DE102012005833B4

DE102012005833B4 - Reaktor für Olefinpolymerisation, Herstellungssystem für Polyolefin und Herstellungsverfahren für Polyolefin

Info

Publication number: DE102012005833B4
Application number: DE102012005833.0A
Authority: DE
Inventors: Hideki Sato; Hiroyuki Ogawa
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2022-10-20
Anticipated expiration: 2032-03-23
Also published as: US8563669B2; CN102690375A; DE102012005833A1; JP5890211B2; CN102690375B; US20120245309A1; JP2012214722A; SG184672A1

Abstract

Ein Olefinpolymerisationsreaktor, umfassend:einen ersten Zylinder, welcher sich vertikal erstreckt;ein erstes sich verjüngendes, zylindrisches Element, welches im ersten Zylinder angeordnet ist, welches im inneren Durchmesser progressiv nach unten abnimmt und welches eine Gaseinlassöffnung an seinem unteren Ende aufweist;ein erstes Flüssigkeit zuführendes Bauteil, welches eine Flüssigkeit derart zuführt, dass die Flüssigkeit in Kontakt mit einer äußeren Oberfläche des ersten sich verjüngenden, zylindrischen Elements kommen kann, wobei das erste Flüssigkeit zuführende Bauteil ein Reservoir für flüssiges Olefin umfasst, das derart bereitgestellt wird, dass es das untere Ende des ersten sich verjüngenden, zylindrischen Elements umgibt, wobei das Reservoir für flüssiges Olefin derart ausgebildet ist, dass es das Verdampfen von flüssigem Olefin in dem Reservoir für flüssiges Olefin erlaubt, um Wärme von der röhrenförmigen Prallfläche abzuziehen; undein Gas zuführendes Bauteil, welches ein Olefin enthaltendes Gas durch die Gaseinlassöffnung in einen ersten Reaktionsbereich, umgeben von einer inneren Oberfläche des ersten sich verjüngenden, zylindrischen Elements und einer inneren Oberfläche des ersten Zylinders oberhalb des ersten sich verjüngenden, zylindrischen Elements, zuführt, um eine Strahlschicht in dem ersten Reaktionsbereich zu bilden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reaktor für die Olefinpolymerisation, der eine Strahlschicht verwendet, und ein Polyolefinherstellungssystem und ein Verfahren zur Herstellung von Polyolefin, wie Polyethylen oder Polypropylen, das diese verwendet.
Allgemeiner Stand der Technik
Ein Gasphasenpolymerisationsreaktor, der in der Lage ist, eine Wirbelschicht zu bilden, ist als ein Olefinpolymerisationsreaktor bekannt, um Olefin in Gegenwart eines festen Katalysators zu polymerisieren, wodurch Polyolefinpartikel erhalten werden. Dieser Reaktor wird mit einem einstufigen Gasphasenpolymerisationsreaktor bereitgestellt, der aus einer Polymerisationsstufe, einem Wärmetauscher, der das aus dem Reaktor rückgewonnene Gas, das nicht umgesetztes Olefin enthält, abkühlt und teilweise kondensiert, um so Wärme aus dem Inneren des Reaktors abzuführen, und einer Rohrleitung zum wieder Zuführen des abgekühlten Gases und der Kondensatflüssigkeit in den Reaktor besteht (vgl. z. B. Patentliteratur 1).
Ein weiterer bekannter Gasphasenpolymerisationsreaktor, der in der Lage ist, eine Wirbelschicht zu bilden, ist ein mehrstufiger Gasphasenpolymerisationsreaktor, der in zwei oder mehr Polymerisationsstufen aufgeteilt ist und konfiguriert ist, Polyolefinpartikel aus einer Anfangsstufe zu einer Endstufe zu bewegen und ein Olefinmonomer enthaltendes Gas von der Endstufe in die Anfangsstufe zuzuführen (vgl. z. B. Patentliteraturstellen 2 und 3). Eine gewöhnliche bekannte Vorrichtung zum Abführen von Wärme in dem mehrstufigen Gasphasenpolymerisationsreaktor ist eine Vorrichtung mit einem Wärmetauscher, um die Temperatur des aus der Anfangsstufe des Polymerisationsreaktors rückgewonnenen Gases, das nicht umgesetztes Olefin enthält, zu senken, und einer Rohrleitung, um das in der Temperatur abgesenkte Gas wieder in die Endstufe des Polymerisationsreaktors zuzuführen.
Weiterhin schließen die bekannten Reaktoren für die Olefinpolymerisationsreaktion auch Reaktoren für die Olefinpolymerisation, die eine Strahlschicht verwenden (vgl. z. B. Patentliteraturstellen 4 und 5), ein und eine bekannte Vorrichtung zum Abführen von Wärme bei den Olefinpolymerisationsreaktoren vom Strahlschicht-Typ ist eine Vorrichtung, die konfiguriert ist, ein flüssiges Monomer in einen Reaktionsbereich einzuführen und Wärme abzuführen, indem von dessen latenter Verdampfungswärme Gebrauch gemacht wird. Patentliteratur 6 beschreibt eine Vorrichtung zur Olefinpolymerisationsreaktion, die mit einem sich in senkrechter Richtung erstreckenden Zylinder, einer Mehrzahl von in dem Zylinder angeordneten zylindrischen Puffern, die einen nach unten kleiner werdenden Innendurchmesser haben, und deren obere Enden in Kontakt mit der Innenwand des Zylinders sind, und einer Vielzahl von konischen Puffern, die in dem Zylinder angeordnet sind, die ein geschlossenes oberes Ende haben, die einen nach unten größer werdenden Außendurchmesser haben, und deren untere Enden von der Innenwand des Zylinders getrennt sind, und die zylindrischen Puffer und konischen Puffer abwechselnd in der axialen Richtung des Zylinders angeordnet sind, ausgestattet ist.
Literaturliste
Patentliteraturstellen

Patentliteratur 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2000-302807
Patentliteratur 2: U.S. Pat. Nr. 5,235,009
Patentliteratur 3: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2003-277412
Patentliteratur 4: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2009-161735
Patentliteratur 5: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2009-161734
Patentliteratur 6: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2008-120883

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder haben weiter Forschung an dem und Verbesserung des in den vorstehenden Patentliteraturstellen 4 und 5 beschriebenen Reaktors durchgeführt und einen Reaktor gefunden, der an ein Scale-up der Reaktoren aus den Patentliteraturstellen 4, 5 an verschiedene Polymerisationsbedingungen, die auf die Olefinpolymerisation unter Verwendung der Reaktoren angewendet werden, und an verschiedene Betriebsbedingungen der Reaktoren anpassbar ist und in der Lage ist, das Abführen von Wärme in dem Reaktor effizienter durchzuführen, selbst wenn Partikel eine verhältnismäßig lange Zeitdauer in einem Bereich, der an einem unteren Teil der Strahlschicht und entfernt von einer Gaseinlassöffnung lokalisiert ist (z. B. Bereich R in 1), zurück gehalten werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Olefinpolymerisationsreaktor vom Strahlschicht-Typ, ein Polyolefinherstellungssystem und ein Polyolefinherstellungsverfahren, das in der Lage ist, eine höhere Effektivität bei der Wärmeabfuhr zu erreichen, bereitzustellen.
Ein Olefinpolymerisationsreaktor vom Strahlschicht-Typ gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen ersten Zylinder, welcher sich vertikal erstreckt; ein erstes sich verjüngendes, zylindrisches Element, welches im ersten Zylinder gebildet wird, welches im inneren Durchmesser progressiv nach unten abnimmt und welches eine Gaseinlassöffnung an seinem unteren Ende aufweist; ein erstes Flüssigkeit zuführendes Bauteil, welches eine Flüssigkeit derart zuführt, dass die Flüssigkeit in Kontakt mit einer äußeren Oberfläche des ersten sich verjüngenden, zylindrischen Elements kommen kann; und ein Gas zuführendes Bauteil, welches ein Olefin enthaltendes Gas durch die Gaseinlassöffnung in einen ersten Reaktionsbereich, umgeben von einer inneren Oberfläche des ersten sich verjüngenden, zylindrischen Elements und einer inneren Oberfläche des ersten Zylinders oberhalb des ersten sich verjüngenden, zylindrischen Elements, zuführt, um eine Strahlschicht in dem ersten Reaktionsbereich zu bilden. Die zugeführte Flüssigkeit verdampft, um das sich verjüngende, zylindrische Element zu kühlen.
Bei dem vorstehenden Reaktor verdampft die Flüssigkeit, die von außen zugeführt wird, an der äußeren Oberfläche des sich verjüngenden, zylindrischen Elements, um das sich verjüngende, zylindrische Element in effizienter Weise zu kühlen, wodurch eine ausreichend hohe Effektivität bei der Wärmeabfuhr erreicht wird. Da ein Temperaturanstieg an dem verjüngenden, zylindrischen Element unterdrückt wird, wird in passender Weise das übermäßige Fortschreiten der Polymerisationsreaktion selbst bei einer niedrigen Überführungsrate von Partikeln, die sich an der inneren Oberfläche des sich verjüngenden, zylindrischen Elements bewegen, verhindert; die resultierenden Polyolefinpartikel sind in der Homogenität verbessert und Schwierigkeiten, wie Haftung des Polyolefins an der inneren Oberfläche des sich verjüngenden, zylindrischen Elements, werden in ausreichender Weise unterdrückt.
Wenn die äußere Oberfläche des ersten sich verjüngenden, zylindrischen Elements mit der Gaseinlassöffnung des ersten sich verjüngenden, zylindrischen Elements verbunden ist, ist die Flüssigkeit vorzugsweise ein flüssiges Olefin.
Das heißt, das erste Flüssigkeit zuführende Bauteil umfasst ein Reservoir für flüssiges Olefin, das derart bereitgestellt wird, dass es das untere Ende des ersten sich verjüngenden, zylindrischen Elements umgibt, wobei das Reservoir für flüssiges Olefin derart ausgebildet ist, dass es das Verdampfen von flüssigem Olefin in dem Reservoir für flüssiges Olefin erlaubt, um Wärme von der röhrenförmigen Prallfläche abzuziehen.
Der Olefinpolymerisationsreaktor der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise eine Mehrzahl der vorstehend erwähnten Reaktionsbereiche auf und ist vorzugsweise derart konfiguriert, dass die Polyolefinpartikel nacheinander durch die Reaktionsbereiche durchlaufen. Der Reaktor der vorliegenden Erfindung umfasst vorzugsweise ferner: einen zweiten Zylinder, der sich vertikal erstreckt; ein zweites sich verjüngendes, zylindrisches Element, welches im zweiten Zylinder angeordnet ist, welches im inneren Durchmesser progressiv nach unten abnimmt und welches eine Gaseinlassöffnung an seinem unteren Ende aufweist; ein zweites Flüssigkeit zuführendes Bauteil, welches eine Flüssigkeit derart zuführt, dass die Flüssigkeit in Kontakt mit einer äußeren Oberfläche des zweiten sich verjüngenden, zylindrischen Elements kommen kann; und eine Verbindungsstruktur, welche das aus dem ersten Zylinder ausgestoßene Gas durch die Gaseinlassöffnung des zweiten sich verjüngenden, zylindrischen Elements in einen zweiten Reaktionsbereich, umgeben von einer inneren Oberfläche des zweiten sich verjüngenden, zylindrischen Elements und einer inneren Oberfläche des zweiten Zylinders oberhalb des zweiten sich verjüngenden, zylindrischen Elements, zuführt. Der Reaktor umfasst vorzugsweise eine Überführungsvorrichtung, um Polyolefinpartikel aus dem zweiten Reaktionsbereich in den ersten Reaktionsbereich zu überführen.
Die Mehrzahl der Reaktionsbereiche kann jeweils derart gebildet sein, dass sie in der vertikalen Richtung angeordnet sind, oder kann derart gebildet sein, dass sie in der horizontalen Richtung angeordnet sind. Wenn die Mehrzahl der Reaktionsbereiche derart gebildet sind, dass sie in der vertikalen Richtung angeordnet sind, können die Polyolefinpartikel nacheinander aus dem oberen Reaktionsbereich in den unteren Reaktionsbereich in der vertikalen Richtung durchlaufen oder können die Polyolefinpartikel nacheinander aus dem unteren Reaktionsbereich in den oberen Reaktionsbereich in der vertikalen Richtung durchlaufen. Unter dem Gesichtspunkt des Platz Sparens bei dem Reaktor ist eine stärker bevorzugte Konfiguration eine solche, dass die Mehrzahl der Reaktionsbereiche jeweils derart gebildet werden, dass sie in der vertikalen Richtung angeordnet sind und die Polyolefinpartikel nacheinander aus dem oberen Reaktionsbereich in den unteren Reaktionsbereich durchlaufen. Wenn es eine Mehrzahl von Reaktionsbereichen gibt, die bereitgestellt sind, um mehrere Stufen von Strahlschichten zu ergeben, kann eine Verweilzeitverteilung der Partikel ausreichend eng gemacht werden. Da die Strahlschichten anders als die Wirbelschichten das Mischen eher näher an der Pfropfenströmung induzieren, kann eine entsprechende Verengung der Verweilzeitverteilung durch eine kleinere Anzahl von Stufen als im Falle der Verwendung von mehreren Stufen von Wirbelschichten erreicht werden.
Ein Polyolefinherstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Polyolefinherstellungsverfahren zum Durchführen der Polymerisation von Olefin unter Verwendung des vorstehend erwähnten Olefinpolymerisationsreaktors vom Strahlschicht-Typ, das umfasst: einen Schritt des Bildens einer Strahlschicht von Olefinpartikeln in dem Reaktionsbereich; und einen Schritt des Zuführens einer Flüssigkeit derart, dass die Flüssigkeit in Kontakt mit der äußeren Oberfläche des sich verjüngenden, zylindrischen Elements kommen kann.
Das vorstehende Verfahren umfasst das Verdampfen der Flüssigkeit, die von außen zugeführt wird, an der äußeren Oberfläche des sich verjüngenden, zylindrischen Elements, um das sich verjüngende, zylindrische Element in hohem Maße zu kühlen, wodurch eine ausreichend hohe Effektivität bei der Wärmeabfuhr erreicht wird. Da ein Temperaturanstieg an dem sich verjüngenden, zylindrischen Element unterdrückt wird, wird in passender Weise das übermäßige Fortschreiten der Polymerisationsreaktion selbst bei einer niedrigen Überführungsrate von Partikeln, die sich an der inneren Oberfläche des sich verjüngenden, zylindrischen Elements bewegen, verhindert; deshalb sind die resultierenden Polyolefinpartikel in der Homogenität verbessert.
Ein Polyolefinherstellungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Olefinvorpolymerisationsreaktor, welcher die Polymerisation des Olefins in der Gegenwart eines Olefinpolymerisationskatalysators durchführt, um Polyolefinpartikel zu bilden; und den vorstehend erwähnten Olefinpolymerisationsreaktor vom Strahlschicht-Typ, der als eine nachfolgende Stufe mit dem Olefinvorpolymerisationsreaktor verbunden ist.
Ein Polyolefinherstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann eines sein, das mehrstufige Polymerisation von Olefin unter Verwendung des vorstehend erwähnten Polyolefinherstellungssystems durchführt.
