CS216209B2 - Method of catalytic production of ethylene homopolymere - Google Patents

Method of catalytic production of ethylene homopolymere Download PDF

Info

Publication number
CS216209B2
CS216209B2 CS805045A CS504580A CS216209B2 CS 216209 B2 CS216209 B2 CS 216209B2 CS 805045 A CS805045 A CS 805045A CS 504580 A CS504580 A CS 504580A CS 216209 B2 CS216209 B2 CS 216209B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
precursor
catalyst
reactor
titanium
compound
Prior art date
Application number
CS805045A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Burkhard E Wagner
Frederick J Karol
George L Goeke
Robert J Jorgensen
Nils Friis
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 CS792150A external-priority patent/CS216208B2/en
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Priority to CS805045A priority Critical patent/CS216209B2/en
Publication of CS216209B2 publication Critical patent/CS216209B2/en

Links

Landscapes

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

Abstract

Vynález se týká způsobu katalytické výroby ethylenového homopolymeru za použití katalyzátoru obsahujícího titan při produktivitě alespoň 50 000 kg polymeru na 1 kg titanu v reaktoru za tlaku pod 6,87 MPa v plynné fázi, přičemž polymer vzniká v granulární formě a má hustotu od 958 do 972 kg/m3, včetně mezních hodnot, a poměr rychlostí toku taveniny 22 až 32, včetně mezních hodnot. Způsob se vyznačuje tím, že se ethylen homopolymeruje při teplotě 30 až 115 °C tak, že se monomemí násada uvádí do styku v přítomnosti asi 0 až 2,0 molů vodíku na mol ethylenu v reakční zóně pro reakce v plynné fázi s částicemi katalytického systému obsahujícího prekursor, který je reakčním produktem halogenidu hořečnatého, určité sloučeniny titanu a elektrondonorní sloučeniny, a který je smísen s inertním nosičem. Prekursor je aktivován organohlinitou sloučeninou. Polymerace se s výhodou provádí ve fluidním ložiThe present invention relates to a process for the catalytic production using an ethylene homopolymer a titanium-containing catalyst at productivity of at least 50,000 kg of polymer per 1 kg of titanium in the reactor at a pressure below 6.87 MPa in the gas phase, wherein the polymer is formed in granular form and has a density of 958 up to 972 kg / m3, including limit values, and ratio melt flow rates 22 to 32, inclusive limit values. The method is characterized by ethylene homopolymerization at temperature 30 to 115 ° C such that the monomer feed is is contacted in the presence of about 0 to 2.0 moles of hydrogen per mole of ethylene in the reaction gas phase reaction with particles a catalyst system containing a precursor, which is the reaction product of the halide magnesium, certain titanium compounds and electron donor compounds, and which is mixed with an inert carrier. The precursor is activated by an organoaluminum compound. Polymerization is preferably carried out in a fluidized bed loži

Description

Vynález se týká katalytické homopolymerace ethylenu za použití katalyzátorů obsahujících vysoce aktivní komplex hořčíku a titanu postupem v plynné fázi za nízkého tlaku za vzniku polymerů, které mají hustotu od 958 do 972 kg/m3, včetně mezních hodnot, a poměr rychlostí toku taveniny (definovaný dále) v rozmezí od 22 do 32 (včetně mezních hodnot).The invention relates to catalytic homopolymerization of ethylene using catalysts containing a highly active magnesium-titanium complex in a low pressure gas phase process to produce polymers having a density of 958 to 972 kg / m 3 , including limit values, and a melt flow rate ratio (defined further) in the range of 22 to 32 (including limit values).

Homopolymery ethylenu s hustotou 960 kg/m3 a vyšší a indexem toku taveniny asi od 5 do 50 se hodí pro výrobu vstřikovaných předmětů s vynikající rázuvzdorností v tom případě, že mají poměrně úzkou distribuci molekulových hmotností. Polymery ethylenu s hustotou 960 kg/m3 a vyšší a s indexem toku taveniny 20 g/10 min nebo nižším lze připravit pomocí katalyzátorů a nízkotlakých postupů v plynné fázi, které jsou popsány v patentech USA č. 3 023 203, 4 003 712 a 3 709 853. Polymery vyrobené za použití nosičových katalyzátorů obsahujících kysličník chrómu, silylchromát a chromocen podle těchto patentů mají však poměrně širokou distribuci molekulových hmotností, jak ukazuje poměr rychlostí toku taveniny 35 a vyšší. Polymery vyrobené podle těchto patentů mají proto poměrně omezené použití pro tvarování vstřikováním tam, kde je žádána vynikající rázuvzdornost. Je proto žádoucí nalézt katalyzátory, které by umožnily snadno připravit postupem v plynné fázi polymery ethylenu s poměrně úzkou distribucí molekulových hmotností.Ethylene homopolymers with a density of 960 kg / m 3 and higher and a melt flow index of about 5 to 50 are suitable for the production of injection molded articles with excellent impact resistance if they have a relatively narrow molecular weight distribution. Polymers of ethylene with a density of 960 kg / m 3 and above and a melt index of 20 g / 10 min or less can be prepared using the catalysts and low pressure gas phase processes described in U.S. Patent Nos. 3,023,203, 4,003,712 and 3, respectively. However, the polymers produced using the chromium oxide, silylchromate and chromocene supported catalysts of these patents have a relatively broad molecular weight distribution, as shown by the melt flow rate ratio of 35 or higher. The polymers produced according to these patents therefore have a relatively limited use for injection molding where excellent impact resistance is desired. It is therefore desirable to find catalysts which make it possible to readily prepare, by a gas-phase process, ethylene polymers with a relatively narrow molecular weight distribution.

Aby byly katalyzátory užitečné při průmyslovém postupu v plynné fázi, jako při postupu ve fluidním loži podle patentu USA č. 3 709 853, 4 003 712 a 4 011382, kanadského patentu 991 798 a belgického patentu 839 380, musí mít vysokou aktivitu, tj. mutí 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 nebo/a při jejich aplikaci u konečného zákazníka. Tam, kde se úspěšně používá vysoce aktivních katalyzátorů při takových postupech ve fluidním loži, bývá obsah těžkého kovu v pryskyřici řádově 20 ppm hlavního kovu nebo nižší při produktivitě alespoň 50 000 nebo vyšší, 10 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 Ziagler-Nattových katalyzátorech. Vysoký obsah chloru ve tvarovací pryskyřici může způsobovat důlkovou korozi a jinou korozi kovových povrchů tvarovacích zařízení. Obsah chloru 200 ppm nebo vyšší je pro průmyslovou výrobu neúnosný.In order to be useful in an industrial gas phase process, such as in the fluidized bed process of U.S. Patent Nos. 3,709,853, 4,003,712 and 4,011382, Canadian Patent 991,798, and Belgian Patent 839,380, the catalysts must have a high activity, i. 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 generally 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 active catalysts are successfully used in such fluidized bed processes, the heavy metal content of the resin is of the order of 20 ppm or less at a productivity of at least 50,000 or greater, 10 ppm or less at a productivity of at least 100,000 or greater; ppm or less at a productivity of 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 Ziagler-Natta catalysts. The high chlorine content of the forming resin can cause pitting and other corrosion of the metal surfaces of the forming apparatus. A chlorine content of 200 ppm or higher is unacceptable for industrial production.

V patentu USA č. 3 989 881 je zveřejněno použití vysoce aktivního katalyzátoru pro suspenzní postup výroby polymerů ethylenu, které mají poměrně nízkou 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 čís. 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 popsaným v patentu USA č. 4 011 382 a belgickém 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 viskózní, pryskyřic ovité 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 se polymerní produkt získal ve formě jehliček, které se obtížně uvádějí do vznosu, a které mají velmi špatnou pohyblivost nebo sypkost.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 relatively low molecular weight distribution Mw / Mn ranging from about 2.7 to 3.1. Attempts have been made to use catalysts similar to those described in U.S. Pat. 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 conditions similar to those described in U.S. Patent No. 4,011,382 and Belgian Patent No. 3,929,881. However, these attempts were unsuccessful. To avoid the use of solvents used in the slurry type catalyst systems described in U.S. Patent No. 3,989,881, titanium and magnesium containing components were dried. However, the dried substance was in the nature of a viscous, resin-like pyrophoric substance 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, or the polymer product was obtained in the form of needles that are difficult to float and that have very poor mobility or flowability.

V patentu USA č. 4 124 532 je zveřejněna polymerace ethylenu a propylenu za použití vysoce aktivních katalyzátorů. Tyto katalyzátory zahrnují komplexy, které mohou obsahovat hořčík a titan. Uvedené komplexy še připravují reakcí halogenidu obecného vzorce MX2 (kde M může být hořčík) se Sloučeninou obecného vzorce ΜΎ (kde M’ může být titan a Y halogen nebo organický zbytek) v elektrondonorní sloučenině. Tyto komplexy se pak izolují bud 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 MX2 (where M may be magnesium) with a compound of formula ΜΎ (where M ´ may be titanium and Y a halogen or an organic moiety) in an electron donor compound. These complexes are then isolated either by crystallization, solvent evaporation or precipitation.

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

Patent USA č. 4 124 532 však nezveřejňuje žádnou speciální techniku ani metody přípravy katalyzátoru pro dosažení požadovaných výsledků v případě způsobu podle vynálezu, popsaných v těchto polohách. Použití katalyzátorů popsaných v patentu USA č. 4 124 532 bez těchto speciálních metod by nevedlo k průmyslovému postupu ve fluidním loži vhodnému pro výrobu polyethylenu v průmyslovém měřítku.However, U.S. Patent No. 4,124,532 does not disclose any special technique or methods of preparing the catalyst to achieve the desired results in the process of the invention described in these positions. 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.

