CZ725688A3 - Method of reducing packet formation during alpha-olefin polymerization process - Google Patents

Method of reducing packet formation during alpha-olefin polymerization process Download PDF

Info

Publication number
CZ725688A3
CZ725688A3 CS887256A CS725688A CZ725688A3 CZ 725688 A3 CZ725688 A3 CZ 725688A3 CS 887256 A CS887256 A CS 887256A CS 725688 A CS725688 A CS 725688A CZ 725688 A3 CZ725688 A3 CZ 725688A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
reactor
water
ethylene
gas
fluidized bed
Prior art date
Application number
CS887256A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
John Richard Ing Chirillo
Ii Kellam Cleatus Kimbrough
Peder Eugene Ing Mchattie
Original Assignee
Union Carbide Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Priority to CS887256A priority Critical patent/CZ281858B6/en
Publication of CZ725688A3 publication Critical patent/CZ725688A3/en
Publication of CZ281858B6 publication Critical patent/CZ281858B6/en

Links

Landscapes

  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

A method of reducing sheeting during polymsn. of alpha-olefins (I) is a low pressure fluidised bed reactor utilising titanium or vanadium based cpds. as catalysts together with alkyl aluminium cocatalysts, comprises: introducing water into the reactor in a sufficient amt. to maintain the electrostatic levels at the site of possible sheeting without substantially altering the effectiveness of the catalysts. Specifically, the water is introduced into the reactor by passing a pressurised inert gas, esp. nitrogen, at a controlled rate of flow through a temp. controlled container contg. water, directing the gas contg. added water into a mixt. contg. ethylene, and subsequently introducing the water/ethylene mixt. into the reactor. The flow rates of nitrogen and ethylene, and the water temp. are controlled and determined responsive to static levels in the reactor. The water content is 0.1-2 ppm by vol. w.r.t. ethylene. The flow rate of nitrogen is varied between 0-11 lbs/hr. for an ethylene feed of 0-50,000 lbs/hr. The temp. of the water in the container is 10-40 deg.C.

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká způsobu snížení tvorby plaket v průběhu polymerace alfa-olefinů v nízkotlakém reaktoru s fluidním ložem, při které byl použit katalyzátor na bázi titanu nebo vanadu současně s alkylhliníkovými kokatalyzátory.The present invention relates to a process for reducing plaque formation during the polymerization of alpha-olefins in a low pressure fluidized bed reactor using a titanium or vanadium catalyst together with an alkyl aluminum cocatalyst.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Podle dosavadního stavu techniky se nízkohustotní polyethylen polymeruje v silnostěnných autoklávech nebo válcovitých reaktorech při tlacích až asi 350 MPa a teplotách až asi 300 ’C nebo při ještě vyšších uvedených hodnotách. Molekulární struktura takto získaného vysokotlakého nízkohustotního polyethylenu (HR-LDPE) je velmi složitá. Permutace v uspořádání jednoduchých stavebních bloků této molekulární struktury jsou v podstatě nekonečné. Vysokotlaké nízkohustotní polyethyleny jsou charakterizovány spletitou molekulární architekturou s rozvětvenými dlouhými řetězci. Tyto větve s dlouhými řetězci mají výrazný vliv na reologii taveniny těchto polymerů. Vysokotlaké nízkohustotní polyethyleny mají rovněž určitý podíl větví s krátkými řetězci, které obvykle obsahují 1 až 6 atomů uhlíku 1 Tyto krátké řetězce nepříznivě působí na tvorbu krystalů a snižují hustotu polymeru.According to the prior art, low density polyethylene is polymerized in thick-walled autoclaves or cylindrical reactors at pressures up to about 350 MPa and temperatures up to about 300 ° C or even higher. The molecular structure of the thus obtained high pressure low density polyethylene (HR-LDPE) is very complex. The permutations in the arrangement of simple building blocks of this molecular structure are essentially infinite. High-pressure low-density polyethylenes are characterized by intricate long chain branched molecular architecture. These long chain branches have a significant effect on the melt rheology of these polymers. High-pressure low-density polyethylenes also have a certain proportion of short-chain branches, which usually contain 1 to 6 carbon atoms. These short-chains have an adverse effect on crystal formation and reduce polymer density.

Později byla vyvinuta technologie, pomocí které bylo možno produkovat nízkohustotní polyethylen metodou používající fluidní lože při nízkých tlacích a nízkýchLater, a technology was developed to produce low density polyethylene using a fluidized bed method at low pressures and low pressures.

teplotách kopolymerací ethylenu s různými alfa-olefiny. Tyto nízkotlaké nízkohustotní polyethyleny (LP-LDPE) mají obvykle malý počet větví s dlouhými řetězci nebo tyto větve s dlouhými řetězci vůbec neobsahují, přičemž jsou označovány jako lineární nízkohustotní polyethylenové polymery. Tyto polyethyleny mají větve s krátkými řetězci, přičemž délka a četnost těchto krátkých větví je regulována typem a množstvím komonomeru použitého v průběhu polymerace.temperatures by copolymerizing ethylene with various alpha-olefins. These low-pressure low-density polyethylenes (LP-LDPE) usually have a small number of long-chain branches or do not contain these long-chain branches at all, referred to as linear low-density polyethylene polymers. These polyethylenes have short chain branches, the length and frequency of these short branches being controlled by the type and amount of comonomer used during the polymerization.

Všeobecně je z dosavadního stavu techniky známo, že tyto nízkotlaké a vysokotlaké nízkohustotní nebo vysokohustotní polyethyleny je možno vyrábět v reaktorech s fluidním ložem za použití několika různých skupin katalyzátorů, přičemž se vyrobí celá skála nízkohustotních a vysokohustotních polyethylenových produktů. Volba vhodného katalyzátoru částečně závisí na typu požadovaného produktu, t. zn. na okolnosti zda má být vyroben například nízkohustotní polyethylen, vysokohustotní polyethylen, polyethylen vhodný pro vytlačování nebo pro výrobu fólie, a částečně na ostatních kritériích.It is generally known in the art that these low-pressure and high-pressure low-density or high-density polyethylenes can be produced in fluidized bed reactors using several different catalyst groups to produce a whole range of low-density and high-density polyethylene products. The choice of a suitable catalyst depends in part on the type of product desired, i.e., whether low-density polyethylene, high-density polyethylene, extruded polyethylene suitable for extrusion or film production, and in part other criteria, is to be manufactured.

V následující části popisu budou uvedeny různé typy katalyzátorů, kterých je možno použít při výrobě polyethylenů v reaktorech s fluidním ložem. Tyto katalyzátory je možno zařadit do následujících skupin.Various types of catalysts that can be used in the production of polyethylenes in fluidized bed reactors will be discussed below. These catalysts can be classified into the following groups.

Typ IType I

Silylchromanové katalyzátory, které jsou uváděné v patentech Spojených států amerických č. 3 324 101 (autoři Baker a Carrick) ač. 3 324 095 (autoři Carrick, Karapinks a Turbet). Tyto silylchromanové katalyzátory je možno charakterizovat tím, že obsahují skupiny obecného vzorce :Silylchroman catalysts disclosed in U.S. Patent No. 3,324,101 to Baker and Carrick, et al. 3,324,095 (Carrick, Karapinks and Turbet). These silylchroman catalysts may be characterized by containing groups of the general formula:

R OR O

Si O - Cr 0Si O-Cr 0

R O i,fe ve kterém znamená R uhlovodíkový zbytek obsahující 1 až 14 atomůuhlíku.Výhodnými silylchromanovými katalyzátory jsou bis(triarylsilyl)chromany a zejména bis(trifenylsilyl)chroman.The preferred silylchroman catalysts are bis (triarylsilyl) chromates and especially bis (triphenylsilyl) chromate.

Uvedený typ katalyzátorů se používá na takových nosičových materiálech, jako jsou například oxid křemičitý, oxid hlinitý (alumina), oxid thoričitý, oxid zirkoničitý a podobné jiné materiály. Jako nosičových materiálů je rovněž možno použít saze, mikrokrystalickou celulózu a nesulfonované iontoměničové pryskyřice.This type of catalyst is used on such support materials as silica, alumina, thorium oxide, zirconia and the like. Carbon black, microcrystalline cellulose and non-sulfonated ion exchange resins can also be used as carrier materials.

Typ 11 T yp 11

Bis(cyklopentadienyl)chromnaté sloučeniny, které jsou uváděné v patentu Spojených států amerických č. 3 879 368. Tyto bis(cyklopentadienyl)chromnaté sloučeniny mají následující obecný vzorec :The bis (cyclopentadienyl) chromium compounds disclosed in U.S. Patent No. 3,879,368. These bis (cyclopentadienyl) chromium compounds have the following general formula:

ve kterém znamená :in which it means:

R1 a R2 stejné nebo rozdílné zbytky, které představují uhlovodíkové skupiny obsahující 1 až 20 atomů uhlíku, a n a n jsou stejné nebo rozdílné, přičemž znamenají čísla od 0 do 5.R 1 and R 2 are the same or different radicals which represent hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms, and the n and n are the same or different, with numbers from 0 to 5.

Uvedenými uhlovodíkovými zbytky R a R jsou uhlovodíkové skupiny, které mohou být nasycené nebo nenasycené a kterými mohou být alifatické, alicyklické a aromatické skupiny, například methylová skupina, ethylová skupina, propylová skupina, butylová skupina, pentylová skupina, cyklopentylová skupina, cyklohexylová skupina, allylová skupina, fenylová skupina a naftylová skupina.Said hydrocarbon radicals R and R are hydrocarbon groups which may be saturated or unsaturated and which may be aliphatic, alicyclic and aromatic groups, for example methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, cyclopentyl, cyclohexyl, allyl phenyl, naphthyl.

Tyto katalyzátory se rovněž používají na nosičových materiálech, přičemž se používá nosičových materiálů, které již byly zmiňovány výše.These catalysts are also used on support materials using the support materials mentioned above.

Typ IIIType III

Katalyzátory uváděné v patentu Spojených států amerických č. 4 011 382. Tyto katalyzátory obsahují chrom a titan ve formě oxidů a případně fluor a nosičový materiál. Tyto katalyzátory obsahují následující složky (podíl vztažen na celkovou hmotnost nosiče a chrómu, titanu a fluoru) :Catalysts disclosed in U.S. Patent No. 4,011,382. These catalysts contain chromium and titanium in the form of oxides and optionally fluorine and a support material. These catalysts contain the following components (proportion based on the total weight of carrier and chromium, titanium and fluorine):

- asi 0,05 až 3,0 % hmotnosti chrómu (počítáno jako Cr), výhodně 0,2 až 1,0 % hmotnostní;about 0.05 to 3.0% by weight of chromium (calculated as Cr), preferably 0.2 to 1.0% by weight;

- asi 1,5 až 9,0 % hmotnostních titanu (počítáno jako Ti), výhodně asi 4,0 až 7,0 % hmotnostních;about 1.5 to 9.0% by weight of titanium (calculated as Ti), preferably about 4.0 to 7.0% by weight;

- 0,0 až asi 2,5 % hmotnostního fluoru (počítáno jako F), — výhodně asi 0,1 až 1,0 % hmotnostní.0.0 to about 2.5% by weight of fluorine (calculated as F), preferably about 0.1 to 1.0% by weight.

Mezi sloučeniny chrómu, které je možno použít pro katalyzátory typu III, je možno zařadit oxid chromový nebo jiné libovolné sloučeniny chrómu, které jsou oxidovátelné na oxid chromový za použitých aktivačních podmínek. Alespoň část chrómu v aktivovaném katalyzátoru na nosiči musí být v šestimocném stavu. Kromě oxidu chromového je možno použít i dalších sloučenin, jako například sloučeniny uvedené v patentech Spojených států amerických č. 2 825 721 a 3 622 521, například acetylacetonát chromitý, dusičnan chromitý, acetát chromitý, chlorid chromitý, sulfát chromitý a chroman amonný.Chromium compounds which can be used for type III catalysts include chromium oxide or any other chromium compounds which are oxidizable to chromium oxide under the activation conditions used. At least a portion of the chromium in the supported supported catalyst must be in the hexavalent state. In addition to chromium trioxide, other compounds such as those disclosed in U.S. Patent Nos. 2,825,721 and 3,622,521 can be used, for example chromium acetylacetonate, chromium nitrate, chromium acetate, chromium chloride, chromium sulfate and ammonium chromate.

Do skupiny sloučenin titanu, které mohou být použity pro tento typ katalyzátorů, je možno zařadit všechny sloučeniny titanu, které jsou za použitých aktivačních podmínek oxidovátelné na oxid titaničitý, přičemž do skupiny těchto látek je možno zahrnout sloučeniny uváděné v patentu Spojených států amerických č. 3 622 521 a ve zveřejněné holandské patentové přihlášce č. 72-10881.Titanium compounds which can be used for this type of catalyst include all titanium compounds which are oxidizable to titanium dioxide under the activation conditions used, including those disclosed in U.S. Patent No. 3 No. 622,521 and Dutch Patent Application Publication No. 72-10881.

Mezi sloučeniny fluoru, kterých je možno použít pro tento typ katalyzátorů, je možno zahrnout fluorovodík nebo libovolnou sloučeninu fluoru, která za použitých aktivačních podmínek poskytuje fluorovodík. Další sloučeniny fluoru kromě fluorovodíku jsou uvedeny v již citované zveřejněné holandské patentové přihlášce č. 72-10881.Fluorine compounds which can be used for this type of catalyst include hydrogen fluoride or any fluorine compound that provides hydrogen fluoride under the activation conditions employed. Other fluorine compounds in addition to hydrogen fluoride are disclosed in the aforementioned Dutch Patent Application Publication No. 72-10881.

Anorganické oxidy, které je možno použít pro přípravu katalyzátoru výše uvedeného typu, představují porézní materiály o vysoké povrchové ploše, t. zn. o povrchové ploše v rozsahu od asi 50 do asi 1000 metrů čtverečních na gram _ materiálu, př i č em ž.ro z mě r__č á s t i c. _t oho.t o ma t e r i á 1 u_ se________________________ pohybuje v rozmezí od asi 20 do asi 200 mikrometrů. Do skupiny anorganických oxidů, které mohou být použity pro tyto účely je možno zařadit oxid křemičitý, oxid hlinitý (alumina), oxid thoričitý, oxid zirkoničitý a další podobné anorganické oxidy a rovněž tak i směsi těchto oxidů.The inorganic oxides which can be used to prepare the catalyst of the above type are porous materials having a high surface area, i.e. a surface area in the range of about 50 to about 1000 square meters per gram of material, wherein the porous material is a porous material. The moiety is about 20 to about 200 microns. Inorganic oxides which can be used for this purpose include silica, alumina, thorium oxide, zirconium oxide and other similar inorganic oxides, as well as mixtures of these oxides.

Typ IVType IV

Katalyzátory uvedené v patentu Spojených států amerických č 4 302 566 (autoři F.J. Karol a kol.) o názvu Příprava ethylenových kopolymerů v reaktoru s fluidním ložem. Tyto katalyzátory obsahují alespoň jednu sloučeninu titanu, alespoň jednu sloučeninu hořčíku, alespoň jednu sloučeninu představující elektronový donor a alespoň jeden inertní nosičový materiál.Catalysts disclosed in U.S. Patent No. 4,302,566 (F.J. Karol et al.) Entitled Preparation of ethylene copolymers in a fluidized bed reactor. These catalysts comprise at least one titanium compound, at least one magnesium compound, at least one electron donor compound and at least one inert carrier material.

Tato sloučenina titanu má obecný vzorecThis titanium compound has the general formula

Ti(OR3)aXb ve kterém znamená :Ti (OR 3 ) and X b wherein:

R3 alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek obsahující 1 až 14 atomů uhlíku nebo skupinu COR4, ve které R4 znamená alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek obsahující 1 až 14 atomů uhlíku,R 3 is an aliphatic or aromatic hydrocarbon radical having 1 to 14 carbon atoms or a COR 4 group in which R 4 is an aliphatic or aromatic hydrocarbon radical having 1 to 14 carbon atoms,

X je chlor, brom nebo jód, a je 0 nebo 1, b znamená číslo 2 až 4, přičemž a+b je rovno 3 nebo 4.X is chlorine, bromine or iodine, a is 0 or 1, b is 2 to 4, wherein a + b is 3 or 4.

Tyto sloučeniny titanu mohou být použity jednotlivě nebo v kombinaci, přičemž do skupiny těchto sloučenin je možno zahrnout : TiCl3, TiCl4, Ti(OCH3)Cl3, Ti(ΟΟθΗ5)Cl3, Ti(OCOCH3)C13 a TÍ(OCOC6H5)C13.These titanium compounds may be used singly or in combination and may include: TiCl 3 , TiCl 4 , Ti (OCH 3 ) Cl 3 , Ti (ΗθΗ 5 ) Cl 3 , Ti (OCOCH 3 ) Cl 3, and Ti (OCOC 6 H 5 ) C1 3 .