Die vorliegende Erfindung erreicht die höhere Effektivität bei der Wärmeabfuhr.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das eine Ausführungsform des Olefinpolymerisationsreaktors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das eine weitere Ausführungsform des Olefinpolymerisationsreaktors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das einen Olefinpolymerisationsreaktor mit einer Überführungsvorrichtung mit einem Ejektor zeigt.
4 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das einen Olefinpolymerisationsreaktor mit einer Überführungsvorrichtung mit einem L-Ventil zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend ausführlich unter Bezug auf die Zeichnungen, wie es erforderlich ist, beschrieben werden. Es wird angemerkt, dass Lagebeziehungen, wie vertikale und horizontale Beziehungen, auf den Lagebeziehungen basieren, die in den Zeichnungen gezeigt werden, sofern nicht anders im Besonderen angegeben. Weiterhin sind die Verhältnisse der Abmessungen in den Zeichnungen nicht auf die veranschaulichten Verhältnisse begrenzt.
<Erste Ausführungsform>
(Polyolefinherstellungssystem)
1 zeigt ein Polyolefinherstellungssystem 100A gemäß der ersten Ausführungsform. Dieses Herstellungssystem 100A wird mit einem Olefinvorpolymerisationsreaktor 5 und einem Olefinpolymerisationsreaktor vom Strahlschicht-Typ 10A, der als eine nachfolgende Stufe mit dem Olefinvorpolymerisationsreaktor 5 verbunden ist, bereitgestellt.
(Olefinvorpolymerisationsreaktor)
Der Olefinvorpolymerisationsreaktor 5 ist konfiguriert, um Olefin in Gegenwart eines Olefinpolymerisationskatalysators zu polymerisieren, um Polyolefinpartikel zu bilden.
Es gibt keine besonderen Begrenzungen hinsichtlich des Olefinvorpolymerisationsreaktors 5, aber Beispiele für Reaktoren schließen Aufschlämmungspolymerisationsreaktoren, Massepolymerisationsreaktoren, Gasphasenpolymerisationsreaktoren vom Typ mit gerührtem Tank und Gasphasenpolymerisationsreaktoren vom Wirbelschicht-Typ ein. Jeder dieser Reaktoren kann einzeln verwendet werden oder eine Mehrzahl von Reaktoren desselben Typs kann in Kombination verwendet werden oder zwei oder mehr Reaktoren unterschiedlicher Typen können in Kombination verwendet werden.
Beispiele für die hier anwendbaren Aufschlämmungspolymerisationsreaktoren schließen bekannte Polymerisationsreaktoren ein, wie Reaktoren vom Typ mit gerührtem Tank und Reaktoren vom Schlaufentyp, wie in den japanischen Patentveröffentlichungen Nrn. S41-12916, S46-11670 und S47-42379 beschrieben. Die Aufschlämmungspolymerisation ist ein Verfahren, bei dem ein Polymerisationslösungsmittel hergestellt wird, indem ein Olefinmonomer, wie Propylen oder Buten, zu einem inerten Lösungsmittel, wie ein aliphatischer Kohlenwasserstoff (z. B. Propan, Butan, Isobutan, Pentan, Hexan, Heptan oder Octan) oder ein alicyclischer Kohlenwasserstoff (z. B. Cyclopentan oder Cyclohexan), gegeben wird, ein Olefinpolymerisationskatalysator in dem Polymerisationslösungsmittel dispergiert wird, um so eine Aufschlämmung zu bilden, und die Polymerisation in einem Zustand durchgeführt wird, in dem ein Polymerprodukt vom Auflösen im Polymerisationslösungsmittel abgehalten wird. Die Polymerisation wird bei einer solchen Temperatur und einem solchen Druck durchgeführt, dass das Polymerisationslösungsmittel in einem flüssigen Zustand gehalten wird und das Polymerprodukt vom Auflösen im Polymerisationslösungsmittel abgehalten wird. Die Polymerisationstemperatur liegt im Allgemeinen im Bereich von 30 bis 100 °C und vorzugsweise im Bereich von 50 bis 80 °C. Der Polymerisationsdruck liegt im Allgemeinen im Bereich von Normaldruck bis 10 MPaG und vorzugsweise im Bereich von 0,3 bis 5 MPaG.
Beispiele für die hier anwendbaren Massepolymerisationsreaktoren schließen bekannte Polymerisationsreaktoren ein, wie Reaktoren vom Typ mit gerührtem Tank und Reaktoren vom Schlaufentyp, wie in den japanischen Patentveröffentlichungen Nrn. S41-12916, S46-11670 und S47-42379 beschrieben. Die Massepolymerisation ist ein Verfahren, bei dem ein Olefinmonomer, wie Propylen oder Buten, als ein Polymerisationslösungsmittel im Wesentlichen ohne irgendein inertes Lösungsmittel, wie ein aliphatischer Kohlenwasserstoff (z. B. Propan, Butan, Isobutan, Pentan, Hexan, Heptan oder Octan) oder ein alicyclischer Kohlenwasserstoff (z. B. Cyclopentan oder Cyclohexan), verwendet wird, ein Olefinpolymerisationskatalysator in dem Polymerisationslösungsmittel dispergiert wird und die Polymerisation in einem Zustand durchgeführt wird, in dem ein Polymerprodukt vom Auflösen im Polymerisationslösungsmittel abgehalten wird. Die Polymerisation wird bei einer solchen Temperatur und einem solchen Druck durchgeführt, dass das Polymerisationslösungsmittel in einem flüssigen Zustand gehalten wird und das Polymerprodukt vom Auflösen im Polymerisationslösungsmittel abgehalten wird. Die Polymerisationstemperatur liegt im Allgemeinen im Bereich von 30 bis 100 °C und vorzugsweise im Bereich von 50 bis 80 °C. Der Polymerisationsdruck liegt im Allgemeinen im Bereich von Normaldruck bis 10 MPaG und vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 5 MPaG.
Beispiele für die hier anwendbaren Gasphasenpolymerisationsreaktoren vom Typ mit gerührtem Tank schließen bekannte Polymerisationsreaktoren ein, wie die Reaktoren, wie sie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. S46-31969 und der japanischen Patentveröffentlichung Nr. S59-21321 beschrieben werden. Die Gasphasenpolymerisation vom Typ mit gerührtem Tank ist ein Verfahren, bei dem ein Monomer in einem gasförmigen Zustand als ein Medium verwendet wird und das Monomer im gasförmigen Zustand polymerisiert wird, während ein Olefinpolymerisationskatalysator und Olefinpolymer mittels einer Rührvorrichtung in einem fluidisierten Zustand in dem Medium gehalten werden. Die Polymerisationstemperatur liegt im Allgemeinen im Bereich von 50 bis 110 °C und vorzugsweise im Bereich von 60 bis 100 °C. Der Polymerisationsdruck kann in dem Bereich festgelegt werden, wo das Olefin in der Dampfphase in dem Gasphasenpolymerisationsreaktor vom Typ mit gerührtem Tank vorliegen kann, und liegt im Allgemeinen im Bereich von Normaldruck bis 5 MPaG und vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 3 MPaG.
Beispiele für die hier anwendbaren Gasphasenpolymerisationsreaktoren vom Wirbelschicht-Typ schließen bekannte Reaktoren ein, wie die Reaktoren, wie sie in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nrn. S58-201802 , S59-126406 und H2-233708 beschrieben werden. Die Gasphasenpolymerisation vom Wirbelschicht-Typ ist ein Verfahren, bei dem ein Monomer in einem gasförmigen Zustand als ein Medium verwendet wird und das Monomer im gasförmigen Zustand polymerisiert wird, während ein Olefinpolymerisationskatalysator und Olefinpolymer in einem fluidisierten Zustand in dem Medium hauptsächlich durch die Strömung des Mediums gehalten werden. In einigen Fällen wird eine Rührvorrichtung als eine Hilfsvorrichtung bereitgestellt, um die Fluidisierung zu fördern. Die Polymerisationstemperatur liegt im Allgemeinen im Bereich von 0 bis 120 °C, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 100 °C und stärker bevorzugt im Bereich von 40 bis 100 °C. Der Polymerisationsdruck kann im Bereich festgelegt werden, wo das Olefin in der Dampfphase in dem Reaktor vom Wirbelschicht-Typ vorliegen kann, und liegt im Allgemeinen im Bereich von Normaldruck bis 10 MPaG, vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 8 MPaG und stärker bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 5 MPaG.
Beispiele für die Kombinationen von unterschiedlichen Reaktoren schließen Konfigurationen ein, bei denen ein Gasphasenpolymerisationsreaktor vom Wirbelschicht-Typ oder Gasphasenpolymerisationsreaktor vom Typ mit gerührtem Tank als eine nachfolgende Stufe mit einem Aufschlämmungspolymerisationsreaktor oder einem Massepolymerisationsreaktor verbunden ist.
Weiterhin ist ein Spültank zum Abtrennen von Olefinpolymerpartikeln von nicht umgesetztem Olefin und dem Polymerisationslösungsmittel im Allgemeinen zwischen einem Aufschlämmungspolymerisationsreaktor oder einem Massepolymerisationsreaktor und einem Gasphasenpolymerisationsreaktor, wie z. B. ein Gasphasenpolymerisationsreaktor vom Wirbelschicht-Typ, Gasphasenpolymerisationsreaktor vom Typ mit gerührtem Tank oder der nachstehend beschriebene Olefinpolymerisationsreaktor 10A, angeordnet. Der Gasphasenpolymerisationsreaktor ist als eine nachfolgende Stufe mit dem Aufschlämmungspolymerisationsreaktor oder dem Massepolymerisationsreaktor verbunden. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass die Installation des Spültanks zwischen dem Massepolymerisationsreaktor und dem darauf nachfolgenden Gasphasenpolymerisationsreaktor nicht immer unbedingt erforderlich ist.
(Olefinpolymerisationsreaktor vom Strahlschicht-Typ)
Der Olefinpolymerisationsreaktor 10A ist ein Reaktor, der Polyolefinpartikel, die mit dem Olefinvorpolymerisationsreaktor 5 hergestellt wurden, der Olefinpolymerisationsreaktion im Wesentlichen in der Gasphase unterzieht.
Der Olefinpolymerisationsreaktor 10A, der in 1 gezeigt wird, ist derart konfiguriert, dass er eine einstufige Strahlschicht 8 bildet, und wird hauptsächlich mit einem Zylinder (erster Zylinder) 12A, der sich vertikal erstreckt, Abschlussplatten 15a, 15b, die das obere Ende bzw. das untere Ende des Zylinders 12A verschließen, einer Ablenkplatte 20, die in dem Zylinder 12A angeordnet ist, und einer röhrenförmigen Prallfläche (erstes sich verjüngendes, zylindrisches Element) 30, die in dem Zylinder 12A angeordnet ist, bereitgestellt. Die Ablenkplatte 20 und die röhrenförmige Prallfläche 30 sind jeweils vorzugsweise koaxial mit der Achse des Zylinders 12A angeordnet. Unter dem Gesichtspunkt der Stabilisierung der Strahlschicht beträgt der innere Durchmesser des Zylinders 12A vorzugsweise nicht mehr als 5 m und stärker bevorzugt nicht mehr als 3,5 m. In dem Olefinpolymerisationsreaktor 10A wird ein Reaktionsbereich (erster Reaktionsbereich) 25 durch die untere Oberfläche der Abschlussplatte 15a, dem Teil, der oberhalb der röhrenförmigen Prallfläche 30 in der inneren Oberfläche des Zylinders 12A angeordnet ist, und der inneren Oberfläche 30a der röhrenförmigen Prallfläche 30 gebildet. Auf der anderen Seite wird ein unterer Bereich 27 durch die obere Oberfläche der Abschlussplatte 15b, dem Teil, der unterhalb der röhrenförmigen Prallfläche 30 in der inneren Oberfläche des Zylinders 12A angeordnet ist, und der äußeren Oberfläche 30b der röhrenförmigen Prallfläche 30 gebildet.
In dem Reaktionsbereich 25 strömt ein Olefin enthaltendes Gas, das in den unteren Bereich 27 zugeführt wurde, rasch nach oben durch eine Gaseinlassöffnung 30o, die an einem unteren Ende 30c der röhrenförmigen Prallfläche 30 bereitgestellt ist, wodurch sich die Strahlschicht 8 aus Polyolefinpartikeln bildet, wie in 1 gezeigt. Die Strahlschicht 8 ist aus einem Strahlabschnitt 8a und einer ringförmigen Partikelschicht 8b zusammengesetzt. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Gas zuführendes Bauteil 50 aus dem Anteil, der den unteren Bereich 27 bildet, einer Leitung L30, die mit dem unteren Bereich 27 verbunden ist, einem Kompressor 54, der mit der Leitung L30 verbunden ist, und einer Leitung L20, die mit der Zirkulationsleitung L30 verbunden ist, um das Olefin wieder aufzufüllen, zusammengesetzt.
Die röhrenförmige Prallfläche 30 ist ein solcher sich verjüngender Zylinder, dass der innere Durchmesser davon progressiv nach unten abnimmt, und ist in dem Zylinder 12A angeordnet. Die Gaseinlassöffnung 30o, die an dem unteren Ende 30c der röhrenförmigen Prallfläche 30 gebildet ist, kann mit einem Rückschlagventil (nicht gezeigt) bereitgestellt werden, um zu verhindern, dass die Polyolefinpartikel in dem Reaktionsbereich 25 nach unten durch die Gaseinlassöffnung beispielsweise bei einem Start oder einem temporären Stillstand des Olefinpolymerisationsreaktors 10A herausströmen.
Während die Strahlschicht 8 in dem Reaktionsbereich 25 eingerichtet wird, um Feststoff-Gas-Kontakt zwischen Polyolefinpartikeln und Olefin herzustellen, schreitet die Polymerisationsreaktion fort, wodurch Wärme erzeugt wird. Gemäß der Forschung der Erfinder wird in der Regel die Menge an einströmendem Gas in dem Bereich R, der entfernt von der Gaseinlassöffnung und in dem unteren Teil der Strahlschicht 8 angeordnet ist, geringer und es ist in Abhängigkeit von den Bedingungen weniger wahrscheinlich, dass sich die Partikel bewegen. Falls die Partikel in dem Bereich R eine verhältnismäßig lange Zeitdauer zurückgehalten werden, so dass sie der Polymerisationsreaktion in übertriebenem Maße unterzogen werden, kann die Temperatur in dem Bereich R höher als in den anderen Bereichen werden.
Der Olefinpolymerisationsreaktor 10A wird mit einer Vorrichtung (erstes Flüssigkeit zuführendes Bauteil) 40 bereitgestellt, die ein flüssiges Olefin von außen in das Innere des Zylinders 12A zuführt, so dass das Olefin in Kontakt mit der äußeren Oberfläche 30b der röhrenförmigen Prallfläche 30 kommt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die flüssiges Olefin zuführende Vorrichtung 40 aus einem Tank 41, der das flüssige Olefin speichert, einer Überführungsleitung L42, um das flüssige Olefin in den Tank 41 in das Innere des unteren Bereichs 27 zu überführen, einer Pumpe 43, die in der Mitte der Überführungsleitung L42 bereitgestellt wird, und einem Reservoir für flüssiges Olefin 45, das derart bereitgestellt wird, dass es das untere Ende 30c der röhrenförmigen Prallfläche 30 umgibt, zusammengesetzt. Das flüssige Olefin, das durch die Überführungsleitung L42 zugeführt wird, verdampft in dem Reservoir für flüssiges Olefin 45, um Wärme von der röhrenförmigen Prallfläche 30 abzuziehen, und kaltes Olefingas kommt mit der äußeren Oberfläche 30b der röhrenförmigen Prallfläche 30 an der Position, die dem Bereich R entspricht, in Kontakt, um so einen übermäßigen Anstieg der Temperatur in dem Bereich R zu verhindern.