216203216203

88

Patenty USA č. 3 922 322 a 4 035 560 popisují použití několika katalyzátorů obsahujících titan a hořčík pro výrobu granulovaných polymerů ethylenu postupem v plynné fázi ve fluidním loži za tlaku podU.S. Pat. Nos. 3,922,322 and 4,035,560 disclose the use of several titanium and magnesium containing catalysts for the production of granular ethylene polymers by a fluidized bed gas phase process under a pressure of below

6,87 MPa. Použití těchto katalyzátorů při těchto způsobech má však značné nevýhody. Za použití katalyzátoru podle patentu USA č. 3 922 322 se získají, jak je uvedeno v příkladu provedení tohoto patentu, polymery s velmi vysokým obsahem zbytků katalyzátorů, tj. asi 100 ppm Ti a více než asi 300 ppm Cl. Kromě toho, jak je uvedeno v příkladu provedení patentu USA č. 3 922 322, se katalyzátoru 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 výrobu, skladování a dopravu tohoto katalyzátoru.6.87 MPa. 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., about 100 ppm Ti and more than about 300 ppm Cl, are obtained, as exemplified in this patent. In addition, as exemplified in U.S. Patent 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 large equipment for the production, storage and transport of the catalyst.

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

Nyní se neočekávaně zjistilo, že lze homopolymery ethylenu s širokým rozmezím hustoty od 960 do 970 kg/m5 a s poměrem rychlostí toku taveniny od 22 do 32, včetně mezních hodnot, které mají poměrně nízký obsah zbytků katalyzátoru, vyrobit při poměrně vysoké produktivitě, vhodné pro průmyslovou výrobu, nízkotlakým postupem v plynné fázi tak, že se ethylen homopolymeruje v přítomnosti vysoce aktivního komplexu hořčíku a titanu jako katalyzátoru, připraveného dále popsaným způsobem, za specifických podmínek aktivace organohlinitou sloučeninou a v přítomnosti inertního nosiče.It has now unexpectedly been found that ethylene homopolymers with a wide density range of 960 to 970 kg / m 5 and a melt flow rate of 22 to 32, including limit values having a relatively low catalyst residue content, can be produced at relatively high productivity, for industrial production, by a low pressure vapor phase process such that ethylene is homopolymerized in the presence of a highly active magnesium-titanium complex catalyst prepared as described below, under specific conditions of activation with an organoaluminum compound and in the presence of an inert carrier.

Úkolem vynálezu je tedy vyvinout způsob výroby homopolymerů ethylenu o hustotě asi 960 až 970 kg/m3, poměru rychlostí toku taveniny od 22 do 32 s relativně nízkým obsahem katalytických zbytků nízkotlakým postupem v plynné fázi, který by měl poměrně vysokou produktivitu.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a process for producing ethylene homopolymers having a density of about 960 to 970 kg / m 3 , a melt flow rate ratio of 22 to 32 with a relatively low catalytic residue content by a low pressure gas phase process.

Dalším úkolem vynálezu je vyvinout jednoduchý způsob výroby homopolymerů ethylenu, které by se hodily pro četné konečné aplikace.It is a further object of the present invention to provide a simple process for the production of ethylene homopolymers suitable for numerous end applications.

Ještě dalším úkolem vynálezu je vyrobit různé nové homopolymery ethylenu vhodné pro výrobu tvarovaných předmětů.Yet another object of the invention is to produce various novel ethylene homopolymers suitable for the production of shaped articles.

Připojený obrázek znázorňuje reakční systém s fluidním ložem pro postup v plynné fázi, ve kterém lze použít katalytického systému podle vynálezu.The attached figure shows a fluidized bed reaction system for the gas phase process in which the catalyst system of the invention can be used.

Homopolymery vyrobené způsobem podle vynálezu, mají poměr rychlostí toku taveniny (poměr indexů toku taveniny při menším a při větším zatížení), označovaný MFR, v rozmezí 22 é MFR š 32, přednostně 25 á MFR š 30. 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 odHomopolymers produced by the process of the invention have a melt flow rate ratio (melt flow index ratio at lower and higher load), denoted MFR, in the range of 22 MFR 32, preferably 25 MFR 30. The melt flow rate is another way of characterizing molecular weight distribution of the polymer. The melt flow rate (MFR) value of 22 to 32 (including limit values) corresponds to a Mw / Mn of about

2,7 do 4,1 a hodnota MFR od 25 do 30 (včetně mezních hodnot) odpovídá poměru Mw/ /Mn asi 2,8 až 3,6.2.7 to 4.1 and an MFR of from 25 to 30 (including limit values) corresponds to an Mw / / Mn ratio of about 2.8 to 3.6.

Homopolymery mají hustotu v rozmezí asi od 958 asi do 972, přednostně asi od 961 asi do 968 kg/m3, včetně mezních hodnot.The homopolymers have a density ranging from about 958 to about 972, preferably from about 961 to about 968 kg / m 3 , including limit values.

Index toku taveniny polymerů je odrazem 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 (HLMI) asi 0,0 a polymery s velmi vysokou molekulovou hmotností mají index toku taveniny při větším zatížení asi 0,0 až asi 1,0 g/10 min. Takové vysokomolekulární polymery se obtížně tvarují v běžných vstřikovacích strojích a někdy je to vůbec nemožné. Polymery vyrobené způsobem podle vynálezu se naproti tomu v takovém zařízení snadno tvarují. Mají index toku taveniny při normálním zatížení (MI) v rozmezí od g 0,0 asi do 50, přednostně v rozmezí asi od 0,5 do 35 a index toku taveniny při větším zatížení (HLMI) asi od 11 asi do 950 kg/10 min. Index toku taveniny polymerů vyrobených způsobem podle vynálezu je závislý na kombinaci reakční teploty při polymeraci, hustotě kopolymerů a poměru vodík/monomer v reakčním systému. Index toku taveniny se zvyšuje se zvyšováním polymerační teploty nebo/a se snižováním hustoty polymeru nebo/a se zvyšováním poměru vodík/monomer.The melt index of the polymers is a reflection of its molecular weight. The relatively high molecular weight polymers have a relatively low melt index. Ultra high molecular weight ethylene polymers have a high load melt index (HLMI) of about 0.0, and very high molecular weight polymers have a high load melt index of about 0.0 to about 1.0 g / 10 min. Such high molecular weight polymers are difficult to mold in conventional injection molding machines and sometimes even impossible. The polymers produced by the process according to the invention, on the other hand, are easily formed in such a device. They have a melt index under normal load (MI) ranging from g 0.0 to about 50, preferably ranging from about 0.5 to 35, and a melt flow index under high load (HLMI) of about 11 to about 950 kg / 10 min. The melt index of the polymers produced by the process of the invention is dependent on the combination of the polymerization reaction temperature, the copolymer density, and the hydrogen / monomer ratio in the reaction system. The melt flow index increases with increasing polymerization temperature and / or decreasing polymer density and / or increasing hydrogen / monomer ratio.

Homopolymery vyrobené způsobem podle vynálezu obsahují šla obvykle > 0,1 až s 0,3 dvojných vazeb C C na 1000 atomů uhlíku a mají obsah složek extrahovatelných cyklohexanem nižší než asi 3 iO/o a přednostně nižší než asi 2 % hmotnostní.Homopolymers of this invention typically comprise went> 0.1 0.3 CC double bonds per 1,000 carbon atoms and having cyclohexane extractables content of less than about 3 iO / o and preferably less than about 2% by weight.

Tyto homopolymery obsahují jako zbytky katalyzátoru řádově od 0 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 300 000 nebo vyšší. Co se týče zbytků Cl, Br nebo I. závisí obsah těchto prvků v homopolymeru na jejich obsahu v prekursoru. 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 z těchto homopolymerů, 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 neboThese homopolymers contain as catalyst residues of the order of from 0 to 20 ppm inclusive at a productivity of 50,000 or more, from 0 to 10 ppm inclusive at a productivity of 100,000 or more, and from 0 to 3 ppm inclusive at a productivity of 300,000 or more. With respect to residues C1, Br or I., the content of these elements in the homopolymer depends on their content in the 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 of these homopolymers produced using only chlorine-containing catalyst components (Cl / Ti = '7) can calculate chlorine residues in the range of 0 to 140 ppm inclusive at a productivity of 50,000 or

216260 vyšší, od 0 do 70 ppm včetně při produktivitě 100 000 nebo vyšší a od 0 do 21 ppm při produktivitě 300 000 nebo vyšší. Při způsobu podle vynálezu se homopolymery snadno vyrábějí při produktivitě až asi do 300 000.216260 higher, from 0 to 70 ppm inclusive at a productivity of 100,000 or greater and from 0 to 21 ppm at a productivity of 300,000 or greater. In the process of the invention, homopolymers are readily produced at productivity rates of up to about 300,000.

Homopolymery vyrobené podle vynálezu jsou granulami látky, které mají střední velikost částic řádově asi 0,127 až asi 1,52 milimetru a přednostně asi 0,5 až asi 1 mm. Velikost částic je důležitá pro snadnou fluidizaci polymerních částic v reaktoru a fluidním ložem, jak je uvedeno dále. Sypná (objemová) hmotnost těchto homopolymerů je asi od 292 asi do 519 kg/m3, přednostně asi od 405 asi do 519 kg/m3.The homopolymers produced according to the invention are granules of a substance having an average particle size of the order of about 0.127 to about 1.52 mm, and preferably of about 0.5 to about 1 mm. The particle size is important for easy fluidization of the polymer particles in the reactor and the fluidized bed as described below. The bulk density of these homopolymers is from about 292 to about 519 kg / m 3 , preferably from about 405 to about 519 kg / m 3 .

Sloučeniny používané pro přípravu vysoce aktivního katalyzátoru, kterého se používá podle vynálezu, zahrnují alespoň jednu sloučeninu titanu, alespoň jednu sloučeninu hořčíku, alespoň jednu elektrondonorní sloučeninu, alespoň jednu aktivační sloučeninu a alespoň jednu inertní látku, jako nosič.The compounds used to prepare the highly active catalyst to be used according to the invention include at least one titanium compound, at least one magnesium compound, at least one electron donor compound, at least one activating compound, and at least one inert substance as a carrier.