Uvedená sloučenina hořčíku má obecný vzorecSaid magnesium compound has the general formula

MgX2 ve kterém X znamená atom chloru, bromu nebo jódu.MgX 2 in which X represents a chlorine, bromine or iodine atom.

Tyto sloučeniny hořčíku je možno použít jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci, přičemž do skupiny těchto sloučenin je možno zařadit chlorid hořečnatý, bromid hořečnatý a jodid hořečnatý. Ve výhodném provedení se používá bezvodého chloridu hořečnatého.The magnesium compounds may be used singly or in combination with each other, including magnesium chloride, magnesium bromide and magnesium iodide. Anhydrous magnesium chloride is preferably used.

Sloučeniny titanu a hořčíku jsou obvykle použity ve formě, která'usnadňuje jejich rozpuštění ve sloučenině představující elektronový donor._____The titanium and magnesium compounds are generally used in a form that facilitates their dissolution in the electron donor compound.

Tato sloučenina představující elektronový donor je organická sloučenina, která je kapalná při teplotě 25 °C a ve které jsou sloučenina titanu a sloučenina hořčíku alespoň částečně nebo zcela rozpustné. Tyto sloučeniny představující elektronový donor jsou jako takové všeobecné známé nebo jsou známé jako 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 at least partially or fully soluble. These electron donor compounds are generally known per se or are known as Lewis bases.

Do skupiny sloučenin představující elektronový donor je možno zařadit takové sloučeniny jako například alkylestery alifatických a aromatických karboxylových kyselin, alifatické estery, cyklické ethery a alifatické ketony.The electron donor compound group includes such compounds as alkyl esters of aliphatic and aromatic carboxylic acids, aliphatic esters, cyclic ethers and aliphatic ketones.

Uvedený typ katalyzátoru může být modifikován borhalogenidovou sloučeninou, která má následující obecný vzorec .------—roigxljsg.-------------------—------ve kterém znamená :Said type of catalyst may be modified with a boron halide compound having the following general formula: ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- in which it means:

R alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek obsahující 1 až 14 atomů uhlíku nebo skupinu OR4 , kde R4 rovněž znamená alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek obsahující 1 až 14 atomů uhlíku,R is an aliphatic or aromatic hydrocarbon radical having 1 to 14 carbon atoms or an OR 4 group, wherein R 4 also denotes an aliphatic or aromatic hydrocarbon radical having 1 to 14 carbon atoms,

X1 znamená halogen vybraný ze skupiny zahrnující chlor a brom nebo jejich směsi, a c je 0 nebo 1 jestliže R3 znamená alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek, nebo c je 0, 1 nebo 2, jestliže R3 znamená skupinu OR4.X 1 represents a halogen selected from the group consisting of chlorine and bromine or mixtures thereof, ac is 0 or 1 when R 3 represents an aliphatic or aromatic hydrocarbon radical, or c is 0, 1 or 2 when R 3 represents an OR 4 group.

Uvedené borhalogenidové sloučeniny mohou být použity jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci, přičemž do skupiny těchto sloučenin je možno zařadit BC13, BBr3 , B(C2H5)C12, b(oc2h5)ci2, b(oc2h5)2ci, b(c6h5)ci2, b(oc6h5)ci2, B(CgH13)Cl2, B(OCgH13)Cl2 a B(OCgH5)2Cl. Ve výhodném provedení se jako borhalogenidové sloučeniny používá chlorid boritý.The boron halide compounds may be used singly or in combination with one another, which may include BC1 3 , BBr 3 , B (C 2 H 5 ) C 2 , b (c 2 h 5 ) or 2 , b (c 2 h 5 ) 2 ci, b (c 6 h 5 ) ci 2 , b (c 6 h 5 ) ci 2 , B (C 8 H 13 ) Cl 2 , B (OC 9 H 13 ) Cl 2 and B (O C 9 H 5 ) 2 Cl. In a preferred embodiment, the boron halide compound is boron trichloride.

Uvedená aktivátorové sloučenina má následující obecný vzorecSaid activator compound has the following general formula

AI(R5)cX2dHe ve kterém znamená :Al (R 5 ) cX 2 dH e wherein:

X2 atom chloru nebo skupinu OR5, ve které R5 znamená nasycený uhlovodíkový zbytek obsahující 1 až 14 atomů uhlíku,X 2 is a chlorine atom or an OR 5 group in which R 5 represents a saturated hydrocarbon radical having 1 to 14 carbon atoms,

R je nasycený uhlovodíkový zbytek obsahující 1 až 14 atomů uhlíku, d je 0 až 1,5;R is a saturated hydrocarbon radical having 1 to 14 carbon atoms, d is 0 to 1.5;

e jé“ Γ nebo“ o“ přičemž’ ...............c+d+e je rovno 3.e jé "Γ or" o "where ´ ............... c + d + e equals 3.

Tyto aktivátorové sloučeniny mohou být použity jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci.These activator compounds may be used singly or in combination with each other.

·Nosičovými materiály pro tyto typy katalyzátorů jsou pevné částicové materiály, mezi které je možno zařadit anorganické látky, jako jsou například oxidy křemíku a hliníku a molekulová síta, a organické látky, jakými jsou například polymery olefinů, například polyethylen.The carrier materials for these types of catalysts are solid particulate materials, including inorganic materials such as silicon and aluminum oxides and molecular sieves, and organic materials such as olefin polymers such as polyethylene.

Typ VType V

Katalyzátory na bázi vanadu. Katalyzátory tohoto typu obecně obsahují vanad jako účinnou složku, přičemž takový katalyzátor obvykle obsahuje prekurzor nanesený na nosičovém materiálu, kokatalyzátor a promotor. Uvedený prekurzor na nosiči v podstatě sestává ze sloučeniny vanadu a modifikátoru, který je impregnován na pevném inertním nosičovém materiálu. . Sloučenina vanadu tvořící součást prekurzoru představuje reakční produkt halogenidu vanaditého a elektronového donoru. Halogenem jev tomto halogenidu vanaditém chlor, brom nebo jód nebo jejich vzájemná směs. Zejména výhodným halogenidem vanaditým je chlorid variaditý.Catalysts based on vanadium. Catalysts of this type generally contain vanadium as the active ingredient, such catalyst usually comprising a precursor deposited on a support, a cocatalyst, and a promoter. The support precursor essentially consists of a vanadium compound and a modifier which is impregnated on a solid inert support material. . The vanadium compound forming part of the precursor represents the reaction product of vanadium halide and an electron donor. The halogen in this vanadium halide is chlorine, bromine or iodine or a mixture thereof. A particularly preferred vanadium halide is variadium (II) chloride.

Elektronovým donorem je kapalná organická Lewisova báze, ve které je uvedený halogenid vanaditý rozpustný.The electron donor is a liquid organic Lewis base in which said vanadium halide is soluble.

Tento elektronový donor je zvolen ze skupiny zahrnující alkylestery alifatických a aromatických karboxylových kyselin, alifatické estery, alifatické ketony, alifatické aminy, alifatické alkoholy, alkylethery a cykloalkylethery a jejich směsi. Ve výhodném provedení se jako elektronových donorů používá alkyletherů a cykloalkyletherů, zejména výhodný je tetrahydrofuran. S každým použitým molem vanadu je komplexně vázá no a sil až 2 <3 molů elektronového donoru,_______ výhodně asi 1 až 10 molů a nejvýhodněji asi 3 moly elektronového donoru.The electron donor is selected from the group consisting of alkyl esters of aliphatic and aromatic carboxylic acids, aliphatic esters, aliphatic ketones, aliphatic amines, aliphatic alcohols, alkyl ethers and cycloalkyl ethers, and mixtures thereof. Preferred electron donors are alkyl ethers and cycloalkyl ethers, especially tetrahydrofuran. Up to 2 < 3 moles of electron donor, preferably about 1 to 10 moles, and most preferably about 3 moles of electron donor, are complexly bound to each mol of vanadium used.

Modifikátor použitý v prekurzoru má následující obecný vzorecThe modifier used in the precursor has the following general formula

MXa ve kterém znamená :MX and in which it means:

M buďto bor nebo skupinu AlR6(3_ap kde každý zbytekM either boron or AlR 6 ( 3 and p wherein each residue)

R6 znamená nezávisle alkylovou skupinu, s podmínkou, že celkový počet alifatických uhlíkových atomů v každém zbytku £R 6 is independently an alkyl group, with the proviso that the total number of aliphatic carbon atoms in each residue δ

R je maximálně 14,R is at most 14,

X znamená chlor, brom nebo jód, a a je rovno 0, 1 nebo 2, s podmínkou, že jestližeX is chlorine, bromine or iodine, and a is 0, 1 or 2, provided that if

M znamená bor, potom a je rovno 3.M is boron, then a is 3.

Mezi výhodné modifikátory patří alkylhliníkmonochloridy a alkylhliníkdichloridy obsahující 1 až 6 atomů uhlíku a chlorid boritý. Zejména výhodným modifikátorem je diethylhiiníkchlorid. Na jeden mol elektronového donoru se použije asi 0,1 až 10 molů, ve výhodném provedení asi 0,2 až 2,5 molu modifikátoru.Preferred modifiers include alkyl-aluminum monochlorides and alkyl-aluminum dichlorides having 1 to 6 carbon atoms and boron trichloride. A particularly preferred modifier is diethylhiin chloride. About 0.1 to 10 moles, preferably about 0.2 to 2.5 moles of modifier are used per mole of electron donor.

Jako nosičového materiálu se pro tento typ katalyzátorů používá pevného, částicového, porézního materiálu, který je inertní vůči polymerační reakci. Tento nosičový materiál v podstatě sestává z oxidu křemičitého nebo oxidu hlinitého (alumina) nebo z jejich směsi. Tento nosič může případně obsahovat i další látky, jako je například, oxj-d zirkoničitý, oxid thoričitý nebo jiné sloučeniny, které jsou chemicky inertní vůči polymerační reakci, nebo směsi těchto látek.A solid, particulate, porous material which is inert to the polymerization reaction is used as the support material for this type of catalyst. The support material consists essentially of silica or alumina or a mixture thereof. Optionally, the carrier may also contain other materials, such as, for example, zirconium oxyde, thorium dioxide, or other compounds that are chemically inert to the polymerization reaction, or mixtures thereof.

Uvedený nosičový materiál se používá ve formě suchého prášku o střední velikosti částic asi 10 až 250 mikrometrů, ve výhodném provedení asi 20 až 200 mikrometrů a nejvýhodněji asi 30 až 100 mikrometrů. Porézní nosič má povrchovou plochu větší než 3 nebo rovnou 3 m2/g, ve výhodném provedení větší než 50 nebo rovnou 50 m2/g. Ve výhodném provedení se jako. nosičového materiálu používá - - ------oxidu křemičitého, jehož velikost pórů je větší nebo rovná asi 8 nm, výhodně větší nebo rovná 10,0 nm. Tento nosičový materiál se předběžně vysuší zahřátím za účelem odstranění vody, výhodně při teplotě vyšší nebo rovné 600 °C.The carrier is used in the form of a dry powder having a mean particle size of about 10 to 250 microns, preferably about 20 to 200 microns, and most preferably about 30 to 100 microns. The porous support has a surface area of greater than or equal to 3 m 2 / g, preferably greater than or equal to 50 m 2 / g. In a preferred embodiment, as. the support material uses silica whose pore size is greater than or equal to about 8 nm, preferably greater than or equal to 10.0 nm. The support material is pre-dried by heating to remove water, preferably at or above 600 ° C.

-Tento—nosiěov-ý—materi-áT— se—použije—v takovém—množství—aby obsah vanadu odpovídal asi 0,05 až 0,5 molu vanadu na gram materiálu (mmol V/g), výhodně asi 0,2 až 0,36 mmol V/g a nejvýhodněji asi 0,29 mmol V/g.The carrier material is used in an amount such that the vanadium content corresponds to about 0.05 to 0.5 moles of vanadium per gram of material (mmol V / g), preferably about 0.2 to 0.5. 0.36 mmol V / g and most preferably about 0.29 mmol V / g.

Nosičový materiál nebývá obvykle předběžně chemicky zpracován reakcí s alkylhliníkovou sloučeninou před vlastní přípravou prekurzoru na nosiči. Toto zpracování má za následek tvorbu alkoxidů hlinitých chemicky vázaných na molekuly nosiče. Kromě toho bylo zjištěno, že toto zpracovávání nosičového materiálu nejenže není nezbytné, ale naopak způsobuje nežádoucí aglomeraci v případě, kdy se tento nosič použije pro přípravu vysokohustotního polyethylenu (hustota vyšší než 0,94 g/cm3), což se projeví vznikem kusovitého produktu, který nemá charakter volně tekoucí suroviny. «The support material is usually not pretreated chemically by reaction with an alkyl aluminum compound prior to preparation of the precursor on the support. This treatment results in the formation of aluminum alkoxides chemically bonded to the carrier molecules. In addition, it has been found that this treatment of the carrier material is not only unnecessary, but rather causes undesirable agglomeration when used as a carrier for high density polyethylene (density greater than 0.94 g / cm 3 ), resulting in the formation of a lumpy product which does not have the character of a free-flowing raw material. «

Kokatalyzátor, která se používá pro výše uvedené typy š>The cocatalyst used for the above-mentioned types

katalyzátorů IV a V má následující obecný vzorec :Catalysts IV and V have the following general formula:

air63 ve kterém má R6 stejný význam jako bylo uvedeno výše v souvislosti s definováním M.air 6 3 in which R 6 has the same meaning as previously defined in connection with the definition of M.

Ve výhodném provedení jsou uvedenými kokatalyzátory trialkylhliníkové sloučeniny obsahující 2 až 8 atomů uhlíku. Zejména výhodným kokatalyzátorem je triisobutylhliník. Na jeden mol vanadu se použije asi 5 až 500 molů kokatalyzátoru, výhodně asi 10 až 50 molů kokatalyzátoru.Preferably, the cocatalysts are trialkyl aluminum compounds having 2 to 8 carbon atoms. A particularly preferred cocatalyst is triisobutyl aluminum. About 5 to 500 moles of cocatalyst, preferably about 10 to 50 moles of cocatalyst, are used per mole of vanadium.

Promotor má následující obecný vzorec :The promoter has the following general formula:

R7bCX(4-b) ve kterém znamená : R 7b CX (4-b) wherein:

R vodík nebo nesubstituovaná nebo halogenem substituovaná nižší alkylová skupina obsahující maximálně 6 atomů uhlíku,R is hydrogen or unsubstituted or halogen-substituted lower alkyl having up to 6 carbon atoms,

X je halogen, a b je 0, 1 nebo 2.X is halogen, and b is 0, 1 or 2.

Na jeden mol kokatalyzátoru se používá asi 0,1 až 10 molů promotoru, ve výhodném provedení asi 0,2 až 2 moly promotoru.About 0.1 to 10 moles of promoter, preferably about 0.2 to 2 moles of promoter are used per mole of cocatalyst.

Při přípravě tohoto katalyzátoru se nejdříve připraví prekurzor na nosiči. Podle jedné z možných variant tohoto postupu se sloučenina vanadu připraví rozpuštěním halogenidu vanaditého v elektronovém donoru při teplotě v rozmezí od asi 20 ’C do teploty varu elektronového donoru v průběhu několika hodin. Výhodně se toto rozpouštění provádí za míchání při teplotě asi 65 °C po dobu asi 3 hodin nebo ještě déle. Takto připravená sloučenina vanadu se potom impregnuje na nosičovém materiálu. Impregnaci je možno provést přidáním nosičového materiálu ve formě prášku nebo ve formě suspenze v elektronovém donoru nebo v jiném inertním rozpouštědle. Použitá kapalina se potom odstraní sušením při teplotě nižší než ‘asi 100 ’C po dobu několika hodin, výhodně se sušeníTo prepare this catalyst, a supported precursor is first prepared. In one possible variant of this process, the vanadium compound is prepared by dissolving vanadium halide in an electron donor at a temperature in the range of about 20 ° C to the boiling point of the electron donor over a period of several hours. Preferably, this dissolution is carried out with stirring at a temperature of about 65 ° C for about 3 hours or more. The vanadium compound thus prepared is then impregnated on a support material. The impregnation can be carried out by adding the carrier material in the form of a powder or suspension in an electron donor or other inert solvent. The liquid used is then removed by drying at a temperature of less than about 100 ° C for several hours, preferably drying

Λ'Τ.'Λ?··—^Λ' Μ'7'*7··'Τ.'Λ? ·· - ^ Λ 'Μ' 7 '* 7 ·

- 13 provádí při teplotě v rozmezí od 45 do 90 ’C po dobu 3 až 6 hodin. S takto získaným nosičem impregnovaným sloučeninou vanadu se potom smísí modifikátor rozpuštěný v inertním rozpouštědle, kterým je například uhlovodíkové rozpouštědlo. Použitá kapalina se odstraní sušením při teplotě nižší než asi 70 °C po dobu několika hodin, ve výhodném provedení při teplotě v rozmezí od asi 45 do 65 °C po dobu asi 3 hodin.- 13 carried out at a temperature ranging from 45 to 90 ° C for 3 to 6 hours. The modifier dissolved in an inert solvent, such as a hydrocarbon solvent, is then mixed with the vanadium-impregnated carrier thus obtained. The liquid used is removed by drying at a temperature of less than about 70 ° C for several hours, preferably at a temperature in the range of about 45 to 65 ° C for about 3 hours.

