CS215014B2 - Catalytic system and method of preparation thereof - Google Patents

Catalytic system and method of preparation thereof Download PDF

Info

Publication number
CS215014B2
CS215014B2 CS214479A CS214479A CS215014B2 CS 215014 B2 CS215014 B2 CS 215014B2 CS 214479 A CS214479 A CS 214479A CS 214479 A CS214479 A CS 214479A CS 215014 B2 CS215014 B2 CS 215014B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
compound
precursor
aliphatic
titanium
electron donor
Prior art date
Application number
CS214479A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
George L Goeke
Burkhard E Wagner
Frederick J Karol
Original Assignee
Union Carbide Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US06/012,720 external-priority patent/US4302565A/en
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Priority to CS805046A priority Critical patent/CS215015B2/en
Publication of CS215014B2 publication Critical patent/CS215014B2/en

Links

Landscapes

  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

Vynález se týká katalytického systému a způsobu jeho* přípravy. Katalytický systém podle vynálezu se hodí pro kopolymeraci ethylenu za použití vysoce aktivních komplexních katalyzátorů obsahujících hořčík a titan postupem v plynné fázi za vzniku kopolymerů ethylenu s hustotou od 910* kg/m3 včetně do 940 kg/m3 včetně s poměrem rychlostí toku taveniny (definovaným dále) v rozmezí od 22 včetně do 32 včetně.The invention relates to a catalyst system and a process for its preparation. The catalyst system of the present invention is suitable for ethylene copolymerization using highly active complex catalysts containing magnesium and titanium in a gas phase process to produce ethylene copolymers having a density of from 910 * kg / m 3 inclusive to 940 kg / m 3 inclusive with a melt flow ratio as defined below) ranging from 22 inclusive to 32 inclusive.

Až do nedávné doby se polyethylen s nízkou hustotou (tj. s hustotou 940 kg/m3 nebo nižší) průmyslově vyráběl většinou homopolymerací ethylenu za vysokého tlaku (tj. za tlaku 103 MPa a vyššího) v plynné fázi v míchaných a dlouhých trubkových reaktorech, v nepřítomnosti rozpouštědel a za použití radikálových iniciátorů. Ve světovém měřítku se ročně vyrobí tímto způsobem· více než 450' tisíc tun polyethylenu s nízkou hustotou.Until recently, low density polyethylene (i.e., 940 kg / m 3 or less) has been industrially produced mostly by homopolymerization of ethylene at high pressure (i.e., 103 MPa and above) in the gas phase in stirred and long tubular reactors, in the absence of solvents and using free radical initiators. More than 450,000 tons of low density polyethylene are produced annually worldwide.

Jak bylo nedávno zveřejněno v patentu USA č. 4 0,11 382 a v belgickém patentu č. 839 380, zjistilo se, že nízkotlaký polyethylen lze průmyslově vyrábět za tlaku pod 6,87 MPa reakcí v plynné fázi v nepřítomnosti rozpouštědel za použití určitých katalyzátorů obsahujících chrom a titan (a popřípadě fluor) a za specifických provozních podmínek postupem ve fluidním loži.As recently disclosed in US Patent No. 4 0.11382 and Belgian Patent No. 839,380, it has been found that low pressure polyethylene can be industrially produced under a pressure below 6.87 MPa by gas phase reaction in the absence of solvents using certain catalysts. containing chromium and titanium (and optionally fluorine) and under specific operating conditions in a fluidized bed process.

Produkty vyrobené způsoby popsanými ve způsobech podle patentu USA č. 4 011 382 a belgického patentu č. 839 380' mají však poměrně širokou distribuci molekulové hmotnosti Mw/Mn, od 6 do 20 (včetně mezních hodnot). Jako takové jsou sice dobře použitelné při četných aplikacích na poli izolace drátů a kabelů a výroby hadic, ale příliš se nehodí pro vstřikování. Rovněž se jich příliš nepoužívá pro výrobu filmů, poněvadž filmy vyrobené z těchto pryskyřic mají špatné optické a mechanické vlastnosti.However, the products produced by the methods described in the methods of U.S. Patent No. 4,011,382 and Belgian Patent No. 839,380 'have a relatively broad molecular weight distribution Mw / Mn, from 6 to 20 (including limit values). As such, they are well suited for numerous applications in the field of wire and cable insulation and hose production, but are not well suited for injection molding. They are also not widely used for the production of films, since films made from these resins have poor optical and mechanical properties.

Aby byly katalyzátory užitečné při průmyslovém postupu v plynné fázi, jako při postupu ve fluidním loži podle patentu USA č. 3 709 8,53, 4 003 712 a 4 011 382, kanadského patentu 991 798 a belgického patentu č. 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·, že 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 zpracování pryskyřic a/nebo při jejich aplikaci u konečného zákazníka. Tam, kde se úspěšně používá vysoce aktiv215814In order to be useful in an industrial gas phase process, such as the fluidized bed process of U.S. Patent Nos. 3,709, 8.53, 4,003,712, and 4,011,382, Canadian Patent 991,798, and Belgian Patent No. 839,380, catalysts must have high activity, i.e., 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 such processes in the gas phase typically do not employ any processes 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 processing of the resins and / or their application to the end customer. Where highly aktiv215814 is used successfully

213014 nich katalyzátorů při takových postupech ve fluidním loži, bývá obsah těžkého kovu v pryskyřici řádově 20 ppm hlavního kovu nebo nižší při produktivitě alespoň 50000 nebo vyšší, 101 ppm nebo nižší při produktivitě alespoň 100 000· nebo vyšší a 3 ppm nebo nižší při produktivitě 300 000 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 tvaro-vací pryskyřici může způsobovat důlkovou korozi a jinou korozi kovových povrchů tvarovacích zařízení. Obsah chloru 200 ppm nebo vyšší je pro průmyslovou výrobu neúnosný.213014 of such catalysts 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 more, 10 1 ppm or less at a productivity of at least 100,000 or more and 3 ppm or less at a productivity. 300,000 or more. 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 molding resin can cause pitting and other corrosion of the metal surfaces of the molding equipment. A chlorine content of 200 ppm or higher is unacceptable for industrial production.

V patentu USA č. 3 989 881 je zveřejněno použití vysoce aktivního katalyzátoru pro suspenzní po-stup výroby polymerů ethylenu, které mají poměrněnízkou distribuci molekulových hmotností Mw/Mn, v rozmezí asi od 2,7 do 3,1. Byly učiněny pokusy použít katalyzátorů podobajících se katalyzátorům popsaným v patentu USA č. 3 989 881 při výrobě polyethylenu s úzkou distribucí molekulových hmotností -polymerací samotného ethylenu nebo ve spojení s propylenem v plynné fázi postupem ve fluidním loži za použití zařízení a podmínek podobajících se zařízení a podmínkám popsaných v patentu USA č. 4i 011382 a belgickému patentu č. 839 380. Tyto pokusy však byly neúspěšné. Aby bylo možno vyhnout se použití rozpouštědel používaných v katalytických systémech typu suspenze popsaných v patentu USA č. 3 989 881, byly složky obsahující titan a hořčík vysušeny. Vysušená látka měla však povahu vlskózní, pryskyřice pyroforické látky, kterou nebylo možno dobře dávkovat do reaktoru, protože nebyla volně pohyblivá. Ani když byla tato látka pro zlepšení pohyblivosti (tekutosti) smíšena s kysličníkem křemičitým a v této formě dávkována do reaktoru, nedosáhlo se průmyslově přijatelných výsledků. Produktivita katalyzátoru byla nízká nebo byl katalyzátor pyroforický a obtížně se s ním manipulovalo, nebo- měl polymerní produkt nízkou objemovou hmotnost, tj. nižší nebo rovnou 97,3 kg/m3.U.S. Patent No. 3,989,881 discloses the use of a highly active catalyst for a slurry process for producing ethylene polymers having a low molecular weight distribution Mw / Mn in the range of about 2.7 to 3.1. Attempts have been made to use catalysts similar to those described in U.S. Patent No. 3,989,881 in the production of narrow molecular weight polyethylene by polymerization of ethylene alone or in conjunction with propylene in a gas-phase fluidized bed process using apparatus and apparatus-like conditions, and The conditions described in U.S. Patent No. 4,011,382 and Belgian Patent No. 839,380. However, these attempts were unsuccessful. To avoid the use of solvents used in the slurry catalyst systems described in U.S. Patent No. 3,989,881, titanium and magnesium containing components were dried. The dried substance, however, was in the nature of a viscous, pyrophoric resin which could not be fed well into the reactor because it was not freely movable. Even when the agitator was mixed with silica and fed to the reactor in this form, industrially acceptable results were not achieved. The catalyst productivity was low or the catalyst was pyrophoric and difficult to handle, because the polymer product had a low bulk density, i.e., less than or equal to 97.3 kg / m 3 .

Polymery -s takovou objemovou hmotností nejsou z průmyslového hlediska požadovány, poněvadž mají prachovou povahu; v případě, že má být polymer skladován nebo prodáván v granulované formě, je pro skladování a dopravu takových produktů zapotřebí podstatně většího prostoru. I když se má granulovaný polymer před dopravou zpracovat na pellety, vyžaduje zpracovávání tak velkého množství látky s nízkou objemovou hmotností v pelletizačním zařízení podstatně delší doby zpracování ve -srovnání s dobou pro zpracování stejného množství látky o vysoké objemové hmotnosti na stejném vytlačovacím zařízení.Polymers with such bulk density are not required from an industrial point of view because they are of a dusty nature; if the polymer is to be stored or sold in granular form, considerably more space is required to store and transport such products. Although the granular polymer is to be processed into pellets prior to shipping, processing such a large amount of low density substance in a pelletizer requires considerably longer processing times compared to the time to process the same amount of high density substance on the same extruder.

V patentu USA č. 4 124 532 je zveřejněna polymerace ethylenu a propyl-enu za použití vysoce aktivních katalyzátorů. Tyto katalyzátory zahrnují komplexy, které m-ohou obsahovat hořčík a titan. Uvedené komplexy se připravují reakcí halogenidu obecného vzorce MX.9 (kde M může být hořčík) se sloučeninou obecného vzorce M‘Y (kde M* může být titan a Y halogen neb-o organický zbytek) v elektrondo-noriní sloučenině. Tyto komplexy se pak iz-olují buď krystalizací, odpařením rozpouštědla, nebo srážením.U.S. Patent No. 4,124,532 discloses the polymerization of ethylene and propylene using highly active catalysts. These catalysts include complexes which may contain magnesium and titanium. Said complexes are prepared by reacting a halide of formula MX.9 (where M may be magnesium) with a compound of formula M‘Y (where M * may be titanium and Y a halogen or an organic residue) in an electron-norine compound. These complexes are then isolated by either crystallization, solvent evaporation or precipitation.

Polymerace se provádí za použití -těchto katalytických k-omplexů a alkylhlinité -sloučeniny.The polymerization is carried out using these catalytic co-complexes and an alkyl-aluminum compound.

Patent USA č. 4 124 532 však nezveřejňuje žádnou speciální techniku ani metody přípravy katalyzátorů pro dosažení požadovaných výsledků v případě způsobu podle vynálezu, popsaných v těchto podlohách. Použití katalyzátorů popsaných v patentu USA č. 4 124 532 bez těchto speciálních metod by nevedlo k průmyslovému postupu vo fluidním loži vhodnému pro výr-obu polyethylenu .v •průmyslovém .měřítku. Kromě toho- příklady.U.S. Patent No. 4,124,532, however, does not disclose any special technique or methods of preparing catalysts to achieve the desired results in the process of the invention described in these teachings. The use of the catalysts disclosed in U.S. Patent No. 4,124,532 without these special methods would not result in an industrial fluidized bed process suitable for the production of polyethylene on an industrial scale. In addition, examples.

' v plynné fázi nepopisují praktický způsob •kopolymerace vhodný· pro výrobu speciálních kopolymerů s nízkou hustotou, které mají výhodnou morfologii, podle vynálezu,' popsaných v těchto podlohách.they do not disclose the practical method of copolymerization suitable for the production of special low density copolymers having the preferred morphology of the invention described in these references.

Patenty USA č. 3 922 322 a 4 035 560- popisují po-užití několika katalyzátorů -obsahujících titan a hořčík pro výrobu granulovaných polymerů ethylenu postupem v plynné fázi ve fluidním lo-ží za tlaku pod 6,87 MPa. Použití těchto katalyzátorů při těchto způsobech má však značné nevýh-ody. Za použity katalyzátoru podle patentu USA číslo 3 922 322 se získají, jak je uvedeno v příkladu provedení tohoto patentu, polymery -s velmi vysokým obsahem zbytků katalyzátorů, tj. zbytku asi 10-0 ppm- TI a více než asi 300ppm Cl. Kromě, toho, jak. je uvedeno v příkladu provedení patentu USA č. 3 922 322, katalyzáto-ru se používá ve formě předpolymeru a do reaktoru je nutno dávkovat velmi vysoké objemy katalytické kompozice. Příprava a používání tohoto katalyzátoru proto vyžadují použití poměrně, velmi rozměrného zařízení pro jeho výrobu, skladování a dopravu.U.S. Pat. Nos. 3,922,322 and 4,035,560 disclose the use of several titanium and magnesium-containing catalysts for the production of granular ethylene polymers by a gas-phase fluidized bed process at pressures below 20 psig. However, the use of these catalysts in these processes has considerable disadvantages. Using the catalyst of U.S. Pat. No. 3,922,322, polymers having a very high content of catalyst residues, i.e., a residue of about 10-0 ppm-Ti and greater than about 300ppm Cl, are obtained as shown in the exemplary embodiment of this patent. Besides, how. No. 3,922,322, the catalyst is used in the form of a prepolymer, and very high volumes of catalyst composition need to be charged to the reactor. The preparation and use of this catalyst therefore requires the use of relatively, very large equipment for its production, storage and transport.