Die flüssiges Olefin zuführende Vorrichtung mit der vorstehend erwähnten Konfiguration wurde hier beispielhaft veranschaulicht, aber die flüssiges Olefin zuführende Vorrichtung ist nicht begrenzt, solange die flüssiges Olefin zuführende Vorrichtung konfiguriert ist, das flüssige Olefin so zuzuführen, dass das flüssige Olefin in Kontakt mit der äußeren Oberfläche 30b der röhrenförmigen Prallfläche 30 kommen kann. Beispielsweise kann die röhrenförmige Prallfläche 30 in einer solchen Ummantelungsstruktur konfiguriert sein, dass sie das flüssige Olefin von einer Öffnung in den oberen Teil und/oder in den unteren Teil zuführt, oder kann so konfiguriert sein, dass sie das flüssige Olefin auf die äußere Oberfläche 30b zu bläst oder sprüht. In dem Fall, wo das flüssige Olefin auf die äußere Oberfläche 30b der röhrenförmigen Prallfläche 30 zu geblasen oder gesprüht wird, wird es bevorzugt, im Hinblick auf ausreichende Kühlung des Gesamten der röhrenförmigen Prallfläche 30 einen Sprühkranz zu verwenden.
Da der Reaktor der vorliegenden Ausführungsform die Struktur aufweist, bei der die äußere Oberfläche 30b der röhrenförmigen Prallfläche (erstes sich verjüngendes, zylindrisches Element) 30 mit der Gaseinlassöffnung 30o der röhrenförmigen Prallfläche (erstes sich verjüngendes, zylindrisches Element) 30 verbunden ist, d. h. die Struktur, bei der das Olefingas, das an der äußeren Oberfläche 30b verdampft, durch die Gaseinlassöffnung 30o in den ersten Reaktionsbereich 25 zugeführt wird, ist die Flüssigkeit, die mit der äußeren Oberfläche der röhrenförmigen Prallfläche 30 in Kontakt gebracht werden soll, vorzugsweise das flüssige Olefin. Das verdampfte Olefin kann ein Ausgangsmaterial für die Polymerisation in dem ersten Reaktionsbereich 25 sein. Das flüssige Olefin kann dieselbe Art von Olefin wie dasjenige, das dem Reaktor durch die Leitung L20 zugeführt wird, oder eine davon verschiedene Art von Olefin sein. Es ist auch möglich, eine von dem flüssigen Olefin verschiedene Flüssigkeit zu verwenden; beispielsweise können Cycloolefine, wie Cyclobuten, Cyclopenten und Cyclohexen, Paraffinkohlenwasserstoffe, wie Propan, Butan und Hexan, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol und Xylol, und gemischte Flüssigkeiten aus solchen Kohlenwasserstoffen mit Olefinen auch verwendet werden. Wenn die von dem flüssigen Olefin verschiedene Flüssigkeit verwendet wird, weist dieser Reaktor vorzugsweise eine Struktur auf, bei der die äußere Oberfläche der röhrenförmigen Prallfläche (erstes sich verjüngendes, zylindrisches Element) 30 nicht mit der Gaseinlassöffnung 30o der röhrenförmigen Prallfläche (erstes sich verjüngendes, zylindrisches Element) 30 verbunden ist, d. h. eine Struktur, bei der das verdampfende Gas nicht durch die Gaseinlassöffnung 30o in den ersten Reaktionsbereich 25 zugeführt wird.
Die Ablenkplatte 20 ist an einer Position oberhalb der röhrenförmigen Prallfläche 30 im Reaktionsbereich 25 und gegenüber der Gaseinlassöffnung davon angeordnet. Die Ablenkplatte 20 dient dazu, das Zerstreuen der ausgestoßenen Polyolefinpartikel zu verhindern. Dies kann eine Freiraumzone verkürzen, wodurch ein hoher Volumenwirkungsgrad erreicht wird.
Die Ablenkplatte 20 weist eine konische Form auf, geschlossen an einem oberen Ende 20a und mit dem inneren Durchmesser, der progressiv nach unten zunimmt, und ein unteres Ende 20b davon ist von der inneren Wand des Zylinders 12A entfernt angeordnet. In dieser Konfiguration kommt es dazu, dass Partikel, die nach oben ausgestoßen werden, mit der inneren Oberfläche der Ablenkplatte 20 zusammenstoßen und dann in die ringförmige Partikelschicht 8b der Strahlschicht 8 zurückfallen. Auf der anderen Seite strömt das Gas unterhalb des unteren Endes 20b, so dass es aus den Gasausströmdüsen 60 ausgestoßen wird.
Die Gasausströmdüsen 60 werden in dem Zylinder 12A, der eine Seitenwandoberfläche des Reaktionsbereichs 25 bildet, gebildet, um so zu ermöglichen, dass das Gas im Inneren des Reaktionsbereichs 25 daraus ausgestoßen werden kann. Bei dem Olefinpolymerisationsreaktor 10A der vorliegenden Ausführungsform werden vier Gasausströmdüsen 60 in im Wesentlichen gleichen Abständen entlang der Umfangsrichtung des Zylinders 12A gebildet. Wenn das nach oben durch die Gaseinlassöffnung der röhrenförmigen Prallfläche 30 einströmende Gas eher seitwärts aus den vier Gasausströmdüsen 60 als direkt von der Oberseite des Reaktionsbereichs 25 ausgestoßen wird, kann die Menge an Gas, die in die ringförmige Partikelschicht 8b der Strahlschicht 8 diffundiert, erhöht werden. Als ein Ergebnis ist der Wirkungsgrad des Feststoff-Gas-Kontakts zwischen den Partikeln und dem Olefin enthaltenden Gas in der ringförmigen Partikelschicht 8b der Strahlschicht 8 erhöht. Die Gasausströmdüsen 60 sind vorzugsweise oberhalb des unteren Endes 20b der Ablenkplatte 20 im Reaktionsbereich 25 und stärker bevorzugt oberhalb des oberen Endes 20a der Ablenkplatte 20 angeordnet. Wenn die Gasausströmdüsen 60 auf der Höhe, wie definiert, gesetzt werden, ist es technisch durchführbar, die Menge der Partikel, die zusammen mit dem Gas durch Gasausströmdüsen 60 ausgestoßen werden, in ausreichendem Maße zu verringern.
Das Vorstehende zeigte das Beispiel, bei dem die vier Gasausströmdüsen 60 installiert waren, aber die Anzahl der Gasausströmdüsen 60 muss nicht auf vier begrenzt sein. Die Anzahl der Gasausströmdüsen 60, die installiert werden sollen, kann mehr als oder weniger als vier betragen, aber damit ein gleichförmigerer Gasausstoß sichergestellt wird, wird es bevorzugt, mindestens zwei Gasausströmdüsen zu installieren. Weiterhin kann, solange ein ausreichender Wirkungsgrad des Feststoff-Gas-Kontakts im Reaktionsbereich 25 sichergestellt wird, der Reaktor mit einer Gasausströmdüse 60, die im mittleren Teil der Abschlussplatte 15a installiert ist, konstruiert werden.
Um die stabile Strahlschicht 8 im Reaktionsbereich 25 zu bilden, erfüllt die röhrenförmige Prallfläche 30 vorzugsweise die folgenden Bedingungen. Ein Verhältnis (d_A/d_B) des Durchmessers d_A der Gaseinlassöffnung am unteren Ende 30c der röhrenförmigen Prallfläche 30 zum inneren Durchmesser d_B des Zylinders 12A beträgt nämlich vorzugsweise nicht mehr als 0,35.
Weiterhin ist ein Neigungswinkel der röhrenförmigen Prallfläche 30 in 1, d. h. ein Winkel zwischen der inneren Oberfläche 30a der röhrenförmigen Prallfläche 30 und einer horizontalen Ebene, vorzugsweise mindestens der Schüttwinkel der Polyolefinpartikel, die im Zylinder 12A vorliegen, und er ist stärker bevorzugt mindestens der Schüttwinkel und mindestens ein Winkel, bei dem die Gesamtheit der Polyolefinpartikel auf natürlichem Wege durch die Schwerkraft ausgestoßen werden kann. Diese Konfiguration erreicht eine gleichmäßige Abwärtsbewegung der Polyolefinpartikel.
Auch wenn die Strahlschicht auch unter Verwendung einer flachen Platte mit einer Gaseinlassöffnung darin an Stelle der röhrenförmigen Prallfläche 30 gebildet werden kann, kann die flache Platte einen nicht fluidisierten Bereich von Partikeln in der Nähe der inneren Oberfläche des Zylinders 12A auf dieser flachen Platte ergeben. Dies kann zu Schmelzen und Agglomeration der Partikel wegen der unzureichenden Abfuhr von Wärme in diesem Bereich führen. Um diese Situation zu vermeiden, weist deshalb die röhrenförmige Prallfläche 30 vorzugsweise den Neigungswinkel von nicht weniger als dem vorgegebenen Winkel, wie vorstehend beschrieben, auf.
Ein Neigungswinkel der Ablenkplatte 20 in 1, d. h. ein Winkel zwischen der äußeren Oberfläche der Ablenkplatte 20 und einer horizontalen Ebene, ist auch mindestens der Schüttwinkel der Polyolefinpartikel, die im Zylinder 12A vorhanden sind. Dies kann in passender Weise die Polyolefinpartikel am Kleben an der Ablenkplatte 20 hindern.
Der Schüttwinkel der Polyolefinpartikel beträgt beispielsweise etwa 35 bis etwa 50° und somit sind die Neigungswinkel der röhrenförmigen Prallfläche 30 und der Ablenkplatte 20 vorzugsweise mindestens 55°.
Die Ablenkplatte 20 und röhrenförmige Prallfläche 30 sind jeweils an dem Zylinder 12A mit entsprechenden, nicht gezeigten Trägern befestigt und die Träger verursachen im Wesentlichen keinen Einfluss auf die Gasströmung und Polyolefinströmung. Der Zylinder 12A, die Ablenkplatte 20 und die röhrenförmige Prallfläche 30 können aus beispielsweise Kohlenstoffstahl, SUS 304 oder SUS 316L gemacht sein. SUS ist der Standard für Edelstähle, der in JIS (Japanese Industrial Standards) definiert ist. Wenn der eingesetzte Katalysator einer ist, der eine große Menge eines korrosiven Bestandteils (z. B. ein Halogenbestandteil, wie Chlor) enthält, wird es bevorzugt, SUS 316L zu verwenden.
Wie in 1 gezeigt, ist die Leitung L30 für die Zufuhr des Olefin enthaltenden Gases mit der Gaseinlassöffnung 15bo in der Abschlussplatte 15b des Zylinders 12A verbunden, und das Olefin enthaltende Gas wird durch den unteren Bereich 27 in den Reaktionsbereich 25 durch den Kompressor 54, der in der Mitte der Leitung installiert ist, zugeführt. Zusätzlich zu der Gaseinlassöffnung kann auch eine Entnahmedüse (nicht gezeigt), welche es erlaubt, dass die Polyolefinpartikel an einem Ende des Betriebs entnommen werden können, in dem unteren Teil des Zylinders 12A bereitgestellt werden. Weiterhin kann, damit eine Menge an Pulver, die im Inneren des Zylinders 12A bei einem Ende des Betriebs verbleibt, verringert wird, ein inneres Element von einer invertierten Kegelform (nicht gezeigt) an einer Position installiert sein, wo das Element nicht die Gasströmung im unteren Teil des Zylinders 12A beeinträchtigt.
Gasentnahmeleitungen L40, die mit den entsprechenden Gasausströmdüsen 60 zur Entnahme des Gases aus dem Reaktionsbereich 25 verbunden sind, werden im oberen Teil des Zylinders 12A bereitgestellt. Das Gas, das durch die Leitungen L40 entnommen wird, wird einem Zyklonabscheider 62, der erforderlichenfalls installiert wird, zugeführt, wo mit dem Gas mitgeschleppte Partikel entfernt werden. Nachdem das abgetrennte Gas durch eine Kühlvorrichtung (nicht gezeigt) oder dergleichen geführt wurde, wird das Gas durch die Leitung L30 rezirkuliert. Die Leitung L20 für die Zufuhr des Olefin enthaltenden Gases von außen zu der Leitung L30 ist mit der Leitung L30 verbunden.
Außerdem ist eine Leitung L5 mit dem Zylinder 12A an einer höheren Position als der Bereich, wo Strahlschicht 8 gebildet wird, verbunden, und die Polyolefinpartikel, die feste Partikel des Olefinpolymerisationskatalysators enthalten, werden in den Reaktionsbereich 25 zugeführt. Auf der anderen Seite ist ein Partikelentnahmerohr 35 mit dem Zylinder 12A verbunden, und die Polyolefinpartikel, die im Reaktionsbereich 25 wachsen, werden durch das Partikelentnahmerohr 35 entnommen. Zwei Ventile V71, V72 sind in Reihe im Partikelentnahmerohr 35 installiert, und die Polyolefinpartikel können in den nachfolgenden Prozess entnommen werden, indem die Ventile nacheinander geöffnet und geschlossen werden.
Wie vorstehend beschrieben verkörpert die vorliegende Ausführungsform das Polymerisationsverfahren unter Verwendung der zwei Reaktoren, nämlich des Olefinvorpolymerisationsreaktors 5 und des Olefinpolymerisationsreaktors 10A. Auf diese Weise wird der Olefinvorpolymerisationsreaktor 5 verwendet, um Polyolefinpartikel als verhältnismäßig große Polyolefinpartikel mit der Partikelgröße von vorzugsweise mindestens 500 µm, stärker bevorzugt mindestens 700 µm und noch stärker bevorzugt mindestens 850 µm zu polymerisieren und wachsen zu lassen, wodurch die Strahlschicht in einem stabileren Zustand hergestellt werden kann. Jedoch ist es auch möglich, das Polymerisationsverfahren unter Verwendung eines einzigen Reaktors ohne den Olefinvorpolymerisationsreaktor 5 zu planen. In diesem Fall wird der Olefinpolymerisationskatalysator oder Vorpolymerisationskatalysator direkt in den Olefinpolymerisationsreaktor 10A eingespeist, um die Olefinpolymerisation zu induzieren. Weiterhin ist es auch möglich, das Polymerisationsverfahren, das aus drei oder mehr Stufen besteht, zu verwirklichen, indem ein oder mehr zusätzliche Olefinpolymerisationsreaktoren, wie der Olefinvorpolymerisationsreaktor 5 oder der Olefinpolymerisationsreaktor 10A, nachfolgend auf den Olefinpolymerisationsreaktor 10A bereitgestellt werden.