Kokatalyzátor a promotor se přidají k prekurzoru na . nosiči buďto před polymerační reakci a/nebo v průběhu polymerační reakce. V průběhu této polymerace se kokatalyzátor a promotor přidávají buďto společně nebo odděleně a buďto současné nebo postupně. Výhodně se kokatalyzátor a promotor přidávají v průběhu polymerace odděleně ve formě, roztoků v inertním rozpouštědle, jako je například isopentan.The cocatalyst and promoter are added to the precursor. carriers either prior to the polymerization reaction and / or during the polymerization reaction. During this polymerization, the cocatalyst and the promoter are added either together or separately and either simultaneously or sequentially. Preferably, the cocatalyst and the promoter are added separately during the polymerization in the form of solutions in an inert solvent such as isopentane.

Obvykle se výše uvedené katalyzátory přivádí do, reaktoru společně s polymerovanými látkami. Tento reaktor má svislou část nad kterou je rozšířená zóna. Recirkulovaný plyn se zavádí do prostoru dna reaktoru a prochází tímto dnem směrem vzhůru deskou pro rozdělování plynu do fluidního lože, které se nachází ve svislé reaktorové části. Uvedená deska pro rozdělování plynu slouží k rozptylování plynu po celém průřezu reaktoru a k nesení lože polymeru v situacích, kdy toto lože není ve vznosu.Typically, the above catalysts are fed to the reactor together with the polymerized materials. This reactor has a vertical section above which the expanded zone is. The recirculated gas is introduced into the bottom of the reactor and passes through the bottom upwardly of a fluidized bed gas distribution plate located in the vertical reactor part. Said gas distribution plate serves to disperse gas over the entire cross-section of the reactor and to support the polymer bed in situations where the bed is not floating.

Plyn opouštějící fluidní lože s sebou unáší částice . polymeru. .Většina-těchto_částic-se-.od-.proudu plynu..oddělí— .The gas leaving the fluidized bed entrains particles. polymer. Most of these particles are separated from the gas stream.

v rozšířené zóně reaktoru, kde dochází ke snížení rychlosti jejich pohybu.in the extended zone of the reactor, where the speed of their movement is reduced.

Za účelem přípravy ethylenových polymerů vhodných pro některé určité aplikace, jako je například výroba fólií, tvarování vstřikováním nebo rotační tvarování, se používají katalyzátory typu IV a V společně s alkylhliníkovými kokatalyzátory. Ovšem pokusy vyrobit ethylenové polymery za použití alkylhliníkových kokatalyzátorů společně s uvedenými katalyzátory typu IV a V nanesenými na porézním oxidu křemičitém v některých reaktorech s fluidním ložem nebyly při konkrétní průmyslové aplikaci zcela úspěšné. Hlavním důvodem neuspokojivého průběhu polymerace je tvorba tak zvaných plaket (neboli šítů), ke které dochází v polymeračním reaktoru po určité době provozu. Uvedené plakety mohou být charakterizovány jako vrstvy spečeného polymerního materiálu.Type IV and V catalysts are used in conjunction with alkyl aluminum cocatalysts to prepare ethylene polymers suitable for certain applications, such as foil production, injection molding or rotary molding. However, attempts to produce ethylene polymers using alkyl aluminum cocatalysts together with the type IV and V catalysts deposited on porous silica in some fluidized bed reactors have not been entirely successful in a particular industrial application. The main reason for the unsatisfactory process of polymerization is the formation of so-called plaques (or shields) that occur in the polymerization reactor after a certain period of operation. Said plaques may be characterized as layers of sintered polymeric material.

Bylo zjištěno, že k tvorbě uvedených plaket přispívá vznik a rozdělení elektrostatického náboje v polymeračním reaktoru, následkem čehož přilnou částice polymeru ke stěnám polymeračního reaktoru v důsledku elektrostatických sil.The formation and distribution of electrostatic charges in the polymerization reactor has been found to contribute to the formation of said plaques, as a result of which the polymer particles adhere to the walls of the polymerization reactor due to electrostatic forces.

-Jestliže potom takto přilnuté částice zůstanou v reakčním prostoru dostatečnou dobu, dojde v důsledku příliš vysoké teploty k jejich roztavení a spečení s ostatními částicemi. Existuje hned několik důvodů pro vznik elektrostatických nábojů v polymeračním reaktoru. Mezi tyto důvody patří zejména vznik statické elektřiny v důsledku tření různorodých materiálů, omezená možnost vybití elektrostatického náboje, zavádění malých množství prostatických činidel a nadměrná aktivita katalyzátoru,, Mezi tvorbou plaket spečeného polymerního produktu a přítomností nadměrného elektrostatického náboje, a to jak negativního tak i pozitivního, existuje silný vzájemný vztah. Tento vztah je evidentní při náhlých změnách úrovně elektrostatického náboje, ke kterým dochází bezprostředně , *If the adhering particles remain in the reaction space for a sufficient period of time, they will melt and fuse with the other particles due to too high a temperature. There are several reasons for electrostatic charges in the polymerization reactor. These include, in particular, the generation of static electricity due to the friction of various materials, the limited possibility of electrostatic discharge, the introduction of small amounts of prostate reagents, and the excessive activity of the catalyst, between plaque formation of sintered polymer product and the presence of excessive electrostatic charge. , there is a strong correlation. This relationship is evident when sudden changes in the electrostatic charge level occur immediately, *

«H?«H?

- 15 při změně teploty stěn reaktoru. Tyto změny teploty stěn reaktoru nastávají směrem k vyšším hodnotám nebo k nižším hodnotám vzhledem k normální teplotě stěny reaktoru. Nižší teploty stě reaktoru, nastáva j í v důsledku adheze částic — ;··.polymeru ke stěně reaktoru, kdy ulpělé částice izolují stěnu l reaktoru od tepla fluidního lože a zabraňují tak vyhřívání té části stěny reaktoru, kde se nachází ulpělé částice.- 15 when the reactor wall temperature is changed. These changes in the reactor wall temperature occur towards higher or lower values relative to the normal wall temperature of the reactor. Lower reactor temperatures occur due to the adhesion of the polymer particles to the reactor wall, where the adhering particles isolate the reactor wall 1 from the fluidized bed heat and prevent heating of the part of the reactor wall where the adhering particles are located.

Odchylky teploty směrem k vyšším hodnotám znamenají, že dochází k polymerační reakci v místech, kde je zajištěn ______pouze_^me.zjaný„převod—tepla—V důsledku toho dochází obvykleke zjevnému narušení průběhu fluidního procesu, může docházet k poruchám v dodávce katalyzátoru a v odvádění produktu z reaktoru v důsledku ucpání cesty odvodu. V takto ’ >Temperature deviations towards higher values mean that a polymerization reaction occurs where only the heat transfer is detected. As a result, there is usually an apparent disturbance in the fluid flow process, catalyst supply failure and drainage can occur. of product from the reactor due to a drainage path clog. In this way '

vznikajícím polymerním produktu se přitom nachází tenké vrstvy spečených aglomerátů polymerního produktu, označované jako plakety.In the process, the polymer product formed comprises thin layers of sintered polymer product agglomerates, referred to as plaques.

Velikost uvedených plaket se pohybuje v širokém rozmezí. V mnoha ohledech jsou si však tyto plakety podobné.The size of said plaques varies within a wide range. In many ways, however, these plaques are similar.

Obvykle jsou asi 0,6 až 1,3 cm silné a asi 30 až 150 centimetrů dlouhé a v některých případech i delší. Šířka těchto plaket je asi 7,6 až 45,7 centimetru a někdy jsou i širší. Jádro těchto plaket je tvořeno spečeným polymerem, který je orientován v podélném směru plaket, přičemž povrch plaket je pokryt granulemi polymeru přitavenými k jádru. φThey are usually about 0.6 to 1.3 cm thick and about 30 to 150 centimeters long and in some cases longer. The width of these plaques is about 7.6 to 45.7 centimeters and sometimes wider. The core of these plaques is formed by a sintered polymer which is oriented in the longitudinal direction of the plaques, the surface of the plaques being covered with polymer granules fused to the core. φ

Okraje plaket mohou mít vlasovítý vzhled tvořený praménky spečeného polymeru. 4.The edges of the plaques may have a hairy appearance formed by strands of sintered polymer. 4.

AAND

- ^ -——Podstata-vYnálezu^——~ - — =,- ^ --—— The essence of the invention ^ —— ~ - - =,

Cílem uvedeného vynálezu bylo tedy vyvinout postup polymerace alfa-olefinů, při kterém by bylo v podstatné míře zamezeno tvorbě plaket nebo při kterém by byla zcela eliminována tvorba těchto plaket, k níž jinak dochází v průběhu nízkotlaké polymerace alfa-olefinů ve fluidním loži při použití katalyzátorů na bázi vanadu nebo katalyzátorů na bázi titanu společně s alkylhliníkovým kokatalyzátorem.It was therefore an object of the present invention to provide an alpha-olefin polymerization process which substantially avoids or completely eliminates plaque formation that otherwise occurs during low pressure fluidized bed alpha-olefin polymerization using catalysts. based on vanadium or titanium catalysts together with an alkyl aluminum cocatalyst.

Podstata způsobu snížení tvorby plaket v průběhu polymerace alfa-olefinů v nízkotlakém reaktoru s fluidním ložem za použití katalyzátoru na bázi titanu nebo vanadu současně s alkylhliníkovými kokatalyzátory podle uvedeného, vynálezu spočívá v tom, že se do reaktoru v místě tvorby plaket zavádí voda současně s inertním plynem takovým způsobem, že se inertní plyn pod tlakem vede při regulované rychlosti proudění teplotně regulovaným zásobníkem obsahujícím vodu, přičemž se tento inertní plyn obohatí vodou a tato směs vody a inertního plynu se vede do reaktoru, případně společně s alfa-olefiny uváděnými do polymerace.The principle of the process of reducing plaque formation during the polymerization of alpha-olefins in a low pressure fluidized bed reactor using a titanium or vanadium catalyst together with the alkyl aluminum cocatalysts of the present invention is to introduce water into the reactor at the point of plaque formation. gas in such a way that the inert gas under pressure is passed at a controlled flow rate through a temperature controlled water-containing container, the inert gas being enriched with water and the mixture of water and inert gas being fed to the reactor, optionally together with the alpha-olefins introduced into polymerization.

Ve výhodném provedení je uvedeným alfa-olefinem ethylen a inertním plynem je dusík.Preferably, the alpha-olefin is ethylene and the inert gas is nitrogen.

Průtokové množství plynného dusíku, alfa-olefinů a teplota vody v zásobníku se výhodně regulují podle elektrostatických poměrů v reaktoru.The flow rate of nitrogen gas, alpha-olefins and the water temperature in the tank are preferably controlled according to the electrostatic conditions in the reactor.

Obsah vody v uvedené směsi vstupující do uvedeného reaktoru je výhodně v rozmezí od 0,1 do 2 ppm obj., vztaženo na množství přiváděného ethylenu,přičemž v ještě ‘ ' výhodnějším provedení je obsah vody menší než 1 ppm obj.The water content of the mixture entering the reactor is preferably in the range of 0.1 to 2 ppm by volume, based on the amount of ethylene fed, and in an even more preferred embodiment the water content is less than 1 ppm by volume.

Průtokové množství dusíku je výhodně až 4,99 kg/h při průtokovém množství alfa-olefinu až 22 700 kg/h.The nitrogen flow rate is preferably up to 4.99 kg / h with an alpha olefin flow rate up to 22,700 kg / h.

Teplota vody v zásobníku se výhodně reguluje tak, aby byla v rozmezí od 10 do 40 °C.The temperature of the water in the reservoir is preferably controlled to be in the range of 10 to 40 ° C.

Uvedenými polyolefiny jsou ve výhodném provedení lineárníhomopolymery ethylenu nebo lineární kopolymery ' tvořené převážně ethylenem s molárním obsahem vyšším nebo rovným 90 % a malým obsahem alespoň jednoho alfa-olefinu se 3 až 8 atomy uhlíku, který odpovídá molárnímu obsahu menšímu nebo rovnému 10 %. Výhodně jsou uvedenými polyolefiny homopolymery nebo kopolymery propylenu, 1-butenu,The polyolefins are preferably ethylene linear homopolymers or linear copolymers consisting predominantly of ethylene having a molar content of greater than or equal to 90% and a low content of at least one alpha-olefin having from 3 to 8 carbon atoms corresponding to a molar content of less than or equal to 10%. Preferably said polyolefins are homopolymers or copolymers of propylene, 1-butene,

1-pentenu, 1-hexenu, 4-methyl-l-pentenu, 1-heptenu nebo1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-heptene or

1-oktenu.1-octene.

Obecně j e ..možno uvést , že .způsob omezení tvorby plaket v průběhu polymerace alfa-olefinů v nízkotlakém reaktoru sfluidním ložem za použití sloučeniny titanu nebo vanadu jako katalyzátoru společně s alkylhliníkovými kokatalyzátory nebo úplného zamezení tvorby těchto plaket spočívá podle vynálezu v tom, že se do.polymeračního reaktoru zavádí voda v množství, které je dostatečné k tomu, aby se v místech, .kde přichází v úvahu tvorba plaket spečeného polymerního produktu, udržela taková elektrostatická úroveň, při které nedochází k tvorbě plaket nebo kde dochází k tvorbě plaket pouze v omezené míře, aniž se však zavedením vody do reaktoru podstatně změní účinnost použitých katalyzátorů.In general, the method of limiting plaque formation during alpha-olefin polymerization in a low pressure reactor with a spheroidal bed using a titanium or vanadium compound as a catalyst together with an alkyl aluminum cocatalyst or by preventing the plaque formation is based on the invention. water is introduced into the polymerization reactor in an amount sufficient to maintain, at the points where plaque formation of the sintered polymer product is possible, an electrostatic level at which plaque formation does not occur or where plaque formation occurs only in the polymerization reactor. however, the introduction of water into the reactor does not substantially alter the efficiency of the catalysts used.

Množství vody, které se zavádí do reaktoru závisí na elektrostatickém napětí v reaktoru a může obecně činit 0,1 pj_ -L vauciiciiu ethylenu. Obvykle se reguluje přívod dusíku takovým způsobem, aby průtokové množství odpovídalo asi 0 až asi 4,99 kg/h, přičemž průtokové množství ethylenu je asi 0 až asi 22 700 kg/h. Teplota vody v O'Brianově zásobníku (zásobník vody, který bude podrobně popsán dále v souvislosti s obrázkem) se obvykle pohybuje v rozmezí od asi 10 do asi 40 °C. Tlak dusíku se pohybuje v rozmezí od asi 1,4 do 2,8 MPa, výhodně v rozmezí od asi 2,24 MPa do asi 2,59 MPa.The amount of water introduced into the reactor depends on the electrostatic voltage in the reactor and can generally be 0.1 µL in ethylene. Typically, the nitrogen supply is controlled in such a way that the flow rate is about 0 to about 4.99 kg / h, the ethylene flow rate being about 0 to about 22,700 kg / h. The temperature of the water in the O'Brian tank (a water tank that will be described in detail below with reference to the figure) is usually in the range of about 10 to about 40 ° C. The nitrogen pressure is in the range of about 1.4 to 2.8 MPa, preferably in the range of about 2.24 MPa to about 2.59 MPa.

Kritická úroveň elektrostatického napětí pro tvorbu plaket spečeného polymerního produktu je komplexní funkcí teploty, při které dochází k aglomerování polymeru, provozní teploty, unášecích sil ve fluidním loži, distribuce velikostí částic polymeru a složení recirkulovaného plynu. Úroveň elektrostatického napětí v reaktoru lze snížit různými způsoby, mezi které patří : speciální úprava vnitřního povrchu reaktoru vedoucí k omezené tvorbě elektrostatického náboje v reaktoru vstřikováním antistatického činidla za účelem zvýšení povrchové elektrické vodivosti částic, čímž se dosáhne urychlení odvádění částic? instalace vhodného zařízení napomáhajícího vybíjení elektrického náboje a spojeného se stěnami reaktoru, přičemž při tomto řešení se urychluje odvádění elektrostatického náboje vytvořením míst s vysoce lokalizovanou intenzitou pole; a neutralizace náboje nástřikem nebo vytvářením iontových párů, iontů nebo nabitých částic, které mají opačnou polaritu, než jakou mají částice fluidního lože.The critical electrostatic voltage level for plaque formation of the sintered polymer product is a complex function of temperature at which polymer agglomeration, operating temperature, fluidized bed drag forces, polymer particle size distribution, and recirculated gas composition occur. The electrostatic voltage level in the reactor can be reduced in various ways, including: special treatment of the internal surface of the reactor resulting in reduced electrostatic charge in the reactor by injecting an antistatic agent to increase the surface electrical conductivity of the particles, thereby accelerating particulate removal? the installation of a suitable device for discharging the electric charge connected to the reactor walls, thereby accelerating the discharge of the electrostatic charge by creating places with a highly localized field strength; and neutralizing the charge by spraying or forming ion pairs, ions, or charged particles having opposite polarity to the fluidized bed particles.

