymeruje nízkotlakým postupem v plynné fázi za použití vysoce účinného komplexního katalyzátoru obsahujícího hořčík a titan, smíšeného s inertním nosičem.Furthermore, it is known that ethylene homopolymers having a density of about 958-972 kg / m 3 , including limit values and a melt flow rate (MFR) of 32 with an MFR 22 22 having a relatively low catalyst residue content can be produced at relatively high productivity and a low catalytic residue content such that ethylene is homopolymerized in a low pressure gas phase process using a highly effective complex catalyst comprising magnesium and titanium mixed with an inert carrier.
Polymery vyrobené za použití směsných katalyzátorů podle dosavadního stavu těch- t niky mají nevýhodu v tom, že polymerní částice vzniklé během polymeraee ve fluidním loži mají nepravidelný tvar a poněkud obtížně se fluidizují. Konečný produkt obsáhuje též poměrně vysoké množství jemných podílů, tj. částic o velikosti 125 μΐη nebo menší.The polymers produced using the mixed catalysts of the prior art these accompanying t niches have the disadvantage that the polymer particles formed during polymerisation of the fluidized bed have an irregular shape and somewhat difficult to fluidize. The final product also contains a relatively high amount of fines, i.e. particles of 125 μΐη or less.
Metoda použitá pro výrobu prekursoru katalyzátoru popsaná ve starších pramenech zahrnuje vytvoření prekursoru rozpuštěním sloučeniny titanu a sloučeniny hořčíku v elektrondonorní sloučenině. Prekursor se pak obvykle izoluje krystalizací nebo srážením pomocí C5 až C8 alifatického nebo aromatického uhlovodíku. Tyto izolační techniky však mohou vést k nejednotnému růstu polymerních částic a ke vzniku polymeru, který je tvořen jehličkovitými částicemi.The method used to produce the catalyst precursor described in the prior art involves forming the precursor by dissolving the titanium compound and the magnesium compound in the electron donor compound. The precursor is then usually isolated by crystallization or precipitation with a C 5 to C 8 aliphatic or aromatic hydrocarbon. However, these isolation techniques can lead to non-uniform growth of polymer particles and to the formation of a polymer consisting of needle-like particles.
Dále je známo, že kopolyméry ethylenuIt is further known that copolymers of ethylene
214688214688
8 s hustotou 910 až 940 kg/m3, relativně vysokou sypnou hmotností, které poskytují fólie s dobrou čirostí, lze vyrobit při poměrně vysoké produktivitě vhodné pro průmyslovou aplikaci tak, že se ethylen kopolymeruje -s jedním nebo více C3 až C8 a-olefiny v plynné fázi v přítomnosti vysoce aktivního komplexního katalyzátoru obsahujícího hořčík a titan, aktivovaného za specifických podmínek organohlinitou sloučeninou, který je napuštěn v pórovitém inertním nosiči.8 having a density of 910 to 940 kg / m 3 , a relatively high bulk density, which provides films with good clarity, can be produced at a relatively high productivity suitable for industrial application by copolymerizing ethylene with one or more C 3 to C 8 ; gaseous olefins in the presence of a highly active complex catalyst comprising magnesium and titanium activated under specific conditions by an organoaluminum compound impregnated in a porous inert carrier.
Přípravu napuštěného katalytického prekursoru touto metodou je však obtížné kontrolovat a nosič použitý pro impregnaci může mít kolísavé složení. Jestliže se přípravě nevěnuje značná péče, může mít katalyzátor kolísavou aktivitu. Poněvadž je morfologie polymeru, jak se ukazuje, závislá na morfologii nosiče použitého pro přípravu katalyzátoru, nelze někdy skloubit flexibilitu postupu s regulací polymerních částic.However, the preparation of the impregnated catalyst precursor by this method is difficult to control and the carrier used for impregnation may have a fluctuating composition. If the preparation is devoid of considerable care, the catalyst may have fluctuating activity. Since the morphology of the polymer, as it turns out, is dependent on the morphology of the carrier used to prepare the catalyst, it is sometimes not possible to reconcile the flexibility of the polymer particle control process.
Nyní se neočekávaně zjistilo, že polymery ethylenu s širokým rozmezím hustoty od asi. g 910 do asi g 970 kg/m3, objemovou hmotností od asi 291,8 do asi 518,7 kg/m3 a poměrem rychlostí toku taveniny od g 22 do g 32, které mají kontrolovanou velikost a tvar částic a poměrně nízký obsah zbytků titanu lze vyrobit při poměrně vysoké produktivitě vhodné pro průmyslovou výrobu postupem v plynné fázi tak, že se ethylen homopolymeruje nebo kopolymeruje s jedním nebo více C3 až Cg a-olefiny v přítomnosti vysoce účinného komplexního katalyzátoru obsahujícího hořčík a titan připraveného dále popsaným způsobem sprejovým sušením prekursoru obsahujícího hořčík a titan ve formě suspenze nebo roztoku v elektrondonorní sloučenině a aktivací tohoto sprejově vysušeného prekursoru za specifických podmínek organohlinitou sloučeninou. Morfologii polymeru lze dále zlepšit přidáním inertních plniv k prekursoru.It has now unexpectedly been found that ethylene polymers with a wide density range of about. g 910 to about g 970 kg / m 3 , bulk density from about 291.8 to about 518.7 kg / m 3, and melt flow rates from g 22 to g 32 having controlled particle size and shape and relatively low content Titanium residues can be produced at a relatively high productivity suitable for industrial gas phase production by ethylene homopolymerizing or copolymerizing with one or more C 3 -C 8 α-olefins in the presence of a highly effective magnesium-titanium complex catalyst prepared by the spray process described below drying the magnesium-titanium-containing precursor in the form of a suspension or solution in an electron donor compound and activating the spray-dried precursor under specific conditions with an organoaluminum compound. The morphology of the polymer can be further improved by adding inert fillers to the precursor.
Při způsobu podle vynálezu se regulací velikosti a tvaru částic katalyzátoru dosáhne toho, že při polymeraci vznikají polymery ethylenu s regulovanou velikostí a tvarem částic. Takové polymerní částice se snadněji uvádějí do vznosu ve fluidním loži a kromě toho obsahují poměrně málo velmi malých částic, tj. částic s velikostí pod 74 ftm. Způsob, kterým se připravují sypké kulovité částice prekursoru katalyzátoru je jednodušší ve srovnání s jinými dříve popsaným způsoby přípravy podobných prekursorů.In the process of the invention, by controlling the particle size and shape of the catalyst particles, the polymerization produces ethylene polymers having a controlled particle size and shape. Such polymer particles are more easily suspended in the fluidized bed and moreover contain relatively few very small particles, i.e. particles below 74 ftm. The process by which particulate spherical catalyst precursor particles are prepared is simpler compared to other previously described processes for preparing similar precursors.
Polymery ethylenu připravené podle vynálezu mají poměr rychlostí toku taveniny od 22 do 32, přednostně od 25 do 30, včetně mezních hodnot. Poměr rychlostí toku taveniny je jiný způsob charakterizace distribuce molekulových hmotnostní polymeru. Hodnota poměru rychlostí toku taveniny (MFR) 22 až 32 (včetně mezních hodnot] odpovídá hustotě Mw/Mn v rozmezí od 2,7 do 4,1 a hodnota MFR od 25 do 30 (včetně mezních hodnot) odpovídá poměru Mw/ /Mn 2,8 až 3,6.The ethylene polymers prepared according to the invention have a melt flow rate ratio of 22 to 32, preferably 25 to 30, including limit values. The melt flow rate ratio is another way of characterizing the molecular weight polymer distribution. The melt flow rate (MFR) of 22 to 32 (including limit values) corresponds to a density Mw / Mn of 2.7 to 4.1 and an MFR of 25 to 30 (including limit values) corresponds to a ratio of Mw / / Mn 2 , 8 to 3.6.
Homopolymery mají hustotu od asi š 958 do 5 972 kg/m3. Kopolymery mají hustotu asi 910 až 960 kg/m3, včetně mezních hodnot. Hustotu kopolymerů lze při daném indexu toku taveniny regulovat především množstvím C3 až C8 komonomeru, který se má kopolymerovat s ethylenem. V nepřítomnosti komonomeru by ethylen homopolymeroval s katalyzátorem podle předloženého vynálezu za vzniku homopolymerů s hustotou asi ž 958 kg/m3. Přidávání vzrůstajících množství komonomerů k polymerům má za následek postupné snižování hustoty kopolymerů. Za stejných reakčních podmínek se množství každého z různých C3 až C8 komonomerů potřebných pro dosažení stejného výsledku mění od monomeru k monomeru.The homopolymers have a density of from about 958 to 5,972 kg / m 3 . The copolymers have a density of about 910 to 960 kg / m 3 , including limit values. The density of the copolymers at a given melt index can be controlled primarily by the amount of C3 to C8 comonomer to be copolymerized with ethylene. In the absence of comonomer, ethylene would homopolymerize with the catalyst of the present invention to form homopolymers having a density of about ž 958 kg / m 3 . Adding increasing amounts of comonomers to the polymers results in a gradual decrease in the density of the copolymers. Under the same reaction conditions, the amount of each of the various C 3 to C 8 comonomers needed to achieve the same result varies from monomer to monomer.
Pro dosažení stejných výsledků, tj. stejné hustoty při určitém indexu toku taveniny je zapotřebí vzrůstajících molárních množství komonomerů v řadě C3>C4>C5> >C0>C7>Cg.Increasing molar amounts of comonomers in the series C 3 > C 4> C 5> C 0 > C 7 > Cg are needed to achieve the same results, i.e. the same density at a certain melt index.