Sloučenina titanu má strukturu odpovídající obecnému vzorciThe titanium compound has a structure corresponding to the general formula

Ti(OR)aXb kde představujeTi (OR) and X b wherein represents

R Ci až Ci4 alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek nebo zbytek obecného vzorce COR’, kde R’ představuje Ci až Cn alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek,R a C 1 to C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical or a radical of formula COR ', where R' is a C 1 to C 11 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical,

X chlor, brom, jod nebo jejich směs, a číslo 0 nebo 1, b číslo 2 až 4 včetně, přičemž součet a -j- b má hodnotu 3 nebo 4.X is chlorine, bromine, iodine, or a mixture thereof, and the number 0 or 1, b is 2 to 4 inclusive, wherein the sum of a-j-b is 3 or 4.

Sloučenin titanu lze používat jednotlivě nebo ve směsích a zahrnují sloučeniny vzorcůThe titanium compounds can be used singly or in mixtures and include compounds of the formulas

TiCls,TiCls,

TiCh,TiCh,

Ti(OC6H5]Cl3,Ti (OC 6 H 5) Cl 3,

Ti(OCOCH3jCl3 a Ti(OCOC6H5)Cl3.Ti (OCOCH 3) Cl 3 and Ti (OCOC 6 H 5) Cl 3.

Sloučenina hořčíku má strukturu odpovídající obecnému vzorciThe magnesium compound has a structure corresponding to the general formula

MgX2 kdeMgX 2 where

X představuje chlor, brom, jod nebo jejich směs.X represents chlorine, bromine, iodine or a mixture thereof.

Těchto sloučenin hořčíku lze používat jednotlivě nebo v kombinacích a zahrnují sloučeniny vzorců MgClž, MgBrz a Mgl2. Z hořečnatých sloučenin se obzvláštní přednost dává bezvodému chloridu hořečnatému.These magnesium compounds can be used singly or in combination and include compounds of the formulas MgCl 2, MgBr 2 and Mg 12. Of the magnesium compounds, anhydrous magnesium chloride is particularly preferred.

Při přípravě katalyzátorů používaných při způsobu podle vynálezu se používá na 1 mol sloučeniny titanu asi 0,5 až 56, přednostně asi 1 až 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 jsou sloučenina titanu a sloučenina hořčíku částečně nebo úplně rozpustné. 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 partially or fully soluble. The 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 C4 nasycených alifatických karboxylových kyselin, alkylesterům C7 až Ce aromatických karboxylových kyselin, C2 až Cs a přednostně C3 až C4 alifatickým etherům, C3 až C4 cyklickým etherům a s výhodou C4 cyklickým mono- nebo dietherům, C3 až Ce a s výhodou C3 až C4 alifatickým ketonům. Nejvýhodnějšími z těchto elektrondonorních sloučenin jsou methyiformiát, ethylacetát, butylacetát, ethylether, hexylether, tetrahydrofuran, 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 4 aliphatic carboxylic acids, alkyl esters of C 7 to C 6 aromatic carboxylic acids, C 2 to C 5 and preferably C 3 to C 4 aliphatic ethers, C 3 to C 4 cyclic ethers and preferably C 4 cyclic mono- or diethers to C3 and preferably C3 to C4 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.

Aktivační sloučenina má strukturu odpovídající obecnému vzorciThe activating compound has a structure corresponding to the general formula

Al(R“jcXd‘He kdeAl (R 'j c X d H e wherein

X’ představuje chlor nebo skupinu obecného vzorce OR”’ a každý ze symbolůX 'represents chlorine or a group of 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 —|— θ má hodnotu 3.R 1 and R 1 ', which are the same or different, represent a C 1 -C 14 saturated hydrocarbon radical, d represents a number from 0 to 1.5, e represents a number from 1 or 0, the sum of c - | - d - | - θ is 3.

Aktivačních sloučenin lze používat jednotlivě nebo v kombinacích a jako jejich příklady lze uvést látky vzorcůThe activating compounds can be used singly or in combination and exemplified by compounds of the formulas

A1(C2H5)3,A1 (C 2 H 5) 3,

A1(C2H5)2C1,A1 (C 2 H 5) 2c1,

A1(Í-C4H9)3,A1 (C1-C4H9) 3,

Al2(C2H5)3Cl3,Al 2 (C2H5) 3Cl3,

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

Al(C6Hl3)3,Al (C6H13) 3,

Al(CeHl7)3,Al (CeH17) 3,

A1(C2H5]2H a A1(C2H5]2(OC2H5).A1 (C2H5] 2 H and A1 (C 2 H 5] 2 (OC 2 H 5).

Pří aktivaci katalyzátorů používanýoh 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, and preferably about 10 to 100 moles of activating compound per mole of titanium compound are used to activate the catalysts used in the present invention.

Látky používané jako nosiče jsou pevné 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 hlinitý, a molekulová síta a organické látky, jako polyolefiny, například polyethylen. Nosičů se používá ve formě suchých prášků, které mají střední velikost částic asi 10 až 250, přednostně asi 50 až 150 μΐη. Tyto látky jsou přednostně rovněž porézní a mají specifický povrch alespoň 3 a přednostně alespoň 50 m2/g. 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 polyethylenu lepší morfologii.Substances used as carriers are particulate solids which are inert to the other components of the catalyst composition and to the other active components of the reaction system. Such carriers include inorganic materials such as silica and alumina, and molecular sieves and organic materials such as polyolefins such as polyethylene. 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 μΐη. These substances are preferably also porous and have a specific surface area of at least 3 and preferably at least 50 m 2 / g. 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 polyethylene particles also have improved morphology.

Katalyzátor používaný při způsobu podle vynálezu se připravuje tak, že se nejprve ze sloučeniny titanu, sloučeniny hořčíku a elektrondonorní sloučeniny dále uvedeným způsobem připraví prekursor, pak se prekursor uvede do styku s nosičem a aktivační sloučeninou v jednom nebo více stupních, jak je popsáno dále.The catalyst used in the process of the invention is prepared by first preparing a precursor from a titanium compound, a magnesium compound, and an electron donor compound in the following manner, then contacting the precursor with the carrier and activating compound in one or more stages as described below.

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 přidáním. 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 Cs až Ce alifatickým nebo aromatickým uhlovodíkem, jako hexanem, ísopentanem 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 6 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 asiThe crystallized or precipitated precursor may be isolated in the form of fine, free-moving particles of medium size about

10: až 100 φΐη a objemové hmotnosti asi 292 až asi 535 kg/m3.10: up to 100 φΐη and bulk density about 292 to about 535 kg / m 3 .

Při postupu ve fluidním loži se přednostně používá částic o velikosti 100 μτη. nebo menších. Velikost částic izolovaného prekursoru lze regulovat rychlostí krystalizace nebo srážení.In the fluidized bed process, a particle size of 100 μτη is preferably used. or smaller. The particle size of the isolated precursor can be controlled by the rate of crystallization or precipitation.

Takto připravený prekursor má složení odpovídající obecnému vzorciThe precursor thus prepared has a composition corresponding to the general formula

MgmTUORjnXptED], kde představujeMgmTUORlnXptED], where it represents

ED elektrondonorní sloučeninu, in číslo od 0,5 do 56, přednostně od 1,5 do 5 včetně mezních hodnot, n číslo 0 nebo 1, p číslo od 6 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, in number from 0.5 to 56, preferably from 1.5 to 5 including limit values, n number from 0 or 1, p number from 6 to 116, preferably from 6 to 14, including limit values, q number from 2 to 85, preferably 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 Ci4 alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek, aR a C 1 to C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical or a radical of formula COR ', where R' is a C 1 to C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical, and

X chlor, brom nebo jod nebo jejich směs.X is chlorine, bromine or iodine or a mixture thereof.

Index u elementárního titanu Y(Ti) znamená arabské číslo jedna.The elemental titanium index Y (Ti) means the Arabic number one.

Polymerační aktivita úplně aktivovaného katalyzátoru je při způsobu podle vynálezu tak vysoká, že je pro účinnou regulaci reakční rychlosti nutno ředit prekursor nosičem. Ředění prekursoru lze provádět před tím, než se prekursor částečně nebo úplně aktivuje, jak je uvedeno dále, nebo současně s touto aktivací. Ředění prekursoru se provádí mechanickým mícháním nebo míšením asi 0,033 až 1 a přednostně asi 0,1 až 0,33 dílu prekursoru s 1 dílem hmotnostním nosiče.The polymerization activity of the fully activated catalyst in the process of the invention is so high that it is necessary to dilute the precursor with a carrier to effectively control the reaction rate. Dilution of the precursor may be performed before or simultaneously with the activation of the precursor as described below. The dilution of the precursor is carried out by mechanical stirring or mixing of about 0.033 to 1, and preferably about 0.1 to 0.33 parts of the precursor with 1 part by weight of carrier.

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. Zjistilo se však, že způsob aktivace katalyzátoru je pro získání účinné látky i v přítomnosti inertního nosiče velmi důležitý. Když byly například učiněny pokusy aktivovat katalyzátor podobným způsobem, jako je způsob popsaný v patentu USA č. 3 989 881, tak, že se celé množství redukčního činidla teoreticky potřebného pro úplnou aktivaci katalyzátoru přidalo k prekursoru v suspenzi v uhlovodíku a pak sě suspenze vysušila při teplotě od 20 do 80°C (včetně mezních hodnot], aby se odstranilo rozpouštědlo a aby se umožnilo použít katalyzátoru při provozu v plynné fázi, byl získán produkt, který nebyl dostatečně aktivní v dále popsaném provozu v plynné fázi s fluidním ložem v průmyslovém měřítku.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. However, it has been found that the method of activating the catalyst is very important for obtaining the active ingredient even in the presence of an inert carrier. For example, when attempts have been made to activate the catalyst in a manner similar to that described in U.S. Patent No. 3,989,881, the entire amount of the reducing agent theoretically required to fully activate the catalyst has been added to the precursor in suspension in the hydrocarbon, and then the suspension is dried at at 20 to 80 ° C (including limits) to remove the solvent and allow the catalyst to be used in the gas phase operation, a product was obtained that was not sufficiently active in the industrial scale gas phase fluidized bed operation described below .