Podle uvedeného vynálezu se zaváděním vody do nízkotlakého procesu výroby polyethylenu prováděnému “ ! v plynné fázi dosahuje omezení tvorby aglomerátů ve fluidním loži. Tím se dosahuje snížení úrovně pozitivního elektrostatického napětí a tedy i zmenšení adhezivních sil v reakčním systému.According to the present invention, the introduction of water into a low-pressure polyethylene production process carried out by means of a & quot ; in the gas phase, it achieves a reduction in agglomerate formation in the fluidized bed. This achieves a reduction in the level of positive electrostatic stress and thus a reduction in the adhesive forces in the reaction system.

Za účelem odhalení příčin a eliminace tvorby plaket byl proveden zevrubný výzkum uvedeného jevu. V rámci tohoto průzkumu byly bezprostředně vedle stěn reaktoru instalovány termočlánky. Tyto termočlánky byly umístěny nad deskou pro rozdělování plynu, přičemž byly směrem vzhůru rozmístěny v rozestupech odpovídajících jedné čtvrtině až jedné polovině průměru reaktoru. Při běžných podmínkách indikují tyto povrchové termočlánky teploty, které jsou rovné nebo mírně nižší než teplota fluidního lože. Když však dojde k tvorbě, uvedených plaket, indikují uvedené termočlánky odchylky teplot směrem vzhůru až o 20 °C. V kontrolovaných místech je tedy teplota až o asi 20 °C vyšší než je teplota fluidního lože a toto zvýšení teploty je tedy spolehlivou indikací tvorby plaket. .Kromě toho bylo použito.elektrostatického voltmetru k :měření napětí na kulovité.elektrodě o velikosti 1,27 cm-.umístěné ve. fluidním loži v radiální vzdálenosti 2,54 cm od stěny reaktoru a obvykle asi 152 až 183 cm“ nad deskou pro rozdělování plynu. Toto umístění uvedeného' elektrostatického voltmetru bylo zvoleno proto, že bylo pozorováno, že tvorba plaket-začíná v pásmu od jedné čtvrtiny do třech čtvrtin průměru reaktoru směrem od základny fluidního lože. Jak je velmi dobře známo, odpovídá toto pásmo oblasti s vysoce fluidizovaným ložem, ve které dochází k nejnižší intenzitě míchání v blízkosti stěny reaktoru, a která bývá označována jako nulová zóna, přičemž v této zóně dochází ke změně směru pohybu částic fluidního lože. Částice se přestávají pohybovat směrem vzhůru a začínají se pohybovat dolů. Mezi nalezené možné příčiny tohoto jevu patří faktory ovlivňující mícháni ve fluidním_______ loži, provozní podmínky reaktoru, velikost částic katalyzátoru a polymeru, rozdělení velikostí částic a podobné další skutečnosti. Při provádění uvedeného výzkumu byl nalezen vztah mezi tvorbou plaket a tvorbou elektrostatického náboje na částicích polymeru, které se nachází v blízkosti stěny reaktoru. Jestliže je úroveň elektrostatického napětí částic polymeru v místech blízko stěny reaktoru nízká, potom reaktor běží normálně a nedochází vůbec k tvorbě plaket. Jestliže vsak uvedená úroveň elektrostatického napětí částic polymeru v místech blízko stěn reaktoru překročí v uvedeném místě určitou kritickou úroveň, potom dochází k nekontrolovatelné tvorbě plaket spečeného polymeru a provoz reaktoru musí být zastaven.In order to identify the causes and eliminate plaque formation, a thorough investigation of the phenomenon was carried out. In this survey, thermocouples were installed immediately next to the reactor walls. These thermocouples were placed above the gas distribution plate and spaced upward at intervals of one quarter to one half of the reactor diameter. Under normal conditions, these surface thermocouples indicate temperatures that are equal to or slightly lower than the fluidized bed temperature. However, when said plaques are formed, said thermocouples indicate temperature deviations of up to 20 ° C. Thus, at controlled locations, the temperature is up to about 20 ° C higher than the fluidized bed temperature, and this temperature increase is therefore a reliable indication of plaque formation. In addition, an electrostatic voltmeter was used to measure the voltage on a 1.27 cm spherical electrode placed in a spherical electrode. fluid bed at a radial distance of 2.54 cm from the reactor wall and usually about 152-183 cm above the gas distribution plate. This location of the electrostatic voltmeter was chosen because it was observed that plaque formation began in the range from one quarter to three quarters of the reactor diameter away from the base of the fluidized bed. As is well known, this zone corresponds to a region with a highly fluidized bed in which the lowest agitation intensity near the reactor wall occurs, which is referred to as the zero zone, where the direction of movement of the fluidized bed particles changes. The particles stop moving upwards and start moving downwards. Possible causes for this phenomenon include factors affecting fluidized bed mixing, reactor operating conditions, catalyst and polymer particle size, particle size distribution, and the like. In carrying out this research, a relationship has been found between plaque formation and electrostatic charge formation on polymer particles located near the reactor wall. If the electrostatic voltage level of the polymer particles at locations near the reactor wall is low, then the reactor runs normally and no plaque formation occurs. However, if said electrostatic voltage level of the polymer particles at locations near the reactor walls exceeds a certain critical level at said location, sintered polymer plaques are uncontrolled and the reactor operation must be stopped.

Dále bylo zjištěno, že je možno dosáhnout omezení tvorby plaket nebo dokonce úplné eliminování této tvorby plaket udržováním úrovně elektrostatického napětí ve ; fluidním loži v místech blízko reaktorové stěny pod uvedenou .kritickou úrovní pro tvorbu plaket. Uvedená kritická úroveň pro tvorbu plaket není stálou hodnotou, nýbrž je komplexní funkcí závisející na teplotě, při které dochází k ···.·· aglomerování pryskyřice, na provozní teplotě polymeračního .reaktoru, na unášecích silách ve fluidním loži, na rozdělení ...... velikostí částic polymeru a na složení recyklovaného plynu.Furthermore, it has been found that plaque formation can be reduced or even completely eliminated by maintaining the electrostatic voltage level in; fluidized bed at sites near the reactor wall below said critical plaque formation level. This critical level for plaque formation is not a constant value, but is a complex function depending on the temperature at which the resin agglomerates, on the operating temperature of the polymerization reactor, on the fluidized bed driving forces, on the ... ... the particle size of the polymer and the composition of the recycle gas.

Uvedená kritická úroveň elektrostatického napětí Vc pro tvorbu plaket ethylenových‘homopolymerů, ethylen-buteňových a ethylen-hexenových kopolymerů je hlavně funkcí teploty, při které dochází k aglomeraci polymeru, teploty fluidního lože v reaktoru a koncentrace vodíku v recyklovaném plynu.Said critical electrostatic voltage level V c for plaque formation of ethylene homopolymers, ethylene-butene and ethylene-hexene copolymers is mainly a function of polymer agglomeration temperature, reactor fluidized bed temperature and hydrogen concentration in the recycle gas.

Teplota, při které dochází k aglomeraci (neboli ke spečení) polymeru za provozních podmínek reaktoru, je definována jako teplota, při které usazené lože polymeru ve styku s plynem o stejném složení jako je plyn recyklovaný do reaktoru při přípravě polymeru bude tvořit aglomeráty slinutých částic polymeru v okamžiku, kdy bude učiněn pokus uvést usazené lože opět do vznosu poté, co bylo usazeno na desku pro rozdělování plynu po dobu patnácti minut. Tato aglomerační teplota může být snížena snížením hustoty polymeru, zvýšením indexu toku taveniny polymeru a zvýšením množství rozpuštěných monomerů.The temperature at which the polymer agglomerates (or sinters) under reactor operating conditions is defined as the temperature at which a settled bed of polymer in contact with a gas of the same composition as the gas recycled to the reactor during polymer preparation will form agglomerates of sintered polymer particles at the time an attempt is made to float the settled bed after it has been deposited on the gas distribution plate for fifteen minutes. This agglomeration temperature can be reduced by decreasing the density of the polymer, increasing the melt index of the polymer, and increasing the amount of dissolved monomers.

Konstanty v tomto vztahu byly stanoveny z údajů shromážděných v průběhu provozu reaktoru a to v okamžiku, . kdy v reaktoru právě začalo docházet k tvorbě uvedených plaket spečeného polymeru, což bylo zjištěno z údajů * .The constants in this relationship were determined from the data collected during the reactor operation at the time. when the sintered polymer plaques have just started to form in the reactor, as determined from data *.

teplotních odchylek naměřených pomocí výše uvedených povrchových termočlánků od teploty fluidního lože. Napětí naměřené ;výše popsanými napěťovými sondami, kolísá s časem vzhledem k tomu, že se náhodně mění charakter fluidního lože. Proto je kritické napětí Vc vyjádřeno jako průměrná hodnota v určitém časovém intervalu. Interpretace naměřených hodnot uvedeného napětí je velmi obtížná vzhledem k ťbmu, že v okamžiku, kdy dochází k oddělení plakety, jejíž tvorba byla způsobena elektrostatickým nábojem, dochází ke vzniku dodatečného elektrostatického náboje. Kromě toho může tvorba plaket začít jen v určité lokalitě fluidního lože a odtud se později rozšířit do ostatních částí fluidního lože, což znesnadňuje správnou interpretaci naměřených hodnot napětí.temperature deviations measured by the above-mentioned surface thermocouples from the fluidized bed temperature. The voltage measured by the voltage probes described above varies with time as the fluidized bed character changes randomly. Therefore, the critical stress V c is expressed as an average value over a period of time. Interpretation of the measured values of said voltage is very difficult due to the fact that at the moment of separation of the plaque, the formation of which was caused by electrostatic charge, an additional electrostatic charge occurs. In addition, plaque formation can only begin at a particular location of the fluidized bed and from there later spread to other parts of the fluidized bed, making it difficult to correctly interpret the measured voltage values.

I když mechanismus tvorby plaket není zcela objasněn, předpokládá se, že statická elektřina vytvořená ve fluidním loži nabíjí částice polymeru. V okamžiku, kdy náboj na částicích po 1 yme r u_ do s á hne úrovně, kdy síly/ přitahuj i cí / _ __ nabité částice ke stěně reaktoru převažují nad unášecími silami fluidního lože, které mají zase tendenci odtahovat nabité částice od stěny reaktoru, dochází k tvorbě vrstvy polymerujících částic obsahující katalyzátor ve formě něfluidní vrstvy v blízkosti stěny reaktoru. Odvod tepla z této něfluidní vrstvy není dostatečný k tomu, aby se dosáhlo odvedení tepla vzniklého v průběhu polymerace, nebot tato něfluidní vrstva nacházející se v blízkosti reaktorové stěny má menší kontakt s fluidizačním plynem než částice ve fluidní části fluidního lože. Teplo polymerace zvyšuje teplotu této něfluidní vrstvy v blízkosti stěny reaktoru až do okamžiku, kdy se částice roztaví a spečou. Potom se i ostatní částice fluidního lože postupně nalepí na uvedenou roztavenou vrstvu a tato plaketa narůstá až do okamžiku, kdy se uvolní od stěny reaktoru. Jak je známo, dochází při oddělení dielektrika od vodiče (oddělení plakety od stěny reaktoru) k tvorbě dodatečné elektrostatické elektřiny, která zase urychluje další tvorbu plaket.Although the mechanism of plaque formation is not fully understood, it is believed that the static electricity generated in the fluidized bed charges the polymer particles. When the charge on the particles reaches a level after 1 minute, the forces (attracting charged particles) to the reactor wall outweigh the fluidized bed forces, which in turn tend to pull the charged particles away from the reactor wall, a layer of polymerizing particles comprising a catalyst in the form of a non-fluidized layer is formed near the reactor wall. Heat dissipation from the non-fluidized bed is not sufficient to dissipate the heat generated during the polymerization, since the non-fluidized bed located near the reactor wall has less contact with the fluidizing gas than the particles in the fluidized bed. The heat of polymerization increases the temperature of the non-fluid layer near the reactor wall until the particles melt and sinter. Thereafter, the other particles of the fluidized bed are gradually adhered to the molten layer and this plaque is increased until it is released from the reactor wall. As is known, the separation of the dielectric from the conductor (separation of the plaque from the reactor wall) generates additional electrostatic electricity, which in turn accelerates further plaque formation.

Je známo několik způsobů jak omezit nebo eliminovat tvorbu statické elektřiny. Mezi tyto způsoby zejména patří:Several ways are known to reduce or eliminate the generation of static electricity. These include in particular:

(a) snížení rychlosti tvorby elektrostatického náboje, · (b) zvýšení rychlosti vybíjení elektrostatického náboje, j (c) neutralizování elektrostatického náboje.(a) reducing the rate of electrostatic charge formation; (b) increasing the rate of electrostatic charge discharge; (c) neutralizing the electrostatic charge.

·?’ Některé vhodné postupy pro použití ve fluidním loži zahrnují:Some good practices for fluid bed use include:

(a) použití přísad zvyšujících vodivost částic, čímž se vytvoří cesta pro elektrické vybití těchto částic, (b) instalování uzemňovacích prostředků ve fluidním loži za účelem vytvoření dostatečné plochy pro vybíjení elektrostatického náboje obsaženého ve fluidním loži, (c) ionizace plynu nebo částic elektrickým výbojem za účelem vytvoření iontů, které zneutralizují elektrostatický náboj částic fluidního lože, a (d) použití radioaktivních zdrojů k vytvoření radiačního záření, které produkuje ionty schopné zneutralizovat elektrostatický náboj částic fluidního lože.(b) installing grounding means in the fluidized bed to provide a sufficient surface for discharging the electrostatic charge contained in the fluidized bed; (c) ionizing the gas or particles by electrical means. and (d) using radioactive sources to generate radiation that produces ions capable of neutralizing the electrostatic charge of the fluidized bed particles.

Použití těchto způsobů však mnohdy není při provozu polymeračního reaktoru s fluidním ložem v průmyslovém měřítku proveditelné nebo prakticky použitelné. Žádná taková přísada nesmí působit jako jed pro polymerační katalyzátor a nesmí nepříznivě ovlivňovat kvalitu produkovaného polymeru. Již dříve bylo navrženo použít jako přísady, která snižuje úroveň elektrostatického náboje částic, vodu, ale tato možnost byla zamítnuta vzhledem k tomu, že voda působí jako silný katalytický jed.However, the use of these methods is often not practicable or practicable in the industrial scale operation of a fluidized bed polymerization reactor. Any such additive must not act as a poison for the polymerization catalyst and must not adversely affect the quality of the polymer produced. It has previously been suggested to use water as an additive that reduces the electrostatic charge level of particles, but this possibility has been rejected because water acts as a strong catalytic poison.

Podle uvedeného vynálezu bylo zjištěno, že při některých specifických reakčích, t. zn. při postupech, kdy se při polymeraci použije katalyzátorů typu IV nebo V společně s alkylhliníkovými kokatalyzátory, se přidáním kontrolovaných malých množství vody do reaktoru výrazně sníží výskyt tvorby plaket, aniž by tento přídavek vody měl nepříznivý účinek na použité katalyzátory. Množství vody přivedené do reaktoru závisí na úrovni elektrostatického náboje přítomného v reaktoru.According to the present invention, it has been found that in some specific reactions, i.e., processes where polymerization uses type IV or V catalysts together with alkyl aluminum cocatalysts, the addition of controlled small amounts of water to the reactor significantly reduces the occurrence of plaque formation without this addition of water had an adverse effect on the catalysts used. The amount of water supplied to the reactor depends on the level of electrostatic charge present in the reactor.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

V následující části bude způsob snížení tvorby plaket v průběhu polymerace alfa-olefinů v nízkotlakém reaktoru s fluidním ložem za použití katalyzátoru na bázi sloučenin titanu nebo vanadu současně s alkylhliníkovými kokatalyzátory ilustrován s pomocí připojeného výkresu, na kterém je znázorněn běžně používaný průmyslový polymerizační —reaktor, pro.výrobu, nízkohustotních -a-vysokohustotní ch polyolefinů modifikovaný pro provádění postupu podle vynálezu.In the following, the process of reducing plaque formation during alpha-olefin polymerization in a low pressure fluidized bed reactor using a titanium or vanadium compound catalyst along with an alkyl aluminum cocatalyst will be illustrated with the aid of the accompanying drawing showing a commonly used industrial polymerization reactor. for the manufacture of low-density and high-density polyolefins modified for carrying out the process according to the invention.