Rovněž za použití katalyzátorů podle patentu USA č. 4 0-35 560 se získají polymery -obsahující vysoké množství zbytků katalyzátorů a použité katalytické kompozice jsou zřejmé, jak vyplývá z typů a množství redukčních činidel použitých v těchto katalyzátorech, pyroforické.Also, using the catalysts of U.S. Pat. No. 4,035,560, polymers containing high amounts of catalyst residues are obtained and the catalyst compositions used are obviously pyrophoric, as is apparent from the types and amounts of reducing agents used in these catalysts.

Americká přihláška vynálezu č. 892 325, podaná 31. III. 1978 (autoři: F. J. Karo-1 a další, název: Příprava kopo-ly-merů ethylenu ve fluidním loži), uvádí, že kopolymery ethylenu s hustotou 910 až 960 kg/m3, s poměrem rychlostí toku taveniny (definovaným dále) od 22 do 32, včetně mezních hodnot, a s nízkým o-bsahem zbytků katalyzátoru lze vyrobit v granulované formě při poměrně vysoké produktivitě tak, že se monomer nebo mo219014No. 892,325, filed Mar. 31, 2004. 1978 (authors: FJ Karo-1 et al., Title: Preparation of copolymers of ethylene in a fluidized bed), discloses that ethylene copolymers having a density of 910 to 960 kg / m 3 , with a melt flow rate ratio (defined below) of 22 to 32, including limit values, and with a low catalyst residue content can be produced in granular form at relatively high productivity by either monomer or mo219014.

S noméry polymerují postupem v plynné fázi za použití specifického, vysoce aktivního komplexního katalyzátoru obsahujícího hořčík a titan, který je smíšen s inertním nosičem. Takto vyrobené granulované polymery mají výborné fyzikální vlastnosti, které umožňují jejich použití v široké míře jako tvarováních pryskyřic. Přesto však tyto polymery mají několik nevýhod. Předně, poněvadž katalyzátor obsahuje nosič, který se z polymeru před jeho tvarováním neodstraňuje, nejsou polymery obsahující některé z těchto nosičů příliš vhodné pro výrobu čirých filmů. Částice nosiče mohou zhoršovat vlastnosti čirých filmů vyrobených z těchto polymerů. Za druhé mají tyto polymery, zejména ty polymery, které mají nižší hustotu, poměrně nízkou objemovou hmotnost. Zpracování těchto polymerů vyžaduje proto použití větších objemů při dopravě a skladování, než je tomu v případě peletizovaných produktů, na jejichž použití je zpracovatelský průmysl zvyklý. To vede k potřebě větších kapitálových investic na zařízení potřebné pro manipulaci a skladování těchto granulárních látek s nízkou objemovou hmotností. Kromě toho, dávkování granulérních látek s nízkou Objemovou hmotností do tvarovacího a vytlačovacího zařízení vyžaduje delší dobu dávkování, než je tomu V případě dávkování stejné hmotnosti peletizováné látky, poněvadž se musí zpracovávat větší objem granulované látky. Za třetí, púlymerní částice vzniklé během polymerace ve fluidním loži mají nepravidelný tvar a je poněkud obtížné je uvést do vznosu. Výsledný produkt obsahuje též poměrně vysoký počet prachovitých částic, tj. částic o rozměru 150 ,um nebo menším.They are polymerized with the monomers 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 produced have excellent physical properties which allow them to be used extensively as resin molding. However, these polymers have several disadvantages. First of all, since the catalyst comprises a carrier which is not removed from the polymer before it is formed, polymers containing some of these carriers are not very suitable for producing clear films. Carrier particles can impair the properties of clear films made from these polymers. Second, these polymers, especially those having a lower density, have a relatively low bulk density. The processing of these polymers therefore requires the use of larger volumes during transport and storage than is the case with pelletized products which the processing industry is used to. This leads to the need for greater capital investment in the equipment needed to handle and store these low density granular materials. In addition, the dispensing of low density granular substances into the molding and extruder requires a longer dosing time than is the case for dispensing the same weight of the pelletized substance, since a larger volume of the granular substance must be processed. Third, the polymer particles formed during fluidized bed polymerization have an irregular shape and are somewhat difficult to float. The resulting product also contains a relatively high number of dusty particles, i.e. particles of 150 µm or less.

Nyní se neočekávaně zjistilo, že lze kopolymery ethylenu s širokým rozmezím hustoty od 910 do 940 kg/m3 a s poměrem rychlostí toku taveniny od 22 do 32, včetně mezních hodnot, které mají poměrně nízký obsah zbytků katalyzátoru a poměrně vysokou objemovou hmotnost, a které poskytují filmy s dobrou čirostí, vyrobit při vysoké produktivitě vhodné pro průmyslovou výrobu kopolymerací ethylenu s jedním nebo více Cs až Ce α-olefiny v plynné fázi v přítomnosti vysoce aktivního katalyzátoru podle vynálezu, obsahujícího komplex hořčíku a titanu, popsaného dále, připraveného za specifických podmínek aktivace pomocí organohlinité sloučeniny, napuštěním do porézního inertního nosiče. Kopolymery vyrobené za použití katalytického systému mají sypnou (objemovou) hmotnost 308 až 503 kg/m3, jejich částice mají zakulacený tvář a snadněji se uvádějí ve fluidním loži do vznosu a obsahují poměrně malé množství jemných prachovitých podílů.It has now unexpectedly been found that ethylene copolymers with a wide density range of 910 to 940 kg / m 3 and a melt flow rate ratio of 22 to 32, including limit values having a relatively low catalyst residue content and a relatively high bulk density, can be used. provide films with good clarity, to produce at high productivity suitable for industrial production by gas-phase copolymerization of ethylene with one or more C5 to C8 alpha olefins in the presence of a highly active catalyst of the invention containing a magnesium-titanium complex described below prepared under specific conditions activation with an organoaluminum compound, impregnated with a porous inert carrier. The copolymers produced using the catalytic system have a bulk density of 308 to 503 kg / m 3 , their particles have a rounded face and are more easily floating in the fluidized bed and contain relatively small amounts of fines.

Za použití katalytického systému podle vynálezu lze vyrobit kopolymery obsahující jako hlavní molární podíl ethylen (l 90i °/o) a jako vedlejší molární podíl (í 10 °/o) jeden nebo více C3 až Ce α-olefinů, které by neměly obsahovat žádná rozvětvení na žádném ze svých atomů uhlíku, který je bližší k hlavnímu řetězci kopolymeru než čtvrtý atom uhlíku. V případě použití jednoho C3 až Ce α-olefinu se získají kopolymery, v případě použití více C3 až C8 a-olefinů se získají ternebo tetrapolymery apod. Jako tyto a-olefiny lze uvést propylen, 1-buten, 1-penten, 1-hexen, 4-methyl-l-penten, 1-hepten a 1-okten. Přednostními α-olefiny jsou propylen, 1-buten, 1-hexen, 4-methyl-l-penten a 1-okten.Using the catalyst system of the present invention, copolymers can be prepared containing, as the main molar portion, ethylene (190 ° / o) and as the minor molar portion (1010 ° / o), one or more C 3 -C 6 α-olefins which should not contain any branches on any of its carbon atoms that is closer to the copolymer backbone than the fourth carbon atom. If one C3-C6 alpha-olefin is used, copolymers are obtained, if more C3-C8 alpha-olefins are used, or terpolymers are obtained and the like. Such alpha-olefins include propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene. , 4-methyl-1-pentene, 1-heptene and 1-octene. Preferred α-olefins are propylene, 1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene and 1-octene.

Kopolymery 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 hmotností polymeru. Hodnota poměru rychlostí toku taveniny (MFR] 22 až 32 (včetně mezních hodnot) odpovídá hodnotě Mw/Mn v rozmezí asi od 2,7 do 4,1 a hodnota MFR od 25 do 30 {včetně mezních hodnot] odpovídá poměru Mw/Mn asi 2,8 až 3,6.The copolymers have a melt flow rate ratio of from 22 to 32, preferably from 25 to 30, including limit values. The melt flow rate ratio is another way of characterizing the molecular weight distribution of a polymer. A melt flow rate (MFR) of 22 to 32 (including cut-offs) corresponds to a Mw / Mn in the range of about 2.7 to 4.1 and an MFR of 25 to 30 (including cut-offs) corresponds to a Mw / Mn ratio of about 2.8 to 3.6.

Kopolymery mají hustotu asi 910 až 940, přednostně 917 až 935 kg/m3, včetně mezních hodnot. Hustotu kopolymeru lze při daném indexu toku taveniny regulovat především množstvím C3 až Ce komonomeru, který se má kopolymerovat s ethylenem. V nepřítomnosti kopolymeru by ethylen homopolymeroval s katalyzátorem podle vynálezu za vzniku homopolymerů s hustotou asi ě 0,96. Přidáváním vzrůstajících množství komonomerů k polymerům má za následek postupné snižování hustoty kopolymeru. Za stejných reakěnich podmínek se množství každého z různých C3 až C8 komonomerů, potřebných pro dosaženi Stejného výsledku, mění od monomeru k monomeru.The copolymers have a density of about 910 to 940, preferably 917 to 935 kg / m 3 , including limit values. The density of the copolymer at a given melt index can be controlled primarily by the amount of C3 to Ce comonomer to be copolymerized with ethylene. In the absence of a copolymer, ethylene would homopolymerize with the catalyst of the invention to form homopolymers having a density of about 0.96. The addition of increasing amounts of comonomers to the polymers results in a gradual decrease in the density of the copolymer. Under the same reaction conditions, the amount of each of the various C3 to C8 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>Cs>Ce>C7>Cs.To achieve the same results, i.e. the same density at a certain melt index, increasing molar amounts of comonomers in the series C3 > C4 > Cs >

index toku taveniny polymerů je závislý na jeho molekulové hmotnosti. Polymery s relativně vysokou molekulovou hmotností mají poměrně nízký index toku taveniny. Polymery ethylenu s ultravysokou molekulovou hmotností mají index toku taveniny při větším zatížení (HLMIj asi 0,0 a polymery s velmi vysokou molekulovou hmotností mají index toku taveniny při větším zatížení asi 0,0 až asi 1,0. Takové vysokomolekuiární polymery se obtížně tvarují v běžných vstřikovacích strojích a někdy je to vůbec nemožné. Kopolymery vyrobené za použití katalytického systému podle vynálezu se naproti tomu v takovém zařízení snadno tvarují. Mají index toku taveniny při normálním zatížení (MI j v rozmezí od > 0,0 asi do 100, přednostně v rozmezí asi od 0,5 do 80, a při větším zatížení (MLMIj asi od 11 asi do 2000. Index toku taveniny polymerů vyrobených za použití katalytického systému podle vynálezu je Závislý na kombinaci reakční teploty při polymeraci, hustotě kopolymeru a poměru vodík/monomer v reakčním systému. Index toku taveniny se zvyšuje se zvyšováním po215014 lymerační teploty a/nebo se snižováním hustoty polymeru a/nebo 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 dependent on its molecular weight. The relatively high molecular weight polymers have a relatively low melt index. Ultra-high molecular weight ethylene polymers have a melt flow index at a higher load (HLMI of about 0.0 and very high molecular weight polymers have a melt flow index at a higher load of about 0.0 to about 1.0. Such high molecular weight polymers are difficult to form in The copolymers produced using the catalyst system of the present invention, on the other hand, are easily formed in such an apparatus. They have a melt flow index under normal load (MI j in the range of> 0.0 to about 100, preferably in the range of from about 0.5 to about 80, and at a higher load (MLMI of about 11 to about 2000). The melt index of polymers produced using the catalyst system of the present invention is dependent on the combination of polymerization reaction temperature, copolymer density and hydrogen / monomer ratio in the reaction. The melt flow index increases as the polymerization temperature increases In addition to hydrogen, other chain transfer agents, such as dialkyl zinc compounds, may also be used to further increase the melt index of the copolymers.

Vyrobené kopolymery obsahují g 1 a obvykle a 0,1 až g 0,3 dvojných vazeb C = C na 1000 atomů uhlíku a mají obsah složek extrahovatelných n-hexanem (při 50 °C) nižší než asi 3 % a přednostně nižší než asi 2 hmotnostní °/o.The produced copolymers contain g 1 and usually and 0.1 to g 0.3 C = C double bonds per 1000 carbon atoms and have a n-hexane extractable content (at 50 ° C) of less than about 3% and preferably less than about 2 % by weight.