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 prekursor mísí za sucha s aktivační sloučeninou. Při tomto suchém míšení se aktivační sloučeniny přednostně používá v napuštěném stavu v nosiči. Tento postup má však tu nevýhodu, že výsledný úplně aktivovaný katalyzátor je pyroforický, když obsahuje nad 10 % hmotnostních aktivační sloučeniny.According to a first procedure, the precursor is completely activated outside the reactor in the absence of solvent by dry mixing the precursor with the activating compound. In this dry mixing, the activating compound is preferably used in the soaked state in the carrier. However, this process has the disadvantage that the resulting fully activated catalyst is pyrophoric when it contains over 10% by weight of the activating compound.

Podle druhého postupu, kterému se dává přednost, se prekursor částečně aktivuje mimo polymerační reaktor. Tato částečná aktivace se provádí v suspenzi uhlovodíkového rozpouštědla. Výsledný produkt se pak vysuší, aby se odstranilo rozpouštědlo. Částečně aktivovaný napuštěný prekursor se uvádí 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. This partial activation is carried out in a hydrocarbon solvent suspension. The resulting product is then dried to remove the solvent. The partially activated impregnated precursor is fed into a polymerization reactor in which activation with an additional activator, which may be the same or another compound, is completed.

Při výrobě katalyzátoru míšením v suchém stavu se pevný prekursor ve formě částic rovnoměrně smísí s pevnými částicemi porézního nosiče, ve kterém je absorbována aktivační sloučenina. Aktivační sloučenina se absorbuje do nosiče ze svého roztoku v uhlovodíkovém rozpouštědle tak, aby se 10 až 50 % hmotnostních aktivátoru uložilo do 90 až 50 % hmotnostních nosiče. Množství prekursoru, aktivátoru a nosiče se volí tak, aby se dosáhlo požadovaného molárního poměru Al/Ti, a aby se získal výsledný katalyzátor s hmotnostním poměrem prekursoru k nosiči nižším než asi 0,50, přednostně nižším než asi 0,33. Toto množství nosiče poskytuje potřebné zředění aktivovaného katalyzátoru, umožňující požadovanou regulaci polymerační aktivity katalyzátoru v reaktoru. Když konečný katalyzátor obsahuje více než 10 % hmotnostních aktivátoru, je pyroforický. Během míšení v suchém stavu, které lze provádět při teplotě okolí (25°C) nebo při nižší teplotě, se suchá směs dobře míchá, aby se zabránilo nahromadění tepla při následující aktivaci, která je zpočátku efcotermická. Tak se získá katalyzátor, který je plně aktivovaný a může se ho používat v polymeračním roztoku. Má povahu volně pohyblivé (sypké) látky.In the preparation of the catalyst by dry blending, the solid particulate precursor is uniformly mixed with the solid particles of the porous carrier in which the activating compound is absorbed. The activator compound is absorbed into the carrier from its solution in a hydrocarbon solvent such that 10 to 50% by weight of the activator is stored in 90 to 50% by weight of the carrier. The amount of precursor, activator and carrier is selected so as to achieve the desired Al / Ti molar ratio and to give the resulting catalyst with a weight ratio of precursor to carrier of less than about 0.50, preferably less than about 0.33. This amount of support provides the necessary dilution of the activated catalyst to allow desired control of the polymerization activity of the catalyst in the reactor. When the final catalyst contains more than 10% by weight of the activator, it is pyrophoric. During dry mixing, which can be carried out at ambient temperature (25 ° C) or below, the dry mixture is well mixed to prevent heat buildup on subsequent activation, which is initially effcothermic. A catalyst is thus obtained which is fully activated and can be used in the polymerization solution. It is a free-flowing (loose) substance.

Podle druhého postupu, kterému se dává přednost, se katalyzátor aktivuje alespoň ve dvou stupních. V prvním stupni se pevný prekursor ve formě částic, zředěný nosičem, částečně aktivuje reakcí s takovým množstvím aktivační sloučeniny, aby se získal částečně aktivovaný prekursor, ve kterém je molární poměr aktivátoru k titanu asi 1 až 10:1 a přednostně asi 3 až 6:1. Tato částečná aktivace se 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. Při této částečné aktivaci se aktivátoru může použít v absorbované formě v nosiči použitém pro zředění aktivátoru. Částečně aktivovaný prekursor je přednostně slabě účinný jako polymerační katalyzátor při způsobu podle vynálezu. Aby se částečně aktivovaný prekursor aktivoval pro polymeraci ethylenu, musí se do polymeračního reaktoru zavést přídavný aktivátor. Tím se aktivace prekursoru dokončí v reaktoru. Přídavná aktivační sloučenina a částečně aktivovaný prekursor se do reaktoru přednostně uvádějí oddělenými potrubími. Přídavná aktivační sloučenina se může do reaktoru vstřikovat ve formě roztoku v uhlovodíkovém rozpouštědle, jako isopentanu, hexanu nebo minerálním oleji. Tento roztok obvykle obsahuje asi 2 až 30 proč. hmotnostních aktivační sloučeniny. Aktivátor se může do reaktoru přidávat též v pevné formě, absorbovaný v nosiči. Nosič při tom obvykle obsahuje 10 až 50 % hmotnostních aktivátoru. Přídavná aktivační sloučenina se do reaktoru přidává v takovém množství, aby se v reaktoru dosáhlo spolu s množstvím aktivační sloučeniny a sloučeniny titanu, uvedenými ve formě částečně aktivovaného prekursoru, celkového molárního poměru Al/Ti asi 10 až 400 a přednostně asi 15 až 60. Přídavné množství aktivační sloučeniny zavedené do reaktoru zreaguje s částečně aktivovaným prekursorem a dokončí aktivaci sloučeniny titanu přímo v reaktoru.According to a second preferred method, the catalyst is activated in at least two stages. In the first step, the solid particulate precursor, diluted with the carrier, is partially activated by reacting with an amount of activating compound to give a partially activated precursor in which the molar ratio of activator to titanium is about 1 to 10: 1 and preferably about 3 to 6: 1. This partial activation is 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 material and can be readily introduced into the polymerization reactor. In this partial activation, the activator may be used in absorbed form in the carrier used to dilute the activator. The partially activated precursor is preferably poorly effective as a polymerization catalyst in the process of the invention. In order to activate the partially activated precursor for ethylene polymerization, an additional activator must be introduced into the polymerization reactor. This completes the activation of the precursor in the reactor. The additional activator compound and the partially activated precursor are preferably fed to the reactor via separate lines. The additional activating compound can be injected into the reactor as a solution in a hydrocarbon solvent such as isopentane, hexane or mineral oil. This solution usually contains about 2 to 30 why. by weight of activating compound. The activator can also be added to the reactor in solid form, absorbed in the carrier. The carrier usually contains 10 to 50% by weight of activator. The additional activating compound is added to the reactor in an amount such that, together with the amount of activating compound and titanium compound, given in the form of the partially activated precursor, an overall Al / Ti molar ratio of about 10 to 400 and preferably about 15 to 60 is achieved. the amount of activating compound introduced into the reactor reacts with the partially activated 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, 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 are continuously introduced into the reactor during polymerization, optionally with separate batches of additional activating compound needed to complete 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 ethylenu 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) za tlaku a teploty, které jsou dostatečné pro iniciaci polymerace.The polymerization is carried out by contacting the ethylene 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 of a precursor (catalyst) at a pressure and temperature sufficient to initiate the polymerization.

Reakční systém s fluidním ložem, kterého lze použít pří provádění způsobu podle vynálezu, jo ilustrován na obr. 1.The fluidized bed reaction system that can be used in the process of the invention is illustrated in Figure 1.

Reaktor 10 se skládá z reakční zóny 12 a ze zóny 14, snižující rychlost.The reactor 10 comprises 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 asi 1,5 až asi 10 X vyšší, s výhodou asi 3 až 6X vyšší než minimální hmotnostní průtok plynu, nutný pro fluidizaci (Gmf). Označení Gmf pro minimální hmotnostní průtok plynu, nutný pro dosažení fluidizace navrhli C. Y. Wen a Y. H. Yu, „mechanics of Fluidization”, Chemical Engineering Progress Symposium Series, svazek 62, str. 100 až 111 (1966).Reaction 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, a suitable gas mass flow rate through the bed is about 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. Tyto 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 the formation of "hot spots" and that trap and distribute the pulverulent catalyst in the reaction zone. Upon commencement of operation, a polymeric particle is usually introduced as a base into the reaction zone before the gas stream is introduced. 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 umístě14 na 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 is placed 14 on a gas distribution plate 20 to assist 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 bud součástí zóny 14 snižující rychlost, nebo může být vně této zóny. Když je to 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 that 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 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 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 nm lože, mezi teplotou vstupujícího plynu a teplotou zbytku lože. Bylo pozorováno, že lože téměř okamžitě přizpůsobuje teplotu recyklovaného plynu nad touto 152 až 304 nm 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 může být rovněž umístěn před výměníkem tepla 26 ve smyslu směru toku.The recycle gas is then compressed in a compressor 25 and passed through a heat exchanger 26 where it is stripped of 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 nm bed, between the inlet gas temperature and the bed rest temperature. It has been observed that the bed almost instantly adapts the temperature of the recycle gas above this 152 to 304 nm 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 through the inlet 18 and into the fluidized bed through the distributor plate 20. The compressor 25 may also be placed upstream of the heat exchanger 26 in the direction of flow.

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 screen, slotted plate, perforated plate, plate plate (analogous to the distillation column trays) and the like. All plate portions may be stationary or of a movable type such as The plate described in U.S. Pat. No. 3,298,792. Whatever the structure of the plate, the plate must disperse the recycle gas between the particles at the bottom of the bed and maintain it in a fluidized state. The board also aims to support a quiet bed of resin particles when the reactor is not in operation. The movable portions of the plate may be used to extrude polymer particles retained on or within the plate.

Jako přenášeče řetězce se při polymeraci podle vynálezu může použít vodíku. Molární poměr vodík/ethylen, kterého se může použít, leží v rozmezí asi od 0 asi do 2,0 molů vodíku na mol ethylenu v plynném proudu.Hydrogen can be used as the chain transfer agent in the polymerization according to the invention. The hydrogen / ethylene molar ratio that can be used is in the range of about 0 to about 2.0 moles of hydrogen per mole of ethylene in the gas stream.