Index toku taveniny polymerů je odrazem jeho molekulové hmotnosti. Polymery s relativně vysokou molekulovou hmotností mají poměrně nízký index toku taveniny. Polymery ethylenu s ultra vysokou molekulovou hmotností mají index toku taveniny při větším zatížení (HLMI) asi 0,0 a polymery s velmi vysokou molekulovou hmotností mají index toku taveniny při větším zatížení asi 0,0 až asi 1,0 g/10 min. Takové vysokomolekulární polymery se obtížně tvarují v běžných vstřikovacích strojích a někdy je to vůbec nemožné. Polymery vyrobené způsobem podle předloženého vynálezu se naproti tomu v takovém zařízení snadno tvarují. Mají index toku taveniny při normálním zatížení (MI) v rozmezí od ž0,0 do asi 100, přednostně v rozmezí od asi 0,5 do 80 a index toku taveniny při větším zatížení (HLMI) od asi 11 do asi 2000. Index toku taveniny polymerů vyrobených způsobem podle vynálezu je závislý na kombinaci reakční teploty při polymeraci, hustotě kopolymerů a poměru vodík/monomer v reakčním systému. Index toku taveniny se zvyšuje se zvyšováním polymerační teploty nebo/a se snižováním hustoty polymeru nebo/a se zvyšováním poměru vodík/monomer. Kromě vodíku lze též pro další zvýšení indexu toku taveniny kopolymerů použít jiných přenášečů řetězce, jako dialkylzinečnatých sloučenin.The melt index of the polymers is a reflection of its molecular weight. The relatively high molecular weight polymers have a relatively low melt index. Ultra high molecular weight ethylene polymers have a high load melt index (HLMI) of about 0.0 and very high molecular weight polymers have a high load melt index of about 0.0 to about 1.0 g / 10 min. Such high molecular weight polymers are difficult to mold in conventional injection molding machines and sometimes even impossible. The polymers produced by the process of the present invention, on the other hand, are easily formed in such a device. They have a melt flow index at normal load (MI) ranging from about 0.0 to about 100, preferably in the range of about 0.5 to 80, and a melt flow index at higher load (HLMI) of about 11 to about 2000. The melt flow index The polymers produced by the process of the invention are dependent on the combination of the polymerization reaction temperature, the copolymer density, and the hydrogen / monomer ratio in the reaction system. The melt flow index increases with increasing polymerization temperature and / or decreasing polymer density and / or increasing hydrogen / monomer ratio. In addition to hydrogen, other chain transfer agents such as dialkyl zinc compounds can also be used to further increase the melt index of the copolymers.
Způsobem podle vynálezu lze vyrobit kopolymery obsahující jako hlavní molární podíl ethylen (^90 %) a jako vedlejší molární podíl (glO %) jeden nebo více C3 až C8 ai-olefinů. Cz, až C8 α-olefiny by neměly obsahovat žádná rozvětvení na žádném ze svých atomů uhlíku, který je bližší k hlavnímu řetězci kopolymeru, než čtvrtý atom uhlíku. Přednostními C3 až C8 αί-olefiny jsou propylen, 1-buten, 1-penten, 1-hexen, 4-methyl-l-penten a 1-okten.The process according to the invention makes it possible to produce copolymers containing, as the main molar part, ethylene (9090%) and, as the minor molar part (g10%), one or more C 3 to C 8 α-olefins. The C 2 to C 8 α-olefins should contain no branching at any of their carbon atoms closer to the copolymer backbone than the fourth carbon atom. Preferred C 3 to C 8 αί-olefins are propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-pentene and 1-octene.
Kopolymery podle vynálezu obsahují sla obvykle ě0,1 až á0,3 dvojných vazeb C= =C na 1000 atomů uhlíku a obvykle mají obsah složek extrahovatelných n-hexanem (při 50 °C) nižší než asi 3 °/o a přednostně nižší než asi 2 % hmotnostní.The copolymers of the present invention typically contain from about 0.1 to about 0.3 C = C double bonds per 1000 carbon atoms and typically have a n-hexane extractable content (at 50 ° C) of less than about 3% and preferably less than about 2%. % by weight.
Polymery mají obsah zbytků katalyzátoru vyjádřený jako ppm kovového titanu, řádově s20 ppm při produktivitě £50 000, slO ppm při produktivitě £100 000 a s5 ppm při produktivitě £200 000.The polymers have a catalyst residue content expressed as ppm of titanium metal, of the order of 20 ppm at a productivity of £ 50,000, 10 ppm at a productivity of £ 100,000, and 5 ppm at a productivity of £ 200,000.
Polymery ethylenu podle vynálezu mají sypnou hmotnost asi 291,8 až 518,7 kg/m3. Jsou tvořeny kulovitými částicemi o střední velikosti od 250 do 2550 μτη a přednostně od 250 do 1525 μΐη.The ethylene polymers of the invention have a bulk density of about 291.8 to 518.7 kg / m 3 . They consist of spherical particles with a mean size of 250 to 2550 μτη and preferably of 250 to 1525 μΐη.
Homopolymery se hodí pro výrobu různých tvarovaných předmětů a kopolymery se hodí pro výrobu fólií a též pro jiné způsoby tvarování.Homopolymers are suitable for the production of various molded articles and the copolymers are suitable for the production of films and also for other molding processes.
Sloučeniny používané pro přípravu vysoce aktivního katalyzátoru, kterého se používá pro výrobu polymerů podle vynálezu, zahrnují alespoň jednu sloučeninu titanu, alespoň jednu sloučeninu hořčíku, alespoň jednu elektrondonorní sloučeninu a alespoň jednu aktivační sloučeninu. Jednotlivé složky jsou definovány dále.The compounds used to prepare the highly active catalyst used to produce the polymers of the invention include at least one titanium compound, at least one magnesium compound, at least one electron donor compound, and at least one activating compound. The individual components are defined below.
Sloučenina titanu má strukturu odpovídající obecnému vzorciThe titanium compound has a structure corresponding to the general formula
Ti(OR)aXb kdeTi (OR) and X b where
R představuje Οχ až C14 alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek nebo zbytek obecného vzorce COR’, kde R’ představuje Cj až Ci4 alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek,R represents a C 1-4 to C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon residue or a radical of formula COR ', wherein R' represents a C 1-4 to C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon residue,
X představuje chlor, brom, jód, nebo jejich směs, a představuje číslo 0, 1 nebo 2, b představuje číslo 1 až 4, včetně, přičemž součet a + b má hodnotu 3 nebo 4.X is chlorine, bromine, iodine, or a mixture thereof, and is 0, 1 or 2, b is 1 to 4 inclusive, wherein the sum of a + b is 3 or 4.
Sloučenin titanu lze používat jednotlivě nebo ve směsích a zahrnují sloučeniny vzorcůThe titanium compounds can be used singly or in mixtures and include compounds of the formulas
TiCl3, TiCl4, Ti(OCH3)Cl3, Tí(OC6H5')C13, Tí(OCOCH3)C13 a Ti(OCOC6H5)Cl3.TiCl 3 , TiCl 4 , Ti (OCH 3 ) Cl 3 , Ti (OC 6 H 5 ') C 3 , Ti (OCOCH 3 ) C 1 3 and Ti (OCOC 6 H 5 ) Cl 3 .
Sloučenina hořčíku má strukturu odpovídající obecnému vzorciThe magnesium compound has a structure corresponding to the general formula
MgX2 kdeMgX 2 where
X představuje chlor, brom nebo jód.X is chlorine, bromine or iodine.
Těchto sloučenin hořčíku lze používat jednotlivě nebo v kombinacích a zahrnují sloučeniny vzorců MgCl2, MgBr2 a Mgl2. Z hořečnatých sloučenin se obzvláštní přednost dává bezvodému chloridu hořečnatému.These magnesium compounds can be used singly or in combination and include compounds of the formulas MgCl 2 , MgBr 2 and Mg 12 . Of the magnesium compounds, anhydrous magnesium chloride is particularly preferred.
Při přípravě katalyzátorů používaných při způsobu podle vynálezu se používá na 1 mol sloučeniny titanu asi 0,5 až 56, přednostně asi 1 až 30 molů sloučeniny hořčíku.In the preparation of the catalysts used in the process of the invention, about 0.5 to 56, preferably about 1 to 30 moles of magnesium compound are used per mole of titanium compound.
Sloučeniny titanu a hořčíku by měly mít takovou fyzikální formu a chemickou povahu, aby byly alespoň částečně rozpustné v elektrondonorní sloučenině popsané dále.The titanium and magnesium compounds should be of such physical form and chemical nature that they are at least partially soluble in the electron donor compound described below.
Pod pojmem elektrondonorní sloučeniny se rozumějí takové sloučeniny, jako alkylestery alifatických a aromatických karboxylových kyselin, alifatické ethery, cyklické ethery a alifatické ketony. Z těchto elektrondonorních sloučenin se dává přednost alkylesterům Cx až C4 nasycených alifatických karboxylových kyselin, alkylesterům C7 až C8 aromatických karboxylových kyselin, C2 až Cg a přednostně C3 až C4 alifatických etherům, C3 až C4 cyklickým etherům a přednostně C4 cyklickým mono- nebo dietherům, C3 až C6 a s výhodou C3 až C4 alifatickým ketonům. Nejvýhodějšími z těchto elektrondonorních sloučenin jsou methylformlát, ethylacetát, butylacetát, ethylether, hexylether, tetrahydrofuran, dioxán, aceton a methylisobutylketon.By electron donor compounds are meant such compounds as alkyl esters of aliphatic and aromatic carboxylic acids, aliphatic ethers, cyclic ethers and aliphatic ketones. Of these electron donor compounds, C 1 to C 4 alkyl esters of saturated aliphatic carboxylic acids, C 7 to C 8 aromatic carboxylic acid alkyl esters, C 2 to C 8, and preferably C 3 to C 4 aliphatic ethers, C 3 to C 4 cyclic ethers and preferably C 4 cyclic mono- or diethers, C 3 -C 6 and preferably C 3 -C 4 aliphatic ketones. Most preferred of these electron donor compounds are methyl formate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl ether, hexyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, acetone and methyl isobutyl ketone.
Elektrondonorních sloučenin lze používat jednotlivě nebo ve směsích.The electron donor compounds can be used singly or in mixtures.
Na 1 mol titanu se používá asi 2 až 85 a přednostně asi 3 až 45 molů elektrondonorní sloučeniny.About 2 to 85, and preferably about 3 to 45, moles of the electron donor compound are used per mole of titanium.