Kopolymery vyrobené za použití katalytického systému podle vynálezu obsahují jako zbytky katalyzátoru řádově od 0i do 20 ppm Ti včetně při produktivitě 50 000' nebo vyšší, od 0 do 10 ppm Ti včetně při produktivitě 100 000 nebo vyšší a 0 až 3 ppm včetně při produktivitě 300 OOO nebo vyšší. Co se týče zbytků Cl, Br, nebo I, závisí obsah těchto prvků v kopolymerů na jejich obsahu v prekursoru katalyzátoru. Z hodnoty poměru množství titanu k chloru, bromu nebo jodu v původním prekursoru lze na základě známé hodnoty produktivity, vztažené na samotný titanový zbytek, vypočítat obsah zbytků chloru, bromu nebo jodu. U mnohých kopolymerů vyráběných pouze za použití složek katalytického systému obsahujících chlor (Cl/Ti = 7) lze vypočítat obsah zbytků chloru v rozmezí od 0 do 140 ppm včetně při produktivitě 50 000· nebo vyšší, od 0 do 70 ppm včetně při produktivitě 100 OOO nebo vyšší a od 0 do 20 ppm při produktivitě 300 000 ne bo vyšší. Kopolymery se snadno vyrábějí při produktivitě až asi do 500 000.The copolymers produced using the catalyst system according to the invention contain as catalyst residues of the order of from 0 to 20 ppm Ti inclusive at a productivity of 50,000 or higher, from 0 to 10 ppm inclusive at a productivity of 100,000 or higher and 0 to 3 ppm inclusive at a productivity of 300 OOO or higher. With respect to residues Cl, Br, or I, the content of these elements in the copolymers depends on their content in the catalyst precursor. From the ratio of titanium to chlorine, bromine or iodine in the original precursor, the chlorine, bromine or iodine residue content can be calculated based on the known productivity value relative to the titanium residue itself. Many copolymers produced using only chlorine-containing catalyst system components (Cl / Ti = 7) can calculate chlorine residues in the range of 0 to 140 ppm inclusive at a productivity of 50,000 · or greater, from 0 to 70 ppm inclusive at a productivity of 100,000 or higher and from 0 to 20 ppm at a productivity of 300,000 no bo higher. Copolymers are easy to produce at productivity rates of up to about 500,000.

Vyrobené kopolymery jsou granulám! látky, které mají střední velikost částic řádově asi 0.,127 až asi 1,78 mm a přednostně asi 0,5 až asi 1 mm. Velikost částic je důležitá pro snadnou fluidizaci polymerních částic v reaktoru s fluidním ložem, jak je uvedeno dále. Kopolymery mají objemovou hmotnost asi od 308 asi do 503 kg/m3.The copolymers produced are granules! substances having an average particle size of the order of about 0.127 to about 1.78 mm, and preferably about 0.5 to about 1 mm. The particle size is important for the easy fluidization of the polymer particles in the fluidized bed reactor as described below. The copolymers have a bulk density of from about 308 to about 503 kg / m 3 .

Kopolymery vyrobené za použití katalytického systému podle vynálezu se hodí nejen pro výrobu filmů, nýbrž i pro jiné tvarovací aplikace.The copolymers produced using the catalyst system according to the invention are suitable not only for the production of films, but also for other forming applications.

Předmětem vynálezu je katalytický systém sestávající z prekursoru obecného vzorceSUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a catalyst system consisting of a precursor of formula (I)

MgmTii(OR)nXp[ED]a kde představujeMg m Tii (OR) n X p [ED] and where represents

ED elektrondonorní sloučeninu, m číslo· od 0,5 do 56, přednostně od 1,5 do včetně mezních hodnot, n číslo 0, 1 nebo 2, p číslo od 2 do 116, přednostně od 6 do 14, včetně mezních hodnot, q číslo od 2 do 85, přednostně od 4 do 11, včetně mezních hodnot,ED electron donor compound, m number · from 0.5 to 56, preferably from 1.5 to including limit values, n number 0, 1 or 2, p number from 2 to 116, preferably from 6 to 14, including limit values, q a number from 2 to 85, preferably from 4 to 11, including limit values,

R Ci až Ci4 alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek nebo zbytek obecného vzorce COR‘, kde R* představuje Ci až C14 alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek, aR a C 1 -C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical or a radical of formula COR COR, wherein R * represents a C 1 -C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical, and

X chlor, brom nebo jod nebo jejich směs, který je napuštěn do pórovitého nosiče a je buď neaktivovaný, nebo částečně aktivovaný nejvýše 10 moly aktivační sloučeniny na mol titanu obsaženého v prekursoru, nebo úplně aktivovaný > 10 až š 400 moly aktivační sloučeniny na mol titanu obsaženého v prekursoru, přičemž aktivační sloučeninou je sloučenina obecného vzorceX chlorine, bromine or iodine or a mixture thereof, which is impregnated into a porous support and is either not activated or partially activated by not more than 10 moles of activating compound per mole of titanium contained in the precursor, or fully activated> 10 to 400 moles of activating compound per mole of titanium contained in a precursor, wherein the activating compound is a compound of formula

Al(R“jcX‘dHc kdeAl (R 'j c X' d H c where

X‘ představuje chlor nebo skupinu obecného vzorce OR“ a každý ze symbolůX ‘represents chlorine or a group of the formula OR 'and each symbol

R“ a R“‘, které jsou stejné nebo různé, představuje Ci 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, a elektrondorní sloučeninou je kapalná organická sloučenina, ve které je prekursor rozpustný, zvolená ze skupiny zahrnující alkylestery alifatických a aromatických karboxylových kyselin, alifatické ethery, cyklické ethery a alifatické ketony.R "and R" ', which are the same or different, represent a C 1 -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, and the electron donor compound is a liquid organic compound in which the precursor is soluble, selected from the group consisting of alkyl esters of aliphatic and aromatic carboxylic acids, aliphatic ethers, cyclic ethers and aliphatic ketones.

Podle vynálezu se shora definovaný katalytický systém připraví tak, že se:According to the invention, a catalyst system as defined above is prepared by:

Aj připraví prekursor obecného vzorce MgmTi,(OR)nXp[ED]q kde představujeI will prepare a precursor of the formula Mg m Ti, (OR) n X p [ED] q where is

ED elektrondonorní sloučeninu, m číslo od 0,5 do 56, včetně mezních hodnot, n číslo 0, 1 nebo 2, p číslo od 2 do 116, včetně mezních hodnot, q číslo od 2 do 85, včetně mezních hodnot,ED electron donor compound, m number from 0.5 to 56 including limit values, n number 0, 1 or 2, p number from 2 to 116 including limit values, q number from 2 to 85 including limit values,

R Ci až Ci4 alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek nebo zbytek obecného vzorce COR‘, kde R‘ představuje Ci až C14 alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek aR a C 1 to C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical or a radical of formula COR ‘, wherein R‘ represents a C 1 to C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical, and

X chlor, brom nebo jod nebo jejich směs, tak, že se rozpustí alespoň jedna sloučenina hořčíku a alespoň jedna sloučenina titanu alespoň v jedné elektrondonorní sloučenině za vzniku roztoku prekursoru v elektrondonorní sloučenině a pak se prekursor izoluje z tohoto roztoku, přičemž jako· sloučeniny hořčíku se používá sloučeniny obecného vzorceX chlorine, bromine or iodine, or a mixture thereof, by dissolving at least one magnesium compound and at least one titanium compound in at least one electron donor compound to form a solution of the precursor in the electron donor compound, and then isolating the precursor from said solution, is used a compound of the general formula

MgX2 kdeMgX2 where

X má shora uvedený význam, jako sloučeniny titanu se používá sloučeniny obecného vzorceX is as defined above, the compound of the general formula is used as the titanium compound

Ti(OR)aXb kde a je číslo 0, 1 nebo 2 a b je číslo 1 až 4 včetně, přičemž součet a + b má hodnotu 3 nebo 4 a R a X mají shora uvedený význam, a jako elektrondonorní sloučeniny se používá kapalné organické sloučeniny, ve které je uvedená sloučenina hořčíku a sloučenina titanu rozpustná, volené ze skupiny zahrnující alkylestery alifatických a aromatických karboxylových kyselin, alifatické ethery, cyklické ethery a alifatické ketony, přičemž sloučeniny hořčíku, sloučeniny titanu a elektrondonorní sloučeniny se používá v takových množstvích, aby to vyhovovalo významu symbolů m, n, p a q, pak seTi (OR) a X b where a is a number 0, 1 or 2 and b is a number 1 to 4 inclusive, wherein the sum of a + b is 3 or 4 and R and X are as defined above, and liquid electron donor compounds are liquid organic compounds in which said magnesium compound and titanium compound are soluble selected from the group consisting of alkyl esters of aliphatic and aromatic carboxylic acids, aliphatic ethers, cyclic ethers and aliphatic ketones, wherein the magnesium compound, titanium compound and electron donor compound are used in amounts such that it suited the meaning of the symbols m, n, paq, then

B) prekursorem buď před Izolací nebo pů izolaci z roztoku elektrondonorní sloučeniny napustí pórovitý nosič, pak se popřípaděB) a porous support is impregnated with a precursor either prior to the isolation or after isolation from the solution of the electron donor compound, then optionally

C) prekursor částečně aktivuje nejvýše 10 moly nebo úplně aktivuje > 10 až s 4Ó0 moly aktivační sloučeniny na mol titánu obsaženého v prekursoru, přičemž se jako aktivační sloučeniny použije sloučeniny obecného vzorceC) the precursor partially activates not more than 10 moles or completely activates> 10 to 40 moles of activating compound per mole of titanium contained in the precursor, using the compound of the general formula as activating compound

Al(R“)cX‘dHe kdeAl (R ') 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 symbol

R“ a R“‘, které jsou stejné nebo různé, představuje Ci až Cii nasycený uhlovodíkový zbytek, d představuje číslo Ό až 1,5 e představuje číslo· 1 nebo 0, přičemž platí, že součet c + d + e má hodnotu 3, přičemž se aktivace provádí po izolaci prekursoru napuštěného v pórovitém nosiči z roztoku prekursoru v elektrondonorní sloučenině.R "and R" ', which are the same or different, represent a C 1 to C 12 saturated hydrocarbon radical, d is a number Ό to 1.5 e is a number · 1 or 0, with the sum c + d + e having the value 3 wherein the activation is performed after isolating the precursor impregnated in the porous carrier from the solution of the precursor in the electron donor compound.

Sloučeniny titanu obecného vzorce Ti(OR)aXb lze používat jednotlivě nebo ve směsích a zahrnují sloučeniny vzorcůTitanium compounds of the general formula Ti (OR) and X b can be used singly or in mixtures and include compounds of the formulas

T1CI3, T1C14, Ti(OCH3)Cl3, Ti(OC6H5)Cl3, Tí(OCCOH3)Cl3 a TifOCOCeHsjCb.T1CI3, T1C14, Ti (OCH3) Cl3, Ti (OC 6 H 5) Cl 3, Ti (OCCOH3) Cl3 and TifOCOCeHsjCb.

Sloučenin hořčíku obecného vzorce MgXz lze používat jednotlivě nebo v kombinacích a zahrnují sloučeniny vzorců MgCb, BgBre a MgL·. Z horečnatých sloučenin se obzvláštní přednost dává bezvodému chloridu hořečnatému.The magnesium compounds of the formula MgX 2 can be used singly or in combination and include compounds of the formulas MgCl 2, BgBre and MgL 4. 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 10 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 10 mol, of the magnesium compound are used per mole of titanium compound.

Sloučeniny titanu a sloučeniny hořčíku se účelně používá ve formě, která usnadňuje jejich rozpouštění v elektrondonorní sloučenině, jak je uvedeno dále.The titanium compound and the magnesium compound are conveniently used in a form which facilitates their dissolution in the electron donor compound as described below.

Elektrondonorní sloučeninou je organická sloučenina, která je kapalná při 25 °C a ve které je sloučenina titanu a sloučenina hořčíku rozpustná. Elektrondonorní sloučeniny jsou známé buď pod tímto jménem, nebo· pod jménem Lewisovy báze.The electron donor compound is an organic compound that is liquid at 25 ° C and in which the titanium compound and the magnesium compound are soluble. Electron donor compounds are known either under this name or under the name of the Lewis base.

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 Ci až Ci nasycených alifatických karboxylových kyselin, alkylesterům Cz až Cs aromatických karboxylových kyselin, Cz až Cs a přednostně Cs až Ci alifatickým etherům, C3 až Ci cyklickým etherům a přednostně Ci cyklickým mono- nebo dietherům, C3 až Ce a s výhodou C3 až Ci alifatickým ketonům. Nejvýhodnějšími z těchto elektrondonorních sloučenin jsou methylformiát, ethylacetát, butylacetát, ethylether, hexylether, tetrahydroíuran, dioxan, 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, alkyl esters of C 1 to C 1 aliphatic carboxylic acids, alkyl esters of C 2 to C 5 aromatic carboxylic acids, C 2 to C 5, and preferably C 3 to C 1 aliphatic ethers, C 3 to C 1 cyclic ethers and preferably C 1 to mono or diether to C 3 and preferably C 3 to C 1 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 mol titanu se používá asi 2 až 85 a přednostně asi 3 až 10 molů elektrondonorní sloučeniny.About 2 to 85 and preferably about 3 to 10 moles of the electron donor compound are used per mole of titanium.