(Olefin, Polyolefin und Katalysator)
Als Nächstes werden das Olefin, das Polyolefin, der Katalysator und andere im Herstellungssystem 100A gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausführlich beschrieben werden.
In dem Olefinpolymerisationsreaktor, Polyolefinherstellungsverfahren und Polyolefinherstellungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das Olefin der Polymerisation (Homopolymerisation oder Copolymerisation) unterzogen, um ein Polyolefin, d. h. Olefinpolymer (Olefinhomopolymer oder Olefincopolymer), herzustellen. Beispiele für das Olefin, das in der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden soll, schließen Ethylen, Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 4-Methyl-1-penten, 5-Methyl-1-hexen, 1-Hexen, 1-Hepten und 1-Octen ein.
Eines oder mehrere dieser Olefine können verwendet werden. Weiterhin kann das verwendete Olefin bei jedem Polymerisationsschritt geändert werden. In Fällen, wo die Polymerisation als ein mehrstufiges Verfahren durchgeführt wird, können unterschiedliche Olefine in den entsprechenden Stufen verwendet werden. Wenn zwei oder mehr Olefine verwendet werden, schließen Beispiele für Olefinkombinationen, die eingesetzt werden sollen, Propylen/Ethylen, Propylen/1-Buten, Propylen/Ethylen/1-Buten, Ethylen/1-Buten, Ethylen/1-Hexen und Ethylen/1-Octen ein. Außer dem Olefin kann ein weiterer Copolymerbestandteil, wie Dien, in Kombination verwendet werden.
In der vorliegenden Erfindung kann das Olefinpolymer (Homopolymer oder Copolymer) in vorteilhafter Weise hergestellt werden, z. B. ein Propylenhomopolymer, ein Propylen-Ethylen-Copolymer, ein Propylen-1-Buten-Copolymer und ein Propylen-Ethylen- 1-Buten-Copolymer. Insbesondere wird die vorliegende Erfindung in geeigneter Weise auf die Herstellung eines Polymers auf Olefinbasis, das durch mehrstufige Polymerisation mit unterschiedlichen Zusammensetzungen von Monomeren in den entsprechenden Stufen erhalten wird, angewendet; beispielsweise ist es möglich, ein mehrstufig polymerisiertes Copolymer auf Olefinbasis auf eine solche Weise zu bilden, dass eine Art von Olefin in den Olefinvorpolymerisationsreaktor 5 und den Olefinpolymerisationsreaktor 10A zugeführt wird, um so Homopolymerpartikel zu bilden, oder Partikel von statistischem Copolymer durch Copolymerisation des Olefins mit einer kleinen Menge einer anderen Art von Olefin, und dass zwei oder mehr Arten von Olefinen ferner diesen Polymerpartikeln in einem zusätzlichen Olefinpolymerisationsreaktor einer nachfolgenden Stufe, wie der Olefinvorpolymerisationsreaktor 5 oder der Olefinpolymerisationsreaktor 10A, zugeführt werden. Da dieses Verfahren eine schmale Verweilzeitverteilung im Olefinpolymerisationsreaktor 10A aufweist, ist es leicht, die Zusammensetzungsverhältnisse in den Polymerpartikeln konstant zu halten, und es ist insbesondere wirksam zur Verringerung von Versagen während des Formens.
Beispiele für das Polymer schließen Propylen-Propylen-Ethylen-Polymere, Propylen-Propylen- Ethylen-Propylen- Ethylen-Polymere, Propylen- Ethylen-Propylen- Ethylen-Polymere und Propylen-Propylen-Ethylen- 1-Buten-Polymere ein. Es wird hier angemerkt, dass „-“ eine Grenze zwischen Polymeren angibt und „-“ Copolymerisation von zwei oder mehr Arten von Olefinen in dem Polymer angibt. Unter diesen wird die vorliegende Erfindung in geeigneter Weise auf die Herstellung eines mehrstufig polymerisierten Copolymers auf Propylenbasis mit kristallinen Polymersegmenten auf Propylenbasis und amorphen Polymersegmenten auf Propylenbasis angewendet, das ein Polymer mit Monomereinheiten auf Propylenbasis ist und das „hochschlagfestes Polypropylen“ genannt wird (das in Japan auch herkömmlicherweise „Polypropylenblockcopolymer“ genannt wird). Das mehrstufig polymerisierte Copolymer auf Propylenbasis ist eines, das durch kontinuierliche mehrstufige Polymerisation in beliebiger Reihenfolge von kristallinen Homopolypropylensegmenten oder statistischen Copolymersegmenten, die aus der Copolymerisation von Propylen mit einer kleinen Menge eines von Propylen verschiedenen Olefins herrühren, und amorphen Kautschuksegmenten, die aus der Copolymerisation von Ethylen, Propylen und eines optionalen Bestandteils eines von Ethylen und Propylen verschiedenen Olefins herrühren, in Gegenwart der entsprechenden Polymere erhalten wird, und das die Grenzviskosität, gemessen in 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin bei 135 °C, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 100 dl/g aufweist. Dieses mehrstufig polymerisierte Copolymer auf Polypropylenbasis weist ausgezeichnete Hitzebeständigkeit, Steifigkeit und Schlagbeständigkeit auf und kann deshalb in Automobilkomponenten, wie Stoßstangen und Türverkleidungen, und in verschiedenen Behältern für die Verpackung, wie Steril-Standbeutel, verwendet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform können den Olefinpolymerkomponenten, die in den entsprechenden Polymerisationsschritten hergestellt werden, unterschiedliche Molekulargewichte gegeben werden, damit eine Molekulargewichtsverteilung des Olefinpolymers verbreitert wird. Die vorliegende Erfindung wird auch in geeigneter Weise auf die Herstellung eines Olefinpolymers mit einer breiten Molekulargewichtsverteilung angewendet. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung in vorteilhafter Weise ein Olefinpolymer herstellen, bei dem eine Polymerkomponente, die in einem Polymerisationsschritt des Herstellens der Polymerkomponente mit dem höchsten Molekulargewicht erhalten wird, die Grenzviskosität, die mit der vorstehend erwähnten Messung erhalten wird, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 100 dl/g, stärker bevorzugt im Bereich von 1 bis 50 dl/g und noch stärker bevorzugt im Bereich von 2 bis 20 dl/g aufweist, diese Grenzviskosität ist mindestens fünf Mal die Grenzviskosität einer Polymerkomponente, die in einem Polymerisationsschritt des Herstellens der Polymerkomponente mit dem niedrigsten Molekulargewicht erhalten wird, und die Menge der Polymerkomponente, die in dem Polymerisationsschritt des Herstellens der Polymerkomponente mit dem höchsten Molekulargewicht erhalten wird, liegt im Bereich von 0,1 bis 80 Gew.-% des Olefinpolymers.
Der Olefinpolymerisationskatalysator, der in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, kann ein bekannter Additionspolymerisationskatalysator sein, der bei der Olefinpolymerisation verwendet wird, und Beispiele dafür schließen feste Katalysatoren vom Ziegler-Typ, die durch Kontakt einer festen Katalysatorkomponente, die Titan, Magnesium, ein Halogen und einen Elektronendonor (was nachstehend als Katalysatorkomponente (A) bezeichnet werden wird) enthält, mit einer Organoaluminiumverbindungskomponente und einer Elektronendonorkomponente hergestellt werden; und feste Katalysatoren vom Metallocen-Typ, die hergestellt werden, indem eine Metallocenverbindung und eine Cokatalysatorkomponente dazu gebracht werden, auf einem körnchenförmigen Träger getragen zu werden. Diese Katalysatoren können auch in Kombination verwendet werden.
Die Katalysatorkomponente (A), die bei der Herstellung der festen Katalysatoren vom Ziegler-Typ eingesetzt wird, kann ein Katalysator sein, der üblicherweise als ein Titan-Magnesium-Verbundkatalysator bezeichnet wird. Dieser Verbundkatalysator kann durch den Kontakt einer Titanverbindung, einer Magnesiumverbindung und eines Elektronendonors, wie nachstehend beschrieben, erhalten werden.
Die Titanverbindung, die bei der Herstellung der Katalysatorkomponente (A) verwendet wird, kann eine der Titanverbindungen, dargestellt durch Ti(OR^I)_aX_4-a sein, wobei R¹ ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffen ist, X ein Halogenatom ist und „a“ eine Zahl ist, die 0≤a≤4 erfüllt. Spezifische Beispiele für solche Titanverbindungen schließen tetrahalogenierte Titanverbindungen, wie Titantetrachlorid; trihalogenierte Alkoxytitanverbindungen, wie Ethoxytitantrichlorid und Butoxytitantrichlorid; dihalogenierte Dialkoxytitanverbindungen, wie Diethoxytitandichlorid und Dibutoxytitandichlorid; monohalogenierte Trialkoxytitanverbindungen, wie Triethoxytitanchlorid und Tributoxytitanchlorid; und Tetraalkoxytitanverbindungen, wie Tetraethoxytitan und Tetrabutoxytitan, ein. Diese Titanverbindungen können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr davon verwendet werden.
Beispiele für die Magnesiumverbindung, die bei der Herstellung der Katalysatorkomponente (A) verwendet wird, schließen Magnesiumverbindungen, die eine Magnesium-Kohlenstoff-Bindung oder eine Magnesium-Wasserstoff-Bindung aufweisen und die ein Reduktionsvermögen aufweisen, und Magnesiumverbindungen, die kein Reduktionsvermögen aufweisen, ein. Spezifische Beispiele für Magnesiumverbindungen mit dem Reduktionsvermögen schließen Dialkylmagnesiumverbindungen, wie Dimethylmagnesium, Diethylmagnesium, Dibutylmagnesium und Butylethylmagnesium; Alkylmagnesiumhalogenide, wie Butylmagnesiumchlorid; Alkylalkoxymagnesiumverbindungen, wie Butylethoxymagnesium; und Alkylmagnesiumhydride, wie Butylmagnesiumhydrid, ein. Diese Magnesiumverbindungen mit dem Reduktionsvermögen können auch in Form einer Komplexverbindung mit einer Organoaluminiumverbindung verwendet werden.
Spezifische Beispiele für die Magnesiumverbindungen ohne das Reduktionsvermögen schließen dihalogenierte Magnesiumverbindungen, wie Magnesiumdichlorid; Alkoxymagnesiumhalogenide, wie Methoxymagnesiumchlorid, Ethoxymagnesiumchlorid und Butoxymagnesiumchlorid; Dialkoxymagnesiumverbindungen, wie Diethoxymagnesium und Dibutoxymagnesium; und Magnesiumcarboxylate, wie Magnesiumlaurat und Magnesiumstearat, ein. Diese Magnesiumverbindungen ohne das Reduktionsvermögen können Verbindungen sein, die entweder im Voraus oder bei der Herstellung der Katalysatorkomponente (A) mit einem bekannten Verfahren aus den Magnesiumverbindungen mit dem Reduktionsvermögen synthetisiert werden.
Beispiele für den Elektronendonor, der bei der Herstellung der Katalysatorkomponente (A) verwendet wird, schließen Sauerstoff enthaltende Elektronendonoren, wie Alkohole, Phenole, Ketone, Aldehyde, Carbonsäuren, Ester von organischen oder anorganischen Säuren, Ether, Säureamide und Säureanhydride; Stickstoff enthaltende Elektronendonoren, wie Ammoniak, Amine, Nitrile und Isocyanate; und organische Säurehalogenide ein. Unter diesen Elektronendonoren wird es bevorzugt, einen aus den anorganischen Säureestern, organischen Säureestern und Ethern zu verwenden.
Bevorzugte Beispiele für die anorganischen Säureester schließen Siliciumverbindungen, dargestellt durch R² _nSi(OR³)_4-n ein, wobei R² ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffen oder ein Wasserstoffatom ist, R³ ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffen ist und „n“ eine Zahl ist, die 0≤n<4 erfüllt. Spezifische Beispiele für die Siliciumverbindungen schließen Tetraalkoxysilane, wie Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan und Tetrabutoxysilan; Alkyltrialkoxysilane, wie Methyltrimethoxysilan, Ethyltrimethoxysilan, Butyltrimethoxysilan, Isobutyltrimethoxysilan, t-Butyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Ethyltriethoxysilan, Butyltriethoxysilan, Isobutyltriethoxysilan und t-Butyltriethoxysilan; und Dialkyldialkoxysilane, wie Dimethyldimethoxysilan, Diethyldimethoxsilan, Dibutyldimethoxysilan, Diisobutyldimethoxysilan, Di-t-butyldimethoxysilan, Butylmethyldimethoxysilan, Butylethyldimethoxysilan, t-Butylmethyldimethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Diethyldiethoxysilan, Dibutyldiethoxysilan, Diisobutyldiethoxysilan, Di-t-butyldiethoxysilan, Butylmethyldiethoxysilan, Butylethyldiethoxysilan und t-Butylmethyldiethoxysilan, ein.
Bevorzugte Beispiele für die organischen Säureester schließen Mono- und Poly-Carbonsäureester ein, z. B. aliphatische Carbonsäureester, alicyclische Carbonsäureester und aromatische Carbonsäureester. Spezifische Beispiele für die Carbonsäureester schließen Methylacetat, Ethylacetat, Methylpropionat, Ethylpropionat, Ethylbutyrat, Ethylvalerat, Methylacrylat, Ethylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylbenzoat, Butylbenzoat, Methyltoluat, Ethyltoluat, Ethylanisat, Diethylsuccinat, Dibutylsuccinat, Diethylmalonat, Dibutylmalonat, Dimethylmaleat, Dibutylmaleat, Diethylitaconat, Dibutylitaconat, Diethylphthalat, Di-n-butylphthalat und Diisobutylphthalat ein. Bevorzugte Beispiele für die Carbonsäureester schließen ungesättigte aliphatische Carbonsäureester, wie Methacrylsäureester, Maleinsäureester und Phthalsäureester ein, und stärker bevorzugte Beispiele dafür sind Phthalsäurediester.
Beispiele für die Ether schließen Dialkylether, wie Diethylether, Dibutylether, Diisobutylether, Diamylether, Diisoamylether, Methylbutylether, Methylisoamylether und Ethylisobutylether, ein. Bevorzugte Beispiele für die Ether schließen Dibutylether und Diisoamylether ein.
Beispiele für die organischen Säurehalogenide schließen Mono- und Poly-Carbonsäurehalogenide ein, z. B. aliphatische Carbonsäurehalogenide, alicyclische Carbonsäurehalogenide und aromatische Carbonsäurehalogenide. Spezifische Beispiele für die Carbonsäurehalogenide schließen Acetylchlorid, Propionylchlorid, Butyrylchlorid, Valeroylchlorid, Acryloylchlorid, Methacryloylchlorid, Benzoylchlorid, Toluoylchlorid, Anisoylchlorid, Succinylchlorid, Malonylchlorid, Maleylchlorid, Itaconylchlorid und Phthaloylchlorid ein. Bevorzugte Beispiele dafür schließen aromatische Carbonsäurechloride, wie Benzoylchlorid, Toluoylchlorid und Phthaloylchlorid, ein, und ein stärker bevorzugtes Beispiel dafür ist Phthaloylchlorid.