Jako činidel pro regulaci molekulové hmotnosti, tj. Jako přenášečů řetězce, se může spolu s katalyzátory podle vynálezu kromě vodíku používat též sloučenin obecného vzorceIn addition to hydrogen, the compounds of the formula I can be used in addition to hydrogen as molecular weight control agents, i.e. as chain transfer agents.

Zn(Ra) (Rb) kdeZn (R a ) (R b ) where

Ra a R|, jsou stejné nebo různé Cl až Ci4 alifatické nebo aromatické uhlovodíkové zbytky.R a and R l are the same or different C 1 to 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 může 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 30 % hmotnostních) v uhlovodíkovém rozpouštědle nebo v absorbované formě v pevném ředidle, jako je kysličník křemičitý, shora popsaného typu, a to v množství asi od 10 do 50 '% hmotnostních. Tyto látky bývají pyroforické. Sloučeniny zinku se mohou přidávat samotné nebo popřípadě spolu s přídavkem aktivátoru, který se má uvádět do reaktoru. Tyto sloučeniny se uvádějí do nejteplejší části systému recyklovaného plynu z dávkovače, který není zakreslen, a který může sousedit 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 the zinc compound (calculated as Zn) per mole of the titanium compound (calculated as Ti) can be added to the gaseous stream introduced into the reactor. The zinc compound may preferably be introduced into the reactor in the form of a dilute solution (2 to 30% by weight) in a hydrocarbon solvent or in absorbed form in a solid diluent such as silica of the type described above in an amount of about 10 to 50. % by weight. These substances are often pyrophoric. The zinc compounds may be added alone or optionally together with the addition of the activator to be introduced into the reactor. These compounds are fed to the hottest part of the recycle gas system from the dispenser, which is not plotted and which may be adjacent to the dispensing device 27.

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.

Reaktor s fluidním ložem musí pracovat při teplotě nižší, než je teplota spékání polymerních částic. Aby se zabránilo spékání částic, je nutné, aby byla pracovní teplota pod teplotou spékání. Při výrobě homopolymerů ethylenu způsobem podle vynálezu se přednostně pracuje při teplotě asi 30 až asi 115 °C. Teplot asi od 90 do 105 °C se používá pro výrobu produktů s hustotou asi 961 až 968 kg/m3.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 homopolymers according to the invention is preferably carried out at a temperature of about 30 ° C to about 115 ° C. Temperatures of about 90 to 105 ° C are used to produce products with a density of about 961 to 968 kg / m 3 .

Reaktor s fluidním ložem pracuje za tlaku až asi do 6,87 MPa, přednostně za tlaku přibližně od 1,03 do 2,40 MPa, přičemž když se pracuje za vyšších tlaků v tomto rozmezí, usnadňuje se přenos tepla, poněvadž zvýšení tlaku má za následek zvýšení jed13 notkové objemové tepelné kapacity plynu.The fluidized bed reactor operates at a pressure of up to about 6.87 MPa, preferably at a pressure of from about 1.03 to 2.40 MPa, and when operating at higher pressures in this range, heat transfer is facilitated since the pressure increase causes as a result of the increase in unit 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 located 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. On the contrary, injecting the catalyst into the fluidized bed helps to distribute the catalyst in the bed and avoids the formation of sites with high catalyst concentrations which could lead to hot spots.

Pro zavádění částečně nebo úplně redukovaného prekursoru a případné aktivační sloučeniny 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 activating compound 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 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 v 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 accommodate the heat evolution rate. This ensures a substantially constant temperature in the bed. Both the fluidized bed and the recycle gas cooling system must, of course, be equipped with appropriate devices to detect temperature changes in the bed and cooling system so that the operator can appropriately adjust the recycle gas temperature.

Za určité kombinace provozních podmínek se fluidizované lože udržuje v podstatě ve stejné výšce tím, že se část lože odtahuje jako produkt stejnou rychlostí, jako je rychlost tvorby částic polymerního produktu. Vzhledem k tomu, že rychlost vývoje tepla je přímo úměrná tvorbě produktu, je pro rychlost tvorby částic polymeru při konstantní rychlosti plynu určující měření vzrůstu teploty plynu podél reaktoru (tj. teplotního rozdílu mezi teplotou vstupujícího plynu a teplotou odcházejícího plynuj.Under a certain combination of operating conditions, the fluidized bed is maintained at substantially the same height by withdrawing a portion of the bed as product at the same rate as the rate of particle formation of the polymer product. Since the rate of heat evolution is directly proportional to product formation, the measurement of the increase in gas temperature along the reactor (i.e., the temperature difference between the inlet gas temperature and the outgoing gas temperature) determines the rate of polymer particle formation at a constant gas velocity.

Částice polymerního produktu se odebírají přednostně kontinuálně vedením 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. Suspenzního 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. Suspension gas can also be used to transfer the product from one reactor to another.

Částice polymerního produktu se účelně a přednostně odebírají pomocí dvou po216209 stupně 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 zavřen až do okamžiku následujícího odebírání produktu.The polymer product particles are expediently and preferably removed by means of two stage 16 operating time-controlled valves 36 and 38 between which a separation zone 40 is provided. When valve 38 is closed, valve 36 is opened so that it permits a gas-product mixture into zone 40. Then valve 38 is opened to transfer the product to the outer insulation zone. The valve 38 is then closed and closed until the product is removed.

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

Nosičový katalytický systém podle vynálezu poskytuje ve fluidizovaném loži produkt se střední velikostí částic přibližně 0,13 až 1,52 mm, přednostně přibližně mezi 0,51 až 1,0 mm, přičemž zbytky nosičového katalyzátoru v polymeru jsou neobvykle malé.The supported catalyst system of the present invention provides in a fluidized bed a product having an average particle size of about 0.13 to 1.52 mm, preferably between about 0.51 to 1.0 mm, the residues of the supported catalyst in the polymer being unusually small.

Zaváděný proud plynného monomeru, popřípadě s inertními plynnými ředidly se do reaktoru uvádí takovou rychlostí, aby se dosáhlo výtěžku vztaženého na prostor a čas asi 32,4 až asi 162,2 kg/h/m3 objemu lože.The feed monomer feed stream, optionally with inert gaseous diluents, is fed into the reactor at a rate to provide a space and time yield of about 32.4 to about 162.2 kg / hr / m 3 bed volume.

Pod pojmem „surová pryskyřice nebo polymer” se zde rozumí polymer v 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 rozsah vynálezu neomezují.The following examples serve to illustrate the invention in more detail, but do not limit the scope of the invention in any way.

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

HustotaDensity

Vyrobí se zkušební destička a ta se 1 hodinu temperuje na 120 °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 120 ° 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 190 °C, údaje v g za 10 minut. Rychlost toku (index toku taveniny při větším zatížení) (HLMI)ASTM D-1238-Condition E measurements are performed at 190 ° C, g data per 10 minutes. Flow rate (melt flow index at higher load) (HLMI)

ASTM D-1238-Condltion F, měření se provádí za použití desetinásobného zatížení než při měření indexu toku taveninyASTM D-1238-Condltion F, measurement is performed using tenfold load than melt index measurement

Poměr rychlostí toku rychlost toku index toku taveninyFlow Rate Ratio 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 spotřebováného 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.

Látky extrahovatelné cyklohexanemCyclohexane extractable substances

Vzorek pryskyřice se extrahuje vroucím cyklohexanem za atmosférického tlaku po dobu alespoň 18 hodin.The resin sample is extracted with boiling cyclohexane at atmospheric pressure for at least 18 hours.

Sypná (objemová) hmotnostBulk density

Pryskyřice se nasype pomocí nálevky s průměrem stonku 9,5 mm do 100 ml odměrného válce až po rysku 100 ml. Během plnění válce se válcem netřépe. 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. The cylinder does not shake during filling. The weight difference is determined by weighing.

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

Stanovuje se gelovou chromatografií na Styrogelu se sekvencí velikosti pórů ΙΟ6, 105, ΙΟ4, 103, 6 nm. Jako rozpouštědla se používá o-dichlorbenzenu při 135 °C. Detekce se provádí infračerveným zářením při 3,45 ^m. NenasycenostIt is determined by gel chromatography on Styrogel with a pore size sequence ΙΟ 6 , 10 5 , ΙΟ 4 , 10 3 , 6 nm. The solvent used is o-dichlorobenzene at 135 ° C. Detection was performed by infrared radiation at 3.45 µm. Unsaturation

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 ,um v případě transvlnylidenové nenasycenosti, při 11,0 ^m v případě terminální vinylové nenasycenosti a při 11,25 μιη 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 µm for transvinylidene unsaturation, at 11.0 µm for terminal vinyl unsaturation and at 11.25 µιη 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 literature [R. J. de Kock, et al., J. Polymer Science. Part B, 2, 339 (1964)].

Příklad IExample I

Příprava prekursoruPreparation of precursor

V pětilitrové baňce, vybavené mechanickým míchadlem, se smísí 16,0 g (0,168 molu) bezvodého chloridu hořečnatého pod dusíkem s 850 ml čistého tetrahydrofuranu. Směs se míchá při teplotě místnosti (asi 25°C) a přikape se 13,05 g (0,069 molu) chloridu titaničitého. Po skončení přidávání se obsah baňky 1/2 hodiny až 1 hodinu vaří pod zpětným chladičem, aby se pevné látky rozpustily. Systém se ochladí na teplotu místnosti a pak se během 1/4 hodiny pomalu přidají 3 litry čistého n-hexanu. Vysráží se žlutá pevná látka. Supernatant se dekantuje a pevná látka se promyje třikrát jedním litrem n-hexanu. Pak se pevné látky odfiltrují a vysuší v rotačním odpařováku při. 40 až 60 °C. Získá se 55 g pevného prekursoru.In a five-liter flask equipped with a mechanical stirrer, 16.0 g (0.168 mol) of anhydrous magnesium chloride under nitrogen are mixed with 850 ml of pure tetrahydrofuran. The mixture was stirred at room temperature (about 25 ° C) and 13.05 g (0.069 mol) of titanium tetrachloride was added dropwise. At the end of the addition, the contents of the flask were refluxed for 1/2 hour to 1 hour to dissolve the solids. The system was cooled to room temperature and then 3 liters of n-hexane was slowly added over 1/4 hour. A yellow solid precipitated. The supernatant was decanted and the solid was washed three times with one liter of n-hexane. The solids are then filtered off and dried on a rotary evaporator at. 40-60 ° C. 55 g of a solid precursor are obtained.