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

AI (C2HS)5 AI (C2H5)2CI, AI (i-CiHa )3, Al2(C2H5)3Cl3, Al(.i-CiH9)2H, Al(C6Hi3)3, Al(C8Hl7)3, A1(C2H5)2H a A1(C2H5)2(OC5H5).Al (C2HS) 5 Al (C2H5) 2Cl, Al (i-CiHa) 3 , Al2 (C2H5) 3Cl3, Al (Ci-CiH9) 2H, Al (C6Hi3) 3, Al (C8H17) 3, A1 (C2H5) 2H and A1 (C2 H5) 2 (OC5 H5).

Při aktivaci katalyzátorů používaných podle vynálezu se používá asi 10 až 400· a přednostně asi 10 až 100 molů aktivační sloučeniny na 1 mol sloučeniny titanu.About 10 to 400 moles and preferably about 10 to 100 moles of activating compound per 1 mol of titanium compound are used in the activation of the catalysts used in the present invention.

Látky používané jako nosiče jsou pevné porézní látky ve formě částic, které jsou inertní vůči ostatním· složkám katalytické kompozice a k ostatním aktivním složkám reakčního systému. Tyto nosiče zahrnují anorganické látky, jako je kysličník křemičitý a/nebo hlinitý. Nosičů se používá ve formě suchých prášků, které mají střední velikost částic asi 10 až 250, přednostně asi 50 až 150· ^m. Tyto látky jsou rovněž porézní a mají měrný povrch alespoň 3 a přednostně alespoň 50 m2/ /g. Aktivita katalyzátoru nebo produktivita se rovněž zlepší, když má kysličník křemičitý póry o rozměrech alespoň 8 nm a přednostně alespoň 10 nm a větší. Nosič má být suchý, tj. nemá obsahovat absorbovanou vodu. Sušení nosiče se provádí zahříváním na teplotu alespoň 600 °C. Alternativně se může nosič sušit při teplotě alespoň 200 °C a pak se na něj může působit 1 až 8 % hmotnostními jedné nebo více alkylhlinitých sloučenin, popsaných výše. Tato modifikace nosiče alkylhlinitými sloučeninami poskytuje katalytický systém se zvýšenou aktivitou a za použití takového katalytického systému mají rovněž částice výsledného polymeru lepší morfologii.Substances used as carriers are particulate solid porous substances which are inert to the other components of the catalyst composition and to the other active components of the reaction system. These carriers include inorganic materials such as silica and / or alumina. The carriers are used in the form of dry powders having a mean particle size of about 10 to 250, preferably about 50 to 150 µm. They are also porous and have a specific surface area of at least 3 and preferably at least 50 m 2 / g. Catalyst activity or productivity is also improved when the silica has pores of at least 8 nm and preferably at least 10 nm and greater. The carrier should be dry, ie not contain absorbed water. The carrier is dried by heating to a temperature of at least 600 ° C. Alternatively, the carrier may be dried at a temperature of at least 200 ° C and then treated with 1-8% by weight of one or more of the alkyl aluminum compounds described above. This modification of the support with alkyl-aluminum compounds provides a catalyst system with increased activity, and using such a catalyst system, the resulting polymer particles also have improved morphology.

Prekursor se připraví rozpuštěním sloučeniny titanu a sloučeniny hořčíku v elektrondonorní sloučenině při teplotě asi od 20 °C asi do teploty varu elektrondonorní sloučeniny. Sloučenina titanu se může přidávat k elektrondonorní sloučenině před přidáním nebo po přidání sloučeniny hořčíku nebo současně s jejím přidáváním. Rozpouštění 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. Po rozpuštění sloučeniny titanu a sloučeniny hořčíku se může prekursor izolovat krystalizací nebo srážením Čs až Ca alifatickým nebo aromatickým uhlovodíkem, jako hexanem, isopentanem nebo benzenem.The precursor is prepared by dissolving the titanium compound and the magnesium compound in the electron donor compound at a temperature of about 20 ° C to about the boiling point of the electron donor compound. The titanium compound may be added to the electron donor compound before or after the addition of the magnesium compound, or simultaneously with the addition thereof. 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. After dissolution of the titanium compound and the magnesium compound, the precursor can be isolated by crystallization or precipitation of a C 5 -C 8 aliphatic or aromatic hydrocarbon such as hexane, isopentane or benzene.

Vykrystalovaný nebo srážený prekursor se může izolovat ve formě jemných, volně pohyblivých částic o střední velikosti asi 10 až 100· μΐη a objemové hmotnosti asi 202 až asi 535 kg/m3.The crystallized or precipitated precursor may be isolated in the form of fine, free-moving particles having a mean size of about 10 to 100 microns and a bulk density of about 202 to about 535 kg / m 3 .

Prekursorem se pak napustí nosič v hmotnostním poměru odpovídajícím asi 0,033 až 1 a přednostně 0·,1 až 0,33 dílu prekursoru na 1 díl nosiče.The carrier is then impregnated with a carrier in a weight ratio of about 0.033 to 1 and preferably 0.1 to 0.33 parts of precursor per 1 part of carrier.

Napouštění vysušeného (aktivovaného) nosiče prekursorem se může provádět tak, že se prekursor rozpustí v elektrondonorní sloučenině a pak se vzniklý roztok smísí s nosičem. Když je nosič napuštěn prekursorem, odpaří se rozpouštědlo sušením při teplotě nejvýše 70 °C.Impregnation of the dried (activated) carrier with the precursor can be carried out by dissolving the precursor in an electron donor compound and then mixing the resulting solution with the carrier. When the carrier is impregnated with the precursor, the solvent is evaporated by drying at a temperature of not more than 70 ° C.

Nosič se může napouštět prekursorem též tak, že se přidá k roztoku surovin používaných pro přípravu prekursoru v elektrondonorní sloučenině. V tomto případě se prekursor neizoluje z roztoku. Přebytek elektrondonorní sloučeniny se pak odstraní sušením nebo promýváním a sušením při teplotě nejvýše 70 °C.The carrier can also be impregnated with a precursor by adding it to a solution of the raw materials used to prepare the precursor in the electron donor compound. In this case, the precursor is not isolated from the solution. The excess electron donor compound is then removed by drying or washing and drying at a temperature of not more than 70 ° C.

Aby ho· bylo možno použít při způsobu podle vynálezu, je nutno prekursor úplně nebo částečně aktivovat, tj. musí se zpracovat působením dostatečného množství aktivační sloučeniny, aby byly atomy titanu obsažené v prekursoru převedeny do aktivního stavu.In order to be used in the process according to the invention, the precursor must be fully or partially activated, i.e. it must be treated with a sufficient amount of the activating compound to bring the titanium atoms contained in the precursor into active state.

Při přípravě užitečného katalyzátoru je potřeba provádět aktivaci tak, aby alespoň poslední stupeň aktivace probíhal v nepřítomnosti rozpouštědla, aby nebylo nutno plně aktivní katalyzátor sušit za účelem odstranění rozpouštědla. Pro dosažení tohoto cíle byly vyvinuty dva postupy.In the preparation of the useful catalyst, it is necessary to carry out the activation such that at least the last activation stage is carried out in the absence of a solvent, so that the fully active catalyst does not need to be dried to remove the solvent. Two approaches have been developed to achieve this.

Podle prvního postupu se prekursor úplně aktivuje mimo reaktor v nepřítomnosti rozpouštědla tak, že se napuštěný prekursor mísí za sucha s aktivační sloučeninou. Při tomto· suchém míšení se aktivační sloučeniny používá v napuštěném stavu v nosiči. Plně aktivovaný prekursor se při tomto postupu připraví bez toho, že hy bylo nutno katalytický systém před dávkováním do polymeračního· reaktoru zahřívat nad 50 °C.According to a first procedure, the precursor is completely activated outside the reactor in the absence of solvent by mixing the impregnated precursor dry with the activating compound. In this dry mixing, the activating compound is used in the soaked state in the carrier. The fully activated precursor is prepared in this process without the need for the catalyst system to be heated above 50 ° C before being fed into the polymerization reactor.

Podle druhého postupu, kterému se dává přednost, se prekursor částečně aktivuje mimo polymerační reaktor takovým množstvím aktivační sloučeniny, aby se získal částečně aktivovaný prekursor, ve kterém je molární poměr aktivátoru k titanu asi až do 10:1 a přednostně asi 4 až 8:1. Tato částečná aktivace se přednostně provádí v suspenzi uhlovodíkového· rozpouštědla. Výsledný produkt se pak vysuší, aby se odstranilo rozpouštědlo, při teplotě-20 až 80, přednostně 50 až 70 °C. Výsledný produkt má charakter volně pohyblivé látky ve formě· částic a lze ho snadno uvádět do polymeračního reaktoru. Částečně aktivovaný prekursor še může uvádět do polymeračního reaktoru, ve kterém se dokončí aktivace přídavným aktivátorem, kterým může být stejná nebo jiná sloučenina.According to a second preferred method, the precursor is partially activated outside the polymerization reactor with an amount of activating compound to obtain a partially activated precursor in which the molar ratio of activator to titanium is up to about 10: 1 and preferably about 4 to 8: 1 . This partial activation is preferably carried out in a hydrocarbon solvent suspension. The resulting product is then dried to remove the solvent, at a temperature of -20 to 80, preferably 50 to 70 ° C. The resulting product has the character of a free-flowing particulate matter and can be readily introduced into the polymerization reactor. The partially activated precursor can be fed to a polymerization reactor in which activation by an additional activator, which may be the same or another compound, is completed.

Přídavná aktivační sloučenina a částečně aktivovaný napuštěný prekursor se do reaktoru přednostně uvádějí oddělenými potrubími. Přídavná aktivační sloučenina se může do reaktoru vstřikovat ve formě roztoku v uhlovodíkovém nebo minerálním oleji. Tento roztok obvykle obsahuje· asi 2 až 30 % hmotnostních aktivační sloučeniny. Přídavná aktivační sloučenina se do reaktoru přidává v takovém množství, aby se v reaktoru dosáhlo spolu s množstvím aktivační sloučeniny a sloučeniny titanu uvedenými vo formě částečně aktivovaného a napuštěného prekursoru celkového molárního poměru Al/Ti alespoň 10 až 400 a přednostně alespoň 15 až 60. Přídavné množství aktivační sloučeniny zavedené do reaktoru zreaguje s částečně aktivovaným napuštěným prekursorem a dokončí aktivaci sloučeniny titanu přímo v reaktoru.The additional activator compound and the partially activated impregnated precursor are preferably fed to the reactor via separate lines. The additional activating compound may be injected into the reactor as a solution in a hydrocarbon or mineral oil. This solution typically contains about 2 to 30% by weight of the activating compound. The additional activator compound is added to the reactor in an amount such that at least 10 to 400, and preferably at least 15 to 60, a total molar ratio of Al / Ti is present in the reactor together with the amounts of activator compound and titanium compound listed as partially activated and impregnated precursors. the amount of activating compound introduced into the reactor reacts with the partially activated impregnated precursor 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 částečně nebo úplně aktivovaného prekursoru napuštěného v nosiči, popřípadě za současného uvádění oddělených dávek přídavné aktivační sloučeniny potřebné pro dokončení aktivace částečně aktivovaného prekursoru, a tak se 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 partially or fully activated precursor impregnated in the carrier are continuously introduced into the reactor during polymerization, optionally with separate batches of additional activating compound needed to complete the batch. activation of the partially activated precursor, thus replacing the active sites of the catalyst that were consumed during the reaction.

Polymerace se provádí tak, že se proud monomeru 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 acetylenu, do styku s katalyticky účinným množstvím úplně aktivovaného prekursoru (katalyzátoru) impregnovaného na nosiči, za. tlaku a teploty, které jsou dostatečné pro iniciaci polymerace.The polymerization is carried out by contacting the monomer stream 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 of fully activated a precursor (catalyst) impregnated on a support; pressure and temperature sufficient to initiate polymerization.

Aby se dosáhlo požadovaného rozmezí hustoty kopolymerů, je nutno kopolymerovat s ethylenem dostatečné množství komonomerů s uhlíkatým řetězcem o počtu 3 nebo více atornů uhlíku, aby byl obsah C3 až Ce komonomerů v kopolymeru 1,0 až 15 mol. %. Množství komonomerů potřebné pro dosažeKomonomer mol. % potřebná v kopolymeru ní tohoto výsledku závisí na konkrétně použitém komonomerů nebo kcmonomerech.In order to achieve the desired density range of the copolymers, copolymerization with ethylene requires a sufficient amount of carbon chain comonomers of 3 or more carbon atoms to have a C 3 -C 6 comonomer content of the copolymer of 1.0 to 15 moles. %. The amount of comonomers required to reach the comonomer mol. The percentage required in the copolymer of 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, jednak potřebná koncentrace komonomerů v mol. % v plynném proudu monomerů, který se dávkuje do 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 required comonomer concentration in moles. % in the monomer gas stream that is fed to the reactor.

mol. % potřebná v plynném proudu propylenmol. % needed in the propylene gas stream

1-buten1-butene

1-penten1-pentene

1-hexen1-hexene

1-okten1-okten

3,0 až 10 2,5 až 7,0 2,0 až 6,0 1,0 až 5,0 0,8 až 4,53.0 to 10 2.5 to 7.0 2.0 to 6.0 1.0 to 5.0 0.8 to 4.5

0,2 až 0,9 0,2 až 0,7 0,15 až 0,45 0,12 až 0,4 0,10 až 0,350.2 to 0.9 0.2 to 0.7 0.15 to 0.45 0.12 to 0.4 0.10 to 0.35

Reakční systém s fluidním ložem, kterého lze použít, je ilustrován na obr. 1.A fluidized bed reaction system that can be used is illustrated in Figure 1.