Beispiele für Verfahren zur Herstellung der Katalysatorkomponente (A) schließen die folgenden Verfahren ein: (1) ein Verfahren des Umsetzens einer flüssigen Magnesiumverbindung oder einer Komplexverbindung aus einer Magnesiumverbindung und einem Elektronendonor mit einem Fällungsmittel und dann Behandelns des Reaktionsprodukts mit einer Titanverbindung oder mit einer Titanverbindung und einem Elektronendonor; (2) ein Verfahren des Behandelns einer festen Magnesiumverbindung oder einer Komplexverbindung aus einer festen Magnesiumverbindung und einem Elektronendonor mit einer Titanverbindung oder mit einer Titanverbindung und einem Elektronendonor; (3) ein Verfahren des Umsetzens einer flüssigen Magnesiumverbindung mit einer flüssigen Titanverbindung in Gegenwart eines Elektronendonors, um einen festen Titankomplex auszufällen; (4) ein Verfahren des ferner Behandelns des Reaktionsprodukts, erhalten in dem Verfahren (1), (2) oder (3), mit einer Titanverbindung oder mit einem Elektronendonor und einer Titanverbindung; (5) ein Verfahren des Behandelns eines festen Produkts, das durch Reduzieren einer Alkoxytitanverbindung mit einer Organomagnesiumverbindung, wie ein Grignard-Reagens, erhalten wird, in Gegenwart einer Organosiliciumverbindung mit einer Si-O-Bindung mit einer Esterverbindung, einer Etherverbindung und Titantetrachlorid; (6) ein Verfahren des Behandelns eines festen Produkts, das durch Reduzieren einer Titanverbindung mit einer Organomagnesiumverbindung erhalten wird, mit einem Gemisch aus einer Etherverbindung und Titantetrachlorid und dann mit einer organischen Säurehalogenidverbindung in Gegenwart einer Organosiliciumverbindung oder in Gegenwart einer Organosiliciumverbindung und einer Esterverbindung, und des nachfolgenden Behandelns des resultierenden Feststoffs mit einem Gemisch aus einer Etherverbindung und Titantetrachlorid oder mit einem Gemisch aus einer Etherverbindung, Titantetrachlorid und einer Esterverbindung; (7) ein Verfahren des in Kontakt Bringens des Kontaktreaktionsprodukts mit einem Elektronendonor und einer Titanverbindung nach oder ohne Behandeln eines Kontaktreaktionsprodukts eines Metalloxids, Dihydrocarbylmagnesium und eines Halogen enthaltenden Alkohols mit einem Halogenierungsmittel; (8) ein Verfahren des in Kontakt Bringens der Magnesiumverbindung mit einem Elektronendonor und einer Titanverbindung nach oder ohne Behandeln einer Magnesiumverbindung, wie ein Magnesiumsalz einer organischen Säure oder ein Alkoxymagnesium, mit einem Halogenierungsmittel; (9) ein Verfahren des Behandelns der Verbindung, erhalten in einem der Verfahren (1) bis (8), mit einem Halogen, einer Halogenverbindung oder einem aromatischen Kohlenwasserstoff.
Unter den vorstehenden Verfahren zur Herstellung der Katalysatorkomponente (A) wird es bevorzugt, eines der Verfahren (1) bis (6) einzusetzen. Alle diese Herstellungsverfahren werden im Allgemeinen in einer Atmosphäre aus Inertgas, wie Stickstoff oder Argon, durchgeführt.
Bei der Herstellung der Katalysatorkomponente (A) werden vorzugsweise die Titanverbindung, die Organosiliciumverbindung und die Esterverbindung verwendet, nachdem sie in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst oder damit verdünnt wurden. Beispiele für solche Lösungsmittel schließen aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Hexan, Heptan, Octan und Decan; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol und Xylol; alicyclische Kohlenwasserstoffe, wie Cyclohexan, Methylcyclohexan und Decalin; und Etherverbindungen, wie Diethylether, Dibutylether, Diisoamylether und Tetrahydrofuran, ein.
Bei der Herstellung der Katalysatorkomponente (A) liegt die Temperatur der reduzierenden Reaktion mit der Organomagnesiumverbindung im Allgemeinen im Bereich von -50 bis +70 °C. Unter dem Gesichtspunkt der Katalysatoraktivität und Kosten liegt die Temperatur vorzugsweise im Bereich von -30 bis +50 °C und stärker bevorzugt im Bereich von -25 bis +35 °C. Es gibt keine besonderen Begrenzungen hinsichtlich der Dauer für das tropfenweise Zugeben der Organomagnesiumverbindung, aber die Dauer liegt im Allgemeinen im Bereich von etwa 30 Minuten bis etwa 12 Stunden. Nach dem Ende der reduzierenden Reaktion kann eine nachfolgende Reaktion ferner bei einer Temperatur von 20 bis 120 °C durchgeführt werden.
Bei der Herstellung der Katalysatorkomponente (A) kann die reduzierende Reaktion in Gegenwart eines porösen Materials, wie ein anorganisches Oxid oder ein organisches Polymer, durchgeführt werden, um so zu ermöglichen, dass das feste Produkt in das poröse Material imprägniert werden kann. Bevorzugte Beispiele für solche porösen Materialien sind diejenigen mit dem Porenvolumen von mindestens 0,3 ml/g mit den Porenradien von 20 bis 200 nm und der mittleren Partikelgröße von 5 bis 300 µm. Beispiele für die porösen anorganischen Oxide schließen SiO₂, Al₂O₃, MgO, TiO₂, ZrO₂ und Mehrfachoxide davon ein. Beispiele für die porösen Polymere schließen poröse Polymere auf Polystyrolbasis, wie Polystyrol und Styrol-Divinylbenzol-Copolymere; poröse Polymere auf Polyacrylatesterbasis, wie Polyethylacrylat, Methylacrylat-Divinylbenzol-Copolymere, Polymethylmethacrylat und Methylmethacrylat-Divinylbenzol-Copolymere; und poröse Polymere auf Polyolefinbasis, wie Polyethylen, Ethylen-Methylacrylat-Copolymere und Polypropylen, ein. Unter diesen porösen Substanzen wird es bevorzugt, eine aus SiO₂, Al₂O₃ und den Styrol-Divinylbenzol-Copolymeren zu verwenden.
Die Organoaluminiumverbindungskomponente, die bei der Herstellung des festen Katalysators vom Ziegler-Typ verwendet wird, ist eine mit mindestens einer Aluminium-Kohlenstoff-Bindung in einem Molekül und typische Beispiele dafür sind diejenigen, die nachstehend dargestellt sind. R⁴ _mAlY_3-m R⁵R⁶Al-O-AlR⁷R⁸
In den Formeln ist jedes aus R⁴ bis R⁸ ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffen; ist Y ein Halogenatom, Wasserstoff oder ein Alkoxyrest; können R⁴ bis R⁸ gleich oder voneinander verschieden sein; ist „m“ ein Zahl, die 2≤m≤3 erfüllt.
Spezifische Beispiele für die Organoaluminiumverbindungskomponente schließen Trialkylaluminium, wie Triethylaluminium und Triisobutylaluminium; Dialkylaluminiumhydride, wie Diethylaluminiumhydrid und Diisobutylaluminiumhydrid; Dialkylaluminiumhalogenide, wie Diethylaluminiumchlorid und Diisobutylaluminiumchlorid; Gemische aus Trialkylaluminium und Dialkylaluminiumhalogenid, wie ein Gemisch aus Triethylaluminium und Diethylaluminiumchlorid; und Alkylalumoxane, wie Tetraethyldialumoxan und Tetrabutyldialumoxan, ein. Unter diesen Organoaluminiumverbindungen wird es bevorzugt, eine aus Trialkylaluminium, den Gemischen aus Trialkylaluminium und Dialkylaluminiumhalogenid und den Alkylalumoxanen zu verwenden, und es wird stärker bevorzugt, Triethylaluminium, Triisobutylaluminium, ein Gemisch aus Triethylaluminium und Diethylaluminiumchlorid oder Tetraethyldialumoxan zu verwenden.
Beispiele für die Elektronendonorkomponente, die bei der Herstellung des festen Katalysators vom Ziegler-Typ verwendet wird, schließen die folgenden, üblicherweise verwendeten Elektronendonoren ein: Sauerstoff enthaltende Elektronendonoren, wie Alkohole, Phenole, Ketone, Aldehyde, Carbonsäuren, Ester von organischen oder anorganischen Säuren, Ether, Säureamide und Säureanhydride; und Stickstoff enthaltende Elektronendonoren, wie Ammoniak, Amine, Nitrile und Isocyanate. Unter diesen Elektronendonorkomponenten wird es bevorzugt, eine aus den anorganischen Säureestern und den Ethern zu verwenden.
Bevorzugte Beispiele für die anorganischen Säureester schließen Siliciumverbindungen, dargestellt durch R⁹ _nSi(OR¹⁰)_4-n ein, wobei R⁹ ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffen oder ein Wasserstoffatom ist, R¹⁰ ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffen ist und „n“ eine Zahl ist, die 0≤n<4 erfüllt. Spezifische Beispiele dafür schließen Tetrabutoxysilan, Butyltrimethoxysilan, tert-Butyl-n-propyldimethoxysilan, Dicyclopentyldimethoxysilan und Cyclohexylethyldimethoxysilan ein.
Bevorzugte Beispiele für die Ether schließen Dialkylether und nachstehend dargestellte Dietherverbindungen ein.
In der vorstehenden Formel ist jedes aus R¹¹ bis R¹⁴ ein linearer oder verzweigter Alkyl-, alicyclischer Kohlenwasserstoff-, Aryl- oder Aralkylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffen, mit der Maßgabe, dass R¹¹ oder R¹² ein Wasserstoffatom sein können. Spezifische Beispiele für die Ether schließen Dibutylether, Diamylether, 2,2-Diisobutyl-1,3-dimethoxypropan und 2,2-Dicyclopentyl-1,3-dimethoxypropan ein.
Unter diesen Elektronendonorkomponenten wird eine Organosiliciumverbindung, dargestellt durch R¹⁵R¹⁶Si(OR¹⁷)₂, besonders vorzugsweise verwendet. In dieser Formel ist R¹⁵ ein Kohlenwasserstoffrest mit 3 bis 20 Kohlenstoffen, bei dem das Kohlenstoffatom benachbart zum Silicium sekundär oder tertiär ist, und spezifische Beispiele dafür schließen verzweigtkettige Alkylreste, wie Isopropyl, sec-Butyl, tert-Butyl und tert-Amyl; Cycloalkylreste, wie Cyclopentyl und Cyclohexyl; Cycloalkenylreste, wie Cyclopentenyl; und Arylreste, wie Phenyl und Tolyl, ein. In der Formel ist R¹⁶ ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffen, und spezifische Beispiele dafür schließen geradkettige Alkylreste, wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl und Pentyl; verzweigte Alkylreste, wie Isopropyl, sec-Butyl, tert-Butyl und tert-Amyl; Cycloalkylreste, wie Cyclopentyl und Cyclohexyl; Cycloalkenylreste, wie Cyclopentenyl; und Arylreste, wie Phenyl und Tolyl, ein. In der vorstehenden Formel ist R¹⁷ ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffen und ist vorzugsweise ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffen. Spezifische Beispiele für die Organosiliciumverbindungen, die als die Elektronendonorkomponente anwendbar sind, schließen tert-Butyl-n-propyldimethoxysilan, Dicyclopentyldimethoxysilan und Cyclohexylethyldimethoxysilan ein.
Bei der Herstellung des festen Katalysators vom Ziegler-Typ liegt eine verwendete Menge der Organoaluminiumverbindungskomponente im Allgemeinen im Bereich von 1 bis 1000 Mol und vorzugsweise im Bereich von 5 bis 800 Mol pro Mol Titanatome in der Katalysatorkomponente (A). Eine verwendete Menge der Elektronendonorkomponente liegt im Allgemeinen im Bereich von 0,1 bis 2000 Mol, vorzugsweise im Bereich von 0,3 bis 1000 Mol und stärker bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 800 Mol pro Mol Titanatome in der Katalysatorkomponente (A).
Die Katalysatorkomponente „A“, die Organoaluminiumverbindungskomponente und die Elektronendonorkomponente können miteinander in Kontakt gebracht werden, bevor sie in den mehrstufigen Polymerisationsreaktor zugeführt werden, oder können getrennt in den mehrstufigen Polymerisationsreaktor zugeführt werden, um im Reaktor miteinander in Kontakt gebracht zu werden. Alternativ können beliebige zwei dieser Komponenten zuerst miteinander in Kontakt gebracht werden und die verbleibende Komponente kann dann mit diesen in Kontakt gebracht werden. Jede Komponente kann zu mehrfachen Zeitpunkten in Kontakt gebracht werden.
Beispiele für die Metallocenverbindungen, die bei der Herstellung des festen Katalysators vom Metallocen-Typ verwendet werden, schließen nachstehend dargestellte Übergangsmetallverbindungen ein. L_xM In der Formel ist M ein Übergangsmetall, ist „x“ eine Zahl, die der atomaren Wertigkeit des Übergangsmetalls M genügt, ist jedes L ein Ligand, der an das Übergangsmetall koordiniert ist, und ist mindestens einer der Reste L ein Ligand mit einem Cyclopentadienylgrundgerüst.
Das Übergangsmetall M ist vorzugsweise ein Atom aus den Gruppen 3 bis 6 im Periodensystem der Elemente (IUPAC, 1989) und stärker bevorzugt Titan, Zirconium oder Hafnium.
Beispiele für den Liganden L mit dem Cyclopentadienylgrundgerüst schließen substituierte oder unsubstituierte Cyclopentadienylreste, substituierte oder unsubstituierte Indenylreste und substituierte oder unsubstituierte Fluorenylreste ein und spezifische Beispiele dafür schließen Cyclopentadienyl, Methylcyclopentadienyl, tert-Butylcyclopentadienyl, Dimethylcyclopentadienyl, tert-Butyl-methylcyclopentadienyl, Methyl-isopropylcyclopentadienyl, Trimethylcyclopentadienyl, Tetramethylcyclopentadienyl, Pentamethylcyclopentadienyl, Indenyl, 4,5,6,7-Tetrahydroindenyl, 2-Methylindenyl, 3-Methylindenyl, 4-Methylindenyl, 5-Methylindenyl, 6-Methylindenyl, 7-Methylindenyl, 2-tert-Butylindenyl, 3-tert-Butylindenyl, 4-tert-Butylindenyl, 5-tert-Butylindenyl, 6-tert-Butylindenyl, 7-tert-Butylindenyl, 2,3-Dimethylindenyl, 4,7-Dimethylindenyl, 2,4,7-Trimethylindenyl, 2-Methyl-4-isopropylindenyl, 4,5-Benzindenyl, 2-Methyl-4,5-benzindenyl, 4-Phenylindenyl, 2-Methyl-5-phenylindenyl, 2-Methyl-4-phenylindenyl, 2-Methyl-4-naphthylindenyl, Fluorenyl, 2,7-Dimethylfluorenyl, 2,7-Di-tert-butylfluorenyl und substituierte Produkte von diesen ein. In Fällen, wo es eine Vielzahl von Liganden mit dem Cyclopentadienylgrundgerüst gibt, können diese Liganden gleich oder voneinander verschieden sein.
