DE1520227B2 - - Google Patents

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DE1520227B2 DE19611520227 DE1520227A DE1520227B2 DE 1520227 B2 DE1520227 B2 DE 1520227B2 DE 19611520227 DE19611520227 DE 19611520227 DE 1520227 A DE1520227 A DE 1520227A DE 1520227 B2 DE1520227 B2 DE 1520227B2
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Mischpolymerisation von Äthylen und Vinylacetat in einem rohrförmigen Reaktor bei Temperaturen von bis 3000C und hohem Druck in Gegenwart eines Katalysators.The invention relates to a process for the copolymerization of ethylene and vinyl acetate in a tubular reactor at temperatures of up to 300 ° C. and high pressure in the presence of a catalyst.

Es ist bekannt, daß Äthylen mit Vinylacetat mischpolymerisiert werden kann, wobei hoher Druck und erhöhte Temperatur zur Anwendung gelangen und die Polymerisation in Gegenwart eines Katalysators ausgeführt wird (vgl. französische Patentschriften 1161217, 213 540 und 1226 382).It is known that ethylene copolymerizes with vinyl acetate can be, where high pressure and elevated temperature are used and the Polymerization is carried out in the presence of a catalyst (see French patents 1161217, 213 540 and 1226 382).

Es ist ferner ein Verfahren zur kontinuierlichen Polymerisation von Äthylen bei einer Temperatur zwischen 70 und 225"C und einem Druck von etwa bis 2100 atü in Gegenwart eines nichtpolymerisierbaren flüssigen Mediums, das als Verdünnungs-Modifi/ierungsmittel dient, in Gegenwart eines PoIymerisationskalalysators bekannt, wobei die Temperatur der exothermen Polymerisationsreaktion durch Einspritzen von wenigstens einem Teil des genannten Verdünnungs-Modifizierungsmittels, das im wesent- : liehen auf unterhalb Reaktionstemperatur gekühlt j wurde, an im Abstand voneinander vorliegenden Stellen geregelt wird, wobei das Einspritzen unab- ' hängig von der Einführung des Katalysators erfolgt. Diese Homopolymerisation von Äthylen nach dem sogenannten Hochdruckpolymerisationsverfahren kann dabei in einem langgestreckten Rohr ausgeführt werden. Die bekannten Verfahren zur Polymerisation vonThere is also a process for the continuous polymerization of ethylene at a temperature between 70 and 225 "C and a pressure of about to 2100 atmospheres in the presence of a non-polymerizable liquid medium, which serves as a dilution modifier, in the presence of a Polymerisationskalysators known, wherein the temperature of the exothermic polymerization reaction by injecting at least a portion of said dilution-modifying agent in the essential: loan was j cooled to below the reaction temperature is controlled at present at a distance from each other Set, wherein the injecting inde- 'pendent from the introduction This homopolymerization of ethylene by the so-called high pressure polymerization process can be carried out in an elongated tube

ίο Äthylen sind jedoch gewissen Beschränkungen unterworfen. So ist es bei der Hochdruckpolymerisation von Äthylen in rohrförmigen Reaktoren im allgemeinen notwendig, Kettenübertragungsmittel anzuwenden, um das Molekulargewicht des Polyäthylens zu regeln.ίο Ethylene are, however, subject to certain restrictions. This is generally the case with the high pressure polymerization of ethylene in tubular reactors necessary to use chain transfer agents to control the molecular weight of the polyethylene.

