CS225984B1 - Apparatus for determining polymerization activity of catalysts - Google Patents
Apparatus for determining polymerization activity of catalysts Download PDFInfo
- Publication number
- CS225984B1 CS225984B1 CS242582A CS242582A CS225984B1 CS 225984 B1 CS225984 B1 CS 225984B1 CS 242582 A CS242582 A CS 242582A CS 242582 A CS242582 A CS 242582A CS 225984 B1 CS225984 B1 CS 225984B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- polymerization
- reactor
- catalyst
- catalysts
- polymer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
Description
Vynález se týká zařízení k stanovení aktivity katalyzátorů při polymerací olefinů v plynné fázi.The invention relates to a device for determining the activity of catalysts in the gas phase polymerization of olefins.
Při studiu polymeračních katalyzátorů se používá kromě jiných metod především polymeračních testů, kdy se za definovaných podmínek (tlaku, teploty, koncentrace monomeru a katalyzátoru) provádí polymerace vybraného monomeru studovaným katalyzátorem. Z průběhu polymerace, z množství vzniklého polymeru a z vyhodnocení vlastností získaného polymeru se usuzuje na vlastnosti katalytického systému.In the study of polymerization catalysts, polymerization tests are used, among other methods, in which polymerization of the selected monomer by the studied catalyst is carried out under defined conditions (pressure, temperature, monomer and catalyst concentration). From the polymerization process, the amount of polymer formed and the evaluation of the properties of the obtained polymer, the properties of the catalyst system are judged.
Nejvíce sledovanými parametry polymeračních katalyzátorů je jejich aktivita a produktivita v závislosti na podmínkách reakce a na složení polymeračního systému. Pro měření těchto parametrů bylo navrženo mnoho metod a zařízení, které využívají různé principy. Nejčastěji se pracuje tak, že se polymeruje za zvolených konstantních podmínek v reaktoru skleněném nebo kovovém. Po určité době se polymerace přeruší, polymer se izoluje a zváží. Ze známé hmotnosti katalyzátoru a z hmotnosti izolovaného polymeru se stanoví průměrná aktivita, kterou možno vyjádřit například v molech zpolymerovaného monomeru na g katalyzátoru za hodinu, nebo vztáhnout množství polymeru na jednotku hmoty aktivní komponenty katalyzátoru Me :The most studied parameters of polymerization catalysts are their activity and productivity depending on the reaction conditions and the composition of the polymerization system. To measure these parameters, many methods and devices have been proposed that use different principles. Most often, the polymerization is carried out in a glass or metal reactor under selected constant conditions. After some time the polymerization is interrupted, the polymer is isolated and weighed. From the known mass of catalyst and from the mass of polymer isolated, the average activity, which can be expressed, for example, in moles of polymerized monomer per g of catalyst per hour, is determined, or the amount of polymer per unit mass of active catalyst component Me is determined:
í^at. = mo1^ M / S kat.í ^ at. = mo1 ^ M / S Cat.
. = molů M / g Me.. = moles M / g Me.
225 984225 984
225 934225 934
Výhodou tohoto způsobu je, že lze připravit dostatečné množství polymeru, které umožňuje základní vyhodnocení fyzikálních a mechanických vlastností polymeru. Nevýhodou je, že takto naměřená konstanta nebo Κ^θ charakterizující aktivitu katalyzátoru je průměrná hodnota, která nic neříká o kinetickém průběhu polymerace.The advantage of this method is that a sufficient amount of polymer can be prepared to permit a basic evaluation of the physical and mechanical properties of the polymer. The disadvantage is that the measured constant or Κ ^ θ characterizing the activity of the catalyst is an average value which does not say anything about the kinetic course of the polymerization.