Beispiele für die Liganden L, die von demjenigen mit dem Cyclopentadienylgrundgerüst verschieden sind, schließen Heteroatom enthaltende Reste, Halogenatome und Kohlenwasserstoffreste (wobei Reste mit einem Anionengrundgerüst vom Cyclopentadien-Typ ausgeschlossen sind) ein.
Beispiele für das Heteroatom in den Heteroatom enthaltenden Resten schließen Sauerstoff-, Schwefel-, Stickstoff- und Phosphoratome ein, und Beispiele für die Reste schließen Alkoxyreste, Aryloxyreste, Thioalkoxyreste, Thioaryloxyreste, Alkylaminoreste, Arylaminoreste, Alkylphosphinoreste, Arylphosphinoreste und aromatische oder aliphatische heterocyclische Reste mit mindestens einem Atom, ausgewählt aus Sauerstoff-, Schwefel-, Stickstoff- und Phosphoratomen, in seinem Ring ein. Spezifische Beispiele für die Halogenatome schließen Fluor-, Chlor-, Brom- und Iodatome ein. Beispiele für die Kohlenwasserstoffreste schließen Alkyl-, Aralkyl-, Aryl- und Alkenylreste ein.
Zwei oder mehr Liganden L können direkt miteinander verknüpft sein oder können durch einen Rest verknüpft sein, der mindestens ein Atom, ausgewählt aus Kohlenstoff-, Silicium-, Stickstoff-, Sauerstoff-, Schwefel- und Phosphoratomen, enthält. Beispiele für den Rest schließen Alkylenreste, wie Methylen, Ethylen und Propylen; substituierte Alkylenreste, wie Dimethylmethylen (Isopropyliden) und Diphenylmethylen; Silylenreste; substituierte Silylenreste, wie Dimethylsilylen, Diethylsilylen, Diphenylsilylen, Tetramethyldisilylen und Dimethoxysilylen; und Heteroatome, wie Stickstoff-, Sauerstoff-, Schwefel- und Phosphoratome, ein und besonders bevorzugte Beispiele dafür schließen Methylen, Ethylen, Dimethylmethylen (Isopropyliden), Diphenylmethylen, Dimethylsilylen, Diethylsilylen, Diphenylsilylen und Dimethoxysilylen ein.
Beispiele für die Metallocenverbindungen schließen Bis(cyclopentadienyl)-zirconiumdichlorid, Bis(methylcyclopentadienyl)zirconiumdichlorid, Bis(indenyl)zirconiumdichlorid, Bis(4,5,6,7-tetrahydroindenyl)zirconiumdichlorid, Ethylenbis(indenyl)zirconiumdichlorid, Dimethylsilylenbis(trimethylcyclopentadienyl)zirconiumdichlorid, Dimethylsilylenbis(indenyl)zirconiumdichlorid und Dimethylsilyl(tetramethylcyclopentadienyl)(3,5-di-tert-butyl-2-phenoxy)titandichlorid ein. Zusätzliche Beispiele schließen Verbindungen ein, die von der Substitution von Dichlorid durch einen anderen Rest, wie Dimethoxid oder Diphenoxid, herrühren.
Beispiele für die Cokatalysatorkomponente, die bei der Herstellung des festen Katalysators vom Metallocen-Typ verwendet wird, schließen Organoaluminiumoxyverbindungen, Organoaluminiumverbindungen und Borverbindungen ein.
Beispiele für die Organoaluminiumoxyverbindungen schließen Tetramethyldialuminoxan, Tetraethyldialuminoxan, Tetrabutyldialuminoxan, Tetrahexyldialuminoxan, Methylaluminoxan, Ethylaluminoxan, Butylaluminoxan und Hexylaluminoxan ein.
Beispiele für die Organoaluminiumverbindungen schließen Trimethylaluminium, Triethylaluminium, Tri-n-butylaluminium, Triisobutylaluminium und Tri-n-hexylaluminium ein.
Beispiele für die Borverbindungen schließen Tris(pentafluorphenyl)boran, Triphenylcarbenium-tetrakis(pentafluorphenyl)borat, Tri(n-butyl)ammonium-tetrakis(pentafluorphenyl)borat und N,N-Dimethylanilinium-tetrakis(pentafluorphenyl)borat ein.
Der körnchenförmige Träger, der bei der Herstellung des festen Metallocenkatalysators verwendet wird, ist vorzugsweise eine poröse Substanz, und Beispiele dafür schließen anorganische Oxide, wie SiO₂, Al₂O₃, MgO, ZrO₂, TiO₂, B₂O₃, CaO, ZnO, BaO und ThO₂; Tone oder Tonmineralien, wie Smektit, Montmorillonit, Hektorit, Laponite und Saponit; und organische Polymere, wie Polyethylen, Polypropylen und Styrol-Divinylbenzol-Copolymere, ein.
Der hier anwendbare feste Katalysator vom Metallocen-Typ kann einer von denjenigen sein, die beispielsweise in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nrn. S60-35006, S60-35007 , S60-35008 , S61-108610 , S61-276805 , S61-296008 , S63-89505 und H3-234709 , der veröffentlichten japanischen Übersetzung der PCT-Anmeldung Nr. H5-502906 und den offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nrn. H6-336502 und H7-224106 beschrieben werden.
Wenn der feste Katalysator vom Metallocen-Typ bei der Olefinpolymerisation verwendet wird, kann die Cokatalysatorkomponente, wie eine Organoaluminiumverbindung oder eine Borverbindung, zusätzlich verwendet werden, falls notwendig. In diesem Fall können der feste Katalysator vom Metallocen-Typ und die Cokatalysatorkomponente miteinander in Kontakt gebracht werden, bevor sie in den Polymerisationsreaktor zugeführt werden, oder können getrennt in den Polymerisationsreaktor zugeführt werden, um in dem Reaktor in Kontakt gebracht zu werden. Jede Komponente kann zu mehrfachen Zeitpunkten miteinander in Kontakt gebracht werden.
Der mittlere, massenbezogene Partikeldurchmesser des vorstehenden Olefinpolymerisationskatalysators liegt im Allgemeinen im Bereich von 5 bis 150 µm. Insbesondere im Gasphasenpolymerisationsreaktor wird es bevorzugt, damit das Herausfliegen von Partikeln nach außen aus dem Reaktor unterdrückt wird, den Katalysator mit dem mittleren, massenbezogenen Partikeldurchmesser von mindestens 10 µm zu verwenden, und es wird stärker bevorzugt, einen mit dem mittleren, massenbezogenen Partikeldurchmesser von mindestens 15 µm zu verwenden. Der Polymerisationskatalysator in der vorliegenden Ausführungsform kann einen Zusatzstoff enthalten, wie ein Fluidisierungshilfsstoff oder ein antistatischer Zusatzstoff. Der Polymerisationskatalysator in der vorliegenden Ausführungsform kann auch zusammen mit einem Mittel zur Kettenübertragung, wie Wasserstoff, zum Zweck der Regulierung des Molekulargewichts des Polymers verwendet werden.
Der Olefinpolymerisationskatalysator kann ein so genannter Vorpolymerisationskatalysator sein, der vorbereitend einer Polymerisation mit einer kleinen Menge an Olefin unterzogen wurde. Das Olefin, das bei der Vorpolymerisation verwendet wird, kann das Olefin sein, das bei der vorstehend beschriebenen Polymerisation verwendet wird. In diesem Fall kann ein einziger Typ von Olefin allein verwendet werden, oder zwei oder mehr unterschiedliche Typen von Olefinen können in Kombination verwendet werden.
Es gibt keine besonderen Begrenzungen hinsichtlich eines Verfahrens zur Herstellung des Vorpolymerisationskatalysator, aber Beispiele für das Verfahren schließen Aufschlämmungspolymerisation und Gasphasenpolymerisation ein. Unter diesen wird die Aufschlämmungspolymerisation vorzugsweise angewendet. Es ist manchmal ökonomisch vorteilhaft bei der Herstellung. Die Herstellung kann unter Verwendung eines chargenweisen Systems, eines halbkontinuierlichen Systems oder eines kontinuierlichen Systems durchgeführt werden.
Der mittlere, massenbezogene Partikeldurchmesser des Vorpolymerisationskatalysators liegt im Allgemeinen im Bereich von 5 bis 1000 µm. Insbesondere im Gasphasenpolymerisationsreaktor wird es bevorzugt, damit das Herausfliegen von Partikeln nach außen aus dem Reaktor unterdrückt wird, den Vorpolymerisationskatalysator mit dem mittleren, massenbezogenen Partikeldurchmesser von mindestens 10 µm zu verwenden, und es wird stärker bevorzugt, den Vorpolymerisationskatalysator mit dem mittleren, massenbezogenen Partikeldurchmesser von mindestens 15 µm zu verwenden. Darüber hinaus ist eine Menge des Vorpolymerisationskatalysators mit einem Partikeldurchmessers von nicht mehr als 20 µm, insbesondere nicht mehr als 10 µm vorzugsweise so klein wie möglich.
Der Polymerisationskatalysator kann in Form einer Suspension in einem Lösungsmittel, wie ein Kohlenwasserstofflösungsmittel, in den Reaktor eingebracht werden, oder kann mitgerissen von dem Monomergas oder von einem inerten Gas, wie Stickstoff, eingebracht werden.
Als Nächstes wird das Verfahren zur Herstellung des Polyolefins unter Verwendung des Systems nachstehend beschrieben werden.
Zuerst werden in dem Olefinvorpolymerisationsreaktor 5 Polyolefinpartikel, die eine Katalysatorkomponente mit Polymerisationsaktivität enthalten, unter Verwendung des Olefinpolymerisationskatalysators mit einem bekannten Verfahren gebildet.
Auf der anderen Seite wird das Olefin enthaltende Gas durch die Leitung L30 in den Zylinder 12A im Olefinpolymerisationsreaktor 10A zugeführt, um den Innendruck auf den Polymerisationsdruck anzuheben, und das Innere des Zylinders 12A wird erwärmt. Der Polymerisationsdruck kann ein beliebiger Druck in dem Bereich sein, wo das Olefin im Reaktor in der Gasphase vorliegen kann, liegt im Allgemeinen im Bereich von Normaldruck bis 10 MPaG, vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 8 MPaG und stärker bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 5 MPaG. Der Polymerisationsdruck ist vorzugsweise mindestens Normaldruck, da die Produktivität zunimmt; der Reaktionsdruck beträgt vorzugsweise nicht mehr als 10 MPaG, da die Anlagenkosten für den Reaktor nicht hoch sind. Die Polymerisationstemperatur variiert in Abhängigkeit vom Typ des Monomers, dem Molekulargewicht des Produkts und anderen Faktoren, es sollte aber eine Temperatur sein, die nicht höher als der Schmelzpunkt des Olefinpolymers ist, und ist vorzugsweise mindestens 10 °C niedriger als der Schmelzpunkt. Genauer gesagt liegt die Polymerisationstemperatur vorzugsweise im Bereich von 0 bis 120 °C, stärker bevorzugt im Bereich von 20 bis 100 °C und noch stärker bevorzugt im Bereich von 40 bis 100 °C. Es wird bevorzugt, die Polymerisation in einer Umgebung durchzuführen, die im Wesentlichen frei von Feuchtigkeit ist, da die Polymerisationsaktivität genügend beibehalten wird. Weiterhin wird das Innere des Polymerisationsreaktionssystems vorzugsweise vom Einschließen von überschüssigem Sauerstoff, Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid abgehalten, damit eine Verringerung der Polymerisationsaktivität vermieden wird.
Als Nächstes werden Polyolefinpartikel mit dem Partikeldurchmesser von etwa 0,5 mm bis etwa 5,0 mm, die getrennt mit einem bekannten Verfahren erhalten wurden, in den Zylinder 12A durch eine Einspeiseleitung L6, die mit der Leitung L5 verbunden ist, eingespeist. Es ist oft der Fall, dass die Polyolefinpartikel, die in den Zylinder 12A eingespeist werden, Partikel mit keiner Katalysatorkomponente mit der Polymerisationsaktivität sind, aber die Polyolefinpartikel können die Katalysatorkomponente mit der Polymerisationsaktivität enthalten.
Wenn die Polyolefinpartikel in den Zylinder 12A durch die Einspeiseleitung L6 mit der Zufuhr des Olefin enthaltenden Gases in den Reaktionsbereich 25 durch die Leitung L30 eingespeist werden, wird die Strahlschicht 8 aus Polyolefinpartikeln im Reaktionsbereich 25 geschaffen, wie in 1 gezeigt. Genauer gesagt bildet das Gas aus der Gaseinlassöffnung 30o den Strahlabschnitt 8a in der Nähe der Mittelachse des Zylinders 12A im Reaktionsbereich 25, wo die Partikelkonzentration niedrig ist und wo die Partikel zusammen mit dem Gas nach oben strömen, während das Gas die ringförmige Partikelschicht 8b bildet, wo Partikel wie ein Wanderbett unter dem Einfluss der Schwerkraft außerhalb des Strahlabschnitts 8a fallen, so dass eine umlaufende Bewegung der Partikel im Reaktionsbereich 25 angestoßen wird.
Nach der Bildung der Strahlschicht 8 im Reaktionsbereich 25 werden die Polyolefinpartikel, die die Katalysatorkomponente mit der Polymerisationsaktivität enthalten, die in dem Olefinvorpolymerisationsreaktor 5 gebildet wurden, mit einer konstanten Rate pro Zeiteinheit durch die Leitung L5 in den Zylinder 12A zugeführt, wodurch ein Betrieb des Olefinpolymerisationsreaktors 10A im Gleichgewicht eingeleitet wird.
Auf der anderen Seite bildet ein Teil des Olefinmonomer enthaltenden Gases den Strahlabschnitt 8a und strömt durch die Partikelschicht, während der Rest des Gases in die ringförmige Partikelschicht 8b diffundiert. Auf diese Weise wird der Feststoff-Gas-Kontakt zwischen dem Olefin enthaltenden Gas und den Polyolefinpartikeln, die die Katalysatorkomponente mit der Polymerisationsaktivität einschließen, hergestellt und die Wirkung des Katalysators innerhalb der Polyolefinpartikel fördert die Olefinpolymerisationsreaktion, um die Polyolefinpartikel wachsen zu lassen. Die Polyolefinpartikel, die im Reaktionsbereich 25 gewachsen sind, werden dann durch das Partikelentnahmerohr 35 entnommen.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst den Schritt des kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Betreibens der Pumpe 43, um flüssiges Olefin aus dem Tank 41 in das Reservoir für flüssiges Olefin 45 zuzuführen, im Herstellungsverfahren für Polyolefinpartikel. Das flüssige Olefin verdampft im Reservoir für flüssiges Olefin 45, wodurch ein übermäßiger Anstieg der Temperatur im Bereich R verhindert wird. Das flüssige Olefin ist vorzugsweise dasselbe wie das Olefin, das durch die Leitung L30 zugeführt wird. In diesem Fall wird das Gas, das vom Verdampfen des flüssigen Olefins herrührt, durch die Gaseinlassöffnung 30o in den Reaktionsbereich 25 geführt, um wie es ist als Ausgangsgas verwendet zu werden. Es ist möglich, das Olefingas, das durch die Gasentnahmeleitungen L40 entnommen wird, zu flüssigem Olefin abzukühlen und das flüssige Olefin wieder als das flüssige Olefin zum Abkühlen zu verwenden.