Hierdurch wird die Anwendbarkeit des Verfahrens in gewissem Ausmaß beschränkt, wobei die Erzielung von hohen Umwandlungen nicht möglich ist, da die wirksame Konzentration des Kettenübertragungsmittels ansteigt, wenn das Äthylen polymerisiert, was zur Bildung eines Polymerisats von anderem Molekulargewicht in den hinteren Teilen des Reaktorrohres als in dessen vorderen Teilen führt. Die Konzentration .t kann zwar in gewissem Ausmaß durch das Einbringen \ von zusätzlichen Reaktionskomponenten geregelt werden, wobei jedoch dies mit einem zusätzlichen Arbeitsgang verbunden ist und außerdem nicht immer zufriedenstellend ist. Wenn ferner die Konzentration der Polymerisatkomponente im Reaktionsstrom sehr groß wird, besteht bei der Äthylenpolymerisation die Neigung zur Verstopfung des Reaktors. Auf Grund der vorstehenden Beobachtungen sowie unter Berücksichtigung der Polymerisatqualität werden daher bei der Hochdruckpolymerisation in rohrförmigen Reaktoren begrenzte Umwandlungen von etwa 1 bis 2O°/o im allgemeinen und unter Anwendung von besonderen Arbeitsweisen 20 bis 25% erhalten.This limits the applicability of the process to some extent, making it impossible to achieve high conversions since the effective concentration of the chain transfer agent increases as the ethylene polymerizes, resulting in the formation of a polymer of different molecular weight in the rear of the reactor tube than in its front parts leads. The concentration . t can indeed to some extent be controlled by the introduction of \ of additional reaction components, but this is associated with an additional operation and is also not always satisfactory. Furthermore, if the concentration of the polymer component in the reaction stream becomes very high, the ethylene polymerization tends to clog the reactor. On the basis of the above observations and taking into account the quality of the polymer, limited conversions of about 1 to 20% in general and, using special procedures, 20 to 25% are obtained in high pressure polymerization in tubular reactors.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur Mischpolymerisation von Äthylen und Vinylacetat, wobei unter Erzielung von sehr hohen Umwandlungen ein Mischpolymerisat von guter Qualität und von eng begrenzter Molekulargewichtsverteilung erzielt wird.The object of the invention is therefore to create a Process for the copolymerization of ethylene and vinyl acetate, with achieving very high levels Conversions a copolymer of good quality and of a narrow molecular weight distribution is achieved.

Das Verfahren zur Mischpolymerisation von Äthylen und Vinylacetat in einem rohrförmigen Reaktor k bei Temperaturen von etwa 200 bis 3000C und hohem ; Druck in Gegenwart eines Katalysators gemäß der \ Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß man den Katalysator bei der Polymerisation ohne ein Übertragungsmittel an wenigstens zwei verschiedenen Stellen einführt.The process for the copolymerization of ethylene and vinyl acetate in a tubular reactor k at temperatures of about 200 to 300 0 C and higher; Pressure in the presence of a catalyst according to the \ invention is characterized in that introducing the catalyst in the polymerization without a transmission means at at least two different locations.

Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung ist es möglich, bei der Mischpolymerisation von Äthylen und Vinylacetat sehr hohe Umwandlungen unter Erzielung eines Mischpolymerisats von guter Qualität und eng begrenzter Molekulargewichtsverteilung zu erhalten. Die Polymerisatzusammensetzung ist dabei nahezu unabhängig von der Umwandlung, d. h., das im letzten Teil des rohrförmigen Reaktors erzeugte Mischpolymerisat ist dem in einem stromaufwärts liegenden Teil des rohrförmigen Reaktors erzeugten Mischpolymerisat hinsichtlich seiner Eigenschaften nahezu äquivalent. Die vorstehend angegebenen Vorteile werden bei dem Verfahren gemäß der Erfindung insbesondere durch die angegebene Art der Katalysa- ■■ toreinführung erreicht, durch welche das Auftreten von zwei oder mehr Polymerisationsreaktionen in Aufeinanderfolge herbeigeführt wird.According to the method according to the invention, it is possible in the copolymerization of ethylene and vinyl acetate very high conversions with the achievement of a copolymer of good quality and to obtain narrow molecular weight distribution. The polymer composition is included almost independent of the conversion, i. i.e. that produced in the last part of the tubular reactor Copolymer is that produced in an upstream part of the tubular reactor Copolymer almost equivalent in terms of its properties. The advantages stated above are in the method according to the invention in particular by the specified type of cata- ■■ gate introduction achieved through which the occurrence of two or more polymerization reactions in Succession is brought about.