Zařízení používané pro studium polymeračních katalyzátorů, jako je dilatometrická metoda popsaná v Collection Czech. Chem. Conr. 24. 3703 (1959), umožňuje sice měření klneti— ky polymerace, ale je omezeno na polymeraci v kapalné fázi a poskytuje jen malé množství půlymeru, jež není dostatečné pro vyhodnocení mechanických vlastností.Equipment used to study polymerization catalysts such as the dilatometric method described in Collection Czech. Chem. Conr. 24, 3703 (1959), although it allows the measurement of polymerization clutter, but is limited to liquid phase polymerization and provides only a small amount of a polymer that is not sufficient to evaluate mechanical properties.
Zavedení způsobu polymerace alfa-olefinů v plynné fázi ve fluidním loži do průmyslové výroby přineslo požadavek testování katalyzátorů polymeračním testem v plynné fázi. Naprostou nestabilitu lože v laboratorním měřítku se podařilo překonat řešením speciálního reaktoru, který je předmětem ČS 178207 a ČS 178250. Přes značnou vypovídací schopnost polymeračního testu s reaktorem podle výše uvedených autorských osvědčeni, neumožňoval tento postup měření kinetiky polymerace v průběhu jednoho pokusu. Údaje kinetického charakteru bylo možné získávat na tomto reaktoru pouze sérií měření β různou délkou polymerační doby.The introduction of a fluidized bed gas phase alpha-olefin polymerization process into industrial production has led to the requirement to test catalysts by a gas phase polymerization test. The total lab instability was overcome by solving a special reactor, which is the subject of CS 178207 and CS 178250. Despite the considerable predicative ability of the polymerization test with the reactor according to the above-mentioned author's certificates, this procedure did not allow measurement of polymerization kinetics in one experiment. Kinetic data could be obtained on this reactor only by a series of β measurements of different length of polymerization time.
Nyní se podařilo pomocí zařízení dle vynálezu získat při jediném polymeračním testu nejen průměrnou polymerační konstantu ale také zaznamenat kinetickou křivku polymerace v průběhu celého pokusu. To znamená nejen zvýěení vypovídací schopnosti polymeračního testu, ale také značné úspory času, chemikálií a energií a sníženi rozptylu měřených hodnot.It has now been possible to obtain not only the average polymerization constant in a single polymerization test, but also to record the kinetic curve of the polymerization throughout the experiment in a single polymerization test. This means not only an increase in the informative ability of the polymerization test, but also a considerable saving of time, chemicals and energy and a reduction in the variance of the measured values.
Předmětem vynálezu je zařízení ke stanovení polymerační aktivity katalyzátorů z časového průběhu spotřeby monomeru při polymeraci v tlakovém reaktoru, ve kterém polymerační reaktor je vybaven kontaktním manometrem, elektromagneticliým ventilem s regulací průtoku plynu, spínacím relé a elektronickým regulačním a registračním zařízením.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a device for determining the polymerization activity of catalysts from the monomer consumption time during a polymerization in a pressurized reactor, wherein the polymerization reactor is equipped with a contact pressure gauge, gas flow control solenoid valve, switching relay and electronic control and registration device.
Zařízení dle vynálezu je znázorněno na výkresu, kde 1 je polymerační reaktor pro polymeraoi olefinů, 2 kontaktní manometr, 2 elektromagnetický ventil, £ regulace průtoku plynu, 2 spínací relé a 6 elektronické regulační a registrační zařízeni.The device according to the invention is shown in the drawing, wherein 1 is a polymerization reactor for olefin polymerization, 2 contact pressure gauge, 2 solenoid valve, gas flow control, 2 switching relays and 6 electronic control and registration devices.