Aktivační sloučenina má strukturu odpovídající obecnému vzorciThe activating compound has a structure corresponding to the general formula
Al(R”JcX’dHe kdeAl (R 'J c X' d H e where
X’ představuje chlor nebo skupinu obecného vzorce OR’” a každý ze symbolůX 'represents chlorine or a group of the formula OR' and each of the symbols
R” a R’”, které jsou stejné nebo různé, představuje Cx až C14 nasycený uhlovodíkový zbytek, d představuje číslo 0 až 1,5, e představuje číslo 1 nebo 0, přičemž platí, že součet c + d + e má hodnotu 3.R "and R '", which are the same or different, represent a C x to C 14 saturated hydrocarbon radical, d is a number from 0 to 1.5, e is a number of 1 or 0, the sum of c + d + e being 3.
Aktivačních sloučenin lze používat jednotlivě nebo v kombinacích a jako jejich příklady lze uvést látky vzorceThe activating compounds may be used singly or in combination and exemplified by compounds of the formula
A1(C2H5)3, A1(C2H5)2C1, Al(i-C4H9j'3) A12(C2H5)3C13, A1(í-C4H9)2H, A1(C2H5)2H a Al(C2H5)2(OC2Hr;j.A1 (C 2 H 5 ) 3 , A1 (C 2 H 5 ) 2 C1, Al (iC 4 H 9 j ' 3) A1 2 (C 2 H 5 ) 3 C1 3 , A1 (C 4 H 9 ) 2 H, A1 (C 2 H 5 ) 2 H and Al (C 2 H 5 ) 2 (OC 2 H r ; j.
Při aktivaci katalyzátorů používaných podle vynálezu se používá asi 10 až 500 a přednostně asi 10 až 200 molů aktivační sloučeniny na 1 mol sloučeniny titanu.About 10 to 500, and preferably about 10 to 200 moles of activating compound per mole of titanium compound are used to activate the catalysts used in the present invention.
Katalyzátor používaný při způsobu podle vynálezu se připravuje tak, že se nejprve ze sloučeniny titanu, sloučeniny hořčíku, elektrondonorní sloučeniny a plniva dále uvedeným způsobem sprejového sušení připraví prekursor. Vzniknou kulovité částice, které mají střední průměr asi 10 až asi 200 (um. Kulovité částice se pak zpracují aktivační sloučeninou dále popsaným způsobem.The catalyst used in the process of the invention is prepared by first preparing a precursor from a titanium compound, a magnesium compound, an electron donor compound and a filler by the following spray drying method. Spherical particles are formed having an average diameter of about 10 to about 200 µm. The spherical particles are then treated with the activating compound as described below.
Počáteční směs pro přípravu prekursoru se připraví rozpuštěním sloučeniny titanu a přebytku horečnaté sloučeniny (ls Mg/ /Ti š56j v elektrondonorní sloučenině při teplotě od asi 20 °C do asi teploty varu elektrondonorní sloučeniny. Sloučenina titanu může se přidávat k elektrondonorní sloučenině před nebo po přidání sloučeniny hořčíku nebo současně s jejím přidáním. Úplnému nebo částečnému rozpuštění sloučeniny titanu a sloučeniny hořčíku se může napomáhat mícháním a v některých případech zahříváním těchto dvou sloučenin v elektrondonorní sloučenině k varu pod zpětným chladičem.The initial precursor composition is prepared by dissolving the titanium compound and an excess of the magnesium compound (1s Mg / Ti 656j in the electron donor compound at a temperature from about 20 ° C to about the boiling point of the electron donor compound). The total or partial dissolution of the titanium compound and the magnesium compound can be aided by stirring and, in some cases, heating the two compounds in the electron donor to reflux.
V oddělené nádobě se inertní plniva, jako například chlorid horečnatý a/nebo kysličník křemičitý suspendují v elektrondonorní sloučenině při teplotě až do bodu varu elektrondonorní sloučeniny. Tato suspenze nebo roztok se pak může přidat před nebo po ochlazení k roztoku komplexu Mg/ /Ti. Výsledná suspenze se pak může před sprejovým sušením popřípadě zahřát na bod varu elektrondonorní sloučeniny pod zpětným chladičem.In a separate vessel, inert fillers such as magnesium chloride and / or silica are suspended in the electron donor compound at a temperature up to the boiling point of the electron donor compound. This suspension or solution may then be added to the Mg / Ti complex solution before or after cooling. The resulting suspension may then optionally be heated to the reflux temperature of the electron donor compound prior to spray drying.
Suspenze prekursoru se sprejově suší při teplotě sušicího dusíku na vstupu v rozmezí od teploty vyšší než je teplota varu elektrondonorní sloučeniny až do asi 150 stupňů Celsia. Další regulovanou proměnnou při postupu je tlak pár rozpouštědla. Objemový průtok sušicího plynu se reguluje na takovou hodnotu, aby byl podstatně vyšší, než objemový průtok suspenze nebo roztoku. Rozprášení suspenze se může dosáhnout rozprašovací hubicí nebo odstředivým diskovým atomizérem pracujícím při vysoké rychlosti za přetlaku od asi 6,87 kPa do asi 1,37 MPa.The precursor slurry is spray dried at an inlet drying nitrogen temperature ranging from a temperature above the boiling point of the electron donor compound up to about 150 degrees Celsius. Another regulated process variable is the vapor pressure of the solvent. The volumetric flow rate of the drying gas is controlled to be substantially higher than the volumetric flow rate of the suspension or solution. Spraying the slurry may be achieved by a spray nozzle or a centrifugal disk atomizer operating at a high velocity at a pressure of from about 100 psig to about 100 psig.
Jako plniva se mohou k roztoku před rozprašovacím sušením přidat jakékoliv organické nebo anorganické sloučeniny, které jsou inertní vůči sloučenině titanu a výslednému účinnému katalyzátoru, jako je kysličník křemičitý, například sublimovaný kysličník křemičitý, kysličník titaničitý, polystyren, polystyren modifikovaný kaučukem, chlorid horečnatý a uhličitan vápenatý. Těchto plniv se může používat individuálně nebo ve směsích.Any organic or inorganic compound which is inert to the titanium compound and the resulting active catalyst, such as silica, e.g. Calcium. These fillers can be used individually or in mixtures.
Množství plniva, které může být přítomno v prekursoru je od asi 10 do asi 95 % hmotnostních vztaženo na celkovou hmotnost prekursoru. Nerozpustná plniva mají střední velikost částic řádově asi ;=50 μΐη.The amount of filler that may be present in the precursor is from about 10 to about 95% by weight based on the total weight of the precursor. Insoluble fillers have a mean particle size of the order of magnitude; = 50 μΐη.
Takto připravený prekursor má složení odpovídající obecnému vzorciThe precursor thus prepared has a composition corresponding to the general formula
MgmTÍ! (OR )nXp[ ED]q [plnivo ]r kdeMg m TÍ! (OR) n X p [ED] q [filler] r where
ED představuje elektrondonorní sloučeninu, m představuje číslo od 0,5 do 56, přednostně od 1,5 do 5 včetně mezních hodnot, n představuje číslo 0 nebo 1, p představuje číslo od 2 do 116, přednostně od 6 do 14, včetně mezních hodnot, q představuje číslo od 2 do 85, přednostně od 4 do 11, včetně mezních hodnot,ED represents an electron donor compound, m represents a number from 0.5 to 56, preferably from 1.5 to 5 including limit values, n represents a number from 0 or 1, p represents a number from 2 to 116, preferably from 6 to 14 including limit values , q is a number from 2 to 85, preferably from 4 to 11, including limit values,
R představuje Ct až C1/; alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek nebo zbytek obecného vzorce COR’, kde R’ představuje C( až Ct4 alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek,R is C 1 to C 1); aliphatic or aromatic hydrocarbon radical or a radical of the formula COR 'wherein R' is C (C T4 to an aliphatic or aromatic hydrocarbon radical,
X představuje chlor, brom nebo jód nebo jejich směs a r má takovou hodnotu, že procentické množství plniva je od asi 10 do asi 95 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost prekursoru.X is chlorine, bromine or iodine, or a mixture thereof, and r is such that the percentage of filler is from about 10 to about 95% by weight based on the total weight of the precursor.
Aby ho bylo možno použít při způsobu podle vynálezu, je nutno sprejově vysušený prekursor úplně aktivovat, tj. musí se zpracovat působením dostatečného množství aktivační sloučeniny, aby byly atomy titanu obsažené v prekursoru převedeny do aktivního stavu. Lze přitom použít těchto aktivačních postupů:In order to be used in the process of the invention, the spray-dried precursor must be fully activated, i.e. it must be treated with a sufficient amount of the activating compound to bring the titanium atoms contained in the precursor to active state. The following activation procedures can be used:
Postup A (Úplná aktivace v reaktoru)Procedure A (Total Reactor Activation)
Sprejově vysušený prekursor se může úplně aktivovat v polymeračním reaktoru. Při tomto postupu se aktivační sloučenina (aktivátor) a sprejově vysušený prekursor přednostně uvádějí do reaktoru oddělenými přiváděcími potrubími. Aktivátor se může do reaktoru dávkovat v nezředěné formě nebo ve formě svého roztoku v uhlovodíkovém rozpouštědle, jako isopentanu, hexanu nebo minerálním oleji. Roztok obsahuje obvykle asi 20 až 30 % hmotnostních aktivátoru. Aktivátor se přidává do reaktoru v takovém množství, aby se dosáhlo celkového molárního poměru Al/Ti 10 až 500, přednostně asi 10 až 200. Aktivátor přidaný do reaktoru reaguje se sloučeninou titanu a aktivuje ji.The spray-dried precursor can be fully activated in the polymerization reactor. In this process, the activator (activator) and the spray-dried precursor are preferably fed to the reactor through separate feed lines. The activator may be fed to the reactor in undiluted form or as a solution thereof in a hydrocarbon solvent such as isopentane, hexane or mineral oil. The solution usually contains about 20 to 30% by weight of activator. The activator is added to the reactor in an amount to achieve a total Al / Ti molar ratio of 10 to 500, preferably about 10 to 200. The activator added to the reactor reacts with and activates the titanium compound.
Postup B (dvoustupňový způsob aktivace]Procedure B (two-stage activation method)
Aktivace sprejově vysušeného prekursoru se může provést ve dvou stupních.Activation of the spray-dried precursor can be carried out in two stages.