V reaktoru 10 je vytvořena reakční zóna 12 a zóna 14 se sníženou rychlostí průtoku. V reakční zóně 12 je vytvořeno lože narůstajících částic polymeru a částic polymeru již vzniklých. Toto lože je udržováno ve vznosu kontinuálním proudem plynu přiváděného do polymerace a modifikujících plynných složek ve formě nově přiváděného plynu a plynu recyklovaného do reakční zóny. Za účelem udržení lože ve vznosu (neboli ve fluidním stavu) je nezbytné udržovat hmotnostní průtok plynu procházejícího ložem nad určitou minimální hodnotou hmotnostního průtoku plynu nezbytnou pro uvedení lože do vznosu, přičemž ve výhodném provedení je tato hodnota asi 1,5 násobek až asi „10-ti násobek hodnoty Gmf, a ještě výhodněji je tato hodnota 2 v rozmezí od asi 3 násobku do asi 6-ti násobku hodnoty Gmf.A reactor zone 12 and a reduced flow rate zone 14 are formed in the reactor 10. In the reaction zone 12 a bed of growing polymer particles and already formed polymer particles is formed. This bed is held up by a continuous stream of gas fed to the polymerization and modifying gaseous components in the form of a newly fed gas and gas recycled to the reaction zone. In order to keep the bed fluid (or fluidized), it is necessary to maintain the mass flow rate of the gas passing through the bed above a certain minimum mass flow rate of gas necessary for the fluidization of the bed, preferably about 1.5 times to about 10 -ti times the value of G mf and more preferably the value 2 in the range from about 3 times to about 6 times the value of G m f.

: Označení Gmf je všeobecně používanou zkratkou pro minimální průtok plynu, kterého je zapotřebí k dosažení fluidního stavu, viz. C.Y. Wen a Y.H. Yu, Mechanics of Fludization, Chemical Engineering Progress Symposium Series, Vol. 62, str. 100-111 (1966).Note: The designation G m f is a commonly used abbreviation for the minimum gas flow rate required to achieve a fluidized state; CY Wen and YH Yu, Mechanics of Fludization, Chemical Engineering Progress Symposium Series, Vol. 62, pp. 100-111 (1966).

Při provádění tohoto postupu je velice vhodné, aby lože vždy obsahovalo částice, čímž se zabrání tvorbě místních horkých oblastí a dosáhne se zachycení a rozdělování částic katalyzátoru po celé reakční zóně. Při nastartování se do reaktoru ještě předtím, než jím začne procházet proud fluidizačního plynu, vsadí určitý základní podíl částic polymerního produktu. Tento podíl částic polýměřřííhb matéřiálúpriťomňý při “hástárťóvárii reaktoru může být chemicky totožný s polymerem, který má být vyroben, nebo se může od vyráběného polymeru lišit. Použije-li se při nastartování částic polymeru odlišného od polymeru, který má být při polymeračním postupu vyroben, potom je třeba určité množství vyráběného produktu oddělit jako tak zvaný první jWhen carrying out this process, it is highly preferred that the bed always contain particles, thereby avoiding the formation of local hot areas and achieving trapping and distribution of catalyst particles throughout the reaction zone. Upon start-up, a certain proportion of the polymer product particles are charged into the reactor before the stream of fluidizing gas begins to flow therethrough. This proportion of particles of the radius of the material to be made in the reactor can be chemically identical to or different from the polymer to be produced. If a polymer different from the polymer to be produced in the polymerization process is used to start the particles, then a certain amount of the product to be produced must be separated as the so-called first

podíl produktu, který má jiné složení než produkt vyrobený v další fázi postupu. Tento produkt je tvořen směsí startovacího polymeru a vyráběného polymeru. Po určité sů I krátké době provozu fluidního lože ^vytlačí fluidní lože- požadovaného vyráběného polymeru lože tvořené startovacím polymerem v počáteční fázi výroby a později směsí j ithe proportion of product having a composition different from that produced in the next stage of the process. This product consists of a mixture of the starting polymer and the polymer produced. After a short period of fluid bed operating time, the fluidized bed of the desired polymer produced displaces the starter polymer bed at an early stage of production and later the blend.

startovacího polymeru a vyráběného polymeru.starting polymer and produced polymer.

Katalyzátor připravený pro zavedení do fluidního lože je výhodně skladován v zásobníku 1_6 pod a-femosfé-rou—p±ynuy-~ který je inertní vůči skladovanému materiálu. Tímto inertním plynem může být například dusík nebo argon.The catalyst prepared for introduction into the fluidized bed is preferably stored in a reservoir 16 under an a-phospho-pyrene which is inert to the stored material. The inert gas may be, for example, nitrogen or argon.

Fluidizace lože se dosáhne vedením vysokého podílu plynného recyklu do tohoto lože a tímto ložem, přičemž v obvyklém provedení tvoří podíl tohoto recyklovaného plynuFluidization of the bed is accomplished by passing a high proportion of gaseous recycle to and through the bed, typically constituting a proportion of the recycled gas

Χ4,; , vzhledem k množství nově přiváděného polymerizačního plynu asi 50 %. Takto vzniklé fluidní lože má zpravidla vzhled hutné masy pohybujících se částic vířících ve víru vytvořeném perkolací plynu tímto ložem. Tlakový spád mezi přední a zadní částí lože je rovný hmotnosti lože dělené plochou průřezu nebo je tento poměr mírně vyšší. Tlakový spád je takto závislý na geometrii reaktoru. Χ4; ϊ,; , based on the amount of newly introduced polymerization gas about 50%. The fluidized bed thus formed generally has the appearance of a dense mass of moving particles swirling in a vortex created by gas percolation through the bed. The pressure drop between the front and rear of the bed is equal to or slightly higher than the weight of the bed divided by the cross-sectional area. The pressure drop is thus dependent on the reactor geometry.

Další podíl plynu se do fluidního lože přivádí ' ΐ rychlostí, která je rovna rychlosti odvádění částic polymerního produktu z polymerizačního reaktoru. Složení 41 nově přiváděného plynu se stanoví na základě údajů z ^plynového“anaTyzátoru^T8“umíštěňáho“’ňad“f ruidKím~lcTžem(Up gas is fed to the bed speed which is equal to the rate of discharge of particulate polymer product from the polymerization reactor. The composition 41 of the newly supplied gas is determined on the basis of the data from the gas analyzer of the placement of the gas by means of the gas (

Pomocí tohoto plynového analyzátoru 18 se stanoví složení plynu, který je recyklován a na základě zjištěných údajů se nastaví složení nově přiváděného plynu tak, aby bylo ve vlastní reakční zóně udržováno v podstatě stejné složení plynné reakční směsi.By means of this gas analyzer 18 the composition of the gas to be recycled is determined and the composition of the newly supplied gas is adjusted on the basis of the data obtained so as to maintain substantially the same composition of the gaseous reaction mixture in the actual reaction zone.

Aby se dosáhlo dokonalé fluidizace lože, jsou recyklovaný plyn a případně i část nově přiváděného plynu vraceny do spodní části 20 reaktoru v místě nacházejícím se pod ložem. Deska 22 na rozdělování plynu a nacházející se nad místem, do kterého se vrací uvedený recyklovaný plyn, zajištuje rozptýlení tohoto plynu po celém průřezu reaktoru a současně nese lože ve stavu, kdy přivádění plynu do reaktoru je zastaveno.In order to achieve perfect fluidization of the bed, the recycled gas and possibly part of the newly supplied gas are returned to the bottom 20 of the reactor at a point below the bed. The gas distribution plate 22 located above the recycled gas returning point ensures that the gas is dispersed throughout the reactor cross section and at the same time carries the bed in a state where gas supply to the reactor is stopped.

Část proudu plynu, který nezreaguje ve fluidním loži, tvoří recyklovaný proud plynu, který se odvádí z polymerační zóny, přičemž se výhodně vede zónou 14 se sníženou rychlostí, která se nachází nad fluidním ložem a ve které dochází k propadávání unášených částic zpět do fluidního lože v důsledku snížení rychlosti odváděného plynu následkem rozšířeného průřezu reaktoru v těchto místech.Part of the gas stream that does not react in the fluidized bed is a recycled gas stream that is discharged from the polymerization zone, preferably through a reduced velocity zone 14 located above the fluidized bed in which entrained particles fall back into the fluidized bed. due to the reduction of the off-gas velocity due to the expanded reactor cross-section at these locations.

Uvedený recyklovaný plyn se potom stlačí v kompresoru 24, načež se vede do tepelného výměníku 26 , ve kterém předá reakční teplo ještě předtím, než se opět zavede do fluidního lože. Pravidelným odváděním reakčního tepla z takto recyklovaného plynu nedochází v horní části fluidního lože k žádnému výraznému tepelnému gradientu. Tento teplotní gradient se vyskytuje ve spodní části fluidního lože ve vrstvě silné asi 15 až 30 cm. Jedná se o teplotní gradient mezi teplotou plynu vstupuj ícího do fTuidního lože —-=.- a teplotou ve zbývající části fluidního lože. Bylo totiž pozorováno, že fluidní lože funguje tak, že se v něm okamžitě upraví teplota recyklovaného plynu v místech nacházejících se nad uvedenou velmi úzkou spodní částí fluidního lože na teplotu, která je ve zbývající části fluidního lože. Tímto způsobem se teplota fluidního lože udržuje na konstantní hodnotě a vytváří se tak podmínky stabilního rovnovážného stavu. Recyklovaný plyn se potom vede do reaktoru uvedenou spodní částí 20 směrem k desce 22 pro rozdělování plynu, která rozptyluje tento plyn do celého prostoru fluidního lože. Kompresor 24 může být rovněž umístěn až za tepelným výměníkem 26 ve směru postupu recyklovaného plynu do reaktoru.The recycled gas is then compressed in a compressor 24 and then passed to a heat exchanger 26 where it transfers the heat of reaction before it is reintroduced into the fluidized bed. By periodically removing the heat of reaction from the recycle gas, there is no significant thermal gradient in the upper part of the fluidized bed. This temperature gradient occurs at the bottom of the fluidized bed in a layer about 15 to 30 cm thick. It is a temperature gradient between the temperature of the gas entering the fluidized bed and the temperature in the remaining part of the fluidized bed. Indeed, it has been observed that the fluidized bed functions to immediately adjust the temperature of the recycle gas at the points located above the very narrow bottom of the fluidized bed to the temperature that is in the remainder of the fluidized bed. In this way, the temperature of the fluidized bed is kept constant and a stable equilibrium condition is created. The recycle gas is then fed into the reactor through the bottom 20 towards the gas distribution plate 22, which disperses the gas throughout the fluidized bed space. The compressor 24 can also be placed downstream of the heat exchanger 26 downstream of the recycle gas to the reactor.

Pro běžně prováděné polymerační reakce výše uvedeného druhu může být jako činidla pro přenos řetězce použito vodíku.. V případě, kdy se jako monomeru použije ethylenu, se může použitý poměr vodík/ethylen pohybovat v rozmezí od asi 0 do asi 2,0 molů vodíku na. mol monomeru v proudu přiváděného plynu.Hydrogen can be used as a chain transfer agent for the conventional polymerization reactions of the above type. In the case where ethylene is used as the monomer, the hydrogen / ethylene ratio used can range from about 0 to about 2.0 moles hydrogen per . mole of monomer in the feed gas stream.

V proudu přiváděného plynu může být rovněž přítomen libovolný plyn, který je inertní vůči katalyzátoru C-t a reakčním složkám. Kokatalyzátor se přidává k recyklovanému proudu plynu ještě předtím, než je tento recyklovaný proud plynu přiveden do reaktoru. Do recyklovaného plynného proudu se přidává tento kokatalyzátor z dávkovače 28.Any gas inert to the C-1 catalyst and reactants may also be present in the feed gas stream. The cocatalyst is added to the recycle gas stream before the recycle gas stream is introduced into the reactor. The cocatalyst from the feeder 28 is added to the recycled gas stream.

prostřednictvím.potrubí 30.via.

Jak je velmi dobře známo, je důležité provozovat reaktor s fluidním ložem při teplotě, která je nižší než teplota, při které dochází ke spečení částic produkovaného polymeru. Aby se tedy zajistilo, že nedojde ke spékání část ic_ produkovaného _po.lymeru,,.,j.er_nutno=,pracovat=př.i,^.,= teplotách, které jsou nižší než je teplota, při které dochází ke spékání částic vyráběného polymeru. Při výrobě ethylenových polymerů se při přípravě produktů, které mají hustotu v rozmezí od asi 0,94 do asi 0,97 g/cm3 používá provozní teploty v rozmezí od asi 90 do asi 100 C, zatímco oAs is well known, it is important to operate the fluidized bed reactor at a temperature that is below the sintering temperature of the polymer produced. Thus to insure that sintering does not part ic_ produced _po.lymeru ,,., R = _nutno, work př.i =, ^. = Temperature which is lower than the temperature at which sintering occurs produced polymer. In the production of ethylene polymers, operating temperatures in the range of about 90 to about 100 ° C are used in the preparation of products having a density in the range of about 0.94 to about 0.97 g / cm 3 , while

při výrobě polymerů o hustotě asi 0,91 do asi 0,94 g/cm se používá provozních teplot v rozmezí od asi 75 do asi 95 °C.operating temperatures in the range of about 75 ° C to about 95 ° C are used in the production of polymers having a density of about 0.91 to about 0.94 g / cm 2.

ΐ, Reaktor s fluidním ložem obvykle pracuje při tlaku v • ς rozmezí od asi 0,56 do asi 0,77 MPa, přičemž při těchto tlacích se vyrábějí produkty s vysokou hustotou. Při výrobě produktů se střední a nízkou hustotou se používá tlaku v rozmezí od 0,45 do 0,66 MPa.The fluidized bed reactor typically operates at a pressure in the range of about 0.56 to about 0.77 MPa to produce high density products at these pressures. In the manufacture of medium and low-density products, pressures in the range of about 0.5 to about 5 atmospheres are used.

Katalyzátor se nastřikuje do fluidního lože rychlostí, která odpovídá rychlosti jeho spotřebovávání. Tento katalyzátor se zavádí do fluidního reaktoru přívodem 32, i „ -který se nachází nad deskou 22 pro rozdělování plynu. K transportu katalyzátoru do fluidního lože se používá plynu, který je inertní vůči katalyzátoru, přičemž tímto plynem může být například dusík nebo argon. Vstřikování . katalyzátoru do reaktoru v místě přívodu 32 , který se :> .7 nachází nad deskou 22 pro rozdělování plynu, je důležitým znakem tohoto postupu. Vzhledem k tomu, že používané ; .· katalyzátory jsou vysoce aktivní, vedlo by nastřikování katalyzátoru do reaktoru v místech pod deskou 22 pro rozdělování plynu k tomu, že by k polymeraci docházelo již zde, což by případně mohlo mít za následek ucpávání desky 22 pro rozdělování plynu. Nastřikování katalyzátoru do fluidního lože naproti tomu napomáhá k rozdělení vstřikovaného katalyzátoru do celého objemu fluidního lože a 1 —- - podporuje snahu předcházet vzniku místních center obsahujících vysokou koncentraci katalyzátoru, ve kterých by se mohla vytvářet t. zv. horká místa fluidního lože.The catalyst is injected into the fluidized bed at a rate that corresponds to its rate of consumption. This catalyst is introduced into the fluidized bed reactor via line 32 located above the gas distribution plate 22. A catalyst inert gas is used to transport the catalyst into the fluidized bed, for example nitrogen or argon. Injection molding. The catalyst to the reactor at the feed point 32, located above the gas distribution plate 22, is an important feature of this process. Because used; The catalysts are highly active, injecting the catalyst into the reactor at locations below the gas distribution plate 22 would result in polymerization already occurring here, possibly resulting in clogging of the gas distribution plate 22. Injection of the catalyst into the bed, instead, aids in distributing the catalyst throughout the fluidized bed volume and 1 - - tends to preclude the formation of localized spots of high catalyst concentration which could create t. Vol. fluidized bed hot spots.

Za daných podmínek se v podstatě stále stejná výška fluidního lože udržuje odváděním části fluidního lože, která představuje vyráběný produkt, rychlostí odpovídající rychlosti tvorby částic polymerního produktu. Vzhledem k tomu, že tvorba reakčního tepla je přímo úměrná tvorbě produktu, je měření vzrůstu teploty plynu při jeho průchodu . fluidním ložem (rozdíl teploty vstupujícího a vystupujícího plynu) ukazatelem rychlosti tvorby částic polymerního produktu při konstantní rychlosti plynu.Under the given conditions, substantially the same fluidized bed height is maintained by draining the portion of the fluidized bed that represents the product to be produced at a rate corresponding to the rate of particle formation of the polymer product. Since the generation of reaction heat is directly proportional to the formation of the product, the measurement of the temperature rise of the gas as it passes is measured. fluid bed (temperature difference of the inlet and outlet gas) is an indicator of the rate of formation of the polymer product particles at a constant gas velocity.