Prekursor se může v tomto okamžiku ana19 lyžovat na obsah hořčíku a titanu, poněvadž určitá množství sloučeniny hořčíku nebo/a titanu se mohlo ztratit při izolaci prekursoru. Empirické vzorce, 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 elektrondonorní sloučenině a že zbývající hmotnost prekursoru tvoří elektronůonorní sloučeninu.At this point, the precursor can be lysed to magnesium and titanium, since certain amounts of the magnesium and / or titanium compound may have been lost in the isolation of the precursor. 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 electron donor compound and that the remaining weight of the precursor is the electron donor compound.

Analýzou pevné látky se zjistí složení Mg:Analysis of solids revealed Mg composition:

6,1 %, Ti: 4,9 %, což odpovídá vzorci6.1%, Ti: 4.9%, which corresponds to the formula

TiMg2,15Cl8>9(THF)7;0, kdeTiMg 2 , 15 Cl 8> 9 (THF) 7;

THF představuje tetrahydrofuran. Příklad IITHF is tetrahydrofuran. Example II

Aktivační postupyActivation procedures

Postup AProcedure

Tento aktivační postup zahrnuje několikastupňovou aktivaci prekursoru. Aktivace se při tomto postupu provádí tak, že se prekursor před uvedením do polymeraěního reaktoru aktivuje jen částečně a dokončení aktivace se provede v reaktoru.This activation procedure involves a multi-step activation of the precursor. Activation is carried out in such a way that the precursor is only partially activated before being introduced into the polymerization reactor and the activation is completed in the reactor.

Do mísící nádoby nebo bubnu se umístí požadovaná navážka suchého inertního nosiče. V příkladech, které jsou zde popisovány, se jako nosiče používá asi 500 g kysličníku křemičitého a asi 1000 g polyethylenového nosiče. Inertní nosič se pak smísí s dostatečným množstvím bezvodého alifatického uhlovodíkového ředidla, jako isopentanu, aby vznikla suspenze. Obvykle je nutno použít asi 4 až 7 ml ředidla na 1 g inertního nosiče. Požadovaná hmotnost prekursoru se pak umístí do mísící nádoby a důkladně se smísí se suspenzí. V příkladech, které jsou zde uvedeny, se pro výrobu katalyzátorů používá asi 80 až .135 g prekursoru, které obsahují 1 ± 0,1 mmolu titanu na gram prekursoru.The required weight of dry inert carrier is placed in a mixing vessel or drum. In the examples described herein, about 500 g of silica and about 1000 g of polyethylene carrier are used as carriers. The inert carrier is then mixed with a sufficient amount of an anhydrous aliphatic hydrocarbon diluent, such as isopentane, to form a suspension. Usually about 4 to 7 ml of diluent per g of inert carrier is required. The desired weight of the precursor is then placed in a mixing vessel and thoroughly mixed with the suspension. In the examples given herein, about 80 to 135 g of precursor containing 1 ± 0.1 mmol of titanium per gram of precursor are used to produce the catalysts.

K obsahu mísící nádoby se přidá požadované množství aktivátoru, potřebné pro částečnou aktivaci prekursoru. Používá se takového množství aktivátoru, aby byl poměr Al/Ti v částečně redukovaném prekursoru až 10:1 a přednostně 3 až 6:1. Aktivátor se přidává do mísícího bubnu ve formě roztoku obsahujícího asi 20 % hmotnostních aktivátoru (v těchto příkladech triethylhliníku) v inertním alifatickém uhlovodíkovém rozpouštědle (v těchto příkladech hexanu). Aktivace se provede, důkladným promísením a uvedením aktivátoru ve styk s prekursorem. Všechny shora popsané operace se provádějí při teplotě místnosti a za atmosférického tlaku pod inertní atmosférou.The required amount of activator required to partially activate the precursor is added to the contents of the mixing vessel. An amount of activator is used such that the Al / Ti ratio in the partially reduced precursor is up to 10: 1 and preferably 3 to 6: 1. The activator is added to the mixing drum in the form of a solution containing about 20% by weight of the activator (in these examples triethyl aluminum) in an inert aliphatic hydrocarbon solvent (in these examples hexane). Activation is performed by thorough mixing and bringing the activator into contact with the precursor. All operations described above are carried out at room temperature and at atmospheric pressure under an inert atmosphere.

Výsledná suspenze se vysuší proudem suchého inertního plynu, jako dusíku nebo argonu, za atmosférického tlaku a při teplotě do 60 °C, aby se odstranilo uhlovodíkové ředidlo. To si vyžádá obvykle asi 3 až 5 hodin. Látka má podobu volně pohyblivého práškovitého materiálu, tvořeného jednotnou směsí aktivovaného prekursoru s inertním nosičem. Vysušený produkt se skladuje pod inertním plynem.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 up to 60 ° C to remove the hydrocarbon diluent. This usually takes about 3 to 5 hours. The substance is in the form of a free-flowing pulverulent material consisting of a uniform mixture of activated precursor with an inert carrier. The dried product is stored under an inert gas.

Když se do polymeraěního reaktoru uvádí přídavný aktivátor podle postupu A za účelem dokončení aktivace prekursoru, může se tento aktivátor nejprve absorbovat v inertním nosiči, jako je silikagel nebo polyethylen, nejvýhodněji se však aktivátor do reaktoru zavádí ve formě zředěného roztoku v uhlovodíkovém rozpouštědle, jako isopentanu.When the additional activator of Process A is introduced into the polymerization reactor to complete activation of the precursor, the activator may first be absorbed in an inert carrier such as silica gel or polyethylene, but most preferably the activator is introduced into the reactor as a dilute solution in a hydrocarbon solvent such as isopentane. .

Když se má aktivátor absorbovat v silikagelovém nosiči, obě látky se spolu mísí v nádobě obsahující asi 4 ml isopentanu na gram nosiče. Výsledná suspenze se pak suší asi 3 až 5 hodin proudem dusíku za atmosférického tlaku při teplotě 65 ± 10 °C, aby se odstranilo uhlovodíkové ředidlo.When the activator is to be absorbed in a silica gel carrier, the two substances are mixed together in a container containing about 4 ml of isopentane per gram of carrier. The resulting suspension is then dried for about 3-5 hours with a stream of nitrogen at atmospheric pressure at 65 ± 10 ° C to remove the hydrocarbon diluent.

Když se aktivátor vstřikuje do polymeračního systému ve formě zředěného roztoku, přednostně se používá koncentrace asi 5 až 10 % hmotnostních.When the activator is injected into the polymerization system in the form of a dilute solution, a concentration of about 5 to 10% by weight is preferably used.

Bez ohledu na způsob zavádění aktivátoru do polymeraěního reaktoru za účelem dokončení aktivace prekursoru se používá aktivátoru v takovém množství, aby se poměr Al/Tl v polymeračním reaktoru udržel na hodnotě od 10 doo 400:1 a přednostně od 10 do 100:1, včetně mezních hodnot.Regardless of the method of introducing the activator into the polymerization reactor to complete activation of the precursor, the activator is used in an amount such that the Al / Tl ratio in the polymerization reactor is maintained at from 10 to 400: 1 and preferably from 10 to 100: 1, including values.

Před použitím se kysličník křemičitý suší alespoň 4 hodiny při teplotě alespoň 200 °C. Postup BThe silica is dried at a temperature of at least 200 ° C for at least 4 hours before use. Procedure B

Při tomto postupu se úplná aktivace prekursoru provádí tak, že se prekursor uvádí během míšení do styku s aktivátorem absorbovaným v inertním nosiči.In this procedure, complete activation of the precursor is accomplished by contacting the precursor with the activator absorbed in the inert carrier during mixing.

Aktivátor se absorbuje v inertním nosiči tak, že se suspenduje spolu s nosičem v inertním uhlovodíkovém rozpouštědle a pak se suspenze vysuší, aby se odstranilo rozpouštědlo. Získaná směs obsahuje asi 10 až 50 % hmotnostních aktivátoru. Postupuje se tedy takto: 500 g kysličníku křemičitého (předem sušeného 4 hodiny při 800 CG) se předloží do mísící nádoby. Pak se do mísící nádoby přidá požadované množství aktivátoru ve formě 20% (hmotnostně) roztoku v uhlovodíkovém rozpouštědle, jako hexanu, a směs se smísí, suspenduje s inertním nosičem při teplotě místnosti a za atmosférického tlaku. Pak se rozpouštědlo odpaří sušením vzniklé suspenze při 65 ± 10 °C po dobu asi 3 až 5 hodin za atmosférického tlaku proudem suchého inertního plynu, jako dusíku. Vysušená směs má formu sypkých částic, které mají stejný rozměr jako částice použitého nosiče.The activator is absorbed in the inert carrier by suspending it together with the carrier in an inert hydrocarbon solvent and then drying the suspension to remove the solvent. The mixture obtained contains about 10 to 50% by weight of activator. The procedure is therefore as follows: 500 g of silica (previously dried at 800 DEG C. for 4 hours) are introduced into a mixing vessel. Then the required amount of activator in the form of a 20% (w / w) solution in a hydrocarbon solvent such as hexane is added to the mixing vessel and the mixture is mixed, suspended with an inert carrier at room temperature and atmospheric pressure. Then the solvent is evaporated by drying the resulting suspension at 65 ± 10 ° C for about 3-5 hours at atmospheric pressure with a stream of dry inert gas such as nitrogen. The dried composition is in the form of bulk particles having the same size as the particles of the carrier used.