V prvním stupni se sprejově vysušený prekursor nechá reagovat a částečně aktivovat s takovým množstvím aktivátoru, aby se získal částečně aktivovaný prekursor, ve kterém je molární poměr aktivátor/Ti asi >0 až slO : 1 a přednostně asi 4 až 8 : 1. První z těchto dvou stupňů aktivace se může provádět mimo reaktor.In the first step, the spray-dried precursor is reacted and partially activated with an amount of activator to obtain a partially activated precursor in which the molar ratio of activator / Ti is about> 0 to 100: 1 and preferably about 4 to 8: 1. these two stages of activation can be performed outside the reactor.
Aby se částečně aktivovaný prekursor převedl na formu, která je aktivní při póly11To convert the partially activated precursor to a form that is active at the poles 11
214B8B meraci ethylenu, musí se do polymeračního reaktoru uvést aktivátor. Tím dojde k dokončení aktivace prekursoru v polymeračním reaktoru. Aktivační sloučenina a částečně aktivovaný prekursor se do reaktoru přednostně uvádějí oddělenými potrubími. Přídavná aktivační sloučenina se může do reaktoru vstřikovat v nezředěné formě nebo ve formě roztoku v uhlovodíkovém rozpouštědle, jako isopentanu, hexanu nebo minerálním oleji. Tento roztok obvykle obsahuje asi 2 až 30 % hmotnostních aktivační sloučeniny. Aktivační sloučenina se do reaktoru přidává v takovém množství, aby se v reaktoru dosáhlo spolu s množstvím aktivační sloučeniny a sloučeniny titanu uvedenými ve formě částečně aktivovaného sprejově vysušeného prekursoru celkového molárního poměru Al/Ti asi 10 až 500 a přednostně asi 10 až 200. Přídavné množství aktivační sloučeniny zavedené do reaktoru zreaguje se sloučeninou titanu a dokončí aktivaci sloučeniny titanu přímo v reaktoru.214B8B to measure ethylene, an activator must be introduced into the polymerization reactor. This completes the activation of the precursor in the polymerization reactor. The activator compound and the partially activated precursor are preferably fed to the reactor via separate lines. The additional activating compound can be injected into the reactor in undiluted form or as a solution in a hydrocarbon solvent such as isopentane, hexane or mineral oil. This solution typically contains about 2 to 30% by weight of the activating compound. The activator compound is added to the reactor in an amount such that a total activated Al / Ti molar ratio of about 10 to 500, and preferably about 10 to 200 is achieved in the reactor together with the amounts of activator and titanium compound listed as partially activated spray dried precursors. the activator compound introduced into the reactor reacts with the titanium compound and completes the activation of the titanium compound directly in the reactor.
Při kontinuálním postupu v plynné fázi, jako je postup prováděný ve fluidním loži, popsaný dále, se do reaktoru v průběhu polymerace kontinuálně uvádějí jednotlivé oddělené dávky sprejově sušeného nebo částečně aktivovaného prekursoru za současného uvádění oddělených dávek aktivační sloučeniny potřebné pro aktivaci nebo dokončení aktivace částečně aktivovaného prekursoru. Tím se během polymerace nahrazují aktivní místa katalyzátoru, která byla v průběhu reakce spotřebována.In a continuous gas phase process such as the fluidized bed process described below, separate batches of spray dried or partially activated precursor are continuously fed to the reactor during polymerization, while providing separate batches of activating compound needed to activate or complete activating the partially activated precursor. This replaces the active sites of the catalyst that have been consumed during the reaction during the polymerization.
Polymerace se provádí tak, že se proud monomeru nebo monomerů uvádí v plynné fázi, například postupem ve fluidním loži popsaném dále, v podstatě v nepřítomnosti katalytických jedů, jako vlhkosti, kyslíku, kysličníku uhelnatého, kysličníku uhličitého a acetylénu, do styku s katalyticky účinným množstvím úplně aktivovaného prekursoru za tlaku a teploty, které jsou dostatečné pro iniciaci polymerace.The polymerization is carried out by contacting the monomer stream (s) in the gas phase, for example in the fluidized bed process described below, substantially in the absence of catalytic poisons such as moisture, oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide and acetylene, with a catalytically effective amount. the fully activated precursor at pressure and temperature sufficient to initiate the polymerization.
Aby se dosáhlo požadovaného rozmezí hustoty kopolymerů je nutné kopolymero- <In order to achieve the desired density range of the copolymers, copolymers are required
vat s ethylenem dostatečné množství komonomerů s uhlíkatým řetězcem o počtu 3 nebo více atomů uhlíku, aby byl obsah C3 ažwith ethylene a sufficient quantity of carbon chain comonomers of 3 carbon atoms or more to have a C3 to C3 content
C8 komonomerů v kopolymeru >0 až 10 <C 8 comonomers in the copolymer> 0 to 10 <
mol. <mol. <
Množství komonomerů potřebné pro dosažení tohoto výsledku závisí na kokrétně použitém komonomerů nebo komonomerech.The amount of comonomers required to achieve this result depends on the particular comonomers or comonomers used.
Následující tabulka uvádí několik různých komonomerů, kterých lze použít pro kopolymeraci s ethylenem za účelem vyrobení polymerů, které mají hustotu v požadovaném rozmezí při jakémkoli daném indexu toku taveniny. V tabulce je uvedeno jednak množství komonomerů potřebné v kopolymeru pro dosažení těchto vlastností a jednak potřebná relativní molární koncentrace komonomerů vzhledem k ethylenu v recyklovaném plynném proudu monomerů za podmínek reakční rovnováhy v reaktoru.The following table lists several different comonomers that can be used for copolymerization with ethylene to produce polymers having a density within the desired range at any given melt index. The table shows both the amount of comonomers needed in the copolymer to achieve these properties and the relative molar concentration of comonomers relative to ethylene in the recycled monomer gas stream under reaction equilibrium conditions in the reactor.
KomonomerKomonomer
Molární % potřebná v kopolymeruMolar% required in the copolymer
Molární poměr komonomer/ /ethylen v plynné fázi za rovnovážných podmínekThe comonomer / / ethylene gas phase molar ratio under equilibrium conditions
Reakční systém z fluidním ložem, kterého lze použít při provádění způsobu podle vynálezu, je ilustrován na obrázku. Reaktor 1 se skládá z reakční zóny 2 a ze zóny 3 snižující rychlost.The fluidized bed reaction system that can be used in the process of the invention is illustrated in the figure. Reactor 1 consists of reaction zone 2 and speed reduction zone 3.
Reakční zóna 2 obsahuje lože rostoucích částic polymeru, vytvořené částice polymeru a menší množství 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 10 x vyšší, s výhodou asi 3 až 6x 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 Fluidization”, Chemical Englneering Progress Symposium Series, svazek 62, str. 100 až 111 (1966).Reaction zone 2 comprises a bed of growing polymer particles, formed polymer particles, and a minor amount of catalyst fluidized by a continuous flow of polymerizable and modifying gaseous components consisting of make-up gas and 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 10 times higher, preferably about 3 to 6 times higher than the minimum gas flow rate necessary 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 Fluidization", Chemical Engineering Progress Symposium Series, Vol. 62, pp. 100-111 (1966).
Je důležité, aby lože vždycky obsahovalo částice, které by zabraňovaly vzniku „horkých míst”, a které by zachycovaly a distributovaly 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 the formation of "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.
Sprejově vysušený prekursor nebo částečně aktivovaný prekursor používaný ve fluidním loži se přednostně skladuje v pohotovostním zásobníku 4 pod atmosférou inertního plynu, jako dusíku nebo argonu.The spray-dried precursor or partially activated precursor used in the fluidized bed is preferably stored in the emergency container 4 under an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon.
Fluidizace se dosahuje vysokou rychlostí plynného recyklu uváděného do lože a skrz lože, která je typicky řádově asi 50 x 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 rovná 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. The pressure drop across the bed is equal to or somewhat higher than the weight of the bed divided by the cross-section of the bed, so it is dependent on the reactor geometry.
* Doplňovaný plyn se uvádí do lože stejnou rychlostí, jako je rychlost odtahování částic polymerního produktu. Složení doplňovaného plynu se určuje pomocí ana» lyzátoru S umístěného nad ložem. Analyzátor plynu určuje složení plynu, 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 the same rate as the withdrawal rate of the polymer product particles. The composition of the make-up gas is determined by means of an analyzer S located above the bed. The gas analyzer determines the composition of the gas to be recycled, and the composition of the make-up gas is adjusted accordingly to maintain the composition of the gas mixture in a substantially steady state in the reaction zone.
Aby se zaručila úplná fluidizace, uvádí se potrubím 6 pro recykl do reaktoru recyklovaný plyn a popřípadě též část doplňovaného plynu prostřednictvím přívodu 7 pod ložem. Nad přívodem 7 je umístěna deska 8 rozdělující plyn, která napomáhá fluidizaci lože.In order to guarantee complete fluidization, the recycle gas and possibly part of the make-up gas is fed through the recycle line 6 through the feed 7 below the bed. Above the inlet 7 there is a gas distribution plate 8 which assists fluidization of the bed.
Část plynného proudu, která nezreaguje v loži tvoří recyklovaný plyn, který se odvádí z polymerační zóny přednostně tak, že se vede přes zónu 3 umístěnou nad ložem, ve které dochází ke snížení rychlosti a k vypadnutí stržených částic zpět do lože.The portion of the gaseous stream not reacting in the bed constitutes recycled gas, which is discharged from the polymerization zone preferably by passing through a zone 3 located above the bed in which the velocity is reduced and the entrained particles fall back into the bed.
Recyklovaný plyn se pak stlačuje v kompresoru 9 a vede tepelným výměníkem 10, kde se před vracením do lože zbavuje reakčního tepla. Teplota lože se udržuje za podmínek ustáleného stavu na konstantní hodnotě odváděním reakčního tepla. V horní části lože nedochází k žádnému patrnému teplotnímu gradientu. Teplotní gradient existuje ve spodních 152 až 304 mm lože, * mezi teplotou vstupujícího plynu a teplotou zbytku lože. Recyklovaný plyn se do dna reaktoru uvádí přívodem 7 a do fluidního lože rozdělovači deskou 8. Kompre* sor 9 může být rovněž umístěn za výměníkem tepla 10 ve smyslu směru toku.The recycle gas is then compressed in the compressor 9 and passed through a heat exchanger 10 where it is freed from the reaction heat before returning to the bed. The bed temperature is kept constant at steady state conditions by dissipating the heat of reaction. There is no apparent temperature gradient at the top of the bed. A temperature gradient exists in the lower 152 to 304 mm bed, between the inlet gas temperature and the bed rest temperature. The recycle gas is fed to the bottom of the reactor through the inlet 7 and into the fluidized bed through a distribution plate 8. The compresor 9 can also be placed downstream of the heat exchanger 10.