Reaktor 10 se skládá z reakční zóny 12 a ze zóny 14 snižující rychlost.The reactor 10 consists of a reaction zone 12 and a speed reducing zone 14.

Reakční zóna 12 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 asiReaction zone 12 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, the gas mass flow rate through the bed is about

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, „Mechanics of Fluidization“, Chemical Engineering Progress Symposium Series, svazek 62, str. 100 až 111 (1966).1.5 to about 10X higher, preferably about 3 to 6X higher than the minimum gas mass flow rate required for fluidization (Gmf). The Gmf designation for the minimum gas mass flow rate required to achieve fluidization was suggested by C. Y. Wen and Y.H. Yu, "Mechanics of 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 distribuovaly práškovitý katalyzátor v reakční zóně. Při zahájení provozu se do reakční zóny obvykle předloží jako základ polymerní částice před tím, než se začne uvádět proud plynu. Ty to částice mohou být identické se vznikajícím polymerem nebo mohou být odlišné. Když jsou odlišné, odtahují se s částicemi vzniklého polymeru jako přední produkt. Nakonec fluidizované lože částic požadovaného polymeru vytlačí startovací lože.It is important that the bed always contain particles that prevent "hot spots" and that trap and distribute the pulverulent catalyst in the reaction zone. Upon commencement of operation, a polymeric particle is usually introduced as a base into the reaction zone before the gas stream is introduced. These particles may be identical to the polymer formed or may be different. When different, they are drawn off with the resulting polymer particles as a leading product. Finally, the fluidized bed of the desired polymer particles displaces the starter bed.

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

Fluidizace se dosahuje vysokou rychlostí plynného recyklu uváděného do lože a 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 the rate of 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 analyzátoru 16, umístěného nad ložem. Analyzátor plynu určuje úbytek složek v 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 make-up gas composition is determined by an analyzer 16 located above the bed. The gas analyzer determines the loss of components in the gas to be recycled and the composition of the make-up gas is adjusted accordingly to keep the composition of the gaseous mixture substantially steady state in the reaction zone.

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

Část plynného proudu, která nezreaguje v loži, tvoří recyklovaný plyn, který se odvádí z polymerační zóny přednostně tak, že se vede přes zónu 14, umístěnou nad ložem, ve které dochází ke snížení rychlosti a k vypadnutí stržených částic zpět do lože. Oddělení částic se může napomoci zapojením cyklónu 22, který může být buď součástí zóny 14 snižující rychlost, nebo může být vně této zóny. Když je zapotřebí, může se pak recyklovaný plyn vést přes filtr 24, který je upraven tak, aby se v něm oddělovaly malé částice v případě vysokých rychlostí toku a aby se tak zabránilo ukládání prachu na povrchu sloužícím k přenosu tepla a na listech kompresoru.The portion of the gaseous stream which does not react in the bed forms recycled gas, which is discharged from the polymerization zone preferably by passing through a zone 14 located above the bed in which the velocity is reduced and the entrained particles fall back into the bed. Particle separation may be aided by the inclusion of a cyclone 22, which may either be part of or outside the speed reducing zone 14. If necessary, the recycle gas can then be passed through a filter 24 which is adapted to separate small particles therein at high flow rates and to prevent dust from depositing on the heat transfer surface and on the compressor sheets.

Recyklovaný plyn se pak stlačuje v kompresoru 25 a vede se tepelným výměníkem 26, kde se před vracením do lože zbavuje reakčního tepla. Tím, že se konstantně odvádí reakční teplo, nedochází v horní části lože k žádnému patrnému teplotnímu gradientu. Teplotní gradient existuje ve spodních 152 až 304 mm lože, mezi teplotou vstupujícího plynu a teplotou zbytku lože. Bylo pozorováno, že lože téměř okamžitě přizpůsoje teplotu recyklovaného plynu nad touto 1.52 až 304 mm zónou lože na hodnotu teploty lože, takže je za podmínek ustáleného stavu teplota lože v podstatě konstantní. Recyklovaný plyn se do dna reaktoru uvádí přívodem 18 a do fluidního lože rozdělovači deskou 20. Kompresor 25 se může být rovněž umístěn před výměníkem tepla 28 ve smyslu směru toku.The recycle gas is then compressed in a compressor 25 and passed through a heat exchanger 26 where it is freed from the reaction heat before returning to the bed. By constantly removing the heat of reaction, there is no apparent temperature gradient in the upper part 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. It has been observed that the bed almost immediately adjusts the temperature of the recycle gas above the 1.52 to 304 mm bed zone to the bed temperature value so that the bed temperature is substantially constant under steady state conditions. The recycle gas is fed to the bottom of the reactor via an inlet 18 and into the fluidized bed through a distributor plate 20. The compressor 25 may also be placed upstream of the heat exchanger 28.

Rozdělovači deska 20 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 jakékoli klidné hmoty, mohl by aktivní katalyzátor obsažený v těchto částicích způsobit pokračování reakce a vlivem vzniklého tepla by se částice roztavily. Je proto· důležité, aby se ložem nechal procházet recyklovaný plyn rychlostí dostačující k fluidizaci částic ve spodku lože. Spodek lože je tvořen rozdělovači deskou 20 a touto deskou může být síto, deska se štěrbinami, perforovaná deska, deska s kloboučky (analogickými jako u pater destilační kolony) apod. Všechny části desky mohou být stacionární nebo může být deska pohyblivého typu, jako je deska popsaná v patentu USA č. 3 298 792. Ať už je konstrukční uspořádání desky jakékoli, musí deska rozptylovat recyklovaný plyn mezi částicemi u dna lože a udržovat je ve fluidizovaném stavu. 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 distributor plate 20 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 is formed, the active catalyst contained in these particles could cause the reaction to continue and the particles would melt due to the heat generated. It is therefore important that the recycle gas is passed through the bed at a rate sufficient to fluidize the particles at the bottom of the bed. The bottom of the bed is formed by a separating plate 20 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 maintain it in a fluidized state. 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 může použít vodíku. Molární poměr vodík/ /ethylen, kterého se může použít, leží v rozmezí asi od 0 asi do 2,0 molů vodíku na mol monomeru v plynném proudu.Hydrogen can be used as the chain transfer agent in the polymerization. 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 jakýkoli plyn, který je inertní vůči katalyzátorům a reakčním složkám. Aktivační sloučenina se přednostně přidává do systému plynového recyklu v jeho nejteplejší části. Přednostně se proto aktivátor zavádí do potrubí s recyklem ve směru po proudu za výměníkem tepla, jako například ze zásobníku 27 potrubím 27A.Any gas inert to the catalysts and reactants may also be present in the gas stream. The activator compound is preferably added to the gas recycle system in its hottest part. Preferably, therefore, the activator is introduced into the recycle line downstream of the heat exchanger, such as from the reservoir 27 through line 27A.

Jako činidel pro regulaci molekulové hmotnosti, tj. jako přenašečů 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 Ci až C14 alifatické nebo aromatické uhlovodíkové zbytky.R a and R b are the same or different C 1 -C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals.

Tím se dosáhne dalšího zvýšení hodnot indexu toku taveniny vyrobených kopolymerů. Do plynného proudu uváděného do reaktoru se můža přidávat asi 0 až 50 a přednostně asi 20 až 30 molů sloučeniny zinku (počítáno jako Zn) na mol sloučeniny titanu (počítáno jako Ti). Sloučenina zinku se může do reaktoru uvádět přednostně ve formě zředěného roztoku (o koncentraci 2 až 10i0/o hmotnostních) v uhlovodíkovém rozpouštědle nebo v absorbované formě v pevném ředidle, jako je kysličník křemičitý, a to v množství asi od 10· do 50 % hmotnostních. Jy-to látky bývají pyroforické. Sloučenina zinku se může uvádět do proudu recyklovaného plynu z dávkovače, který sousedí s dávkovacím zařízením 27.This further increases the melt index values of the produced copolymers. About 0 to 50, and preferably about 20 to 30 moles of zinc compound (calculated as Zn) per mole of titanium compound (calculated as Ti) can 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 (concentration 2-10 I0 / weight percent) in hydrocarbon solvent or absorbed on a solid diluent material, such as silica, in amounts of about 10 · to 50% % by weight. These substances are often pyrophoric. The zinc compound may be fed to a recycle gas stream from the metering device adjacent the metering device 27.

Reaktor s fluidním ložem musí pracovat při teplotě nižší, než je teplota spékání polymerních částic. Aby se zabránilo spékání částic, je nutné, aby byla pracovní teplota pod teplotou spékání. Pří výrobě kopolymerů ethylenu způsobem podle vynálezu se přednostně pracuje při teplotě asi 30 až asi 106 °C, nejvýhodněji při teplotě 75 až 95 °C. Teplot asi od 75 do 95 °C se používá pro· výrobu produktů s hustotou asi 910 až 920 kg/ /m3 a teplot asi 80 až 100 °C pro výrobu, produktů o hustotě asi 920 až 940 kg/cm3.The fluidized bed reactor must operate at a temperature below the sintering temperature of the polymer particles. In order to prevent sintering of the particles, the working temperature must be below the sintering temperature. The production of ethylene copolymers by the process of the invention is preferably carried out at a temperature of about 30 to about 106 ° C, most preferably at a temperature of 75 to 95 ° C. Temperatures of about 75 to 95 ° C are used to produce products with a density of about 910 to 920 kg / m 3 and temperatures of about 80 to 100 ° C for production of products with a density of about 920 to 940 kg / cm 3 .

Reaktor s fluidním ložem pracuje za tlaku až asi do 6,87 MPa, přednostně za tlaku přibližně od 1,03 až 2,40 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 200 psig, preferably at about 10 psig to about 400 psig, and when operating at higher pressures in this range, heat transfer is facilitated since the pressure rise is as a result of an increase in the unit volume heat capacity of the gas.

Částečně nebo úplně aktivovaný prekursor se injektuje do lože rychlostí, která je stejná jako rychlost, kterou se spotřebovává, přívodem 30, umístěným nad rozdělovači deskou 20. 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.A partially or fully activated precursor is injected into the bed at a rate equal to the rate at which it is consumed by an inlet 30 positioned above the manifold plate 20. 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. Injection of the catalyst into the fluidized bed, in turn, aids in the distribution of the catalyst in the bed and avoids the formation of sites with a high catalyst concentration which could lead to hot spots.

Pro zavádění částečně nebo úplně redukovaného prekursoru a případné aktivační sloučeniny nebo přenosového činidla, které není v plynném skupenství, 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 the partially or fully reduced precursor and any non-gaseous activating compound or transfer agent 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 nahoru nebo dolů, aby se přizpůsobila rychlosti vývoje reakčního tepla, upravuje se teplota recyklovaného plynu nahoru a 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 provést vhodnou úpravu teploty recyklovaného plynu.Since any change in catalyst injection rate results in a change in reaction heat evolution rate, the recycle gas temperature is adjusted up or down to adjust the reaction heat evolution rate, the recycle gas temperature is adjusted up and down to adjust the heat evolution rate. This ensures a substantially constant temperature in the bed. Of course, both the fluidized bed and the recycle gas cooling system must be equipped with appropriate bed temperature detection devices and a cooling system to allow the operator to appropriately 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 měřeni vzrůstu teploty plynu podél reaktoru (tj. teplotního rozdílu mezi teplotou vstupujícího· plynu a teplotou odcházejícího plynu).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 rate of 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 34 nebo v blízkosti rozdělovači desky 20. 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. Suspenznlho plynu lze, jak již bylo uvedeno, rovněž použít k převádění produktu z jednoho reaktoru do druhého.Preferably, the polymer product particles are collected continuously through a conduit 34 or near the distributor plate 20. The particles are collected in the form of a suspension with a portion of the gaseous stream vented prior to settling to prevent further polymerization and caking before the particles reach the zone where are gathering. The suspending gas can also be used to transfer the product from one reactor to another.

Částice polymerního· produktu se účelně a přednostně odebírají pomocí dvou postupně pracujících časově nastavených ventilů 36 a 38, mezi kterými je upravena oddělovací zóna 40. Když je ventil 38 uzavřen, je ventil 36 otevřen, takže propouští směs plynu a produktu do zóny 40. Pak se ventil 38 otevře, aby se produkt převedl do vnější izolační zóny. Ventil 38 se pak uzavře a je uzavřen až do· okamžiku následujícího odebírání produktu.The polymer product particles are expediently and preferably removed by means of two sequentially operated time-adjusted valves 36 and 38 between which a separation zone 40 is provided. When the valve 38 is closed, the valve 36 is opened so that it permits the gas / product mixture to pass into zone 40. the valve 38 is opened to transfer the product to the outer insulating zone. The valve 38 is then closed and closed until the next product withdrawal.