Do mísící nádoby se předloží asi 500 g vysušeného kysličníku křemičitého, na kte216209 rém je nanesen aktivátor (v hmotnostním poměru 50:50), a přidá se požadovaná navážka prekursoru (80 až 135 g). Látka se důkladně mísí 1 až 3 hodiny při teplotě místnosti a atmosférickém tlaku pod suchým inertním plynem, jako dusíkem nebo argonem. Výsledná směs má jaodobu fyzikální směsi sypkých částic, které mají velikost řádově 10 až 150 μιη. Během míšení přichází aktivátor na nosiči do styku s prekursorem a úplně ho aktivuje. Během exotermické reakce, ke které dochází, by teplota katalyzátoru neměla překročit 50 °C, aby se zabránilo jakékoliv desaktivaci katalyzátoru. Výsledný aktivovaný katalyzátor má poměr Al/Ti asi 10 až 50 a pokud obsahuje více než 10 °/o hmotnostiiích aktivátoru, může být pyroforický. Před uváděním do reaktoru se skladuje pod suchým inertním plynem, jako dusíkem nebo argonem. Příklady 1 až 3About 500 g of dried silica are charged to a mixing vessel with an activator (50:50 by weight) applied to the reme, and the desired weight of precursor (80-135 g) is added. The material is thoroughly mixed for 1 to 3 hours at room temperature and atmospheric pressure under a dry inert gas such as nitrogen or argon. The resulting mixture is similar to a physical mixture of bulk particles having a size of the order of 10 to 150 μιη. During mixing, the activator on the carrier comes into contact with the precursor and activates it completely. During the exothermic reaction that occurs, the catalyst temperature should not exceed 50 ° C to prevent any catalyst deactivation. The resulting activated catalyst has an Al / Ti ratio of about 10 to 50 and, if it contains more than 10% by weight of the activator, may be pyrophoric. It is stored under a dry inert gas such as nitrogen or argon before being introduced into the reactor. Examples 1 to 3

V každém z těchto tří příkladů se ethylen homopolymeruje za použití katalyzátoru popsaného shora a aktivovaného aktivačním postupem A. Prekursor zředěný kysličníkem křemičitým obsahuje 18,4 ± 1 % hmotnostní prekursoru. V každém případě má částečně aktivovaný prekursor molární poměr Al/Ti 4,52 ± 0,03. Dokončení aktivace prekursoru v polymeračním reaktoru se provádí triethylhliníkem absorbovaným v kysličníku křemičitém (hmotnostní poměr obou látek ve směsi je 50/50) tak, aby se v reaktoru získal úplně aktivovaný katalyzátor s molárním poměrem Al/Ti 30.In each of these three examples, ethylene is homopolymerized using the catalyst described above and activated by activation procedure A. The precursor diluted with silica contains 18.4 ± 1% by weight of the precursor. In each case, the partially activated precursor has an Al / Ti molar ratio of 4.52 ± 0.03. Completion of the precursor activation in the polymerization reactor is accomplished with triethyl aluminum absorbed in silica (50/50 weight ratio of the two compounds) so as to obtain a fully activated catalyst with an Al / Ti 30 molar ratio in the reactor.

Každá z polymeračních reakcí se provádí kontinuálně po dobu alespoň 1 hodiny od ustavení rovnováhy za tlaku 2,06 MPa při rychlosti plynu odpovídající asi troj- až čtyřnásobku hodnoty Gmf a prostorové rychlosti výtěžku 48,7 až 97,3 kg/m2/h.Each of the polymerization reactions is carried out continuously for at least 1 hour after equilibration at a pressure of 2.06 MPa at a gas velocity of about three to four times the Gmf value and a space velocity of yield of 48.7 to 97.3 kg / m 2 / h.

Používá se shora popsaného reakčního systému, znázorněného na obrázku. Jeho spodní část je vysoká 3,05 m a její vnitřní průměr je 0,343 m. Horní část je vysokáThe reaction system described above is shown. Its lower part is 3.05 m high and its inner diameter is 0.343 m. The upper part is high

4,88 m a její vnitřní průměr je 0,597 m.4.88 m and its inner diameter is 0.597 m.

V tabulce I je uveden molární poměr Hz/ /ethylen, obsah ethylenu v reaktoru v objemových o/o a polymerační teplota v příkladech 1 a 3 a různé vlastnosti granulovaných surových pryskyřic vyrobených v těchto příkladech.Table I shows the molar ratio of H 2 / / ethylene, the ethylene content in the reactor in volume 0 / o and the polymerization temperature in Examples 1 and 3 and the various properties of the granulated crude resins produced in these Examples.

TABULKA ITABLE I

Reakční podmínky a vlastnosti pryskyřic v příkladech 1 až 3The reaction conditions and properties of the resins in Examples 1 to 3

33

PříkladExample

Pracovní podmínky molární poměr Hz/Cz teplota [°Cj obsah ethylenu v reaktoru [°/o obj.j produktivita katalyzátoru [kg pryskyřice/kg Ti]Operating conditions Molar ratio Hz / Cz temperature [° Cj ethylene content in reactor [° / o vol catalyst productivity [kg resin / kg Ti]

Vlastnosti, pryskyřice Hustota [kg/m3]Properties, resin Density [kg / m 3 ]

Index toku taveniny [g/10 min]Melt flow index [g / 10 min]

Poměr rychlostí toku taveniny ,Melt flow rate ratio,

Obsah látek extrahovatelných cyklohexanem [%]Cyclohexane extractable content [%]

Obsah popele [% hmotnostní]Ash content [% by weight]

Obsah Ti [ppm]Ti content [ppm]

Obsah Cl [ppml (odhadem]Cl content [ppml (estimated)]

Obsah Cl [ppm] (analýzou)Cl content [ppm] (by analysis)

Objemová hmotnost [kg/m3]Bulk density [kg / m 3 ]

Střední velikost částic [mm]Mean particle size [mm]

Obsah prachovitých podílů (> 10 mesh) [% hmotnostní]Dust content (> 10 mesh) [% by weight]

Příklady 4 až 16Examples 4 to 16

V každém z těchto 13 příkladů se ethylen homopolymeruje za použití katalyzátoru připraveného shora uvedeným způsobeni a aktivovaného aktivačním postupem A. Částečně aktivovaný prekursor má v každém případě molární poměr Al/Ti 4,71 ± 0,01. Dokončení aktivace prekursoru se provádí v polymeračním reaktoru pomocí triethylhUníku ve formě roztoku v isopentanu o koncentraci 2,6 až 5 % hmotnostních. PoužíváIn each of these 13 examples, ethylene is homopolymerized using a catalyst prepared by the above process and activated by activation process A. The partially activated precursor in each case has an Al / Ti molar ratio of 4.71 ± 0.01. Completion of the precursor activation is carried out in a polymerization reactor with triethyl carbonate as a solution in isopentane at a concentration of 2.6 to 5% by weight. Using

0,201 0.201 0,411 0.411 0,418 0.418 90 90 110 110 104 104 74,8 74.8 53,8 53.8 58,6 58.6 210 000 210 000 74 000 74 000 142 000 142 000 962,6 962.6 970,8 970.8 970,1 970.1 0,63 0.63 14,6 14.6 7,38 7.38 29,2 29.2 27,0 27.0 27,9 27.9 0,16 0.16 0,74 0.74 0,43 0.43 0,054 0,054 0,196 0.196 0,068 0,068 4,8 4.8 13,5 13.5 7,0 7.0 32 32 89 89 46 46 - 53—62 53—62 39—45 39—45 293,6 293.6 425,0 425.0 405,5 405.5 0,93 0.93 0,49 0.49 0,65 0.65 7,9 7.9 20,0 20.0 5,0 5.0

se takových množství, aby se dosáhlo molárního poměru Al-Ti 13 až 62.The amount of Al-Ti molar ratio is 13 to 62.

Každá z reakcí se provádí stejným způsobem jako v příkladech 1 až 3. Tabulka II, uvedená dále, uvádí pro příklady 4 až 16 pracovní podmínky, rovněž uvedené v tabulce I, molární poměr Al/Ti udržovaný v reaktoru a obsah prekursoru ve směsi prekursor/kysličník křemičitý, zředěné kysličníkem křemičitým. V tabulce III jsou uvedeny různé vlastnosti polymerů vyrobených v příkladech 4 až 16.Each of the reactions was carried out in the same manner as in Examples 1 to 3. Table II below sets forth, for Examples 4 to 16, the operating conditions also shown in Table I, the Al / Ti molar ratio maintained in the reactor and the precursor content in the precursor / silicon dioxide, diluted with silicon dioxide. Table III lists the various properties of the polymers produced in Examples 4 to 16.

V příkladech 5, 6 a 9 se do reaktoru uvádí diethylzinek ve formě roztoku v isopentanu o koncentraci 2,6 % hmotnostních, v takovém množství, aby se poměr Zn/Ti v reaktoru udržel na hodnotě 30. V těchto příkladech se rovněž aktivátor do reaktoru přidává ve formě roztoku v isopentanu o koncentraci 2,6 % hmotnostních.In Examples 5, 6 and 9, diethylzinc was introduced into the reactor as a 2.6% by weight solution of isopentane, in an amount such that the Zn / Ti ratio in the reactor was maintained at 30. In these examples, the reactor activator was also is added as a solution in 2,6% by weight of isopentane.