Rozdělovači deska 8 hraje při provozu reaktoru důležitou úlohu. Fluidní lože obsahuje jak rostoucí a vzniklé částice polymeru, tak částice katalyzátoru. Poněvadž polymerní částice jsou horké a možná aktivní, musí se zabránit jejich usazování, poněvadž kdyby došlo k vytvoření jakékoliv 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 rozptýlený recyklovaný plyn rychlostí dostačující k fluidizaci částic lože. K tomu slouží rozdělovači deska 8 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 jakékoliv, musí deska rozptylovat recyklovaný plyn mezi částicemi u dna lože a udržovat částice lože ve fluidizovaném stavu. Úkolem desky je rovněž podpírat klidné lože částic pryskyřice, když není reaktor v provozu. Pohyblivých částí desky se může použít k vytlačení polymerních částic zachycených na desce nebo v ní.The distribution plate 8 plays an important role in the operation of the reactor. The fluidized bed contains both 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 calm 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 diffuse recycle gas is passed through the bed at a rate sufficient to fluidize the bed particles. A divider plate 8 serves for this purpose and may be a sieve, a plate with slits, a perforated plate, a plate with caps (analogous to the distillation column trays) and the like. All parts of the plate may be stationary or of a movable type such as as described in U.S. Patent No. 3,298,792. Whatever the design of the plate, the plate must disperse the recycle gas between the particles at the bottom of the bed and keep the particles of the bed fluidized. The board also aims to support a quiet bed of resin particles when the reactor is not in operation. The movable portions of the plate may be used to extrude polymer particles retained on or within the plate.
Jako přenášeče řetězce se při polymeraci podle vynálezu může použít vodíku. Molární poměr vodík/ethylen, kterého se může použít leží v rozmezí od asi 0 do asi 2,0 molů vodíku na mol monomeru v plynném proudu.Hydrogen can be used as the chain transfer agent in the polymerization according to the invention. The hydrogen / ethylene molar ratio that can be used is in the range of about 0 to about 2.0 moles of hydrogen per mole of monomer in the gas stream.
V plynném proudu může být též přítomen jakýkoliv plyn, který je inertní vůči katalyzátorům a reakčním složkám. Aktivační sloučenina se přednostně přidává do reakční systému za výměníkem tepla 10 (ve smyslu toku). Aktivátor se proto může zavádět do potrubí s recyklem například ze zásobníku 11 potrubím 12.Any gas inert to the catalysts and reactants may also be present in the gas stream. The activator compound is preferably added to the reaction system downstream of the heat exchanger 10 (in terms of flow). Therefore, the activator may be introduced into the recycle line from, for example, the container 11 through line 12.
Jako činidel pro regulaci molekulové hmotnosti, tj. jako přenášečů řetězce se může spolu s katalyzátory podle vynálezu kromě vodíku používat též sloučenin obecného vzorceIn addition to hydrogen, the compounds of the formula I can be used in addition to hydrogen as molecular weight control agents, i.e. as chain transfer agents.
Zn(Ra)(Rb) kdeZn (R a ) (R b ) where
Ra a Rb jsou stejné nebo různé C, až C|4 alifatické nebo aromatické uhlovodíkové zbytky.R a and R b are the same or different C 1 to C 1 4 aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals.
Tím se dosáhne dalšího zvýšení hodnot indexu toku taveniny vyrobených kopolymerů. Do plyného proudu uváděného do reaktoru se může přidávat asi 0 až 100 a přednostně asi 20 až 30 molů sloučeniny zinku (počítáno jako Zn) na mol sloučeniny titanu (počítáno jako Ti1). Sloučenina zinku se může do reaktoru uvádět přednostně ve formě zředěného roztoku (o koncentraci 2 až 30 % hmotnostních) v uhlovodíkovém rozpouštědle nebo v absorbované formě v pevném ředidle, jako je kysličník křemičitý, a to v množství od asi 10 do 50 ,o/o hmotnostních. Tyto látky bývají pyroforické. Sloučenina zinku se může uvádět samotná nebo spolu s přídavnou aktivační sloučeninou, která se rovněž uvádí do reaktoru, z dávkovače (není zakreslen), který může být umístěn vedle zásobníku 11.This further increases the melt index values of the produced copolymers. About 0 to 100, and preferably about 20 to 30 moles of the zinc compound (calculated as Zn) per mole of the titanium compound (calculated as Ti 1 ) may be added to the gas stream introduced into the reactor. Zinc compound would be introduced into the reactor preferably in the form of a dilute solution (2 to 30% by weight) in a hydrocarbon solvent or absorbed on a solid diluent material, such as silica, in amounts of about 10 to 50 v / % by weight. These substances are often pyrophoric. The zinc compound can be fed alone or together with an additional activating compound, which is also fed to the reactor, from a dispenser (not shown) which can be placed next to the container 11.
Reaktor s fluidním ložem musí pracovat při teplotě nižší než je teplota spékání polymerních částic, aby se zabránilo spékání částic. Při výrobě kopolymerů ethylenu způ214686 sobem podle vynálezu se přednostně pracuje při teplotě asi 30 až asi 115 °C. Teplot od asi 75 do 95 °C se používá pro výrobu produktů s hustotou asi 910 až 920 kg/m3, teplot asi 80 až 100 °C se používá pro výrobu produktů o hustotě asi nad 920 až do 940 kg/m3 a teplot 90 až 115 °C se používá pro přípravu produktů s hustotou nad 940 kg/m3 až do 970 kg/m3.The fluidized bed reactor must be operated at a temperature below the sintering temperature of the polymer particles to avoid sintering of the particles. The production of ethylene copolymers according to the invention is preferably carried out at a temperature of about 30 ° C to about 115 ° C. Temperatures of about 75 to 95 ° C are used to produce products with a density of about 910 to 920 kg / m 3 , temperatures of about 80 to 100 ° C are used to produce products with a density of about 920 to 940 kg / m 3, and temperatures 90 to 115 ° C is used to prepare products with a density above 940 kg / m 3 up to 970 kg / m 3 .
Reaktor s fluidním ložem pracuje za tlaku až do asi 6,87 MPa, přednostně za tlaku přibližně od 1,03 až 2,41 MPa, přičemž když se pracuje za vyšších tlaků v tomto rozmezí usnadňuje se přenos tepla, poněvadž zvýšení tlaku má za následek zvýšení jednotkové objemové tepelné kapacity plynu.The fluidized bed reactor is operated at a pressure of up to about 6.87 MPa, preferably at a pressure of about 1.03 to 2.41 MPa, and when operating at higher pressures within this range, heat transfer is facilitated because the pressure increase results in increase in unit volume heat capacity of gas.
Sprejově sušený nebo částečně aktivovaný prekursor se injektuje do lože rychlostí, která je stejná, jako rychlost, kterou se spotřebovává, přívodem 13 umístěným nad rozdělovači deskou 8. Přednostně se katalyzátor injektuje v místě lože, kde dochází k dobrému míšení polymerních částic. Důležitým rysem vynálezu, je, že se katalyzátor injektuje v místě nad rozdělovači deskou. Poněvadž jsou katalyzátory používané podle vynálezu vysoce aktivní, mohlo by mít injektování 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 loži a zabraňuje tvorbě míst s vysokou koncentrací katalyzátoru, která by mohla vést ke vzniku horkých míst. Injektování katalyzátoru do reaktoru nad ložem může mít za následek nadměrné unášení katalyzátoru do potrubí pro recykl, kde může dojít k zahájení polymerace, což by mohlo nakonec vést k ucpání potrubí a výměníku tepla.The spray-dried or partially activated precursor is injected into the bed at a rate equal to the rate at which it is consumed through an inlet 13 located above the distributor plate 8. Preferably, the catalyst is injected at the bed where good mixing of the polymer particles occurs. 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 into the space below the distributor plate could result in polymerization being initiated at this point, which could eventually lead to blockage of the distributor plate. On the contrary, injecting the catalyst into the fluidized bed helps to distribute the catalyst in the bed and avoids the formation of sites with high catalyst concentrations which could lead to hot spots. Injecting the catalyst into the reactor above the bed may result in excessive entrainment of the catalyst into the recycle line where polymerization may start, which could eventually lead to clogging of the line and heat exchanger.
Pro zavádění částečně nebo úplně redukovaného prekursoru, jakéhokoliv aktivátoru či přenosového činidla, které není plynné do lože se používá plynu, který je inertní vůči katalyzátoru, jako dusíku nebo argonu.A gas inert to the catalyst, such as nitrogen or argon, is used to introduce a partially or fully reduced precursor, any activator or transfer agent that is not gaseous 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.
Poněvadž jakákoli změna v rychlosti injektování katalyzátoru má za následek změnu v rychlosti vývoje reakčního tepla, upravuje se teplota recyklovaného plynu vstupujícího do reaktoru nahoru nebo dolů, aby se přizpůsobila rychlosti vývoje tepla. Tím se zajistí udržování v podstatě konstantní teploty v loži. Jak fluidizované lože, tak systém chlazení recyklovaného plynu musí být samozřejmě vybaveny příslušnými přístroji, pro detekci změn teploty v loži a chladicím systému, aby mohla obsluha pro1B vést vhodnou úpravu teploty recyklovaného plynu.Since any change in catalyst injection rate results in a change in reaction heat evolution rate, the temperature of the recycle gas entering the reactor is adjusted up or down to accommodate the heat evolution rate. This ensures a substantially constant temperature in the bed. Both the fluidized bed and the recycle gas cooling system must, of course, be equipped with appropriate devices for detecting temperature changes in the bed and cooling system so that the operator can properly adjust the temperature of the recycle gas.