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

Nosičový katalytický systém podle vynálezu poskytuje ve fluidizovaném loži produkt se střední velikostí částic přibližně 0,25, až 1,78 mm, přednostně přibližně mezi 0.,45 až 0,90 mm, přičemž zbytky nosičového katalyzátoru v polymeru jsou neobvykle malé. Polymerní částice se při postupu ve fluidním loži uvádějí poměrně snadno do vznosu. Polymerní produkt obsahuje poměrně malé množství prachovitých částic (menších než 150 (Um), tj. méně než 4% hmotnostní.The supported catalyst system of the present invention provides a fluidized bed product having a mean particle size of about 0.25 to 1.78 mm, preferably between about 0.45 to 0.90 mm, with the support catalyst residues in the polymer being unusually small. In the fluidized bed process, the polymer particles are relatively easy to float. The polymer product contains a relatively small amount of dusty particles (less than 150 (Um)), i.e. less than 4% by weight.

Zaváděný proud plynného monomeru, popřípadě s inertními plynnými ředidly, se do reaktoru uvádí takovou rychlostí, aby se dosáhlo výtěžku na prostor a čas asi 32,4 až asi 162,1 kg/h/m3 objemu leže.The feed monomer gas stream, optionally with inert gaseous diluents, is fed to the reactor at a rate to provide a space / time yield of about 32.4 to about 162.1 kg / h / m 3 of bed volume.

Pod pojmem „surová pryskyřice nebo polymer“ se zde rozumí polymer v granulované formě, jak se získá z polymeračního reaktoru.The term "crude resin or polymer" as used herein refers to a polymer in granular form as obtained from a polymerization reactor.

Následující příklady slouží k bližší ilustraci vynálezu, v žádném směru však jeho rozsah neomezují.The following examples serve to illustrate the invention in more detail, but do not limit the scope thereof 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:

HustotaDensity

Vyrobí se zkušební destička a ta se 1 hodinu temperuje na 100 °C, aby se přiblížila stavu rovnovážné krystalinity. Měření hustoty se pak provádí v koloně s gradientem hustoty.A test plate is made and tempered at 100 ° C for 1 hour to approach equilibrium crystallinity. The density measurement is then performed in a density gradient column.

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

ASTM D-1238-Condition E měření se provádí při 180:°C, údaje v g za 10' minut.ASTM D-1238 Condition E-Measured at 180: C, data g for 10 'minutes.

Rychlost toku (index toku taveniny při větším zatížení) (HLMIjFlow rate (melt flow index at higher load)

ASTM D-1238-Condition F, Měření se provádí za použití desetinásobného zatížení než při měření indexu toku taveniny.ASTM D-1238-Condition F, The measurement is performed using ten times the load index of the melt index.

Wkťr ryChI°Stí = rychlost toku index toku taveninyW r i Ch i ° Sti = flow rate melt flow index

ProduktivitaProductivity

Vzorek pryskyřičného produktu se zpopelní a stanoví se hmotnostní % popela, 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 popelu se určí elementární analýzou.A sample of the resin product is ashed and the weight% ash is determined, since the ash is essentially a catalyst. The productivity is therefore 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.

Objemová hmotnostDensity

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 netřepe. Hmotnostní rozdíl se zjistí vážením.The resin is poured into a 100 ml graduated cylinder through a funnel with a 9.5 mm stem diameter up to the 100 ml mark. Do not shake the cylinder during filling. The weight difference is determined by weighing.

Distribuce molekulových hmotností (Mw/ /Mn)Molecular weight distribution (Mw / / Mn)

Stanovuje se gelovou chromatografií naIt is determined by gel chromatography on

Styrogelu se sekvencí velikosti pórů 106, 104, IO3, IO2, 6 nm. Jako rozpouštědla se používá perchlorethylenu při 117 °C. Detekce se provádí infračerveným zářením při 3,45 μΐη. Hodnocení filmuStyrogel with a pore size sequence of 10 6 , 10 4 , 10 3 , 10 2 , 6 nm. Perchlorethylene at 117 ° C is used as solvent. Detection is performed by infrared radiation at 3.45 μΐη. Movie rating

Vzorek filmu se sleduje protým okem, aby se zjistila velikost a rozdělení gelovitých částic nebo· jiných cizích částic ve srovnání se standarním vzorkem filmu. Vzhled filmu je tak srovnáván se standardními vzorky a ohodnocen vhodným stupněm ze stupnice od —100 (velmi špatný film) do +100 (výborný film)The film sample is monitored with the naked eye to determine the size and distribution of the gel-like particles or other foreign particles as compared to a standard film sample. The appearance of the film is compared with standard samples and rated from a scale of -100 (very poor film) to +100 (excellent film).

Látky extrahovatelné n-hexanem (FDA-zkouška, používaná pro polyethylenové filmy, které mají přijít do styku s potravinami ). Vzorek filmu o tloušťce 0,038 mm a ploše 1230 cm2 se nastříká na proužky o rozměrech 2,-54X15,24 cm a zváží se s přesností na 0,1 mg. Proužky se umístí do nádoby a extrahují se 300 ml n-hexanu při teplotě 50+1 °C po dobu 2 hodin. Extrakt se pak dekantuje do vyvážené kultivační misky. Po vysušení extraktu ve vakuovém exsikátoru se kultivační miska zváží s přesností na 0,1 mg. Množství extraktu přepočtené na původní hmotnost vzorku se pak uvádí jako hmotnostní zlo-mek látek extrahovatelných n-hexanem.Substances extractable with n-hexane (FDA-test, used for polyethylene films intended to come into contact with food). The sample film thickness of 0.038 mm and a surface of 1230 cm 2 was sprayed on strips measuring 2 cm -54X15,24 and weigh to the nearest 0.1 mg. The strips were placed in a flask and extracted with 300 ml of n-hexane at 50 + 1 ° C for 2 hours. The extract is then decanted into a balanced culture dish. After drying the extract in a vacuum desiccator, the culture dish is weighed to the nearest 0,1 mg. The amount of extract calculated on the original sample weight is then reported as the weight fraction of the n-hexane extractable substances.

NenasycenostUnsaturation

Měření se provádí pomocí infračerveného spektrofotometru (Perkin Elmer Model 21). Z pryskyřice se vyrobí výlisky o tloušťce 0,635 mm, které slouží jako zkušební vzorky. Absorbance se měří při 10,35 μΐη v případě transvinylidenové nenasycenosti, při 11,0 ,um v případě terminální vlnylové nenasycenosti a při 11,25 μΐη v případě vinylidenové nenasycenosti v bočních řetězcích. Absorbance na 1 mm tloušťky výlisku je přímo úměrná násobku koncentrace nenasycenosti a absorbtivity. Hodnoty absorbtivity jsou převzaty z literatury (R. J. de Kock, a další, J. Polymer Science. Part B, 2, 339 (1964)).Measurements are performed using an infrared 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 µm for terminal wave unsaturation and at 11.25 μΐη for vinylidene unsaturation in the side chains. Absorbance per 1 mm of thickness of the compact is directly proportional to the multiple of the concentration of unsaturation and absorbency. Absorbency values are taken from the literature (R. J. de Kock, et al., J. Polymer Science. Part B, 2, 339 (1964)).

Příklad I aExample I a

Příprava napuštěného prekursoruPreparation of impregnated precursor

Do 12 1 baňky, vybavené mechanickým míchadlem, se umístí 41,8 g (0,439 molu) bezvodého chloridu hořečnatého a 2,5 1 tetrahydrofuranu (THF). K této- směsi se během 1/2 hodiny přikape 27,7 g (0,184 molu) chloridu titaničitého. Aby se látka úplně rozpustila, může být potřeba zahřívat směs po dobu asi 1/2 hodiny na 60 °C.A 12 L flask equipped with a mechanical stirrer was charged with 41.8 g (0.439 mol) of anhydrous magnesium chloride and 2.5 L of tetrahydrofuran (THF). To this mixture was added dropwise 27.7 g (0.184 mol) of titanium tetrachloride over 1/2 hour. It may be necessary to heat the mixture at 60 ° C for about 1/2 hour to completely dissolve the substance.

Prekursor se může izolovat z roztoku krystalizací nebo- srážením a pak se může analyzovat na obsah hořčíku a titanu, poněvadž určité množství sloučeniny hořčíku nebo/a titanu se mohlo ztratit při izolaci prekursoru. Empirické vzorce, ve kterých se zde používá pro charakterizaci složení prekursoru, jsou odvozeny za toho předpokladu, že hořčík a titan stále existují ve formě sloučenin, které byly původně přidány k elektrodonorní sloučenině. Množství elektrondonorní sloučeniny se určí chromatograficky.The precursor can be isolated from the solution by crystallization or precipitation and then analyzed for magnesium and titanium, since some of the magnesium and / or titanium compound may have been lost in the precursor isolation. The empirical formulas used herein to characterize the precursor composition are derived provided that magnesium and titanium still exist in the form of compounds that were originally added to the electrodonor compound. The amount of electron donor compound is determined by chromatography.

Ke shora uvedenému roztoku se přidá 500 gramů porézního kysličníku křemičitého, vysušeného při teplotě do 800 °C a popřípadě zpracovaného 4 až 8 % hmotnostními triethylhliníku, a směs se míchá po dobu 1/4 hodiny. Směs se vysuší profukováním dusíkem při 60 °C po dobu asi 3 až 5 hodin. Získá se suchý volně pohyblivý prášek, který má velikost částic stejnou jako použité částice kysličníku křemičitého. Absorbovaný prekursor má složení odpovídající vzorciTo the above solution is added 500 grams of porous silica, dried at a temperature of up to 800 ° C and optionally treated with 4-8% by weight of triethyl aluminum, and the mixture is stirred for 1/4 hour. The mixture was purged with nitrogen at 60 ° C for about 3-5 hours. A dry, free-flowing powder is obtained having a particle size equal to the silica particles used. The absorbed precursor has a composition corresponding to the formula

TiMg,,oClio (THF)6.7 Příklad I bTiMg, oClio (THF) 6 . 7 Example I b

Příprava napuštěného prekursoru z předem připraveného prekursoruPreparation of the impregnated precursor from a preformed precursor

Ve 12 1 baňce, vybavené mechanickým míchadlem, se rozpustí 146 g prekursoru veDissolve 146 g of precursor in a 12 L flask equipped with a mechanical stirrer

2,5 1 suchého THF. Roztok se může zahřát na 60 °C, aby se usnadnilo rozpuštění. Přidá se 500 g porézního kysličníku křemičitého a směs se míchá po dobu 1/4 hodiny. Pak se směs vysuší proplachováním proudem dusíku při teplotě do 60 °C po dobu asi 3 až 5 hodin. Získá se suchý, volně pohyblivý prášek, který má velikost částic stejnou, jako mají částice kysličníku křemičitého.2.5 L of dry THF. The solution may be heated to 60 ° C to facilitate dissolution. 500 g of porous silica are added and the mixture is stirred for 1/4 hour. The mixture is then dried by flushing with a nitrogen stream at a temperature of up to 60 ° C for about 3 to 5 hours. A dry, free-flowing powder is obtained having a particle size equal to that of the silica particles.

Příklad IIExample II

Aktivační postupActivation procedure

Požadovaná navážka impregnovaného prekursoru a aktivační sloučeniny se umístí do mísícího bubnu spolu s dostatečným množstvím bezvodého alifatického uhlovodíkového ředidla, jako isopentanu, aby vznikla suspenze.The required weight of impregnated precursor and activating compound is placed in a mixing drum together with a sufficient amount of an anhydrous aliphatic hydrocarbon diluent such as isopentane to form a suspension.

Aktivační sloučeniny a prekursoru se používá v takových množstvích, aby se získal částečně aktivovaný prekursor, který má poměr Al/Ti větší než 0, ale menší než 10 nebo rovný 10. Přednostní poměr je 4 až 8:1.The activator compound and the precursor are used in amounts to provide a partially activated precursor having an Al / Ti ratio greater than 0 but less than 10 or equal to 10. The preferred ratio is 4 to 8: 1.

Suspenze se důkladně míchá při teplotě místnosti a za atmosférického tlaku po dobu. 1/4 až 1/2 hodiny. Výsledná suspenze se vysuší proudem suchého inertního plynu, jako dusíku nebo argonu, za atmosférického tlaku a při teplotě 65 + 10 °C, aby se odstranilo uhlovodíkové ředidlo. To si vyžádá obvykle asi 3 až 5 hodin. Výsledný katalyzátor je ve formě částečně aktivovaného prekursoru napuštěného v pórech kysličníku křemičitého. Látka má podobu volně pohyblivého- práškovitého materiálu, Částice od215014 povídají velikostí a tvarem částicím kysličníku křemičitého. Produkt není pyroforický, pokud je obsah alkylhliníku do 10 % hmot. Udržuje se pod suchým inertním plynem, jako dusíkem nebo argonem, až do svého použití. Je připraven pro zavedení do polymeračního· reaktoru, kde se pak provede úplná aktivace.The suspension is stirred vigorously at room temperature and at atmospheric pressure for a period of time. 1/4 to 1/2 hour. The resulting suspension is dried under 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. This usually takes about 3 to 5 hours. The resulting catalyst is in the form of a partially activated precursor impregnated in the pores of silica. The substance is in the form of a freely movable-powdered material. The particles of 21014 correspond to the size and shape of the silica particles. The product is not pyrophoric if the alkyl aluminum content is up to 10% by weight. It is kept under a dry inert gas such as nitrogen or argon until use. It is ready for introduction into the polymerization reactor where complete activation is then performed.