Princip činnosti zařízení dle vynálezu spočívá v tom, že při poklesu tlaku monomeru v polymeračním reaktoru 1 spojeném s kontaktním manometrem 2. udá kontaktní manometr 2 impuls * přes spínací relé 2 áo elektronického regulačního a registračního zařízení 6, které otvírá elektromagnetický ventil 2 a případně reguluje dobu jeho otevření a současně zaznamenává počet impuleů k otevření elektromagnetického ventilu 2 ve stanoveném časovém intervalu. Regulační a registrační zařízení 6 potom zaznamenává podle nastaveného kódu počet impulsů v· jednotlivých časových intervalech, při čemž při zápisu na zapisovači je znázorňována přímo diferenciální a integrální kinetická křivka spotřeby monomeru v celém průběhu polymerace.The principle of operation of the device according to the invention is that when the monomer pressure decreases in the polymerization reactor 1 connected to the contact pressure gauge 2. The contact pressure gauge 2 gives an impulse * via the switching relay 2 and the electronic control and registration device 6 which opens the solenoid valve 2. at the same time it records the number of impulses to open the solenoid valve 2 at a specified time interval. The control and registration device 6 then records, according to the set code, the number of pulses at individual time intervals, with the differential and integral kinetic curve of monomer consumption throughout the polymerization being displayed directly on the recorder.
Z celkového výtěžku polymerace nebo známého průtoku přes regulaci průtoku £ a známého počtu otevřeni ventilu 2 lze vypočítat kinetickou křivku polymerace v souřadnicích molů monomeru / g kat. versus reakční čas.From the total polymerization yield or the known flow through the flow control γ and the known number of valve openings 2, the kinetic curve of the polymerization in mole monomer / g cat. Versus reaction time can be calculated.
Polymerační reaktor 1 je tlaková nádoba s míchadlem a topným chladicím pláštěm s výhodou laboratorní reaktor pro polymeraci olefinů v plynné fázi podle Cs 178207 nebo ČS 178250,The polymerization reactor 1 is a pressure vessel with a stirrer and a heating cooling jacket, preferably a laboratory reactor for the gas phase olefin polymerization according to Cs 178207 or CS 178250,
225 984 kontaktní manometr 2 má rozsah 4 MPa a třídou přesnosti alespoň 2,5 %, elektromagnetický ventil 2 a spínací relé 2 Jsou běžné komerční výrobky. Jako regulace průtoku plynu £ mohou být použity různé známé prvky regulující průtok plynu při určitém tlakovém spádu jako trysky, clony či regulační ventily, regulační a registrační elektronické zařízení 6 musí umožňovat regulaci otevření elektromagnetického ventilu 2 při poklesu a vzestupu tlaku v polymeračním reaktoru 1 podle údajů kontaktního manometru 2 a registrovat počet otevřeni elektromagnetického ventilu 2 v průběhu polymerace.225 984 contact pressure gauge 2 has a range of 4 MPa and an accuracy class of at least 2.5%, solenoid valve 2 and switching relay 2 Commercial products are common. Various known elements controlling the gas flow at a certain pressure drop such as nozzles, orifices or control valves may be used as gas flow control 6. The control and registration electronic device 6 must allow regulation of the opening of the solenoid valve 2 during pressure drop and rise in polymerization reactor 1 a contact pressure gauge 2 and the register number of the solenoid valve 2 during the polymerization.
Regulační a registrační zařízení 6 nemusí být trvale spojeno s polymeračním reaktorem 1, takže může být použitelné i k jiným účelům. Jeho součástí může být s výhodou i spínací relé 2·The control and registration device 6 need not be permanently connected to the polymerization reactor 1, so that it can also be used for other purposes. It can also advantageously include a switching relay 2 ·
Vynález osvětlí následující příklady, ve kterých je popsáno jedno z možných provedení zařízení a jeho použití pro stanovení kinetiky polymerace etylenu v plynné fázi.The invention will be illustrated by the following examples in which one possible embodiment of the apparatus and its use for determining the kinetics of ethylene gas-phase polymerization is described.
Přiklad 1Example 1
K vyhodnocení polymerační aktivity katalyzátoru připraveného na silice Davison 952 s obsahem 0,3 hmot. % Cr se použije zařízení podle obr. 1. Reaktor z nerezavějící oceli konstruovaný na tlak 2,5 MPa, o objemu 1,5 1 je opatřen zařízením sloužícím k dávkování katalyzátoru a umožňující nucenou cirkulaci plynného monomeru, katalyzátoru a vzniklého polymeru.To evaluate the polymerization activity of a Davison 952 silica-based catalyst containing 0.3 wt. The stainless steel reactor, designed to a pressure of 2.5 MPa, at a volume of 1.5 liters, is equipped with a device for feeding the catalyst and allowing forced circulation of the gaseous monomer, catalyst and polymer formed.