Za určité kombinace provozních podmínek 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 plynu určující měření vzrůstu teploty plynu podél reaktoru (tj. teplotního rozdílu mezi teplotou vstupujícího plynu a teplotou odcházejícího plynuj.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 product at the same rate as the rate of particle formation of the polymer product. Since the rate of heat evolution is directly proportional to product formation, the measurement of the increase in gas temperature along the reactor (i.e., the temperature difference between the inlet gas temperature and the outgoing gas temperature) determines the rate of polymer particle formation at a constant gas velocity.
Částice polymerního produktu se odebírají přednostně kontinuálně vedením 14 v blízkosti rozdělovači desky 8. Částice se odebírají ve formě suspenze s částí plynného proudu, který se odvětrává před usazením částic, aby se zabránilo další polymeraci a spékání před tím, než částice dosáhnou zóny, kde se shromažďují. Suspenzního plynu lze rovněž použít k převádění produktu z jednoho reaktoru do druhého.The polymer product particles are preferably collected continuously through a conduit 14 in the vicinity of the distributor plate 8. The particles are collected in the form of a slurry with a portion of the gaseous stream vented before the particles settle to prevent further polymerization and caking before the particles reach the zone where gather. Suspension gas can also be used to transfer product from one reactor to another.
částice polymerního produktu se účelně a přednostně odebírají pomocí dvou postupně pracujících časově nastavených ventilů 15 a 16, mezi kterými je upravena oddělovací zóna 17. Když je ventil 16 uzavřen, je ventil 15 otevřen, takže propouští směs plynu a produktu do zóny 17. Pak se ventil 16 otevře, aby se produkt převedl do vnější izolační zóny. Ventil 16 se pak uzavře a je uzavřen až do okamžiku následujícího odebírání produktu. Odvětraný plyn obsahující nezreagované monomery se může ze zóny 17 odvádět potrubím 18. Pak se může stlačovat v kompresoru 19 a uvádět přímo nebo přes čistič 20 a potrubím 21 do potrubí 6 pro plynový recykl v místě před (ve směru toku) kompresorem 9 recyklu.The polymer product particles are expediently and preferably removed by means of two sequentially operated time-adjusted valves 15 and 16, between which a separation zone 17 is provided. When the valve 16 is closed, the valve 15 is opened so that the gas / product mixture passes through zone 17. valve 16 opens to transfer the product to the outer insulation zone. The valve 16 is then closed and closed until the product is removed. The vented gas containing unreacted monomers can be removed from zone 17 via line 18. It can then be compressed in the compressor 19 and fed directly or via a scrubber 20 and via line 21 to the gas recycle line 6 upstream of the recycle compressor 9.
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. Potrubí 6 pro recyklovaný plyn a zařízení v něm umístěná (kompresor 9, výměník tepla 10) by měly mít hladký povrch a neměly by obsahovat nepotřebné prvky, které by mohly bránit plynulému toku plynu.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. The recycle gas line 6 and the devices located therein (compressor 9, heat exchanger 10) should have a smooth surface and should not contain unnecessary elements that could impede the smooth flow of gas.
Vysoce aktivní sprejově sušený katalytický systém podle vynálezu poskytuje ve fluidním loži produkt se střední velikostí částic přibližně 250 až 2550, přednostně přibližně mezi 250 až 1525 μτη.The highly active spray-dried catalyst system of the present invention provides a fluid bed product with an average particle size of about 250 to 2550, preferably between about 250 to 1525 μτη.
Zaváděný proud plynného monomeru, popřípadě s inertními plynnými ředidly se do reaktoru uvádí takovou rychlostí, aby se dosáhlo výtěžku vztaženého na prostor a čas asi 32,4 až asi 162,2 kg/hod/m3 objemu lože.The feed monomer gas stream, optionally with inert gaseous diluents, is fed into the reactor at a rate to provide a space and time yield of about 32.4 to about 162.2 kg / hr / m 3 bed volume.
Pod pojmem „surová pryskyřice nebo polymer” se zde rozumí polymer v granulovéThe term "crude resin or polymer" as used herein refers to a polymer in granular form
214666 formě, Jak se získá z polymeračního reaktoru.214666 form, as obtained from the polymerization reactor.
Následující příklady slouží k bližší ilustraci vynálezu, v žádném směru však ° rozsah vynálezu neomezují.The following examples serve to illustrate the invention in more detail, but do not limit the scope of the invention in any way.
Vlastnosti polymerů vyrobených v příkladech se stanovují těmito zkušebními metodami:The properties of the polymers produced in the examples are determined by the following test methods:
Hustota:Density:
U látek s hustotou pod 940 kg/m3 se používá postupu podle ASTM—-1505, .přičemž destička se temperuje 1 hodinu při 100 °C, aby se přiblížila stavu rovnovážné krystalinity. U látek s hustotou 940 k:g/m3 a vyšší se používá modifikovaného postupu, při * kterém se zkušební destička temperuje 1 hodinu při 120 °C, aby se přiblížila stavu rovnovážné krystalinity a pak rychle se ochladí na teplotu -místnosti. Všechny údaje hustoty jsou udávány v kg/m3. Všechna měření byla prováděna v -koloně s .gradientem hustoty.For substances with a density below 940 kg / m 3 , the procedure of ASTM-1505 is used, wherein the plate is tempered for 1 hour at 100 ° C to approach the state of equilibrium crystallinity. For substances with a density of 940 k : g / m 3 and above, a modified procedure is used in which the test plate is tempered for 1 hour at 120 ° C to approach equilibrium crystallinity and then rapidly cooled to room temperature. All density data are in kg / m 3 . All measurements were performed on a density gradient column.
Index toku taveniny (MI)Melt Flow Index (MI)
ASTM D-1238-Condition E měření se provádí při 190 °C, údaje v g za 10 minut.ASTM D-1238-Condition E measurements are performed at 190 ° C, g data per 10 minutes.
Rychlost toku (index toku taveniny při větším zatížení )' (HLMI)Flow rate (melt index at higher load) '(HLMI)
ASTM D-1238-Condition FASTM D-1238 - Condition F
Měření se provádí za použití lOnásobného zatížení než při měření indexu toku taveniny, údaje jsou v g/10 min.The measurement is performed using a 10-fold load than the melt index measurement, data are in g / 10 min.
Poměr rychlostí toku Predúktivita rych1ost toku ______Flow Rate Ratio Predictivity of Flow Rate 1 ______
Index toku taveninyMelt flow index
Vzorek pryskyřičného produktu se zpopelní ;a stanoví se hmotností % ipopele, poněvadž popel je v podstatě tvořen katalyzátorem. Produktivita je tedy udána v Kg polymeru vyrobeného na kg celkem spotřebovaného katalyzátoru. Množství titanu, hořčíku a chloru v popeli se určí elementární analýzou. Hodnoty se uváděj! v ppmA sample of the resin product was cremated ; and is determined by the weight of the% ash, since the ash is essentially a catalyst. The productivity is thus expressed in Kg of polymer produced per kg of total catalyst consumed. The amount of titanium, magnesium and chlorine in the ash is determined by elemental analysis. Please give the values! in ppm
Objemová (sypnáj hmotnostBulk (bulk density)
Pryskyřice se nasype pomocí nálevky s průměrem stonku 9,5 mm do 100 ml Odměrného válce až po rysku 100 ml. Během plnění válce se válcem netPepe. Hmotnostní rozdíl se zjistí vážením. Hodnoty se udávají v kg/m3.The resin is poured into a 100 ml graduated cylinder through a funnel with a diameter of 9.5 mm and up to the 100 ml mark. During the filling of the roller, the netPepe does not roll. The weight difference is determined by weighing. Values are given in kg / m 3 .
Střední velikost částicMean particle size
Tato vlastnost se vypočítá z dat sítově analýzy prováděné podle normy A6TM-D-1921, Method A za použití vzorku o hmotnosti 500 g. Výpočty jsou založeny na hmotnostníeh podílech zachycených na sítech.This property is calculated from the sieve analysis data according to A6TM-D-1921, Method A using a 500 g sample. The calculations are based on the weight fractions captured on the sieves.
Distribuce molekulových hmotností (Mw/ /Mn)Molecular weight distribution (Mw / / Mn)
Stanovuje se gelovou chromatografií, v případě pryskyřic s hustotou pod 940 kg/m3 se používá jako stacionární fáze Styrogelu se sekvencí velikostí pórů TÓ6, ΙΟ4, 103, 102 a 6 nm a jako rozpouštědla perchloréthylenu, přičemž se pracuje při 117 °C. V případě pryskyřic s hustotou 940 kg/m3 nebo vyšší se používá Styrogelu se sekvencí velikosti pórů ΙΟ6, 1Ó5, TO4, TÓ3, 6 nm. Jako rozpouštědla se používá o-dichlor benzenu při 135 °C. Detekce se provádí ve všech případech infračerveným zářením při 3,45 μηι.It is determined by gel chromatography, in the case of resins with a density below 940 kg / m 3 it is used as a stationary phase of Styrogel with a pore size sequence T 6 , ΙΟ 4 , 10 3 , 10 2 and 6 nm and as perchlorethylene solvents, working at 117 ° C. Deň: 32 ° C. In the case of resins with a density of 940 kg / m 3 or higher, Styrogel with a pore size sequence of ΙΟ 6 , 10 5 , TO 4 , T 3 , 6 nm is used. The solvent used is o-dichloro benzene at 135 ° C. Detection is performed in all cases by infrared radiation at 3.45 μηι.
Látky ěxtrahovátelné h-hexanem (FDA-zkbuěka používaná pro polyethylenově Ť-lImy, Které mají přijít do styku š potravinami).Substances extractable with h-hexane (FDA-block used for polyethylene l-lm to be in contact with food).