Částice polymerního produktu se výhodně odvádí výstupem 34, který se nachází v úrovni desky 22 pro_,_ rozdělování plynu nebo v blízkosti této desky 22 pro rozdělování plynu. Tento podíl částic polymerního produktu se výhodně odvádí z reaktoru pomocí střídavého otevírání a zavírání páru časové regulovaných ventilů 36 a 38., které vymezují oddělovací zónu 40.. Jestliže je ventil 38 uzavřen je ventil 36 otevřen, následkem čehož dojde k vytlačení válce plynu a určitého podílu produktu do oddělovací .zóny 40, načež se ventil 36 uzavře. Potom se otevře ventil 3 8 k odvedení produktu do vnější shromažďovací zóny a po tomto odvedení produktu se ventil 38 opět uzavře až do.zahájení další odebírací operace.The polymer product particles are preferably discharged through an outlet 34 located at or near the gas distribution plate 22. This proportion of polymer product particles is preferably discharged from the reactor by alternating opening and closing of a pair of time-controlled valves 36 and 38, which delimit the separation zone 40. When valve 38 is closed, valve 36 is opened, thereby expelling the gas cylinder and % of the product into the separation zone 40, after which the valve 36 is closed. The product 38 valve is then opened to drain the product to the outer collection zone, and after this product product removal, the valve 38 is closed again until the next removal operation begins.

Reaktor s fluidním ložem je vybaven i odpovídajícím odplyňovacím systémem umožňujícím odplynění lože v průběhu startování a přerušení provozu fluidního lože. Uvedený reaktor nevyžaduje použití míchacích prostředků a/nebo prostředků pro stírání stěn reaktoru.The fluidized bed reactor is also equipped with a corresponding degassing system allowing the bed to be degassed during start-up and shutdown of the fluidized bed. Said reactor does not require the use of mixing means and / or means for wiping the walls of the reactor.

Reaktorová^nádoba^e-obvykle-vyrobena^z-uhl-ikové-“— oceli, přičemž je konstruována na odpovídající výše uvedené podmínky.The reactor vessel is usually made of carbon steel and is designed to meet the above conditions.

Katalyzátor (typ IV) na bázi titanu se přivádí do reaktoru 10 přívodem 3 2. 2a běžných provozních podmínek se při přípravě některých polymerů začnou po určité době tvořit v reaktoru 10 výše popsané plakety. K tvorbě plaket dochází v těsné blízkosti stěn reaktoru, přičemž toto místo tvorby plaket je vzdáleno od základny fluidního lože asi o jednu polovinu průměru reaktoru. Vytvořené plakety se brzy začnou dostávat do oddělovací zóny 40 a bezprostředně potom ucpávají odváděči systém, čímž způsobují to, že provoz reaktoru je nutno zastavit. K charakteristické tvorbě plaket začíná docházet potom co bylo vyprodukováno množství polymerního produktu, které odpovídá asi 6-ti násobku až 10-ti násobku hmotnosti lože v reaktoru 10.The titanium-based catalyst (type IV) is fed to the reactor 10 through a supply 32 and 2a, under normal operating conditions, the plaques described above will begin to form in the reactor 10 after some time in the preparation of some polymers. Plaques are formed in close proximity to the reactor walls, the plaque forming site being located about one-half the reactor diameter from the base of the fluidized bed. The formed plaques soon begin to enter the separation zone 40 and immediately clog the drainage system, causing the reactor to stop operating. The characteristic plaque formation begins to occur after the amount of polymer product corresponding to about 6 to 10 times the bed weight in the reactor 10 has been produced.

Jak již bylo uvedeno, bylo podle vynálezu zjištěno, že jestliže se při polymeraci výše uvedeného druhu použije katalyzátorů typu IV nebo V společně s alkylhliníkovými kokatalyzátory, potom se při kontrolovaných malých přídavcích vody do reaktoru výrazně sníží výskyt plaket, aniž by tento přídavek měl nepříznivý vliv na použité katalyzátory. Množství vody přivedené do reaktoru závisí na úrovni elektrostatického náboje v reaktoru. Uvedeného přídavku vody do polymeračního reaktoru je možno dosáhnout jednoduchou úpravou běžného polymeračního procesu. Z připojeného obrázku je zřejmé, že inertní plyn, jakým je například suchý dusík, se vede ze zdroje 41 dusíku do jednotky, která se nazývá 0'Brianův zásobník. Tento O' Brienův zásobník .4 2 „ je t obvykle tvořen jednou nebo více ™ komorami obsahujícími destilovanou vodu, přičemž je vybaven regulací teploty a průtoku (tyto regulační prostředky nejsou na obrázku znázorněny). Jednou z těchto komor probublává dusík. Tato komora je tvořena jednolitrovým válcem z nerezové oceli, který je naplněn vodou, a tato komora je uzavřena v teplotně regulovaném plášti. Vodou nasycený dusík se odvádí z tohoto 0'Brianova zásobníku 42 potrubím 44., načež se tato směs vede při regulovaném průtoku tepelně izolovaným potrubím do vedení 46 pro přivádění ethylenu do reaktoru. Dosažená koncentrace vody v ethylenu je nižší než 1 ppm obj. Za účelem potvrzení přítomnosti přidávané vody je možno použít analyzátor 48 vlhkosti, který je zařazen do potrubí 46 pro přívod ethylenu do polymeračního reaktoru.As already mentioned, it has been found according to the invention that if type IV or V catalysts are used together with alkyl aluminum cocatalysts in the polymerization of the aforementioned type, plaques are significantly reduced in controlled small water additions to the reactor, without this having a detrimental effect. used catalysts. The amount of water introduced into the reactor depends on the level of electrostatic charge in the reactor. The addition of water to the polymerization reactor can be achieved by simply modifying the conventional polymerization process. It is apparent from the attached figure that an inert gas, such as dry nitrogen, is fed from the nitrogen source 41 to a unit called the O'Brian reservoir. This O '.4 Brienův Tray 2 "t usually consists of one or more chambers ™ containing distilled water, which is equipped with temperature and flow control (these control means are not shown in the figure). Nitrogen is bubbled through one of these chambers. This chamber consists of a 1 liter stainless steel cylinder which is filled with water, and the chamber is enclosed in a temperature-controlled jacket. The water-saturated nitrogen is discharged from this O &apos; Brian tank 42 through line 44, and then the mixture is passed under controlled flow through a thermally insulated line to line 46 for feeding ethylene to the reactor. The achieved concentration of water in ethylene is less than 1 ppm vol. To confirm the presence of added water, a moisture analyzer 48 can be used, which is connected to the ethylene feed line 46 to the polymerization reactor.

V obvyklém provedení je množství dusíku v rozmezí od asi 0 do.asi4,9.9..kg/hvpřípaděmnožstvípřiváděnéhoethylenu_ v rozmezí od 0 do 22 700 kg/h. Při teplotě vody v uvedeném válci 20 ”C a při tlaku dusíku 2,45 MPa se dosáhne koncentrace vody v rozmezí od 0 do 0,3 ppm obj. Nastavením teploty vody a tlaku dusíku je možno měnit i konečnou koncentraci vody.Typically, the amount of nitrogen is in the range of about 0 to about 4.9 kg / h and the amount of ethylene fed is in the range of 0 to 22,700 kg / h. At a water temperature of 20 DEG C. and a nitrogen pressure of 2.45 MPa, a water concentration of from 0 to 0.3 ppm by volume can be achieved. The final water concentration can also be adjusted by adjusting the water temperature and nitrogen pressure.

Pro ilustraci bude v následující části uveden výpočet výše uvedené koncentrace přidávané vody :By way of illustration, the calculation of the above concentration of added water will be given in the following section:

(1) Stanovení tlaku vodní páry při dané teplotě v Ο'-Brianově zásobníku(PH0).(1) Determination of water vapor pressure at given temperature in Ο'-Brian tank (P H0 ).

(2) Stanovení průtoku dusíku integrálním otvorem (W·^).(2) Determination of nitrogen flow rate through integral orifice (W · ^).

(3) Stanovení tlaku dusíku z tlaku <dn2) v přední části reaktorového dna plus pokles tlaku v potrubí.(3) Determination of the nitrogen pressure from the pressure < d n 2 ) in the front of the reactor bottom plus the pressure drop in the pipeline.

(4) Stanovení průtočného množství ethylenu do reaktoru (5) Při předpokladu nasycení dusíku vodou :(4) Determination of ethylene flow rate to reactor (5) Assuming nitrogen saturation with water:

HoOHoO

Nx wN2x průtok vody (WH 0)Nx w N2 x water flow (W H 0 )

χ 106 = ppm Η2Ο v proudu ethylenuχ 10 6 = ppm Η 2 Ο in the ethylene stream

Při teplotě 20 ’C PR θ = 2,373 kPaAt 20 ° CP R θ = 2.373 kPa

Pj^2 = 2,27 MPa při tlaku v reaktoru 2,1 MPaP 2 = 2.27 MPa at reactor pressure of 2.1 MPa

WN^ = 0 až 11,36 ppm, obvykle 3 ppm WC2H4 = 8 163 k9/h W N = 0 to 11.36 ppm, usually 3 ppm W C 2 H 4 = 8 163 to 9 / h

Koncentrace vody = 0,174 ppm.Water concentration = 0.174 ppm.

Elektrostatické napětí může být v blízkosti reaktorové stěny monitorováno jedním nebo více indikátory 50 elektrostatického náboje vloženými do reaktorového lože přibližně 1,5 metru nad deskou pro rozdělování plynu, přičemž tyto indikátory pracují v rozsahu -15 000 až +15 000 voltů.The electrostatic voltage may be monitored near the reactor wall by one or more electrostatic charge indicators 50 inserted into the reactor bed approximately 1.5 meters above the gas distribution plate, operating in the range of -15,000 to +15,000 volts.

V průběhu polymeračního procesu je možno změnu elektrostatického náboje z neutrálního na pozitivní eliminovat zavedením dusíku s obsahem vlhkosti do proudu ethylenu. Jestliže se toto zavádění dusíku nasyceného vodní parou do reaktoru neprovede, potom je nezbytné vzhledem k nastávající tvorbě plaket ve fluidním loži provoz polymeračního^ reaktoru zastavit._Pečlivě je nutno dbát na to, aby se do reaktoru nezavádělo nadbytečné množství vody, což by mohlo mít za následek nežádoucí negativní elektrostatický náboj.During the polymerization process, the change of electrostatic charge from neutral to positive can be eliminated by introducing nitrogen containing moisture into the ethylene stream. If this introduction of steam saturated with nitrogen into the reactor is not carried out, it is necessary to stop the operation of the polymerization reactor due to the occurring plaque formation in the fluidized bed. Care must be taken to avoid excess water being introduced into the reactor. the result of undesired negative electrostatic charge.

V uvedeném polymeračním systému se používá čidel a regulačních a zpětných ventilů, které jsou obvyklé pro systémy tohoto druhu a proto nebyly na připojeném obrázku zobrazeny. Dále je třeba uvést, že potrubí 44 je před zaústěním do potrubí 46 pro nastřikování reakčního plynu isolováno a- kontrolováno na únik vodní páry. Tato izolace a kontrolování nejsou nutné, pouze výhodné.In the polymerization system, sensors and control and non-return valves are used, which are common to systems of this kind and have therefore not been shown in the attached figure. It should further be noted that line 44 is isolated and controlled for leakage of water vapor prior to entry into line 46 for injecting the reaction gas. This insulation and monitoring is not necessary, only advantageous.

Polymery, na které se postup podle uvedeného vynálezu zejména vztahuje a u kterých dochází při použití katalyzátorů na bázi titanu k výše uvedeným problémůmThe polymers to which the process according to the invention relates in particular and which exhibit the above-mentioned problems when using titanium catalysts

-s~tvorbou“p±aketl—jsou—třneární—homopolymery—ethyTemt—nebolineární kopolymery s převážným molárním obsahem (t. zn. vyšším nebo rovným 90 %) ethylenu a s malým molárním obsahem (t.zn. menším nebo rovným 10' %) alespoň jednoho alfa-olefinu obsahujícího 3 až 8 atomů uhlíku. Uvedené alfa-olefiny obsahující 3 až 8 atomů uhlíku by neměly obsahovat žádné rozvětvení na uhlíkovém atomu, který, je podle označení nižší než čtvrtý. Výhodnými alfa-olefiny, .které obsahují 3 až 8 atomů uhlíku a na které je možno aplikovat postup podle uvedeného vynálezu jsou propylen, 1-buten, 1-penten, 1-hexen, 4-methyl-l-penten, 1-hepten a 1-okten. +- with the formation of 'β-acetyl' are —flarary — homopolymers — ethylTemt — or non-linear copolymers having a predominantly (i.e. greater than or equal to 90%) ethylene content and having a low (i.e. less than or equal to 10%) ) of at least one C 3 -C 8 alpha-olefin. Said alpha-olefins having 3 to 8 carbon atoms should not contain any branching on a carbon atom which, as indicated, is less than the fourth. Preferred alpha-olefins having 3 to 8 carbon atoms to which the process of the invention is applicable are propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-heptene and 1-okten. +

Uvedené homopolymery a kopolymery mají hustotu v rozmezí od asi 0,97 do asi 0,91 g/cm3. Hustota kopolymeru při daném indexu toku taveniny je hlavně regulována množstvím komonomeru se 3 až 8 atomy uhlíku, který je kopolymerován s ethylenem. Přídavek postupně rostoucích , množství uvedeného komonomeru k uvedeným kopolvmerům má za rias1edek po s^tupne- s rfi ž o van í hustoty ’ v žni kájí číí RcT kopo Iýmeřu7 Množství každého jednotlivého komonomeru ze skupiny komonomerů obsahujících 3 až 8 atomů uhlíku, které je nezbytné k dosažení stejného výsledku se mění za stejných reakčních podmínek od jednoho monomeru k jinému komonomeru.Said homopolymers and copolymers have a density in the range of about 0.97 to about 0.91 g / cm 3 . The density of the copolymer at a given melt index is mainly controlled by the amount of the C 3 -C 8 comonomer that is copolymerized with ethylene. Addition of progressively larger, the amount of the comonomers to the kopolvmerům has rias1edek after the ^ lable - with RFI Z van i - density 'in the harvest kayas CII RCT copolymer Iýmeřu7 amount of each comonomer from the group of comonomers comprising from 3 to 8 carbon atoms which is necessary to achieve the same result varies from one monomer to another comonomer under the same reaction conditions.

V nepřítomnosti komonomeru se ethylen homopolymeruje.In the absence of comonomer, ethylene is homopolymerized.

Index toku taveniny homopolymeru nebo kopolymeru je odrazem jeho molekulové hmotnosti. Polymery o relativně vysoké molekulové hmotnosti mají také relativně vysoké viskozity a relativně vysoký index toku taveniny.The melt index of a homopolymer or copolymer is a reflection of its molecular weight. Polymers of relatively high molecular weight also have relatively high viscosities and a relatively high melt index.

Při nejobvyklejším způsobu aplikace postupu omezení tvorby plaket spečeného polymerního produktu v průběhu, polymerace alfa-olefinů podle uvedeného vynálezu se reaktorová nádoba, která je stejného typu jako na připojeném obrázku (a tedy náchylná k výše popsaným problémům s tvorbou uvedených plaket při polymeraci výše uvedených materiálů za použití katalyzátorů typu IV a typu V společně s alkylhliníkovými kokatalyzátory), částečně naplní granulovaným polyethylenem, který se propláchne nereaktivním plynem, kterým je například dusík, a potom se tato vrstva částic uvede do fluidního stavu cirkulací uvedeného nereaktivního plynu reaktorem rychlostí, která je vyšší než minimální fluidizační rychlost (Gmf) pro tento granulovaný polyethylen, ve výhodném provedení rychlostí, která odpovídáIn the most common method of applying a process for reducing plaque formation of a sintered polymer product during the polymerization of alpha-olefins of the present invention, a reactor vessel of the same type as in the attached figure (and thus prone to the above described plaque formation problems in polymerizing the above materials) using type IV and type V catalysts together with alkyl aluminum cocatalysts), partially filled with granulated polyethylene, which is purged with a non-reactive gas such as nitrogen, and then this particulate layer is fluidized by circulating said non-reactive gas through the reactor at a higher rate than the minimum fluidizing velocity (G f m) for the granular polyethylene and preferably at a speed which corresponds

3-násobku až 5-ti násobku uvedené minimální fluidizační rychlosti. Reaktor se potom uvede na provozní teplotu přívodem reakčního plynu a reakce se nastartuje přivedením katalyzátoru a kokatalyzátoru do reaktoru. V průběhu reakce se úroveň elektrostatického napětí přiblíží k úrovni, při které dochází k tvorbě plaket spečeného polymerního ··— ----produktu, načež se tlak, teplota a průtok inertního plynu v 0'Brianově zásobníku zvýší tak, že to umožní nasycení inertního dusíku vodními parami. Dusík nasycený vodní parou se potom zavede do potrubí pro přívod polymerovaného plynu a s tímto plynem se potom vede do polymerizačního reaktoru. Pokles úrovně elektrostatického napětí se monitoruje až do okamžiku, kdy tato úroveň klesne na hodnotu, kdy již nedochází ke tvorbě plaket.3 to 5 times the minimum fluidization rate. The reactor is then brought to operating temperature by supplying the reaction gas and the reaction is started by introducing the catalyst and cocatalyst into the reactor. During the reaction, the electrostatic voltage level approaches the level at which the sintered polymer product is formed, whereupon the pressure, temperature and inert gas flow in the 0 ' Brianian vessel are increased to allow saturation of the inert gas. nitrogen vapor. The steam-saturated nitrogen is then introduced into the polymerized gas supply line and is then fed to the polymerization reactor. The drop in the electrostatic voltage level is monitored until the level drops to a level where plaque is no longer formed.