Reaktor zbavený stop kyslíku a vlhkosti vyhřátím na 90 °C proudem čistého dusíku se naplní etylénem pod tlakem 2,0 MPa.The reactor, free of traces of oxygen and moisture by heating to 90 ° C with a stream of pure nitrogen, is charged with ethylene at a pressure of 20 bar.
Zavedením 0,120 g katalyzátoru se zahájí polymerace. V důsledku polymerace klesá tlak etylénu v reaktoru, až kontaktní manometr 2 vyšle elektrický impuls do relé 2» které ve spolupráci s elektronickým regulačním zařízením 6 otevře solenoidový ventil 2· Za definovaného konstantního přetlaku před regulátorem průtoku £, kterým v tomto případě je tryska o zná mém průměru, proudí do reaktoru monomer tak dlouho, až se dosáhne tlaku, při němž se kontak ty manometru rozepnou. Velikost trysky je volena tak, aby rychlost dávkování etylenu vzhledem k jeho spotřebě při polymeraci byla 10 až 10 000 krát, s výhodou 20 až 1 000 krát vyšší. Po 240 minutách se polymerace ukončí odtažením monomeru a polymeru nahromaděný v reaktoru vyjme a zváží. V průběhu polymerace je popsaným zařízením v intervalech 10 minut snímán počet otevření elektromagnetického ventilu. Z celkové hmotnosti získaného polymeru je vypočtena aktivita katalyzátoru vyjádřená polymerační konstantou a ze záznamu registračního zařízení v desetiminutových intervalech stanovena kinetická křivka polymerace etylénu na tomto katalyzátoru vyjádřená tabulkou 1.The polymerization is initiated by introducing 0.120 g of catalyst. As a result of the polymerization, the ethylene pressure in the reactor decreases until the contact pressure gauge 2 sends an electrical pulse to the relay 2 which, in cooperation with the electronic control device 6, opens the solenoid valve 2. of monomer, the monomer flows into the reactor until a pressure is reached at which the manometer contacts open. The size of the nozzle is chosen such that the feed rate of ethylene relative to its consumption in polymerization is 10 to 10,000 times, preferably 20 to 1,000 times higher. After 240 minutes, the polymerization was terminated by withdrawing the monomer and polymer accumulated in the reactor and removing it. During the polymerization, the number of openings of the solenoid valve is read at 10 minute intervals by the device described. The activity of the catalyst expressed by the polymerization constant is calculated from the total weight of the polymer obtained, and the kinetic curve of the ethylene polymerization on the catalyst expressed in Table 1 is determined at ten minute intervals.
Příklad 2Example 2
S použitím zařízení popsaného v příkladu 1 jen s tím rozdílem, že jako regulátoru průtoku etylénu (4) byl použit jehlový regulační ventil a velikost pulsu etylénu udržována konstantní nastavením stabilní délky doby otevření solenoidového ventilu (3) pomocí elektro nického regulátoru (6). Provedlo se vyhodnocení katalyzátoru připraveného nanesením 1 % hmotnostního Cr na siliku Davison 952..Polymerovalo se za stejných podmínek jako v příkladu 1 po dobu 180 minut.Using the apparatus described in Example 1, except that a needle control valve was used as the ethylene flow regulator (4) and the ethylene pulse size was kept constant by setting a stable opening time of the solenoid valve (3) by the electronic regulator (6). The catalyst prepared by depositing 1% Cr on silica Davison 952 was evaluated. It was polymerized under the same conditions as in Example 1 for 180 minutes.