Vzorek filmu o tloušťce 0,038 ním a ploše 1290 cm- se nastříhá na proúžký ó rozměr ech 2.54 x 15,24 cm a zváží se s přesností na 0,1 mg. Proužky se umístí do nádoby a extrahují se 300 ml n-hexánu při teplotě 50 ^1 °C po dobu 2 hodin. Extrakt se pak ďekantuje do vývážehé kultivační misky. Po vysušení extraktů ve vakuovém éxikátorú se kurtiváčhí miska zváží s přesností na 0,1 mg. Množství extraktu přepočtené na původní hmotnost vzorku se pak uvádí jako hmotnostní zlomek látek extrahovatelných n-hexanem.A film sample of 0.038 µm thickness and an area of 1290 cm- is cut to a stripped δ dimension of 2.54 x 15.24 cm and weighed to the nearest 0.1 mg. The strips were placed in a flask and extracted with 300 ml of n-hexane at 50 ° C for 2 hours. The extract is then decanted into a balanced culture dish. After drying the extracts in a vacuum dye, the curative dish is weighed to the nearest 0.1 mg. The amount of extract, calculated on the original sample weight, is then reported as the mass fraction of n-hexane extractables.
NěhasycehóstNěhasycehóst
Měření še prdvádí pomocí lííířaČervěhěho spektrofotometru (Perkin Elmer Model 21). Z pryskyřice se vyrobí výlisky o tloušťce 0,635 mm, které slouží jako zkušební vzorky. Absorbance še měří při 10,35 μΐη v případě transvinylidenové nenasycenosti, při 11,0 μΐη v případě terminální vinylové nenasycenosti a při 11,25 v případě vinylidenové nenasycenosti v bočních řetězcích. Absorbance na 1 mm tloušťky výlisku je přímo úměrná násobku koncentrace henasycehoštl a absorbtivity. Hodndty ábsorbtivity jsou převzaty z literatury R. J. de Kock, a další, J. Polymer Science, Part B, 2, 339 (1964).Measurements are made using a red-light spectrophotometer (Perkin Elmer Model 21). Resins of 0.635 mm thickness are made from the resin and serve as test specimens. Absorbance is measured at 10.35 μΐη for transvinylidene unsaturation, at 11.0 μΐη for terminal vinyl unsaturation, and at 11.25 for vinylidene unsaturation in the side chains. Absorbance per 1 mm of molding thickness is directly proportional to the multiple of the henasysteust concentration and absorbency. The absorbency values are taken from R. J. de Kock, et al., J. Polymer Science, Part B, 2, 339 (1964).
PříkladyExamples
I Příprava sprejově vysušeného překUrsoruI Preparation of spray dried precursor
Do pětilítrové baňky vybavené mechanickým míehadlém se umístí 1,0 1 ťetrahydrofuranu. 71,0 g bezvodého chloridu horečnatého se pomalu za míchání přidává k tetrahydrof uranu pod inertní atmosférou. Teplota exothermní reakce se reguluje rych214686 lostí přidávání chloridu hořečnatého a pomocí vodní lázně. Po přidání celého množství chloridu hořečnatého se k suspenzi pomalu přidá 90,0 g sublimovaného kysličníku křemičitého. Po skončení přidávání sublimovaného kysličníku křemičitého se suspenze 2 až 6 hodin vaří pod zpětným chladičem. (Sublimovaný kysličník křemičitý má velikost částic a rozmezí od 0,007 do 0,05 μιη a je na trhu dostupný pod názvem CAB-O-SIL, výrobce Cabot Corporation, jeho obsah SiO2 je vyšší než 99,8 °/o).In a five-liter flask equipped with a mechanical stirrer was added 1.0 L of tetrahydrofuran. 71.0 g of anhydrous magnesium chloride is slowly added to tetrahydrofuran under inert atmosphere with stirring. The temperature of the exothermic reaction is controlled by the rate of addition of magnesium chloride and a water bath. After all the magnesium chloride has been added, 90.0 g of sublimed silica are slowly added to the suspension. After the addition of the sublimed silica was complete, the suspension was refluxed for 2-6 hours. (Sublimed silica has a particle size and a range from 0.007 to 0.05 μιη and is commercially available under the name CAB-O-SIL, manufactured by Cabot Corporation, with a SiO 2 content greater than 99.8%).
V jiné dvoulitrové baňce vybavené mechanickým míchadlem se 13,4 g bezvodého MgCl2 smísí s 0,8 1 THF pod dusíkem. Směs se míchá při teplotě místnosti (~ 25 stupňů Celsiá)1 a v průběhu 1/2 hodiny se k ní přikape 8,9 ml chloridu titaničitého. Po skončení přidávání TiCl4 se obsah baňky vaří asi 1/2 hodinu až 1 hodinu pod zpětným chladičem, aby se rozpustily pevné látky. Systém se ochladí za míchání na těplotu místnosti a obsah baňky se pak pomalu přidá k dříve připravené suspenzi chloridu hořečnatého. Směs se asi 1 hodb nu za míchání vaří pod zpětným chladičem a pak se asi 1 hodinu za míchání vaří pod zpětným chladičem a pak se za míchání ochladí na teplotu místnosti. Výsledný produkt je tvořen žlutozelenou suspenzí, která se nerozdělí na jednotlivé složky po dobu asi 1 hodiny.In another 2 L flask equipped with a mechanical stirrer, 13.4 g of anhydrous MgCl 2 was mixed with 0.8 L of THF under nitrogen. The mixture was stirred at room temperature (~ 25 degrees Celsius) 1 and 8.9 ml of titanium tetrachloride was added dropwise over 1/2 hour. After the addition of TiCl 4 was complete, the contents of the flask were refluxed for about 1/2 hour to 1 hour to dissolve the solids. The system is cooled to room temperature with stirring and the contents of the flask are then slowly added to the previously prepared magnesium chloride suspension. The mixture was heated to reflux for about 1 hour with stirring and then heated to reflux for about 1 hour, then cooled to room temperature with stirring. The resulting product is a yellow-green suspension which does not separate into components for about 1 hour.
Suspenze se sprejově vysuší pod inertní atmosférou v rozprašovací sušárně se dvěma hubicemi (průměr hubice 1,524 mm, průměr prstencového kroužku 2,54 mm, tlak při rozprašování 68,7 kPa, teplota sušicího dusíku na přívodu 112 °C). Kulovité částice katalyzátoru zachycené v cyklonu mají střední průměr částic asi 25 (na základě měření z optických mikrografií).The suspension is spray dried under an inert atmosphere in a two-nozzle spray drier (nozzle diameter 1.524 mm, annular ring diameter 2.54 mm, spray pressure 68.7 kPa, drying nitrogen inlet temperature 112 ° C). The spherical catalyst particles trapped in the cyclone have an average particle diameter of about 25 (based on optical micrographs measurements).
II Aktivační postupII Activation procedure
Prekursor připravený podle odstavce I se aktivuje dvěma různými postupy.The precursor prepared according to paragraph I is activated by two different methods.
Postup A (úplná aktivace v reaktoru]Procedure A (full reactor activation)
Aktivátor se uvádí do polymeračního reaktoru za účelem aktivace prekursoru. Dávkuje se do reaktoru ve formě zředěného roztoku v uhlovodíkovém rozpouštědle, jako isopentanu. Tyto zředěné roztoky obsahují asi 2 až 30 % hmotnostních aktivátoru.The activator is introduced into the polymerization reactor to activate the precursor. It is metered into the reactor as a dilute solution in a hydrocarbon solvent such as isopentane. These dilute solutions contain about 2 to 30% by weight of activator.
Aktivátor se uvádí do polymeračního reaktoru v takovém množství, aby se molární poměr Al/Ti v reaktoru držel na hodnotě asi 10 až 500 a přednostně 10 až 200. Postup B (dvoustupňový aktivační postup)The activator is introduced into the polymerization reactor in an amount such that the Al / Ti molar ratio in the reactor is maintained at about 10 to 500, and preferably 10 to 200. Process B (two-stage activation process)
Prekursor připravený způsobem uvedeným v odstavci I se aktivuje tak, že se smísí s aktivátorem v mísící nádrži v přítomnosti dostatečného množství bezvodého alifatického uhlovodíkového ředidla, jako isopentanu, za vzniku suspenze.The precursor prepared as described in paragraph I is activated by mixing it with an activator in a mixing tank in the presence of a sufficient amount of an anhydrous aliphatic hydrocarbon diluent such as isopentane to form a suspension.
Aktivátoru a prekursoru se použije v takovém množství, že vznikne částečně aktivovaný prekursor, ve kterém je poměr Al/Ti od >0 do š 10 : 1 a přednostně od 5 do 8 : 1.The amount of activator and precursor is used in such an amount that a partially activated precursor is formed in which the Al / Ti ratio is> 0 to 10: 1 and preferably 5 to 8: 1.
Suspenze se pak důkladně mísí při teplotě místnosti a za atmosférického tlaku po dobu asi 1/4 až 1/2 hodiny. Výsledná suspenze se pak vysuší v proudu suchého inertního plynu, jako dusíku nebo argonu za atmosférického tlaku a při teplotě 65 + + 10 °C, aby se odstranilo uhlovodíkové ředidlo. Výsledný produkt je tvořen částečně aktivovaným sprejově sušeným prekursorem.The suspension is then thoroughly mixed at room temperature and at atmospheric pressure for about 1/4 to 1/2 hour. The resulting slurry is then dried in a stream of dry inert gas such as nitrogen or argon at atmospheric pressure and at a temperature of 65 ± 10 ° C to remove the hydrocarbon diluent. The resulting product is a partially activated spray-dried precursor.
Dokončení aktivace se provádí v reaktoru pro polymeraci. Přitom se přídavný aktivátor dávkuje do reaktoru ve formě zředěného roztoku v uhlovodíkovém rozpouštědle, jako isopentanu. Zředěný roztok obsahuje asi 2 až 30 % hmotnostních aktivátoru.The activation is completed in a polymerization reactor. The additional activator is metered into the reactor in the form of a dilute solution in a hydrocarbon solvent such as isopentane. The diluted solution contains about 2 to 30% by weight of activator.