Když se do polymeračního reaktoru uvádí přídavná aktivační sloučenina, aby se dokončila aktivace prekursoru, dávkuje se do reaktoru ve formě zředěného roztoku v uhlovodíkovém rozpouštědle, jako v isopentanu. Tyto zředěné roztoky obsahují asi 5 až asi 30 °/o obj. aktivační sloučeniny.When an additional activating compound is introduced into the polymerization reactor to complete activation of the precursor, it is metered into the reactor as a dilute solution in a hydrocarbon solvent such as isopentane. These dilute solutions contain about 5 to about 30% by volume of the activating compound.

Aktivační sloučenina se uvádí do polymeračního reaktoru v takovém množství, aby se poměr Al/Ti v reaktoru udržel na hodnotě od 10 do 400:1, přednostně od 15 do 60:1. Příklady 1 až 6The activator compound is introduced into the polymerization reactor in an amount such that the Al / Ti ratio in the reactor is maintained at from 10 to 400: 1, preferably from 15 to 60: 1. Examples 1 to 6

V každém z těchto 0 příkladů se ethylen kopolymeruje s 1-butenem.In each of these examples, ethylene is copolymerized with 1-butene.

V příkladech 1 až 3 se používá katalyzátoru připraveného shora uvedeným způsobem. Katalytický systém napuštěný v kysličníku křemičitém, kterého se používá v příkladech 1 a 2, obsahuje 14,5 % hmotnostního prekursoru a katalytický systém napuštěný v kysličníku křemičitém, kterého se používá v příkladu 3, obsahuje 20,0 % hmotnostních prekursoru. Kysličník křemičitý, použitý jako nosič pro katalyzátor podle příkladu 2, se před použitím na přípravu nosičového katalyzátoru zpracovává triethylhliníkem.Examples 1 to 3 employ a catalyst prepared as described above. The silica impregnated catalyst system used in Examples 1 and 2 contains 14.5 wt% precursor, and the silica impregnated catalyst system used in Example 3 contains 20.0 wt% precursor. The silica used as carrier for the catalyst of Example 2 is treated with triethyl aluminum before use to prepare the supported catalyst.

Katalyzátory použité v příkladech 4 až 6 byly připraveny způsoby, které nespadají do rozsahu vynálezu a slouží pro srovnání. Katalyzátor podle příkladu 4 se připraví fyzikálním smísením 7,5 % hmotnostního nenapuštěného prekursoru připraveného podle příkladu la s 92,5 % hmotnostního1 polyethylenového prášku. Jako polyethylenového prášku se použije vysokotlakého homopolymeru ethylenu o nízké hustotě (pod 940 kg/ /m3j, který má střední velikost částic asi od 50 do 150 μπι. Katalyzátor použitý v příkladech 5 a G se připraví fyzikálním smísením 201 % hmotnostních nenapuštěného prekursoru, připraveného podle příkladu la, a 80 procent hmotnostních kysličníku křemičitého, který má specifický povrch 300 m2/g a střední velikost částic 70' μΐη. V každém z příkladů 1 až 6 se prekursor částečně aktivuje triethylhlíníkem, aby se získal systém kysličníku hlinitého a prekursoru s molárním poměrem Al/Ti 5 + 1. Dokončení aktivace prekursoru v polymeračním reaktoru se provádí 5% (hmotnostní %) roztokem triethylhliníku v isopentanu tak, aby se získal v reaktoru úplně aktivovaný katalyzátor s molárním poměrem Al/Ti 25 až .30.The catalysts used in Examples 4 to 6 were prepared by methods that do not fall within the scope of the invention and are for comparison purposes. The catalyst of Example 4 was prepared by physically mixing 7.5% by weight nenapuštěného precursor prepared according to example la to 92.5% by weight of polyethylene powder 1. High density low density ethylene homopolymer (below 940 kg / m < 3 >) having a mean particle size of about 50-150 [mu] m is used as the polyethylene powder. The catalyst used in Examples 5 and G is prepared by physically mixing 20 1 % by weight of impregnated precursor. prepared according to Example 1a, and 80 percent by weight of a silica having a specific surface area of 300 m 2 / g and an average particle size of 70 µΐΐ. In each of Examples 1 to 6, the precursor is partially activated with triethyl carbon to obtain an alumina system and precursor. with the Al / Ti 5 + 1 molar ratio. The completion of the activation of the precursor in the polymerization reactor is carried out with a 5% (w / w) solution of triethyl aluminum in isopentane to obtain a fully activated catalyst with an Al / Ti molar ratio of 25 to 30.

Každá z reakcí se provádí v reakčním systému s fluidním ložem po dobu 1 hodiny od dosažení rovnováhy při 85 °C a za tlaku 2,06 MPa při rychlosti, plynu odpovídající asi trojaž šestinásobku hodnoty Gmf a prostorové rychlosti 71,3 až 102,2 kg/m2/h. Používá se shora popsaného· reakčního systému, znázorněného na obrázku. Jeho spodní část je vysoká 3,03 m a její vnitřní průměr je 0,343 m. Horní část je vysoká 4,88 m a její vnitřní průměr je 0,597 m.Each reaction is carried out in a fluidized bed reaction system for 1 hour from equilibrium at 85 ° C and 2.06 MPa at a rate of about three to six times the Gmf and a spatial velocity of 71.3 to 102.2 kg / m 2 / h. The reaction system described above is shown. Its lower part is 3.03 m high and its inner diameter is 0.343 m. The upper part is 4.88 m high and its inner diameter is 0.597 m.

V tabulce I je uveden molární poměr 1-butsn-ethylen, molární poměr Hž/ethylen a. výtěžek vztažený na jednotku času a prostoru [kg/h/m3 prostoru lože] v každém příkladu, různé vlastnosti vyrobených polymerů a různé vlastnosti vzorků filmů vyrobených z těchto polymerů.Table 1 shows the molar ratio of 1-butsn-ethylene, the molar ratio H 2 / ethylene and the yield per unit of time and space [kg / h / m 3 bed space] in each example, different properties of the polymers produced and different properties of the film samples. made of these polymers.

Ve srovnání s granulárníml kopolymery vyrobenými podle americké patentové přihlášky č. 852 235, podané 31. 3. 1978 (F. J. Karol a další): Příprava kopolymerů ethylenu v reaktoru s fluidním ložem) mají kopolymery podle vynálezu ve stavu surového prášku při dané hustotě a indexu toku taveniny menší střední velikost částic, užší distribuci molekulových hmotností, snadněji se fluidizují, mají vyšší objemovou hmotnost a snadněji se pneumaticky dopravují. Filmy vyrobené z kopolymerů vyrobených způsobeni podle vynálezu mají podstatně lepší vlastnosti než filmy z kopolymerů vyrobených podle citované patentové přihlášky.Compared to granular copolymers produced according to U.S. Patent Application No. 852,235, filed Mar. 31, 1978 (FJ Karol et al.): Preparation of ethylene copolymers in a fluidized bed reactor) the copolymers of the invention have a raw powder state at a given density and index. melt flow, smaller mean particle size, narrower molecular weight distribution, easier to fluidize, higher bulk density, and easier to transport pneumatically. The films made from the copolymers produced by the methods of the invention have substantially better properties than the films made from the copolymers produced by the cited patent application.

Tabulka ITable I

Příklad Example 2 2 1 1 3 3 4 4 5 5 6 6 Pracovní podmínky molární poměr C4/C2 Working conditions molar ratio C4 / C2 0,448 0.448 0,472 0.472 0,402 0.402 0,462 0.462 0,423 0.423 0,401 0.401 molární poměr H2/C2 H2 / C2 molar ratio 0,193 0.193 0,215 0.215 0,535 0.535 0,204 0.204 0,207 0.207 0,394 0.394 výtěžek vztažený na jednotku času a prostoru [kg/h/m3 prostoru lože]yield per unit of time and space [kg / h / m 3 bed space] 87,5 87.5 102,2 102.2 84,3 84.3 71,3 71.3 85,9 85.9 Vlastnosti polymeru Index toku taveniny [g/10 min] .. Polymer properties Melt flow index [g / 10 min]. 1,8 1,8 2,2 2.2 17,8 17.8 2,3 2.3 1,3 1.3 15,7 15.7 Poměr rychlostí toku taveniny Ratio of melt flow rates 25,3 25.3 25,1 25.1 23,7 23.7 25,5 25.5 25,3 25.3 25,0 25.0 Hustota [kg/m3]Density [kg / m 3 ] 923,8 923.8 920,8 920.8 927,8 927.8 924 924 923 923 928 928 Ti [ppm] Ti [ppm] 5—6 5—6 5—6 5—6 7—9 7—9 2—3 2—3 2—3 2—3 1 1 % popela % ash 0,042 0,042 0,049 0,049 0,059 0,059 - 0,034 0,034 0,034 0,034 Vlastnosti filmu Lesk (%) Film properties Gloss (%) 159 159 141 141 Zákal (%) Turbidity (%) 9,7 9.7 13,6 13.6 - - - - Obsah látek extrahovatelných hexanem (%) Hexane Extractable Content (%) 0,17 0.17 0,41 0.41 Hodnocení filmu Movie rating • + 30 • + 30 + 2.5 + 2.5 - + 40 + 40 —60 —60 - Vlastnosti granulátu objemová hmotnost [kg/m3]Properties of granulate density [kg / m 3 ] 339 339 313 313 404 404 235 235 259 259 271 271 U [m/s]At m £ [m / s] 0,14 0.14 0,19 0.19 0,08 0.08 0,40 0.40 0,22 0.22 - U,nx [m/s] U, n x [m / s] 0,26 0.26 0,37 0.37 0,21 0.21 0,64 0.64 0,34 0.34 Sítová analýza [°/o hmotnostní] Velikost síta 8 mesh Sieve analysis [° / o weight] Sieve size 8 mesh 1,4 1.4 1,8 1,8 0,0· 0.0 · 7,7 7.7 17,4 17.4 1,3 1.3 12 mesh 12 mesh 4,4 4.4 8,7 8.7 0,4 0.4 28,5 28.5 14,4 14.4 2,5 2.5 20 mesh 20 mesh 27,7 27.7 38,7 38.7 13,4 13.4 42,9 42.9 28,4 28.4 11,4 11.4 40 mesh 40 mesh 40,2 40.2 37,1 37.1 47,9 47.9 15,9 15.9 19,0 19.0 41,9 41.9 60 mesh 60 mesh 16,7 16.7 11,0 11.0 25,3 25.3 4,0 4.0 9,1 9.1 25,4 25.4 100' mesh 100 'mesh 7,0 7.0 '2,2 '2,2 9,4 9.4 0,6 0.6 8,1 8.1 14,7 14.7 miska bowl 2,6 2.6 0,6 0.6 3,6 3.6 0,2 0.2 3,4 3.4 2,8 2.8 Střední velikost části [mm] Medium part size [mm] 0,822 0,822 0,95 0.95 0,559 0.559 1,488 1,488 1,377 1,377 0,584 0.584

P ř í k1 a d y 7 až 10Example 7 to 10

V každém z.těchto příkladů se ethylen kopolymeruje s l-butenem.In each of these examples, ethylene is copolymerized with 1-butene.

V těchto příkladech se katalytický prekursor, napuštěný do kysličníku křemičitého, připraví shora popsaným způsobem. Katalytický systém napuštěný do kysličníku křemičitého· obsahuje 20,0 % hmotnostních prekursoru. Nosič tvořený kysličníkem křemičitým použitý pro přípravu katalyzátorů v těchto příkladech se před napouštěním zpracuje triethylhliníkem. V každém z těchto příkladů se prekursor částečně aktivuje sloučeninou hliníku uvedenou v tabulce II shora uvedeným způsobem tak, aby se získal napuštěný prekursor s molárním poměrem Al/Ti uvedeným v tabulce II.In these examples, the catalyst precursor impregnated with silica is prepared as described above. The catalyst system impregnated with silica contains 20.0% by weight of precursor. The silica support used to prepare the catalysts in these examples is treated with triethyl aluminum before impregnation. In each of these examples, the precursor is partially activated with the aluminum compound listed in Table II as described above to obtain an impregnated precursor with an Al / Ti molar ratio as shown in Table II.

Dokončení aktivace prekursoru v polymeračním reaktoru se provede 5% (hmotnostně) roztokem triethy laluminia v isopentanu, aby se získal, v reaktoru úplně aktivovaný katalyzátor s molárním poměrem Al/Ti 25 ažCompletion of the precursor activation in the polymerization reactor is accomplished with a 5% (w / w) solution of triethylaluminium in isopentane to provide a fully activated catalyst with an Al / Ti molar ratio of 25 to 25 in the reactor.

30.30.

Polymerační reakce se provádějí stejným způsobem jako v příkladech 1 až 6.The polymerization reactions were carried out in the same manner as in Examples 1 to 6.

V tabulce II jsou uvedeny hodnoty molárního poměru Al/Ti při přípravě prekursoru, molárního poměru 1-buten/ethylen, H2/ethylen a výtěžku, vztaženého na prostor a čas [kg/h/m3], v každém příkladu a různé vlastnosti získaných polymerů.Table II shows the Al / Ti molar ratio values in the preparation of the precursor, 1-butene / ethylene, H2 / ethylene molar ratio and space / time yield [kg / h / m 3 ], in each example, and various properties obtained polymers.