Obecný postup podle uvedeného vynálezu bude v dalším ilustrován na konkrétních příkladech provedení, které mají pouze ilustrativní charakter, přičemž rozsah vynálezu není těmito příklady nijak omezován.The general process of the present invention will be illustrated by the following non-limiting examples.

Příklady 1 a 2 popisují provoz běžně používaného průmyslového reaktoru s fluidním ložem. Použitým katalyzátorem byl katalyzátor Zieglerova typu na bázi titanu, který byl nanesen na porézním oxidu křemičitém způsobem, který již byl popsán v předcházejícím textu v souvislosti s katalyzátorem typu IV. Kokatályzátorem byl triethylhliník. Produkty vyrobené podle těchto příkladů byly kopolymery ethylenu a 1-butenu. K regulaci indexu toku taveniny polymeru byl použit vodík jako činidlo pro přenos řetězce.Examples 1 and 2 describe the operation of a commonly used industrial fluidized bed reactor. The catalyst used was a Ziegler-type catalyst based on titanium, which was deposited on a porous silica as previously described in connection with a type IV catalyst. The cocatalyst was triethyl aluminum. The products made according to these examples were copolymers of ethylene and 1-butene. Hydrogen was used as a chain transfer agent to control the melt index of the polymer.

Příklad 1Example 1

Podle tohoto provedení byl reaktor s fluidním ložem nastartován na podmínky vhodné pro přípravu nízkohustotního ethylenového kopolymerů o kvalitě vhodné pro přípravu fólií, přičemž požadovaná hustota byla 0,918 g/cm3 a index toku taveniny 1,0 dg/minutu. Teplota, při které se produkt začal lepit, byla 104 °C. Reakce byla zahájena zavedením katalyzátoru do reaktoru, do kterého byl .přede^vsazen.-,-,—..:-. granulovaný polymer o podobných charakteristikách jako vyráběný produkt. Použitý katalyzátor byl tvořen směsí 5,5 dílu chloridu titaničitého, 8,5 dílu chloridu hořečnatého a 14 díly tetrahydrofuranu, přičemž tento katalyzátor byl nanesen na 100 dílech oxidu křemičitého (jakost DavisonIn this embodiment, the fluidized bed reactor was started to conditions suitable for the preparation of low density, ethylene copolymers of suitable film quality, with a desired density of 0.918 g / cm 3 and a melt index of 1.0 dg / minute. The temperature at which the product began to adhere was 104 ° C. The reaction was initiated by introducing the catalyst into the reactor into which it had been charged. a granulated polymer having similar characteristics to the product produced. The catalyst used was a mixture of 5.5 parts of titanium tetrachloride, 8.5 parts of magnesium chloride and 14 parts of tetrahydrofuran, and the catalyst was applied to 100 parts of silica (Davison grade)

955), který byl předem dehydratován při teplotě 600 °C a zpracován před nanesením katalytické složky čtyřmi díly triethylhliníku a po nanesení katalytické složky byl aktivován 35 díly tri-n-hexylhliníku. Před zahájením přivádění katalyzátoru byly reaktor a fluidní lože přivedeny na provozní teplotu 85 °C a propláchnuty a zbaveny nečistot cirkulací dusíku fluidním ložem. Koncentrace ethylenu, butenu a vodíku byly stanoveny následovně : ethylen 53 %, buten 24 % a vodík 11 %. Kokatalyzátor byl do reaktoru přiváděn v množství odpovídajícímu 0,3 dílu triethylhliníku na jeden díl katalyzátoru.955), which was previously dehydrated at 600 [deg.] C. and treated with four parts of triethyl aluminum before the catalyst component was applied and 35 parts of tri-n-hexyl aluminum were activated after the catalyst component was applied. Prior to the catalyst feed, the reactor and the fluidized bed were brought to an operating temperature of 85 ° C and purged and cleaned of impurities by circulating nitrogen through the fluidized bed. The ethylene, butene and hydrogen concentrations were determined as follows: ethylene 53%, butene 24% and hydrogen 11%. The cocatalyst was fed to the reactor in an amount corresponding to 0.3 part triethyl aluminum per part catalyst.

Zahájení provozu reaktoru bylo provedeno běžným způsobem. Po 29-ti hodinovém chodu reaktoru, kdy byl vyroben 6,5 násobek množství produktu než činí hmotnost fluidního lože, byly pomocí termočlánků umístěných v bezprostřední blízkosti stěny reaktoru ve vzdálenosti rovné polovině' průměru reaktoru nad deskou pro rozdělování plynu pozorovány teplotní odchylky 1 až 2 °C nad teplotou fluidního lože. Podle zkušeností jsou tyto teplotní odchylky ukazatelem toho, že se ve fluidním loži začínají tvořit plakety spečeného polymerního produktu. Současně bylo pozorováno zvyšování elektrostatického napětí lože (měřené elektrostatickými voltmetry spojenými s kulovou elektrodou o průměru 12,7 mm, která byla umístěna ve vzdálenosti 25,4 mm od stěny reaktoru ve vzdálenosti odpovídající, polovině průměru reaktoru od desky pro rozdělování, plynu) z hodnoty asi +1500 až +2000 voltů na více než +5000 voltů, které potom pokleslo na hodnotu +2000 voltů v průběhu tří minut. Odchylky teplot a napětí potom pokračovaly přibližně po dobu 12 hodin, přičemž velikost a četnost těchto odchylek se neustále zvětšovala. V průběhu tohoto časového intervalu se v polymerním produktu začínaly objevovat plaketyThe reactor was started in a conventional manner. After a reactor run of 29 hours, producing 6.5 times the amount of product in excess of the weight of the fluidized bed, temperature deviations of 1 to 2 were observed by thermocouples located in the immediate vicinity of the reactor wall at half the reactor diameter above the gas distribution plate. ° C above the fluidized bed temperature. Experience has shown that these temperature variations are indicative of plaque formation of the sintered polymer product in the fluidized bed. At the same time, an increase in the electrostatic voltage of the bed (measured by electrostatic voltmeters associated with a 12.7 mm diameter spherical electrode, located 25.4 mm from the reactor wall at a distance corresponding to half the reactor diameter from the gas distribution plate) was observed. about +1500 to +2000 volts to over +5000 volts, which then dropped to +2000 volts in three minutes. Temperature and voltage variations were then continued for approximately 12 hours, with the magnitude and frequency of these variations increasing steadily. During this time, plaques began to appear in the polymer product

- 37 spečeného polymeru. Tvorba plaket byla s postupem času čím dál tím více zřetelnější, neboř odchylky teplot fluidního lože byly až 20 'C a tyto odchylky trvaly po delší dobu než na začátku procesu . . Rovněž, odchylky napětí, byly. čím dál. tím.......- 37 sintered polymer. Over time, plaque formation became more and more apparent, as variations in fluidized bed temperatures were up to 20 ° C and these variations lasted longer than at the beginning of the process. . Also, the voltage variations were. increasingly. team .......

četnější. Nakonec byl provoz reaktoru zastaven vzhledem k velkému množství plaket spečeného polymeru ve vyráběném polymerním produktu.more numerous. Finally, the reactor operation was stopped due to the large number of plaque polymer plaques in the polymer product produced.

Příklad-2-:Podle tohoto provedení byl použit stejný reaktor s fluidním ložem jako v předchozím příkladu, přičemž tento reaktor byl nastartován a provozován za podmínek umožňujících výrobu lineárního nízkohustotního kopolymeru, který je vhodný pro tvarování vytlačováním nebo pro rotační tváření, o hustotě 0,93 4 g/cm^, indexu toku taveninýí.: Example-2: According to this embodiment was the same fluidized bed reactor as in the previous example, the reactor was started up and operated to produce a linear low density ethylene copolymer suitable for extrusion or rotational molding and having a density of 0, 93 4 g / cm @ 2, melt flow index:

dg/minutu a teplotě, při které se produkt začíná 1'epit 118 ’C. Reakce byla zahájena přiváděním katalyzátoru, který byl stejný jako katalyzátor v příkladu 1 s tím rozdílem, že byl aktivován 28 díly tri-n-hexylhliníku, do reaktoru, do kterého bylo předem umístěno lože polymeru o podobných charakteristikách jako vyráběný polymer. Ještě před zahájením přivádění katalyzátoru do reaktoru byly reaktor a fluidní lože přivedeny na teplotu 85 ’C a propláchnuty a zbaveny nečistot cirkulací dusíku uvedeným ložem. Koncentrace ethylenu, butenu a vodíku, přiváděných do reaktoru, byly stanoveny následovně : ethylen 52 %, buten 14%-a- vodík 21 - % .—Kokatalyzátory kterým byl triethylhliník', byl do reaktoru přiváděn v množství 0,3 dílu na jeden díl katalyzátoru. Reaktor byl kontinuálně provozován po dobu 48 hodin, přičemž během této doby bylo vyrobeno 9-ti násobné množství požadovaného produktu, než činí hmotnost fluidního lože. Po 48 hodinách bezporuchového provozu reaktoru se na výstupu z reaktoru začaly objevovat společně s částicemi polymerního produktu plakety spečeného polymeru. V této časové periodě provozu reaktoru byly odchylky elektrostatického napětí, měřené ve vzdálenosti odpovídající polovině průměru reaktoru nad deskou pro rozdělování plynu, od průměrné hodnoty až +10 000 voltů, zatímco povrchové termočlánky indikovaly odchylky od teploty fluidního lože vyšší než 15 °C. Dvě hodiny potom, co byly v polymerním produktu na výstupu z reaktoru objeveny první plakety, bylo nezbytné zastavit přívod katalyzátoru a kokatalyzátoru do reaktoru za .účelem snížení rychlosti tvorby polymeru vzhledem k tomu, že tvořící se plakety spečeného polymeru začaly ucpávat systém odvádění vyráběného produktu z reaktoru. O hodinu později byl přívod katalyzátoru a kokatalyzátoru znovu obnoven. Tvorba plaket spečeného polymeru pokračovala a po dalších dvou hodinách byl přívod katalyzátoru a kokatalyzátoru do reaktoru opět přerušen a reakce byla ukončena vstřikováním oxidu uhelnatého.dg / minute and the temperature at which the product starts 1'epit 118 ’C. The reaction was initiated by feeding a catalyst that was the same as the one in Example 1 except that 28 parts of tri-n-hexyl aluminum was activated to a reactor in which a bed of polymer having similar characteristics to the polymer produced was previously placed. Prior to catalyst introduction into the reactor, the reactor and the fluidized bed were brought to a temperature of 85 ° C and purged and cleaned of impurities by circulating nitrogen through the bed. The ethylene, butene, and hydrogen concentrations fed to the reactor were determined as follows: ethylene 52%, butene 14% -and hydrogen 21%. —Triethyl aluminum cocatalysts were fed to the reactor in an amount of 0.3 parts per part of the catalyst. The reactor was operated continuously for 48 hours, during which time a 9-fold amount of the desired product was made than the weight of the fluidized bed. After 48 hours of trouble-free reactor operation, sintered polymer plaques began to appear along with the polymer product particles at the reactor exit. At this time of reactor operation, the electrostatic voltage variations, measured at a distance equal to half the reactor diameter above the gas distribution plate, were from an average of up to +10,000 volts, while surface thermocouples indicated deviations from the fluidized bed temperature above 15 ° C. Two hours after the first plaques were discovered in the polymer product at the exit of the reactor, it was necessary to shut off the catalyst and cocatalyst feed to the reactor in order to reduce the polymer formation rate as the formed sintered polymer plaques began to clog the product discharge system. reactor. An hour later, the catalyst and cocatalyst feeds were resumed. The formation of sintered polymer plaques continued and after a further two hours the feed of catalyst and cocatalyst to the reactor was interrupted again and the reaction was terminated by injection of carbon monoxide.

Hodnota elektrostatického napětí byla v tomto okamžiku vyšší než +12 000 voltů, přičemž teplotní odchylky měřené termočlánky byly pozorovány až do okamžiku, kdy byl do reaktoru nastříknut katalytický jed. Celková doba provozu reaktoru byla 53 hodin, přičemž bylo vyrobeno 10,5 násobné množství požadovaného produktu než činil objem polymeru ve fluidním loži před zastavením reakce v důsledku tvorby plaket spečeného polymeru.The electrostatic voltage was greater than +12,000 volts at this point, with temperature variations measured by the thermocouples being observed until catalytic poison was injected into the reactor. The total reactor operating time was 53 hours, producing 10.5 times the desired product than the volume of the fluidized bed polymer before stopping the reaction due to the formation of sintered polymer plaques.

V následujícím příkladu je ilustrován způsob zabránění tvorby plaket spečeného polymerního produktu přidáváním vody do plynu přiváděného do polymerizačního reaktoru v okamžiku, kdy v reaktoru dochází k vysokým odchylkám od průměrné hodnoty elektrostatického napětí.The following example illustrates a method of preventing plaque formation of a fused polymer product by adding water to the gas fed to the polymerization reactor when high deviations from the average electrostatic voltage value occur in the reactor.

Příklad 3Example 3

Podle tohoto provedení byl reaktor použitý v příkladech 1 a 2upraven podle připojeného obrázku, přičemž v tomto reaktoru byl vyráběn polyethylenový produkt vhodný pro výrobu fólie, který měl hustotu 0,946 g/cm3, index toku taveniny 7,5 dg/minutu a teplotu, při které se produkt začal lepit, 124 C. Vyráběným produktem byl ethylen-hexenový kopolymer a při jeho výrobě bylo použito katalyzátoru na bázi vanadu společně s alkylhliníkem^j-ako_kokatalyzátorem_ a halogenovým promotorem polymerace. Katalyzátor obsahoval 0,29 milimolu vanadu na gram prekurzoru a 1,2 % hliníku přidaného ve formě diethylhliníkchloridu a tento katalyzátor byl nanesen na oxidu křemičitém (druh Davison) s velikostí částic v rozmezí 30 až 130 mikrometrů. Reakce byla prováděna při teplotě fluidního lože 98 °C. Koncentrace ethylenu, hexenu a vodíku byla stanovena následujícím způsobem-: 76 % ethylenu, 1,2 % hexenu a 1,6 % .vodíku, přičemž zbytek byl tvořen inertními plyny, t.zn. dusíkem, methanem, isopentanem atd. Provozní tlak v reaktoru činil 2,205 MPa. Množství přiváděného triethylhliníku jako kokatalyzátoru bylo regulováno tak, aby se udržela koncentrace 200 ppm obj. v produkovaném polymeru. Jako promotor byl použit freon, jehož množství odpovídalo poměru 0,7 molu freonu na jeden mol triethylhliníku jako kokatalyzátoru. Množství produkovaného polymeru odpovídalo přibližně 9080 kg/h.In this embodiment, the reactor used in Examples 1 and 2 was modified as shown in the attached drawing to produce a polyethylene film product having a density of 0.946 g / cm 3 , a melt index of 7.5 dg / min and a temperature at The product produced was an ethylene-hexene copolymer and was produced using a vanadium-based catalyst together with an aluminum alkyl-C-catalyst and a halogen polymerization promoter. The catalyst contained 0.29 millimoles of vanadium per gram of precursor and 1.2% of aluminum added as diethyl aluminum chloride, and the catalyst was supported on silica (Davison species) with a particle size in the range of 30 to 130 microns. The reaction was carried out at a fluid bed temperature of 98 ° C. The concentrations of ethylene, hexene and hydrogen were determined as follows: 76% ethylene, 1.2% hexene, and 1.6% hydrogen, the remainder being inert gases, i.e.. nitrogen, methane, isopentane, etc. The operating pressure in the reactor was 2,205 MPa. The amount of triethyl aluminum fed as cocatalyst was controlled to maintain a concentration of 200 ppm by volume in the polymer produced. The promoter used was a freon corresponding to a ratio of 0.7 mol of freon per mole of triethyl aluminum as a cocatalyst. The amount of polymer produced corresponded to approximately 9080 kg / h.