Aktivátor se uvádí do polymeračního reaktoru v takovém množství, aby se molární poměr Al/Ti v reaktoru udržel na hodnotě asi 10 až 500 a přednostně 10 až 200. Příklady 1 až 9The activator is introduced into the polymerization reactor in an amount such that the Al / Ti molar ratio in the reactor is maintained at about 10 to 500, and preferably 10 to 200. Examples 1 to 9
Ethylen se homopolymerů je (příklady 2, 8 a 9) nebo kopolymeruje s 1-butenem (příklady 1 a 3 až 7) v sérii příkladů za použití katalyzátoru připraveného shora uvedeným postupem a aktivovaného jak podle postupu A (příklad 1 až 3 a 5 až 7), tak podle postupu B (příklady 4, 8 a 9) za vzniku polymerů s hustotou vyšší než 920 a nižší nebo rovnou 970 kg/m3.Ethylene from homopolymers is (Examples 2, 8 and 9) or copolymerized with 1-butene (Examples 1 and 3 to 7) in a series of examples using a catalyst prepared by the above process and activated as in Procedure A (Examples 1 to 3 and 5 to 7). 7) and according to Procedure B (Examples 4, 8 and 9) to produce polymers with a density greater than 920 and less than or equal to 970 kg / m 3 .
Polymerační reakce se kontinuálně provádí v reakčním systému s fluidním ložem po dobu alespoň 1 hodiny od dosažení rovnováhy za absolutního tlaku 2,06 MPa, teploty uvedené v tabulce I při rychlosti plynu odpovídající asi troj- až šestinásobku hodnoty Gmf a výtěžku vztaženému na prostor a čas 48,7 až 113,5 kg/m3/h, Používá se shora popsaného reakčního systému znázorněného na obrázku. Jeho spodní část je vysoká 3,05 m a její vnitřní průměr je 0,343 metru. Horní část je vysoká 4,88 m a její vnitřní průměr je 0,597 m.The polymerization reaction is carried out continuously in a fluidized bed reaction system for at least 1 hour after reaching equilibrium at an absolute pressure of 2.06 MPa, a temperature indicated in Table I at a gas velocity of about three to six times Gmf and space / time yield. 48.7 to 113.5 kg / m 3 / h. The reaction system described above is used. Its lower part is 3.05 m high and its inner diameter is 0.343 meters. The upper part is 4.88 m high and its inner diameter is 0.597 m.
Následující tabulka I, která se vztahuje k příkladům 1 až 9 souhrnně uvádí použité pracovní podmínky, tj. percentuální podíl látky vzorce (MgCl2]2,5[TiCl4] [THF]7, typ a množství plniva, molární poměr Al/Ti v částečně aktivovaném prekursoru, polymerační teplotu, molární poměr vodík/ethylen, molární poměr 1-buten/ethylen v reaktoru a produktivitu katalyzátoru v kg vyrobeného polymeru na kg kovového titanu, vyjádřenou v ppm Ti.Table I, which refers to examples 1-9 summarizes the applied operating conditions, i.e. percentage of the compound of formula (MgCl 2] 2, 5 [TiCl 4] [THF] 7, the type and amount of filler, the molar ratio Al / Ti in the partially activated precursor, polymerization temperature, hydrogen / ethylene molar ratio, 1-butene / ethylene molar ratio in the reactor, and catalyst productivity in kg of polymer produced per kg of titanium metal, expressed in ppm Ti.
Tabulka II uvádí vlastnosti surových granulovaných pryskyřic vyrobených podle příkladů 1 až 9, tj. hustotu, index toku taveniny (MI), poměr rychlostí toku (MFR), sypnou hmotnost, střední průměr částic a obsah velmi jemných částic v % hmotnostních (< 74 μπι).Table II lists the properties of the raw granular resins produced according to Examples 1 to 9, i.e. density, melt index (MI), flow rate ratio (MFR), bulk density, mean particle diameter and very fine particulate content in% by weight (<74 μπι) ).
Reakční podmínky v příkladech 1 až 9The reaction conditions in Examples 1 to 9
Příklad [MgCl2]2,5[TiCLi][THF]7i0 Plnivo Molární poměr Teplota Molární poměr Molární poměr Produktivita (°/o hmotnostní] typ množství (% v částečně ak- °C vodík/ethylen 1-buten/ethylen katalyzátoru aExample [MgCl 2] 2.5 [TiCl] [THF] 7 molar ratio i0 filler Melting molar ratio molar ratio Productivity (° / o by weight] type amount (% partially AK- ° C, a hydrogen / ethylene butene-1 / ethylene and the catalyst
PhPh
Ph '03Ph '03
Cl w o * .S 2 +- Ph oCl w o * .S 2 + - Ph o
rHrH
UOUO
UTUT
COWHAT
ID CO CM rHID CO CM rH
OO
CO cTCO cT
id co toid what this
CD coCD co
ID eo to coID eo what what
ID eoID eo
ID tO ID CQ 0 CDID t0 ID CQ 0 CD
O COABOUT WHAT
CO t-H LO CO rH CM 'Φ CO tH CM CO tH CM <Φ COCO t-H LO CO rH CM 'Φ CO tH CM CO tH CM <Φ CO
O ID O 00 CM *Φ rH oO ID O 00 CM * Φ rH o
t—I w >> 4tí , ω >> 4tí ,t — I w >> 4t, ω >> 4t,
4*3 1 >o· (Λ >.4 * 3 1 > o · (Λ>.
Jsi ·* '>>You are · * '>>
C >o > a 2 ® : 4*1 ι-lC>o> a 2 ®: 4 * 1 ι - l
4*1 £ 5 oo £ co4 * 1 £ 5 oo £ co
Q r—í Q &o4*1 &0-2 4*3 C/3 C3 CZ3 w >oQ r — í Q & o4 * 1 & 0-2 4 * 3 C / 3 C3 EN3 w> o
I ·ΗI · Η
GO >.GO>.
Cbu to .J-J > a ® h a «-<Cbu to .J-J> and ® h and «- <
• co £ £• what £ £
oO
F-l čxF-1 čx
Έλ oΈλ o
, Ph □O >Q • ř-H, Ph □ O> Q • β-H
Ίλ >»Ίλ> »
4*1 g£ cd »rh o S 2 ω 4 * 1 g £ cd »rh o S 2 ω
Jtí 3 'P ω £ >u >o ' có ·>> +25 '>> 4->Jti 3 'P ω £>u' o '>>>>+25'>>4->
w >>w >>
4tí l>w4t l> w
CM rsCM rs
CMCM
CM ’ΦCM ’Φ
IDID
COWHAT
CMCM
TM £TM £
Φ í-l •MΦ í-l • M
CZ3 oCZ3 o
Λ χ-5 co > aCo χ- 5 co> a
O Q3 a>u co o § u q) a a >£ a * s * 2 Jí 2 j« □ '1—I □ Ή 73 £ CO £O Q3 a > u what o § u q) aa> £ a * s * 2 J 2 j «□ '1 — I □ Ή 73 £ CO £
O O O 03 í> 00O O O 03 í> 00
OO
CD CD
Tabulka IITable II
Vlastnosti polymerů vyrobených v příkladech 1 až 9Properties of the polymers produced in Examples 1 to 9
Příklad Hustota Index toku Poměr rychtaveniny lostí tokuExample Density Flow Index Ratio of the melt flow rate
Data z tabulky II ukazují, že když se prekursor sprejově vysuší, aniž by obsahoval plnivo (příklad 7], je sypná hmotnost níz-The data from Table II shows that when the precursor is spray dried without containing a filler (Example 7), the bulk density is low.
ká. Rovněž polymerní částice vzniklé v příkladě 7 jsou tvořeny vláknitou hmotou, podobají se vatě.ká. Also, the polymer particles formed in Example 7 are made of a fibrous mass, resembling cotton.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/095,010 US4293673A (en) | 1978-12-28 | 1979-11-28 | Spheroidal polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene polymerization |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS214686B2 true CS214686B2 (en) | 1982-05-28 |
Family
ID=22248572
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS633880A CS223985B2 (en) | 1979-11-28 | 1979-12-27 | Method of catalytic production of the polymere of ethylene |
CS941879A CS214686B2 (en) | 1979-11-28 | 1979-12-27 | Method of preparation of catalytic system for polymeration or copolymeration of ethylene |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS633880A CS223985B2 (en) | 1979-11-28 | 1979-12-27 | Method of catalytic production of the polymere of ethylene |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CS (2) | CS223985B2 (en) |
-
1979
- 1979-12-27 CS CS633880A patent/CS223985B2/en unknown
- 1979-12-27 CS CS941879A patent/CS214686B2/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CS223985B2 (en) | 1983-11-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4363904A (en) | High tear strength polymers | |
US4293673A (en) | Spheroidal polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene polymerization | |
EP0004647B1 (en) | Process for copolymerizing ethylene | |
EP0004645B1 (en) | Low pressure preparation of ethylene copolymers in fluid bed reactor | |
US4359561A (en) | High tear strength polymers | |
US4376062A (en) | Spheroidal polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene polymerization | |
US4379759A (en) | Impregnated polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene copolymerization | |
EP0012147B1 (en) | Process for the preparation of high density ethylene polymers in fluid bed reactor | |
CS232720B2 (en) | Method of flow catalytic production of ethylene polymers | |
US4383095A (en) | Process for the preparation of high density ethylene polymers in fluid bed reactor | |
CS232723B2 (en) | Method of ethylene copolymer catalytic production | |
US20060281879A1 (en) | Catalyst compositions comprising small silica support materials and methods of use in polymerization reactions | |
EP0021605B1 (en) | High tear strength ethylene-based hydrocarbon polymers, film formed from such polymers, and process for making such polymers | |
EP0004646B2 (en) | Process for preparing polymerization catalyst and process for ethylene homopolymerization | |
JPS6254331B2 (en) | ||
CS214686B2 (en) | Method of preparation of catalytic system for polymeration or copolymeration of ethylene | |
EP0012148B1 (en) | Process for the preparation of high density ethylene polymers in fluid bed reactor | |
JPS6149321B2 (en) | ||
CS215015B2 (en) | Method of catalytic production of ethylene copolymere | |
CS213374B2 (en) | Method of catalytic production of homopolymeres and copolymeres of ethylene | |
KR830000165B1 (en) | Process for producing ethylene polymer using fluidized bed reactor | |
CS216209B2 (en) | Method of catalytic production of ethylene homopolymere | |
CS215014B2 (en) | Catalytic system and method of preparation thereof | |
CS209829B2 (en) | Catalytic method of making the ethylene copolymeres | |
CS216208B2 (en) | Method of preparation of the catalytic system |