Eine Rate der Zufuhr des flüssigen Olefins kann in passender Weise gemäß den Betriebsbedingungen, einer Art des Olefins und so weiter reguliert werden. In einer zulässigen Konfiguration kann die Menge an Gas, die in den Reaktionsbereich 25 eingebracht werden soll, auf eine solche Weise reguliert werden, dass ein Gasentnahmestutzen getrennt im Zylinder 12A oder der Abschlussplatte 15b, die den unteren Bereich 27 definiert, bereitgestellt wird und ein Teil des Olefingases in passender Weise durch diesen Gasentnahmestutzen nach außen entnommen wird.
Zum Bilden der Strahlschicht 8 in einem stabilen Zustand im Reaktionsbereich 25 wird es bevorzugt, dass die nachstehenden Betriebsbedingungen erfüllt sind. Die oberflächliche Geschwindigkeit des Gases U_o ist nämlich nicht weniger als die minimale oberflächliche Geschwindigkeit des Gases U_ms, die ausreicht, um die Strahlschicht zu bilden. Diese minimale oberflächliche Geschwindigkeit des Gases U_ms wird durch die Gestalt des Polymerisationsreaktor ebenso wie durch die physikalischen Eigenschaften des Pulvers und Gases, die gehandhabt werden sollen, beeinflusst. Verschiedene Abschätzungsformeln sind zur Berechnung der minimalen oberflächlichen Geschwindigkeit des Gases U_ms vorgeschlagen worden, wofür ein Beispiel die nachstehende Formel (1) ist. $U_{m s} = \frac{d_{P}}{d_{S}} {(\frac{d_{A}}{d_{B}})}^{\frac{1}{3}} \sqrt{\frac{2 g L_{S} (ρ_{S} - ρ_{G})}{ρ_{G}}} \times {(\frac{ρ_{G}}{ρ_{L u f t}})}^{0,2}$
In der Formel ist dp der Partikeldurchmesser, ps die Partikeldichte, ρ_G die Gasdichte unter den Druck- und Temperaturbedingungen des Reaktionsbereichs, ρ_Luft die Dichte von Luft unter Zimmertemperaturbedingungen und L_S die Höhe der Strahlschicht.
Die Strahlschichthöhe L_S im Reaktionsbereich 25 ist nicht mehr als die maximale Strahlschichthöhe Ls_MAX, die ausreicht, um die Strahlschicht zu bilden, und es gibt dafür keine besonderen Begrenzungen, solange sie nicht mehr als die maximale Strahlschichthöhe Ls_MAX ist. Verschiedene Abschätzungsformeln sind zur Berechnung der maximalen Strahlschichthöhe Ls_MAX vorgeschlagen worden, wofür ein Beispiel die nachstehende Formel (2) ist. $\frac{L s_{M A X}}{d_{B}} = \frac{d_{B}}{d_{A}} {0,218 + \frac{0,005 (ρ_{S} - ρ_{G}) g d_{A}}{ρ_{A} u_{t} u_{m f}}}$
In der Formel ist u_t die Endgeschwindigkeit der Partikel und u_mfdie minimale Fluidisierungsgeschwindigkeit.
Vom Standpunkt des Volumenwirkungsgrads und der Bildung der Strahlschicht in einem stabileren Zustand ist die Strahlschichthöhe L_S vorzugsweise höher als die Höhe der röhrenförmigen Prallfläche 30.
Der Olefinpolymerisationsreaktor 10A gemäß der vorliegenden Ausführungsform erzielt die nachstehend beschriebenen Wirkungen. Genauer gesagt verdampft das von außen zugeführte flüssige Olefin an der äußeren Oberfläche 30b der röhrenförmigen Prallfläche 30, um die röhrenförmige Prallfläche 30 in wirksamer Weise zu kühlen, womit eine ausreichend hohe Effektivität bei der Wärmeabfuhr erreicht wird. Ein Temperaturanstieg wird an der röhrenförmigen Prallfläche 30 unterdrückt, wodurch ein übermäßiges Fortschreiten der Polymerisationsreaktion in angemessener Weise selbst bei einer niedrigen Überführungsrate von Polyolefinpartikeln, die sich im Bereich R bewegen, verhindert wird, um so die Homogenität der resultierenden Polyolefinpartikel zu verbessern und in angemessener Weise Schwierigkeiten zu unterdrücken, wie Haftung von Polyolefin an der inneren Oberfläche 30a der röhrenförmigen Prallfläche 30.
<Zweite Ausführungsform>
Ein Polyolefinherstellungssystem 100B, das in 2 gezeigt wird, wird mit dem Olefinvorpolymerisationsreaktor 5 und einem Olefinpolymerisationsreaktor 10B vom Strahlschicht-Typ mit zwei Stufen von Reaktionsbereichen 25 in der vertikalen Richtung bereitgestellt. Die Anzahl der Stufen von Reaktionsbereichen 25 ist nicht auf zwei begrenzt, sondern kann drei oder mehr betragen. Die zweite Ausführungsform wird nachstehend hauptsächlich was die Unterschiede zur ersten Ausführungsform betrifft beschrieben werden, und die Beschreibung und Veranschaulichung wird in geeigneter Weise für die Konfigurationen, die denjenigen in der ersten Ausführungsform gemeinsam sind (z. B. die flüssiges Olefin zuführende Vorrichtung für 40), weggelassen.
Wie in 2 gezeigt, weist der Olefinpolymerisationsreaktor 10B die zwei Reaktionsbereiche 25 in einem Zylinder 12B auf und Strahlschichten 8 werden in den entsprechenden Reaktionsbereichen 25 durch das von unten zugeführte Gas gebildet. Auf der anderen Seite durchlaufen Polyolefinpartikel nacheinander durch die zwei Reaktionsbereiche 25, um so von dem oberen Reaktionsbereich 25 in den unteren Reaktionsbereich 25 überführt zu werden.
Genauer gesagt weist der Zylinder 12B einen ersten Zylinder 12B-1 an der oberen Seite und einen zweiten Zylinder 12B-2 an der unteren Seite auf. Eine erste röhrenförmige Prallfläche (erstes sich verjüngendes, zylindrisches Element) 30-1 ist in dem ersten Zylinder 12B-1 angeordnet und eine zweite röhrenförmige Prallfläche (zweites sich verjüngendes, zylindrisches Element) 30-2 ist in dem zweiten Zylinder 12B-2 angeordnet. Weiterhin weist das System 100B eine Flüssigkeit zuführende Vorrichtung (erstes Flüssigkeit zuführendes Bauteil) 40-1, um eine Flüssigkeit (vorzugsweise flüssiges Olefin) zuzuführen, so dass die Flüssigkeit mit der äußeren Oberfläche der ersten röhrenförmigen Prallfläche 30-1 in Kontakt kommen kann, und eine Flüssigkeit zuführende Vorrichtung (zweites Flüssigkeit zuführendes Bauteil) 40-2 auf, um eine Flüssigkeit (vorzugsweise flüssiges Olefin) zuzuführen, so dass die Flüssigkeit mit der äußeren Oberfläche der zweiten röhrenförmigen Prallfläche 30-2 in Kontakt kommen kann.
Der erste Reaktionsbereich 25-1 ist ein Anteil, umgeben von der inneren Oberfläche der ersten röhrenförmigen Prallfläche 30-1 und der inneren Oberfläche des ersten Zylinders 12A-1 oberhalb der ersten röhrenförmigen Prallfläche 30-1, und der zweite Reaktionsbereich 25-2 ist ein Anteil, umgeben von der inneren Oberfläche der zweiten röhrenförmigen Prallfläche 30-2 und der inneren Oberfläche des zweiten Zylinders 12A-2 oberhalb der zweiten röhrenförmigen Prallfläche 30-2.
Das Gas zuführende Bauteil 50 führt ein Olefin enthaltendes Gas durch die Gaseinlassöffnung 30o der ersten röhrenförmigen Prallfläche 30-1 in den ersten Reaktionsbereich 25-1 zu, um die Strahlschicht im ersten Reaktionsbereich 25-1 zu bilden.
Das System 100B weist eine Verbindungsstruktur auf, in der das aus dem ersten Zylinder 12B-1 ausgestoßene Gas durch die Gaseinlassöffnung 30o der zweiten röhrenförmigen Prallfläche 30-2 in den zweiten Reaktionsbereich 25-2 zugeführt wird. Genauer gesagt ist in der vorliegenden Ausführungsform das obere Ende des ersten Zylinders 12B-1 mit dem unteren Ende des zweiten Zylinders 12B-2 verbunden, und der erste Zylinder 12B-1 und der zweite Zylinder 12B-2 bauen einen vertikalen Zylinder 12B auf. Es ist auch möglich, eine Verbindungsstruktur zu implementieren, bei der das obere Ende des ersten Zylinders 12A-1 nicht direkt mit dem unteren Ende des zweiten Zylinders 12A-2 verbunden ist, und sie sind miteinander über eine Rohrleitung verbunden, die dünner als diese Zylinder ist.
Die Konfigurationen der Zylinder 12B-1, 12B-2, der röhrenförmigen Prallflächen 30-1, 30-2 bzw. der Flüssigkeit zuführenden Vorrichtungen 40-1, 40-2, welche in der vorliegenden Ausführungsform nicht im Besonderen beschrieben werden, sind dieselben wie diejenigen des Zylinders 12A, der röhrenförmigen Prallfläche 30 bzw. der Flüssigkeit zuführenden Vorrichtung 40 in der ersten Ausführungsform.
Der Olefinpolymerisationsreaktor 10B weist ein Fallrohr 70a, das so bereitgestellt wird, dass es die obere röhrenförmige Prallfläche 30-2 durchdringt, als eine Überführungsvorrichtung zum Überführen von Polyolefinpartikeln aus dem zweiten Reaktionsbereich 25-2, der im Hinblick auf die Gasströmungsrichtung stromabwärts angeordnet ist, in den ersten Reaktionsbereich 25-1, der im Hinblick auf die Gasströmungsrichtung stromaufwärts angeordnet ist, auf. Das Fallrohr 70a lässt die Polyolefinpartikel aus dem oberen Reaktionsbereich 25 in den unteren Reaktionsbereich 25 herab.
Die Überführungsvorrichtung für Polyolefinpartikel muss nicht immer auf das Fallrohr 70a begrenzt sein, sondern kann eine sein, die ein Ejektorverfahren einsetzt. Die Überführungsvorrichtung 70, die in 3 gezeigt wird, weist eine Partikelextraktionsleitung L31, um die Polyolefinpartikel aus dem oberen Reaktionsbereich 25 zu extrahieren, einen Ejektor 32, der am führenden Ende dieser Partikelextraktionsleitung L31 angeordnet ist, und eine Partikelzuführungsleitung L33, um die Polyolefinpartikel aus dem Ejektor 32 in den unteren Reaktionsbereich 25 zuzuführen, auf. Ein An-Aus-Ventil 80 wird in der Mitte der Partikelextraktionsleitung L31 bereitgestellt. Leitungen L38 sind jeweils mit der Partikelextraktionsleitung L31 auf der stromaufwärtigen Seite bzw. der stromabwärtigen Seite des An-Aus-Ventils 80 verbunden, so dass Gas zum Verhindern von Verstopfen durch die Leitungen L38 in die Partikelextraktionsleitung L31 zugeführt werden kann.
Ein Teil des Gases, dessen Druck mit einem Kompressor 64 angehoben wurde, wird durch eine Leitung L37 in den Ejektor 32 zugeführt. Dieses Gas wird als Gas zur Betätigung des Ejektors verwendet. Ein Teil des Gases, dessen Druck durch den Kompressor 64 erhöht wird, wird durch die Leitungen L38 in die Partikelextraktionsleitung L31 auf der stromaufwärtigen Seite und stromabwärtigen Seite des An-Aus-Ventils 80 zugeführt. Dieses Gas wird als Gas zur Verhinderung des Verstopfens des An-Aus-Ventils 80 und des Ejektors 32 verwendet.
Es gibt keine besonderen Begrenzungen hinsichtlich einer Strömungsrate des Gases für die Betätigung des Ejektors, solange sie zum Ausstoßen der Polyolefinpartikel genügt. Auf der anderen Seite ist das Gas zum Verhindern des Verstopfens vorzugsweise ungefähr 10 Volumenteile bis 100 Volumenteile des Gases zur Betätigung des Ejektors. Unter dem Gesichtspunkt des sicheren Verhinderns von Verstopfen des An-Aus-Ventils 80 und des Ejektors 32 wird es bevorzugt, während des Betriebs des Olefinpolymerisationsreaktors 10B konstant das Gas durch die Leitungen L38 auf die stromaufwärtige Seite und die stromabwärtige Seite des An-Aus-Ventils 80 zuzuführen, unabhängig davon, ob das An-Aus-Ventil 80 geöffnet oder geschlossen ist.
Ein weiterer Modus, ausgenommen die vorstehend beschriebenen Überführungsvorrichtungen für Polyolefinpartikel, ist beispielsweise einer, der ein Ventil, das ein L-Ventil genannt wird, außen am Zylinder 12B aufweist. Das hier dargelegte „L-Ventil“ weist einen vertikalen Rohrteil mit einer Dichtungsfunktion (Materialdichtungsfunktion durch Partikel), der in der Lage ist, das Einströmen von Gas von unten in einem mit Partikeln gefüllten Zustand zu verhindern, und einen horizontalen Rohrteil, um Polyolefinpartikel in den unteren Reaktionsbereich zuzuführen, auf. Neben dem L-Ventil gibt es auch Ventile mit derselben Dichtungsfunktion und Partikelüberführungsfunktion durch Gas, z. B. Ventile, die N-Ventil und J-Ventil genannt werden, die nach ihrer Gestalt benannt sind. Unter diesen Ventilen ist das L-Ventil im Hinblick auf den folgenden Gesichtspunkt vorzugsweise anwendbar. Da das L-Ventil eine kleine Krümmung des Pfades und einfache Struktur aufweist, ist es nämlich in der Unterdrückung des Zurückhaltens von Polyolefinpartikeln, der Überführbarkeit davon und der Wartung überlegen. Wenn dieses L-Ventil verwendet wird, kann die Überführungsvorrichtung in einer Konfiguration konstruiert werden, die das L-Ventil und eine geneigte Rohrleitung, verbunden mit dem oberen Ende des vertikalen Rohrteil des L-Ventils und konfiguriert, die Polyolefinpartikel aus dem oberen Reaktionsbereich nach außen aus dem Zylinder zu extrahieren, aufweist.