225 984225 984
Tabulka 1 Kinetická křivka polymerace etylenuTable 1 Kinetic curve of ethylene polymerization
Hmotnost katalyzátoru : 0,120 gCatalyst weight: 0.120 g
Hmotnost polymeru : 63,0 g «kat. = 135’4 interval počet pulsů molů CgH^ / g katalyzátoru molů CgH^Polymer weight: 63.0 g «cat. = 135 '4 interval pulse number of moles CGH ^ / g catalyst moles CGH ^
225 984225 984
Tabulka 2 Kinetická křivka polymeraceTable 2 Kinetic polymerization curve
Hmotnost katalyzátoru : 0,120 gCatalyst weight: 0.120 g
Hmotnost polymeru : 44,0 gPolymer weight: 44.0 g
Skat. = 120>7 interval počet pulsů molů CgH^ / g katalyzátoru molůSkat. = 120 > 7 interval number of pulses moles CgH4 / g catalyst moles
PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS242582A CS225984B1 (en) | 1982-04-05 | 1982-04-05 | Apparatus for determining polymerization activity of catalysts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS242582A CS225984B1 (en) | 1982-04-05 | 1982-04-05 | Apparatus for determining polymerization activity of catalysts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS225984B1 true CS225984B1 (en) | 1984-03-19 |
Family
ID=5361372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS242582A CS225984B1 (en) | 1982-04-05 | 1982-04-05 | Apparatus for determining polymerization activity of catalysts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS225984B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7288229B2 (en) | 1998-08-13 | 2007-10-30 | Symyx Technologies, Inc. | Parallel reactor with sensing of internal properties |
-
1982
- 1982-04-05 CS CS242582A patent/CS225984B1/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7288229B2 (en) | 1998-08-13 | 2007-10-30 | Symyx Technologies, Inc. | Parallel reactor with sensing of internal properties |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO1994024229A1 (en) | Method and apparatus for controlling introduction of catalysts into fcc units | |
| CA2297725A1 (en) | Parallel fixed bed reactor and fluid contacting apparatus and method | |
| Chen et al. | Some aspects of the homogeneous kinetics of sulfite oxidation | |
| DE253570T1 (en) | METHOD AND ARRANGEMENT FOR PRODUCING A REACTION PRODUCT. | |
| CS225984B1 (en) | Apparatus for determining polymerization activity of catalysts | |
| US3614682A (en) | Digital computer control of polymerization process | |
| US5217695A (en) | Volumetric chemical reaction system | |
| US4852053A (en) | Material and energy balance reconciliation | |
| Perkins et al. | An improved experimental reactor for applied kinetic studies | |
| ATE5079T1 (en) | PROCESS FOR THE PREPARATION OF HOMOPOLYMERS OR COPOLYMERS OF PROPYLENE. | |
| Onken et al. | Statistical fluctuations of temperature and conversion at the catalytic CO oxidation in an adiabatic packed bed reactor | |
| EP2089705B1 (en) | Method of rapidly determining the mfr in the high-pressure polymerization of ethylene | |
| EP0111341A2 (en) | Process for producing a vinyl polymer | |
| US2670278A (en) | Apparatus for controlling bed depth in conversion systems | |
| Biskis et al. | Pulsation in a fixed‐bed reactor | |
| Freeder et al. | Alkali-catalysed polymerization of ethylene oxide and propylene oxide—hazard evaluation using accelerating rate calorimetry | |
| JPH0610679B2 (en) | Catalyst activity test equipment | |
| JPH05507806A (en) | Method for rapid regulation and control of processes in reactors and measuring device for carrying out this method | |
| US3806712A (en) | Polymerization of 2-chlorobutadiene-1,3 | |
| CH464120A (en) | Method for monitoring and / or controlling the starch degradation reaction in the continuous manufacture of starch degradation products | |
| Paspek et al. | Utilization of the recycle reactor in determining kinetics of gas-solid catalytic reactions | |
| DE1298271B (en) | Process for the continuous production of homopolymers or copolymers of ethylene | |
| CA1277744C (en) | Material and energy balance reconciliation process control method and apparatus | |
| SU1286618A1 (en) | Method of automatic control of hydrodesulfurization process | |
| CN109658794A (en) | For automatically determining the experiment device for teaching in double reaction reagent system reaction time |