TABULKA IITABLE II

Reakční podmínky v příkladech 4 až 16The reaction conditions in Examples 4 to 16

Příklad Example Obsah prekursoru [% hmotnostní] Content precursor [% weight] Molární poměr Al/Ti v reaktoru Molar ratio Al / Ti in the reactor Teplota [°C] Temperature [° C] Obsah ethylenu v reaktoru 1% ob].] The ethylene content of the reactor was 1% by volume.] Molární poměr H2/C2 Molar ratio H2 / C2 Produktivita katalyzátoru [kg pryskyřice/kg titanu] Catalyst productivity [kg resin / kg titanium] 4 4 17,7 17.7 30 30 100 100 ALIGN! 62,9 62.9 0,421 0.421 333 000 333 000 5 5 17,7 17.7 30 30 110 110 71,9 71.9 0,263 0.263 333 000 333 000 6 6 18,2 18.2 24,1 24.1 100 100 ALIGN! 69,3 69.3 0,198 0.198 200 000 200 000 7 7 18,0 18.0 12,7 12.7 110 110 63,0 63.0 0,226 0.226 143 000 143 000 8 8 18,8 18.8 22,1 22.1 99,9 99.9 57,2 57.2 0,405 0.405 125 000 125 000 9 9 17,0 17.0 51,0 51.0 104 104 55,5 55.5 0,400 0.400 105 000 105 000 10 10 17,0 17.0 48,0 48.0 104 104 54,9 54.9 0,390 0.390 91000 91000 11 11 17,4 17.4 62,3 62.3 104 104 52,5 52.5 0,393 0.393 80 000 80 000 12 12 17,2 17.2 43,7 43.7 104 104 55,9 55.9 0,400 0.400 100 000 100 000 13 13 17,2 17.2 23,4 23.4 104 104 54,7 54.7 0,403 0.403 83 000 83 000 14 14 17,6 17.6 38,1 38.1 104 104 58,6 58.6 0.399 0.399 77 000 77 000 15 15 Dec 17,5 17.5 46,9 46.9 104 104 55,2 55.2 0,390 0.390 125 000 125 000 16 16 17,5 17.5 49,9 49.9 104 104 57,2 57.2 0,406 0.406 105 000 105 000

TABULKA IIITABLE III

Vlastnosti polymerů vyrobených v příkladech 4 až 16Properties of the polymers produced in Examples 4 to 16

Příklad Example Hustota Density Index toku taveniny [g/10 min] Melt flow index [g / 10 min] Poměr rychlosti toku Ratio speed flow Obsah popele [ % hmotnostní] Ash content [% by weight] Obsah Ti [ppm] Content Ti [ppm] Objemová hmotnost [kg/m3]Bulk density [kg / m 3 ] Střední velikost částic [mm] Medium size of particles [mm] 4 4 969,3 969.3 9,0 9.0 28,4 28.4 0,073 0,073 3,0 3.0 384,4 384.4 0,79 0.79 5 5 969,1 969.1 7,57 7.57 28,0 28.0 0,054 0,054 3,0 3.0 374,7 374.7 0,78 0.78 6 6 965,6 965.6 1,74 1.74 26,2 26.2 0,019 0.019 5,0 5.0 343,9 343.9 1,02 1,02 7 7 963,5 963.5 3,08 3.08 25,1 25.1 0,074 0,074 7,0 7.0 381,2 381.2 0,83 0.83 8 8 970,1 970.1 9,93 9.93 27,4 27.4 0,106 0.106 8,0 8.0 343,9 343.9 0,79 0.79 9 9 970,6 970.6 6,47 6.47 27,8 27.8 0,100 0.100 9,5 9.5 384,4 384.4 0,54 0.54 10 10 970,1 970.1 7,33 7.33 25,6 25.6 0,090 0,090 11,0 11.0 394,1 394.1 0,53 0.53 11 11 970,6 970.6 8,12 8.12 27,7 27.7 0,110 0,110 12,5 12.5 353,6 353.6 0,57 0.57 12 12 969,9 969.9 8,37 8.37 26,9 26.9 0,080 0,080 10,0 10.0 353,6 353.6 0,61 0.61 13 13 970,8 970.8 7,28 7.28 27,7 27.7 0,125 0.125 12,0 12.0 363,3 363.3 0,66 0.66 14 14 970,9 970.9 9,33 9.33 27,7 27.7 0,100 0.100 13,0 13.0 384,4 384.4 0,62 0.62 15 15 Dec 970,7 970.7 7,33 7.33 27,4 27.4 0,117 0.117 8 8 272,5 272.5 0,46 0.46 16 16 971,6 971.6 10,03 10,03 28,4 28.4 0,105 0.105 9,5 9.5 374,7 374.7 0,58 0.58

Claims (3)

1. Způsob katalytické výroby ethylenového homopolymeru za použití katalyzátoru obsahujícího titan při produktivitě alespoň 50 000 kg polymeru na 1 kg titanu v reaktoru za tlaku pod 6,87 MPa v plynné fázi, přičemž polymer vzniká v granulární formě a má hustotu od 958 do 972 kg/m3, včetně mezních hodnot, a poměr rychlostí toku taveniny 22 až 32, včetně mezních hodnot, vyznačený tím, že se ethylen homopolymeruje při teplotě 30 až 115 °C tak, že se monomerní násada uvádí do styku v přítomnosti asi 0 až 2,0 molů vodíku na mol ethylenu v reakční zóně pro reakce v plynné fázi s částicemi katalytického systému sestávajícího z prekursoru obecného vzorceA process for the catalytic production of an ethylene homopolymer using a titanium-containing catalyst at a productivity of at least 50,000 kg of polymer per kg of titanium in a reactor under a gas pressure of below 6.87 MPa, the polymer being formed in granular form and having a density of 958 to 972 kg / m 3 , including limit values, and a melt flow rate ratio of 22 to 32, including limit values, characterized in that ethylene is homopolymerized at a temperature of 30 to 115 ° C by contacting the monomer feed in the presence of about 0 to 2 0 moles of hydrogen per mole of ethylene in the reaction zone for gas phase reactions with particles of a catalyst system consisting of a precursor of the general formula Mgm1(OR)nXp[ED]q kde představujeMg m Ti 1 (OR) n X p [ED] q where represents ED elektrondonorní sloučeninu, m číslo od 0,5 do 56, včetně mezních hodnot, n číslo 0 nebo 1, p číslo od 6 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 or 1, p number from 6 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 Cu 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, který je smíšen s 1 až 20 díly hmotnostními na 1 díl hmotnostní prekursoru alespoň jednoho inertního nosiče a je nejprve částečně aktivován vně reaktoru nejvýše 10 moly aktivační sloučeniny na mol titanu obsaženého v prekursoru a pak úplně aktivovánX chlorine, bromine or iodine or a mixture thereof, which is mixed with 1 to 20 parts by weight per 1 part by weight of the precursor of at least one inert carrier and is first partially activated outside the reactor by not more than 10 moles of activating compound per mole of titanium contained in the precursor; VYNÁLEZU bud mimo reaktor >10 až á400 moly aktivační sloučeniny na mol titanu v prekursoru, přičemž úplná aktivace se provádí tak, že vznikne pevný suchý katalytický systém před dávkováním tohoto systému do polymeračního reaktoru, bez nutnosti jeho zahřívání na teplotu nad 50 °C v průběhu těchto stupňů aktivace, které se provádějí s množstvím aktivační sloučeniny nad 10 molů, nebo úplně aktivován v reaktoru >10 až >400 moly aktivační sloučeniny na mol titanu obsažený v prekursoru, přičemž aktivační sloučeninou je sloučenina obecného vzorceOF THE INVENTION either outside the reactor of> 10 to 400 moles of activating compound per mole of titanium in the precursor, wherein complete activation is effected to form a solid dry catalyst system prior to feeding the system to the polymerization reactor without heating it above 50 ° C during These activation steps, which are carried out with an amount of activating compound above 10 moles, or fully activated in the reactor of> 10 to> 400 moles of activating compound per mole of titanium contained in the precursor, the activating compound being a compound of the general formula Al(R“)cXd‘Hc kdeAl (R ') 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 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 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. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že se pracuje postupem ve fluidním loži.2. A process according to claim 1, wherein the process is carried out in a fluidized bed process. 3. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že se částečně aktivovaný katalyzátor dávkuje do reakční zóny, kde probíhá úplná aktivace.3. The process of claim 1 wherein the partially activated catalyst is metered into the reaction zone where complete activation takes place.
CS805045A 1979-02-27 1980-07-15 Method of catalytic production of ethylene homopolymere CS216209B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS805045A CS216209B2 (en) 1979-02-27 1980-07-15 Method of catalytic production of ethylene homopolymere

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US1441279A 1979-02-27 1979-02-27
CS792150A CS216208B2 (en) 1979-02-27 1979-03-30 Method of preparation of the catalytic system
CS805045A CS216209B2 (en) 1979-02-27 1980-07-15 Method of catalytic production of ethylene homopolymere

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS216209B2 true CS216209B2 (en) 1982-10-29

Family

ID=25745568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS805045A CS216209B2 (en) 1979-02-27 1980-07-15 Method of catalytic production of ethylene homopolymere

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS216209B2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0004645B1 (en) Low pressure preparation of ethylene copolymers in fluid bed reactor
EP0004647B1 (en) Process for copolymerizing ethylene
US4379759A (en) Impregnated polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene copolymerization
EP0012147B1 (en) Process for the preparation of high density ethylene polymers in fluid bed reactor
US4293673A (en) Spheroidal polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene polymerization
US4383095A (en) Process for the preparation of high density ethylene polymers in fluid bed reactor
US4395359A (en) Polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene homopolymerization
CS232720B2 (en) Method of flow catalytic production of ethylene polymers
US4684703A (en) Polymerization catalyst for ethylene homopolymerization
CS232723B2 (en) Method of ethylene copolymer catalytic production
US20060281879A1 (en) Catalyst compositions comprising small silica support materials and methods of use in polymerization reactions
CS214736B2 (en) Method of making the heterogenous hydrocarbon polymeres on the base of ethylene in the gaseous phase
EP0004646B1 (en) Process for preparing polymerization catalyst and process for ethylene homopolymerization
CS216209B2 (en) Method of catalytic production of ethylene homopolymere
CS216208B2 (en) Method of preparation of the catalytic system
CA1118148A (en) Preparation of high density ethylene polymers in fluid bed reactor
CS213374B2 (en) Method of catalytic production of homopolymeres and copolymeres of ethylene
CS214686B2 (en) Method of preparation of catalytic system for polymeration or copolymeration of ethylene
CS215015B2 (en) Method of catalytic production of ethylene copolymere
CS213382B2 (en) Method of catalytic production of homopolymeres and copolymeres of the ethylene
CS215014B2 (en) Catalytic system and method of preparation thereof
KR830000165B1 (en) Process for producing ethylene polymer using fluidized bed reactor
CS213373B2 (en) Method of catalytic production of the ethylene copolymere
CS209829B2 (en) Catalytic method of making the ethylene copolymeres
JPS5835604B2 (en) Method for producing high-density ethylene polymer in a fluidized bed reactor