Asi po 18 hodinách po ustálení provozních podmínek v —-polymeračním-reaktoru--se-postupně-začalo-zvyšovat- ~ ~ elektrostatické napětí, které bylo měřeno asi 150 cm nad deskou pro rozdělování plynu u stěny reaktoru. Každou 1 minutu až 5 minut se toto napětí zvyšovalo formou malých přírůstků odpovídajících 100 až 300 voltům. Tento trend neustále pokračoval, přičemž posun od základní hodnoty 0 vzrostl až na 1000-5000 voltů, přičemž napětové píky vybíhající z této základny byly až 10 000-15 000 voltů *- a jejich četnost neustále narůstala. Současně s růstem elektrostatického napětí v reaktoru docházelo i k odchylkám od průměrné teploty fluidního lože, které byly měřeny povrchovými termočlánky ve výšce 90 až 180 cm nad deskou pro rozdělování plynu v bezprostřední blízkosti stěny reaktoru. Tyto odchylky měly obvykle negativní hodnotu, což naznačuje, že došlo k izolování stěny reaktoru v místě tvorby polymerních aglomerátů přilepených ke stěně reaktoru. Kdyby se dále připustilo, aby tvorba plaket spečeného polymeru pokračovala, mohlo by to mít za následek zastavení provozu polymeračního reaktoru v důsledku ucpání systému odvádění vyráběného produktu nebo zablokování desky pro rozdělování plynu, což má za následek tvorbu .velkých aglomerátů polymerních částic v důsledku omezení fluidizace fluidního lože.About 18 hours after the stabilization of the operating conditions in the polymerization reactor, an electrostatic voltage, which was measured about 150 cm above the gas distribution plate at the reactor wall, gradually began to increase. Every 1 minute to 5 minutes this voltage was increased in small increments corresponding to 100 to 300 volts. This trend has continued, with the shift from baseline 0 to 1000-5000 volts, with voltage peaks extending from this base of up to 10,000-15,000 volts * - and their frequency has steadily increased. Simultaneously with the increase in electrostatic voltage in the reactor, there were deviations from the average fluidized bed temperature as measured by surface thermocouples at a height of 90-180 cm above the gas distribution plate in the immediate vicinity of the reactor wall. These deviations were usually negative, indicating that the reactor wall was isolated at the point of formation of polymer agglomerates adhered to the reactor wall. Further, if it was allowed to continue to form the sintered polymer plaques, this could result in the polymerization reactor being stopped due to clogging of the product discharge system or blockage of the gas distribution plate, resulting in the formation of large polymer particle agglomerates due to fluidization limitation. fluidized bed.

kto

V tomto kritickém okamžiku byla do reaktoru přidávána voda takovým způsobem, že do komory obsahující destilovanou vodu o teplotě 20 °C a tlaku 2,45 MPa byl přiváděn proud dusíku v množství 2,27 kg/h a proud dusíku takto nasycený vodou byl potom zaváděn do potrubí pro přívod ethylenu do ,» reaktoru. Dosažená koncentrace vody v přiváděném ethylenu byla 0,2 ppm obj. Přívod vody do reaktoru byl regulován tak,At this critical point, water was added to the reactor in such a way that a nitrogen stream of 2.27 kg / h was fed to a chamber containing distilled water at 20 ° C and a pressure of 2.45 MPa and then a nitrogen stream so saturated with water was introduced into the chamber. piping for ethylene feed to the reactor. The achieved water concentration in the ethylene feed was 0.2 ppm by volume.

.. . .....aby byla úroveň elektrostatického napětí udržovaná na . , „ hodnotě blízké nule. Rovněž je třeba dbát na to, aby se do reaktoru nepřivádělo příliš velké množství vody, což by mohlo mít za následek nežádoucí negativní odchylky od hodnoty elektrostatického napětí, které by rovněž vedly k tvorbě plaket spečeného polymerního produktu.... ..... to keep the electrostatic voltage level at. , "A value close to zero. Care should also be taken not to feed too much water into the reactor, which could result in undesirable negative deviations from the electrostatic voltage value, which would also lead to plaque formation of the sintered polymer product.

Udržováním- úrovně elektrostatického napětí na hodnotě blízké nule se dosáhlo stabilního provozu reaktoru bez tvorby plaket spečeného polymerního produktu, přičemž tato tvorba'plaket'spečeného polymerního produktu by jinak nevyhnutelně vedla k zastavení provozu polymerizačního reaktoru.By keeping the electrostatic voltage level close to zero, stable reactor operation without plaque formation of the sintered polymer product was achieved, which otherwise would inevitably lead to a cessation of the polymerization reactor operation.

Příklad 4Example 4

Při provádění postupu podle tohoto příkladu byl použit stejný reaktor jako v předchozím příkladu 3, přičemž podle tohoto provedení byl vyráběn lineární nízkohustotní polymer vhodný pro výrobu fólií. Tímto produkovaným polymerem byl ethylen-hexenový kopolymer o hustotě 0,917 g/cm3, indexu toku taveniny 2,7 dg/minutu a teplotě, při které se produkt začal lepit 102 °C. Jako katalyzátoru bylo použito katalyzátoru na bázi titanu, který byl nanesen na' oxidu křemičitém. Titan byl použit v množství 0,25 milimolů na gram prekurzoru. Vzhledem k«obsahu titanu odpovídalo množství použitého chloridu horečnatého, diethylhliníkchloridu a tri-n-hexylhliníku následujícím molárním poměrům : chlorid hořečnatý/titan = 3, diethylhliníkchlorid/titan =0,02 a tri-n-hexylhliník/titan = 0,02. Oxid křemičitý (druh 1 Davison 955) jako nosičový materiál měl rozdělení velikostí částic v rozsahu 10 až 80 mikrometrů. Polymerační reakce byla prováděna za teploty 76 ’C. Koncentrace ethylenu, hexenu a vodílcu byla stanovena následuj iclm _ způsobem __29_ ethylenu, 5 % hexenu a 11 % vodíku, přičemž zbytek byl tvořen inertními plyny, t. zn. dusíkem, ethanem, methanem a isopentanem. Kokataiyzátor byl přidáván v množství odpovídajícímu koncentraci 300 ppm hmot. triethylhliníku v polymeru. Produktivita katalyzátoru za těchto podmínek odpovídala 2200 kg/h vyrobeného polyethylenu na každý kilogram použitého katalyzátoru. Vyráběné množství polyethylenu odpovídalo 8 172 kg/h.The same reactor as in the previous Example 3 was used, and a linear low density polymer suitable for film production was produced. The polymer produced was an ethylene-hexene copolymer having a density of 0.917 g / cm 3 , a melt index of 2.7 dg / min and a temperature at which the product began to adhere to 102 ° C. The catalyst used was a titanium-based catalyst which was deposited on silica. Titanium was used in an amount of 0.25 millimoles per gram of precursor. Due to the titanium content, the amounts of magnesium chloride, diethyl aluminum chloride and tri-n-hexyl aluminum used corresponded to the following molar ratios: magnesium chloride / titanium = 3, diethyl aluminum chloride / titanium = 0.02 and tri-n-hexyl aluminum / titanium = 0.02. The silica (type 1 Davison 955) carrier material had a particle size distribution in the range of 10 to 80 microns. The polymerization reaction was carried out at 76 ° C. The concentrations of ethylene, hexene, and hydrogen were determined as follows, 29% ethylene, 5% hexene and 11% hydrogen, the remainder being inert gases, i.e. nitrogen, ethane, methane, and isopentane. The cocatalyst was added in an amount corresponding to a concentration of 300 ppm by weight. of triethyl aluminum in the polymer. The catalyst productivity under these conditions corresponded to 2200 kg / h of polyethylene produced per kilogram of catalyst used. The amount of polyethylene produced corresponded to 8 172 kg / h.

Náhlé zvýšení koncentrace ethylenu se projevilo ve zvýšené katalytické aktivitě. Elektrostatické napětí v blízkosti stěny reaktoru se během deseti minut zvýšilo z nuly na 6000 voltů. Teplota měřená v bezprostřední blízkosti stěny reaktoru začala stoupat, což naznačovalo na náhlou tvorbu plaket spečeného polymeru na stěně reaktoru ve výšce asi 180 cm nad deskou pro rozdělování plynu. Jestliže by se připustilo, aby tato tvorba plaket pokračovala, bylo by nezbytné brzy provoz reaktoru zastavit vzhledem k ucpání .systému pro odvádění produktu.A sudden increase in ethylene concentration resulted in increased catalytic activity. The electrostatic voltage near the reactor wall increased from zero to 6000 volts in ten minutes. The temperature measured in the immediate vicinity of the reactor wall began to rise, indicating a sudden formation of sintered polymer plaques on the reactor wall at a height of about 180 cm above the gas distribution plate. If this plaque formation were allowed to continue, it would be necessary to shut down the reactor soon due to clogging of the product removal system.

V tomto okamžiku se do reaktoru začala přidávat voda, což bylo provedeno takovým způsobem, že do komory obsahující vodu, která byla umístěna v plášti s regulovanou teplotou 20 ’C, byl přiváděn dusík v množství 1,816 kg/h a takto .získaný proud dusíku obohacený vodní parou byl potom zaváděn do proudu ethylenu. Koncentrace vody v proudu ethylenu byla menší než 0,2 ppm. Úroveň elektrostatického napětí rychle klesla na nulu. Odchylky teploty v blízkosti stěny reaktoru od průměrné hodnoty teploty fluidního lože v průběhu deseti minut zmizely a provoz reaktoru byl uveden do normálního stavu.At this point, water was added to the reactor in such a way that the water-containing chamber, which was placed in a 20 ° C temperature controlled jacket, was fed with 1.816 kg / h of nitrogen enriched with water. steam was then fed into the ethylene stream. The water concentration in the ethylene stream was less than 0.2 ppm. The electrostatic voltage level dropped rapidly to zero. The deviations of the temperature near the reactor wall from the average fluidized bed temperature disappeared within ten minutes and the reactor operation returned to normal.

TEČKA cii i 1, Žfta&SSDOT cii i 1, Žfta & SS

Tv Kfi -gtTv Kfi - gt

Claims (10)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob snížení tvorby plaket.v průběhu polymerace alfa-olefinů v nízkotlakém reaktoru s fluidním ložem za použití katalyzátoru na bázi sloučenin titanu nebo vanadu J současně s alkylhliníkovými kokatalyzátory, vyznačující se tím, že se do reaktoru v místě tvorby plaket zavádí voda současně s inertním plynem tak, že se inertní plyn vede pod _tlakem při regulované^rychlostL-proudéní tepTotné --regulovaným zásobníkem obsahujícím vodu, přičemž se tento inertní plyn obohatí vodou a tato směs vody a inertního plynu se vede do reaktoru, případně společně s. alfa-olefiny uváděnými do polymerace.A process for reducing plaque formation in the course of alpha-olefin polymerization in a low pressure fluidized bed reactor using a titanium or vanadium compound J catalyst together with an alkyl-aluminum cocatalyst, characterized in that water is introduced into the reactor at the plaque formation site. inert gas such that the inert gas is passed under pressure at a controlled rate of flow through a temperature-controlled reservoir containing water, the inert gas being enriched with water and the mixture of water and inert gas being fed to the reactor, optionally together with alpha. olefins introduced into the polymerization. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedeným alfa-olefinem je ethylen.The method of claim 1, wherein said alpha-olefin is ethylene. 3. Způsob podle nároků 1-2, vyznačující se tím, že inertním plynem je dusík.Process according to claims 1-2, characterized in that the inert gas is nitrogen. 4. Způsob podle nároků 1-3, vyznačující se tím, že průtokové množství plynného dusíku, průtokové množství alfa-olefinů a teplota voda v zásobníku se regulují podle elektrostatických poměru v reaktoru.The process according to claims 1-3, characterized in that the flow rate of nitrogen gas, the flow rate of alpha-olefins and the water temperature in the tank are controlled according to the electrostatic ratios in the reactor. 5. Způsob podle nároků 1-4, vyznačující se tím, že V obsah vody v uvedené směsi vstupující do uvedeného reaktoru _ _Process according to claims 1-4, characterized in that the water content of said mixture entering said reactor. -je -v-·rozmezí- od- 0 ,T- do -2-ppm- objvztaržanorna“množství“”“““ --··—· ·-·· přiváděného ethylenu.-is- in the range of 0, T- to -2-ppm- in the amount of "" "" "" - "-" - "· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že obsah vody v uvedené směsi přiváděné do reaktoru je menší než 1 ppm obj. , vztaženo na množství přiváděného ethylenu.6. The process of claim 5, wherein the water content of said mixture fed to the reactor is less than 1 ppm by volume based on the amount of ethylene fed. 7. Způsob podle nároků 1-6, vyznačující se tím, že průtokové množství dusíku je až 4,99 kg/h při průtokovém množství alfa-olefinu až 22 700 kg/h.Process according to claims 1-6, characterized in that the flow rate of nitrogen is up to 4.99 kg / h with an alpha-olefin flow rate of up to 22,700 kg / h. 8. Způsob podle nároků 1-7, vyznačující se tím, že teplota vody v zásobníku je regulována v rozmezí od 10 do 40 °C.Method according to claims 1-7, characterized in that the temperature of the water in the tank is regulated in the range of 10 to 40 ° C. 9. Způsob podle nároků 1-8, vyznačující se tím, že uvedenými polyolefiny jsou lineární homopolymery ethylenu nebo lineární kopolymery tvořené převážně ethylenem s molárním obsahem vyšším nebo rovným 90 % a malým obsahem alespoň jednoho alfa-olefinu se 3 až 8 atomy uhlíku s molárním obsahem menším nebo rovným 10 %.The process according to claims 1-8, wherein said polyolefins are linear ethylene homopolymers or linear copolymers consisting predominantly of ethylene having a molar content of greater than or equal to 90% and a low content of at least one C 3 -C 8 alpha-olefin. less than or equal to 10%. 10. Způsob podle nároků 1-9, vyznačující se tím, že uvedenými polyolefiny jsou homopolymery nebo kopolymery propylenu, 1-butenu, 1-pentenu, 1-hexenu, 4-methyl-lpentenu, 1-heptenu a 1-oktenu.The process according to claims 1-9, wherein said polyolefins are homopolymers or copolymers of propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-heptene and 1-octene.
CS887256A 1988-11-03 1988-11-03 Method of reducing plaque formation during alpha-olefin polymerization process CZ281858B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS887256A CZ281858B6 (en) 1988-11-03 1988-11-03 Method of reducing plaque formation during alpha-olefin polymerization process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS887256A CZ281858B6 (en) 1988-11-03 1988-11-03 Method of reducing plaque formation during alpha-olefin polymerization process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ725688A3 true CZ725688A3 (en) 1996-12-11
CZ281858B6 CZ281858B6 (en) 1997-03-12

Family

ID=5421384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS887256A CZ281858B6 (en) 1988-11-03 1988-11-03 Method of reducing plaque formation during alpha-olefin polymerization process

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ281858B6 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ305857B6 (en) 2013-08-12 2016-04-13 Polymer Institute Brno, Spol. S R.O. Use of polyolefin nucleation agent for elimination of formation of polyolefin powder deposits in gaseous-phase polymerization reactors

Also Published As

Publication number Publication date
CZ281858B6 (en) 1997-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR930007503B1 (en) Method for reducing sheeting during polymerization of alpha-olefins
US4855370A (en) Method for reducing sheeting during polymerization of alpha-olefins
FI87358C (en) Process for reducing disc formation during polymerization of alfaole veneer
US4792592A (en) Process for reducing sheeting during polymerization of alpha-olefins
US4876320A (en) Process for reducing sheeting during polymerization of alpha-olefins
RU2424251C2 (en) Method of treating inoculating layer before polymerisation reaction
US5442018A (en) Ethylene polymerization using a titanium and vanadium catalyst system in staged reactors
CZ725688A3 (en) Method of reducing packet formation during alpha-olefin polymerization process
WO1999002573A1 (en) Method for reducing sheeting during olefin polymerization
KR930007502B1 (en) Method for reducing sheeting during polymerization of alpha-olefins
FI91415B (en) Method for reducing disc formation during polymerization of alpha-olefins
JPH075665B2 (en) Method for reducing sheeting during the polymerization of α-olefins
IE61912B1 (en) &#34;Method for reducing sheeting during polymerization of alpha-olefins&#34;
AU590720B2 (en) Process for reducing sheeting in polymerization of alpha-olefins
CA1312172C (en) Method for reducing sheeting during polymerization of alpha-olefins
CS250687B2 (en) Method of deposits&#39; formation reduction during ethylene&#39;s homopolymerization or copolymerization
NZ226828A (en) Method for preventing polyolefin deposition on reactor walls (sheeting) during olefin polymerisation by addition of water
US9394381B2 (en) Polymerisation control process
IE58346B1 (en) Process for reducing sheeting during polymerization of alpha-olefins
HU206128B (en) Process for reducing lamination in polymerization of alpha-olefins
NO170980B (en) PROCEDURE FOR AA REDUCING ARK CREATION DURING PREPARATION OF POLYOLEFINES
NZ212052A (en) Method of reducing sheeting during polymerisation of alpha-olefines in fluidised bed reactor

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20051103