Genauer gesagt weist die Überführungsvorrichtung 70, die in 4 gezeigt wird, einen vertikalen Rohrteil 71 mit der Dichtungsfunktion, die in der Lage ist, das Einströmen von Gas aus dem unteren Reaktionsbereich 25 in einem Zustand, in dem es mit Polyolefinpartikeln gefüllt ist, zu verhindern, einen horizontalen Rohrteil 72, um die Polyolefinpartikel in den unteren Reaktionsbereich 25 zuzuführen, und eine geneigte Rohrleitung 73, verbunden mit dem oberen Ende des vertikalen Rohrteils 71 und konfiguriert, um die Polyolefinpartikel aus dem oberen Reaktionsbereich 25 nach außen aus dem Zylinder 12B zu extrahieren, auf. Das L-Ventil LV ist aus dem vertikalen Rohrteil 71 und dem horizontalen Rohrteil 72 zusammengesetzt. Diese Überführungsvorrichtung weist die Vorteile der ausgezeichneten Überführbarkeit von Polyolefinpartikeln und leichten Wartung auf. Beispielsweise schließen die veröffentlichte japanische Übersetzung der PCT-Anmeldung Nr. 2002-520426 und das japanische Patent Nr. 4076460 die Beschreibung über das L-Ventil ein.
Mit dem L-Ventil LV wird ein Teil des zirkulierenden Gases als antreibendes Gas durch eine Leitung L75, die mit der Mitte des vertikalen Rohrteils 71 verbunden ist, zugeführt, um die Partikel in dem vertikalen Rohrteil 71 und dem horizontalen Rohrteil 72 zu bewegen, wodurch die Polyolefinpartikel aus dem oberen Reaktionsbereich 25 in den unteren Reaktionsbereich 25 überführt werden können. Zusammen mit der Leitung L75, die mit der Mitte des vertikalen Rohrteils 71 verbunden ist, oder an Stelle der Leitung L75, wie in 4 gezeigt, kann eine Leitung L76 mit dem Ventil verbunden sein, um so das antreibende Gas in der horizontalen Richtung von einem Verbindungsteil zwischen dem vertikalen Rohrteil 71 und dem horizontalen Rohrteil 72 zuzuführen.
Zum Einstellen der Verweilzeiten und/oder Betriebsinhalte in den entsprechenden Reaktionsbereichen 25 des Olefinpolymerisationsreaktors 10B gibt es Fälle, wo die Überführung von Polyolefinpartikeln von oben nach unten zeitweilig suspendiert ist. Zu diesem Zweck wird es bevorzugt, ein Ventil V73 in der Mitte der geneigten Rohrleitung 73 unterzubringen. Weiterhin wird es bevorzugt, eine Konfiguration anzunehmen, bei der Kühlgas durch eine Leitung L77 in die Rohrleitung 73 zugeführt werden kann, damit das Fortschreiten der Polymerisationsreaktion von Polyolefinpartikeln, die oberhalb des Ventils V73 in der geneigten Rohrleitung 73 eingefüllt sind, in den geschlossenen Perioden des Ventils V73 verhindert werden kann. Es gibt keine besonderen Begrenzungen hinsichtlich des Kühlgases, solange es keine nachteilige Wirkung auf die Polymerisationsaktivität der Polymerpartikel bewirkt; jedoch wird es bevorzugt, ein inertes Gas oder ein Olefingas von derselben Zusammensetzung wie diejenige im Polymerisationsreaktionssystem zu verwenden. Das inerte Gas ist sehr wirksam, da es das Fortschreiten der Polymerisation von Olefinpolymerpartikeln, wenn auch zeitweilig, vollständig unterdrücken kann und danach kann das Fortschreiten der Polymerisation durch Überführen der Partikel in eine Olefingasatmosphäre neu gestartet werden. Jedoch ist eine verwendete Menge des inerten Gases auf den Bereich begrenzt, wo sie keine merkliche Auswirkung auf die Zusammensetzung in dem Polymerisationsreaktionssystem bewirkt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen begrenzt, sondern eine Vielzahl von Modifikationen kann in Betracht gezogen werden.
In den Systemen aus den 2 bis 4 sind der zweite Zylinder 12B-2 und die zweite röhrenförmige Prallfläche 30-2 oberhalb des ersten Zylinders 12B-1 und der ersten röhrenförmigen Prallfläche 30-1 angeordnet, aber sie können neben dem ersten Zylinder 12B-1 und der ersten röhrenförmigen Prallfläche 30-1 angeordnet sein. Die vorliegende Erfindung kann auch in einer Konfiguration durchgeführt werden, bei der der zweite Zylinder 12B-2 und die zweite röhrenförmige Prallfläche 30-2 unterhalb des ersten Zylinders 12B-1 und der ersten röhrenförmigen Prallfläche 30-1 angeordnet sind.
Weiterhin ist die Konfiguration des Gas zuführenden Bauteils 50 auch nicht auf die Konfigurationen der 1 bis 4 begrenzt. Beispielsweise kann die Leitung L30 direkt mit dem unteren Ende 30c der röhrenförmigen Prallfläche 30 an Stelle der Abschlussplatte 15b verbunden sein.
Die Erfinder führten Forschungen hinsichtlich des Einflusses des L-Ventils auf die Überführbarkeit von Pulver und Bildung der Strahlschichten unter Verwendung eines Kaltmodell-Apparates mit der Konfiguration, die in 4 gezeigt wird, durch. Der zylindrische Kaltmodell-Apparat zur Erzeugung von Strahlschichten ist aus transparentem Polyvinylchlorid hergestellt, um die Beobachtung eines inneren Zustands von außen zu ermöglichen, und dieser Apparat ist so konfiguriert, dass er zwei Stufen von Strahlschichten in dem Zylinder auf eine solche Weise bildet, dass zwei Sätze von Kombinationen, von denen jede aus einer röhrenförmigen Prallfläche mit einer invertierten Kegelform mit einer Gaseinlassöffnung und einer Ablenkplatte mit einer konischen Form besteht, in der vertikalen Richtung und in einem koaxialen Zustand angeordnet sind.
Der innere Durchmesser d_B des zylindrischen Kaltmodell-Apparats beträgt 500 mm und der Öffnungsdurchmesser d_A der Gaseinlassöffnung am unteren Ende der röhrenförmigen Prallfläche 75 mm. In diesem Test beträgt deshalb ein Verhältnis (d_A/d_B) des Öffnungsdurchmessers d_A der Gaseinlassöffnung zum inneren Durchmesser d_B des Zylinders 0,15.
Ein Neigungswinkel zwischen der inneren Oberfläche jeder röhrenförmigen Prallfläche mit der invertierten Kegelform und einer horizontalen Ebene und ein Neigungswinkel zwischen der äußeren Oberfläche jeder Ablenkplatte und einer horizontalen Ebene betragen beide 65°. Jede der Ablenkplatten mit der konischen Form weist den äußeren Durchmesser von 300 mm am unteren Ende davon auf und das Innere davon ist hohl.
Der Kaltmodell-Apparat weist eine Vorrichtung zum Überführen von Pulver aus dem oberen Reaktionsbereich in den unteren Reaktionsbereich auf. Diese Vorrichtung ist aus einer geneigten Rohrleitung, um die Polyolefinpartikel aus dem oberen Reaktionsbereich zu extrahieren, einem vertikalen Rohrteil mit der Materialdichtungsfunktion durch Partikel, die in der Lage sind, das Einströmen von Gas von unten zu unterdrücken, einen horizontalen Rohrteil, um die Polyolefinpartikel in den unteren Reaktionsbereich zuzuführen, und einer Gaszufuhrrohrleitung, um Gas in den vertikalen Rohrteil und den horizontalen Rohrteil zum Ausstoßen und Antreiben von Partikeln zuzuführen, zusammengesetzt. Die inneren Durchmesser der geneigten Rohrleitung, des vertikalen Rohrteils und des horizontalen Rohrteils betragen alle 40 mm.
Das Gas zur Erzeugung der Strahlschichten, das in den Hauptkörper des Apparats eingebracht werden sollte, war Luft bei Zimmertemperatur, die mit 6 m³ pro Minute zugeführt wurde. Die verwendeten Partikel waren Polypropylenpartikel mit der mittleren Partikelgröße von 1000 µm. Jeder der Reaktionsbereiche der oberen Stufe und der unteren Stufe wurde mit 30 kg Polypropylenpartikeln befüllt und das Gas wurde mit der vorstehenden Strömungsgeschwindigkeit durch die Gaseinlassöffnung der unteren röhrenförmigen Prallfläche zugeführt, wodurch die Strahlschichten in den zwei Reaktionsbereichen gebildet wurden.
Danach wurden 10 kg Polypropylenpartikel mit derselben mittleren Partikelgröße lediglich in den oberen Bereich zugeführt und das Pulver antreibende Gas wurde mit 100 l/min zugeführt, um das Pulver von dem oberen Strahlschichtbereich in den unteren Strahlschichtbereich zu überführen. Eine Dauer, die für die Überführung von 10 kg Polypropylenpartikeln notwendig war, wurde gemessen, um eine Überführungsrate zu bestimmen. Die Überführungsraten wurden auch in der gleichen Weise wie vorstehend bestimmt, ausgenommen dass die Geschwindigkeit des Pulver antreibenden Gases auf 150 l/min oder 200 l/min verändert wurde. Die Ergebnisse werden in der nachstehenden Tabelle 1 bereitgestellt.
Tabelle 1

Geschwindigkeit von antreibendem Gas Überführungsrate von Partikeln

100 l/min 2,6 kg/min

150 l/min 4,2 kg/min

200 l/min 4,8 kg/min
Die Polypropylenpartikel (mittlere Partikelgröße: 1000 µm), die bei dem vorliegenden Test verwendet werden, werden zu den Gruppe-B-Partikeln in der Geldartschen Klassifizierung von Partikelfluidisierungsmerkmalen eingeteilt, die leicht zu fluidisieren sind, aber es wurde bestätigt, dass die Strahlschichten selbst mit solchen Partikeln stabil gebildet wurden und das Pulver ohne Rückmischung von Partikeln stabil überführt werden konnte.
Bezugszeichenliste

5: Olefinvorpolymerisationsreaktor;
8: Strahlschicht;
10A, 10B: Olefinpolymerisationsreaktoren;
12A, 12B: Zylinder (Zylinderabschnitte);
25: Reaktionsbereich;
30: röhrenförmige Prallfläche (sich verjüngendes, zylindrisches Element);
30a: innere Oberfläche des sich verjüngenden, zylindrischen Elements;
30b: äußere Oberfläche des sich verjüngenden, zylindrischen Elements;
30c: unteres Ende des sich verjüngenden, zylindrischen Elements (Gaseinlassöffnung);
32: Ejektor;
40: flüssiges Olefin zuführende Vorrichtung;
41: Tank;
43: Pumpe;
45: Reservoir für flüssiges Olefin;
L42: Überführungsleitung;
50: Gas zuführendes Bauteil;
LV: L-Ventil;
70: Überführungsvorrichtung;
70a: Fallrohr;
71: vertikaler Rohrteil;
72: horizontaler Rohrteil;
73: geneigte Rohrleitung;
100A, 100B: Polyolefinherstellungssysteme.

Claims

Ein Olefinpolymerisationsreaktor, umfassend: einen ersten Zylinder, welcher sich vertikal erstreckt; ein erstes sich verjüngendes, zylindrisches Element, welches im ersten Zylinder angeordnet ist, welches im inneren Durchmesser progressiv nach unten abnimmt und welches eine Gaseinlassöffnung an seinem unteren Ende aufweist; ein erstes Flüssigkeit zuführendes Bauteil, welches eine Flüssigkeit derart zuführt, dass die Flüssigkeit in Kontakt mit einer äußeren Oberfläche des ersten sich verjüngenden, zylindrischen Elements kommen kann, wobei das erste Flüssigkeit zuführende Bauteil ein Reservoir für flüssiges Olefin umfasst, das derart bereitgestellt wird, dass es das untere Ende des ersten sich verjüngenden, zylindrischen Elements umgibt, wobei das Reservoir für flüssiges Olefin derart ausgebildet ist, dass es das Verdampfen von flüssigem Olefin in dem Reservoir für flüssiges Olefin erlaubt, um Wärme von der röhrenförmigen Prallfläche abzuziehen; und ein Gas zuführendes Bauteil, welches ein Olefin enthaltendes Gas durch die Gaseinlassöffnung in einen ersten Reaktionsbereich, umgeben von einer inneren Oberfläche des ersten sich verjüngenden, zylindrischen Elements und einer inneren Oberfläche des ersten Zylinders oberhalb des ersten sich verjüngenden, zylindrischen Elements, zuführt, um eine Strahlschicht in dem ersten Reaktionsbereich zu bilden.
Der Reaktor gemäß Anspruch 1, wobei die äußere Oberfläche des ersten sich verjüngenden, zylindrischen Elements mit der Gaseinlassöffnung des ersten sich verjüngenden, zylindrischen Elements verbunden ist und wobei die Flüssigkeit ein flüssiges Olefin ist.
Der Reaktor gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend: einen zweiten Zylinder, welcher sich vertikal erstreckt; ein zweites sich verjüngendes, zylindrisches Element, welches im zweiten Zylinder angeordnet ist, welches im inneren Durchmesser progressiv nach unten abnimmt und welches eine Gaseinlassöffnung an seinem unteren Ende aufweist; ein zweites Flüssigkeit zuführendes Bauteil, welches eine Flüssigkeit derart zuführt, dass die Flüssigkeit in Kontakt mit einer äußeren Oberfläche des zweiten sich verjüngenden, zylindrischen Elements kommen kann; und eine Verbindungsstruktur, welche das aus dem ersten Zylinder ausgestoßene Gas durch die Gaseinlassöffnung des zweiten sich verjüngenden, zylindrischen Elements in einen zweiten Reaktionsbereich, umgeben von einer inneren Oberfläche des zweiten sich verjüngenden, zylindrischen Elements und einer inneren Oberfläche des zweiten Zylinders oberhalb des zweiten sich verjüngenden, zylindrischen Elements, zuführt.
Der Reaktor gemäß Anspruch 3, weiterhin umfassend eine Überführungsvorrichtung, welche Polyolefinpartikel aus dem zweiten Reaktionsbereich in den ersten Reaktionsbereich überführt.
Ein Polyolefinherstellungsverfahren zum Durchführen der Polymerisation eines Olefins unter Verwendung des Olefinpolymerisationsreaktors, wie in einem der Ansprüche 1 bis 4 dargelegt, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt des Bildens einer Strahlschicht von Polyolefinpartikeln in dem ersten Reaktionsbereich; und einen Schritt des Zuführens einer Flüssigkeit derart, dass die Flüssigkeit in Kontakt mit der äußeren Oberfläche des ersten sich verjüngenden, zylindrischen Elements kommen kann.
Das Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei die Polymerisation des Olefins unter Verwendung einer Mehrzahl an Olefinpolymerisationsreaktoren, wie in einem der Ansprüche 1 bis 4 dargelegt, durchgeführt wird.
Ein Polyolefinherstellungssystem, umfassend: einen Olefinvorreaktor, welcher die Polymerisation des Olefins in der Gegenwart eines Olefinpolymerisationskatalysators durchführt, um Polyolefinpartikel zu bilden; und den Olefinpolymerisationsreaktor wie in einem der Ansprüche 1 bis 4 dargelegt, welcher mit dem Olefinvorreaktor verbunden ist.
Ein Polyolefinherstellungsverfahren, in welchem eine mehrstufige Polymerisation eines Olefins unter Verwendung des Polyolefinherstellungssystems, wie in Anspruch 7 dargelegt, durchgeführt wird.