213014213014

Tabulka IITable II

7 8 9 107 8 9 10

PříkladExample

Aktivace prekursoru Aktivační sloučenina1 Molární poměr Al/TiActivation of Precursor Activating Compound 1 Al / Ti molar ratio TEAL 4,5 TEAL 4,5 TIBAL 6,7 TIBAL 6.7 TIBAL 4,5 TIBAL 4,5 TNHEXAL TNOCTAL TNHEXAL TNOCTAL 6,6 6.6 7,5 7.5 Pracovní podmínky Working conditions Molární poměr C4/C2 C4 / C2 molar ratio 0,448 0.448 0,375 0.375 0,369 0.369 0,375 0.375 0,368 0.368 Molární poměr H2/C2 Výtěžek vztažený na prostor a čas H2 / C2 molar ratio Yield based on space and time 0,193 0.193 0,266 0.266 0,247 0.247 0,266 0.266 0,249 0.249 [kg/h/m3 prostoru lože][kg / h / m 3 bed space] 87,5 87.5 94,0 94.0 81,1 81.1 85,9 85.9 126,5 126.5 Vlastnosti polymeru Polymer properties Index toku taveniny [g/10 min] Melt flow index [g / 10 min] 1,8 1,8 2,8 2.8 1,1 1.1 2,9 2.9 2,2 2.2 Poměr rychlostí toku taveniny Ratio of melt flow rates 25,3 25.3 29,9 29.9 25,5 25.5 28,4 28.4 26,4 26.4 Hustota [kg/m3]Density [kg / m 3 ] 923,8 923.8 920 920 928 928 921 921 923 923 Ti [ppm] Ti [ppm] 5—6 5—6 3—5 3—5 2—4 2—4 3—5 3—5 2—4 2—4 % popele % ash 0,042 0,042 0,037 0,037 0,030 0.030 0,036 0,036 0,023 0,023 Vlastnosti granulátu Properties of granulate objemová hmotnost [kg/m3]density [kg / m 3 ] 339 339 415 415 319 319 425 425 344 344 střední velikost částic [mm] 1TEAL = triethylaluminium TIBAL = tri-isobutylaluminium TNHEXAL = tri-n-hexylaluminium TNOCTAL — tri-n-oktylaluminiummean particle size [mm] 1 TEAL = triethylaluminum TIBAL = tri-isobutylaluminum TNHEXAL = tri-n-hexylaluminum TNOCTAL - tri-n-octylaluminium 0,823 0,823 1,240 1,240 1,252 1,252 1,176 1,176 1,367 1,367

Příklady, jejichž parametry jsou uvedeny v tabulce II, ukazují, že kopolymery s vysokou objemovou hmotností, malým obsahem katalytických zbytků a dobrými vlastnostmi lze připravit za použití katalyzátorů podle vynálezu, které byly připraveny s použitím dvou různých aktivačních sloučenin.The examples, the parameters of which are given in Table II, show that copolymers of high bulk density, low catalytic residue content and good properties can be prepared using the catalysts of the invention prepared using two different activating compounds.

Claims (4)

pRedmétSubject 1. Katalytický systém sestávající z prekursoru obecného vzorceA catalytic system consisting of a precursor of the general formula M&nTMORjnXpfEDJq kde představujeM & nTMORjnXpfEDJq where represents ED elektrondonorní sloučeninu, m číslo od 0,5 do 56, včetně mezních hodnot, n číslo 0,1 nebo 2, p číslo od 2 do 116, včetně mezních hodnot, q číslo od 2 do 85, včetně mezních hodnot,ED electron donor compound, m number from 0.5 to 56 including limit values, n number 0.1 or 2, p number from 2 to 116 including limit values, q number from 2 to 85 including limit values, R Ci až Cu alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek nebo zbytek obecného vzorce COR‘, kde R‘ představuje Ci až Ci4 alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek aR a C 1 -C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical or a radical of formula COR ‘, where R‘ represents a C 1 -C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical, and X chlor, brom nebo jod nebo jejich směs, který je napuštěn do pórovitého nosiče a je buď neaktivovaný, nebo částečně aktivovaný nejvýše 10' moly aktivační sloučeniny na mol titanu obsaženého v prekursoru, nebo úplně aktivovaný > 10 až š 400 moly aktivačníX chlorine, bromine or iodine or a mixture thereof, which is impregnated into a porous support and is either not activated or partially activated by not more than 10 moles of activating compound per mol of titanium contained in the precursor, or fully activated> 10 to 400 moles activating agent VYNALEZU sloučeniny na mol titanu obsaženého v prekursoru, přičemž aktivační sloučeninou je sloučenina obecného· vzorceINVENTION the compound per mole of titanium contained in the precursor, wherein the activating compound is a compound of the general formula Al(R“)cXd‘He kdeAl (R ') 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 Ci až Cu 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, a elektrondonorní sloučeninou je kapalná organická sloučenina, ve které je prekursor rozpustný, zvolená ze skupiny zahrnující alkylestery alifatických a aromatických karboxylových kyselin, alifatické ethery, cyklické ethery a alifatické ketony.R "and R" ', which are the same or different, represent a C 1 -C 10 saturated hydrocarbon radical, d is 0 to 1.5 e is 1 or 0, the sum of c + d + e being 3, and the electron donor compound is a liquid organic compound in which the precursor is soluble, selected from the group consisting of alkyl esters of aliphatic and aromatic carboxylic acids, aliphatic ethers, cyclic ethers and aliphatic ketones. 2. Způsob přípravy katalytického systému podle bodu 1, vyznačený tím, že se2. A process for the preparation of a catalytic system according to claim 1, characterized in that: Aj připraví prekursor obecného vzorce MgrilTi,(OR)„Xp[ED]q kde představujeWhile preparing a precursor of the formula Mg RIL Ti (OR) "X p [ED] q wherein represents ED elektrondonorní sloučeninu, m číslo od 0,5 do 56, včetně mezních hodnot, n číslo O, 1 nebo 2, p číslo od 2 do 116, včetně mezních hodnot, q číslo od 2 do 85, včetně mezních hodnot,ED electron donor compound, m number from 0.5 to 56 including limit values, n number 0, 1 or 2, p number from 2 to 116 including limit values, q number from 2 to 85 including limit values, R Ci až Cli alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek nebo zbytek obecného vzorce COR‘, kde R‘ představuje Ci až Cit alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek aR 1 to C 1 is an aliphatic or aromatic hydrocarbon radical or a radical of formula COR ‘, where R‘ represents a C 1 to C 1 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical and X představuje chlor, brom nebo jod nebo jejich směs, tak, že se rozpustí alespoň jedna sloučenina hořčíku a alespoň jedna sloučenina titanu v alespoň jedné elektrondonorní sloučenině za vzniku roztoku prekursoru v elektrondonorní sloučenině a pak se prekursor izoluje z tohoto roztoku, přičemž jako sloučeniny hořčíku se používá sloučeniny obecného vzorceX represents chlorine, bromine or iodine, or a mixture thereof, by dissolving at least one magnesium compound and at least one titanium compound in at least one electron donor compound to form a solution of the precursor in the electron donor compound, and then isolating the precursor from said solution, is used a compound of the general formula MgX2 kdeMgX 2 where X má shora uvedený význam, jáko sloučeniny titanu se používá sloučeniny obecného vzorceX is as defined above as the titanium compound used is a compound of the general formula Ti(OR)aX„ kde a je číslo 0, 1 nebo 2 a b je číslo 1 až 4 včetně, přičemž součet a + b má hodnotu 3 nebo 4 aTi (OR) and X 'where a is the number 0, 1 or 2 and b is the number 1 to 4 inclusive, where the sum of a + b is 3 or 4 and R a X mají shora uvedený význam, a jako elektrondonorní sloučeniny se používá kapalné organické sloučeniny, ve které je uvedená sloučenina hořčíku a sloučenina titanu rozpustná, zvolené ze skupiny zahrnující alkylestery alifatických a aromatických karboxylových kyselin, alifatické ethery, cyk28 lické ethery a alifatické ketony, přičemž sloučeniny hořčíku, sloučeniny titanu a elektrondonorní sloučeniny se používá v takových množstvích, aby to vyhovovalo významu symbolů m, n, p a q, pak seR and X are as defined above, and the electron donor compound is a liquid organic compound in which the magnesium compound and the titanium compound are soluble selected from the group consisting of alkyl esters of aliphatic and aromatic carboxylic acids, aliphatic ethers, cyclic ethers and aliphatic ketones; wherein the magnesium compound, the titanium compound and the electron donor compound are used in amounts to suit the meaning of the symbols m, n, paq, then B) prekursorem bud' před izolací, nebo po izolaci z roztoku elektrondonorní sloučeniny napustí pórovitý nosič, pak se popřípaděB) a porous support is impregnated with a precursor either before or after isolation from the electron donor solution, then optionally C) prekursor částečně aktivuje nejvýše 10 moly nebo úplně aktivuje > 10 až g 400 moly aktivační sloučeniny na mol titanu obsaženého v prekursoru, přičemž jako aktivační sloučeniny se použije sloučeniny obecného vzorceC) the precursor partially activates not more than 10 moles or completely activates> 10 to g 400 moles of activating compound per mole of titanium contained in the precursor, the activating compound being a compound of the formula Al{R“}cX(1‘He kdeAl {R "} c X ( 1'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 symbol R“ a R“‘, které jsou stejné nebo různé, představuje Ci až Cn 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, přičemž aktivace se provádí po izolaci prekursoru napuštěného v pórovitém nosiči z roztoku prekursoru v elektrondonorní sloučenině.R "and R" ', which are the same or different, represent a C 1 to C 11 saturated hydrocarbon radical, d is 0 to 1.5 e is 1 or 0, the sum of c + d + e being 3, wherein the activation is performed after isolating the precursor impregnated in the porous carrier from the solution of the precursor in the electron donor compound. 3. Způsob podle bodu 2, vyznačený tím, že se částečně aktivovaný prekursor úplně aktivuje v polymeračním reaktoru > 10 až :. 400 moly aktivační sloučeniny na mol titanové sloučeniny obsažené v prekursoru.3. Process according to claim 2, characterized in that the partially activated precursor is fully activated in the polymerization reactor> 10 to:. 400 moles of activating compound per mole of titanium compound contained in the precursor. 4. Způsob podle bodu 2, vyznačený tím, že se částečně aktivovaný prekursor úplně aktivuje > 10 až s 400 moly aktivační sloučeniny na mol titanu v prekursoru, přičemž úplná aktivace se provádí tak, aby vznikl pevný, suchý katalytický systém před dávkováním tohoto systému do polymeračního reaktoru a aby nebylo nutno zahřívat katalytický systém na teplotu nad 50 °C.4. The process of claim 2, wherein the partially activated precursor is fully activated > 10 to 400 moles of activating compound per mole of titanium in the precursor, wherein the complete activation is performed to form a solid, dry catalyst system prior to dosing the system. and to avoid having to heat the catalyst system to a temperature above 50 ° C.
CS214479A 1979-02-16 1979-03-30 Catalytic system and method of preparation thereof CS215014B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS805046A CS215015B2 (en) 1979-02-16 1980-07-16 Method of catalytic production of ethylene copolymere

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/012,720 US4302565A (en) 1978-03-31 1979-02-16 Impregnated polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene copolymerization

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS215014B2 true CS215014B2 (en) 1982-06-25

Family

ID=21756373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS214479A CS215014B2 (en) 1979-02-16 1979-03-30 Catalytic system and method of preparation thereof

Country Status (2)

Country Link
CS (1) CS215014B2 (en)
MX (1) MX163707B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
MX163707B (en) 1992-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0004647B1 (en) Process for copolymerizing ethylene
US4379759A (en) Impregnated polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene copolymerization
EP0004645B1 (en) Low pressure preparation of ethylene copolymers in fluid bed reactor
EP0020818B1 (en) Process for preparing a polymerization catalyst and process for the production of ethylene polymers
CS232723B2 (en) Method of ethylene copolymer catalytic production
US4363904A (en) High tear strength polymers
US4359561A (en) High tear strength polymers
CA1190214A (en) Polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene polymerization
US4376062A (en) Spheroidal polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene polymerization
EP2361268B1 (en) Systems and methods for fabricating polymers
CS232720B2 (en) Method of flow catalytic production of ethylene polymers
HU181980B (en) Process for preparing ethylene polymers of high density
EP0021605B1 (en) High tear strength ethylene-based hydrocarbon polymers, film formed from such polymers, and process for making such polymers
CS215014B2 (en) Catalytic system and method of preparation thereof
CS215015B2 (en) Method of catalytic production of ethylene copolymere
KR830000165B1 (en) Process for producing ethylene polymer using fluidized bed reactor
CS214686B2 (en) Method of preparation of catalytic system for polymeration or copolymeration of ethylene
CS213374B2 (en) Method of catalytic production of homopolymeres and copolymeres of ethylene
HU181982B (en) Process for producing ethylene-polymeres of high density in a reactor of fluidized bed
CS216209B2 (en) Method of catalytic production of ethylene homopolymere
CS209829B2 (en) Catalytic method of making the ethylene copolymeres
CS216208B2 (en) Method of preparation of the catalytic system
CS213373B2 (en) Method of catalytic production of the ethylene copolymere
CS213382B2 (en) Method of catalytic production of homopolymeres and copolymeres of the ethylene
CS232750B2 (en) Method of treated precursor preparation suitable as a catalytic system's component for homopolymer and copolymer production of ethylene with high density