Ein besonderer Vorteil des Verfahrens gemäß derA particular advantage of the method according to

Erfindung beruht darauf, daß kein Material, das als Übertragungsmittel wirkt, vorhanden sein muß, da das Vinylacetat selbst diese Funktion übernimmt und überdies Vinylacetat unter geeigneten Bedingungen in das Mischpolymerisat etwa in der gleichen Geschwindigkeit wie das Äthylen eintritt, wobei die Konzentration an Vinylacetat im wesentlichen konstant bleibt. Diese Tatsache wird in vorteilhafter Weise unter Zugabe von zusätzlichem Katalysator zur Fortführung der Mischpolymerisation ausgenutzt. Das Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat schmilzt wenig niedriger als Polyäthylen, und die Verwendung von verhältnismäßig hohen Reaktionstemperaturen ermöglicht eine ausreichende Fließfähigkeit in dem Reaktionsstrom, selbst wenn dieser einen hohen Polymerisatanteil enthält.Invention is based on the fact that no material that acts as a transfer agent, must be present because the vinyl acetate itself takes on this function and, moreover, vinyl acetate under suitable conditions in the copolymer enters approximately at the same rate as the ethylene, the concentration of vinyl acetate remains essentially constant. This fact is added in an advantageous manner exploited by an additional catalyst to continue the copolymerization. The ethylene-vinyl acetate copolymer Melts a little lower than polyethylene, and the use of proportionately high reaction temperatures allows sufficient flowability in the reaction stream, even if it contains a high proportion of polymer.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Vinylacetat in einer Menge von 7 bis 20 Gewichtsprozent der Monomeren angewendet und die Polymerisation in Gegenwart von 5 bis 30 Teilen Sauerstoff je Million, bezogen auf das Gewicht der Monomeren, ausgeführt, und zusätzlicher Sauerstoff wird in gleichem Mengenbereich stromabwärts von den Spitzentemperaturen eingeführt, wobei die Reaktortemperatur oberhalb 200° C gehalten wird.According to one embodiment of the method according to the invention, vinyl acetate is used in an amount from 7 to 20 percent by weight of the monomers applied and the polymerization in the presence of 5 up to 30 parts per million oxygen based on the weight of the monomers carried out, and additional Oxygen is introduced in the same amount range downstream of the peak temperatures, the reactor temperature being kept above 200 ° C.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wird der Katalysator in einenÄthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisationsstrom, der wenigstens 35 Gewichtsprozent des Mischpolymerisats enthält, eingeführt, und die Mischpolymerisation wird bei Temperaturen oberhalb 200° C fortgesetzt, um hohe Umwandlungen zu erzielen. Der Katalysator kann auch in den Mischpolymerisationsstrom eingeführt werden, nachdem eine Mischpolymerisation in irgendeinem wesentlichen Ausmaß stattgefunden hat, d.h. nach einer etwa 15- bis 20°/0igen Umwandlung zu Mischpolymerisat, wobei die Mischpolymerisation unter Erzielung von hohen Umwandlungen fortgeführt wird. Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung können Umwandlungen zu einem Mischpolymerisat hoher Qualität von mehr als 50% erhalten werden.According to a further embodiment of the process according to the invention, the catalyst is introduced into an ethylene-vinyl acetate interpolymerization stream containing at least 35% by weight of the interpolymer, and the interpolymerization is continued at temperatures above 200 ° C in order to achieve high conversions. The catalyst can also be introduced into the Mischpolymerisationsstrom after a copolymerization has taken place to any substantial degree, that is, after an approximately 15 to 20 ° / 0 by weight conversion to copolymer, wherein the copolymerization is continued under achieving high conversions. According to the process according to the invention, conversions to a high quality copolymer of greater than 50% can be obtained.

Die Leichtigkeit, mit welcher hohe Umwandlungen zu Mischpolymerisat hoher Qualität, nach dem Verfahren gemäß der Erfindung zur Mischpolymerisation von Äthylen und Vinylacetat, erhalten werden, steht in ausgesprochenem Gegensatz zu Ergebnissen, die bei verschiedenen anderen Hochdruckpolymerisationen oder -mischpolymerisationen erhalten wurden. Beispielsweise treten viele Monomere, wenn sie mit Äthylen mischpolymerisiert werden, in das Mischpolymerisat mit einer Geschwindigkeit ein, die so sehr von der des Äthylens verschieden ist, daß sich die monomere Zusammensetzung des sich ergebenden Mischpolymerisats, wenn die Polymerisation fortschreitet, wesentlich ändert, wodurch es außerordentlich schwierig, wenn nicht unmöglich wird, ein Produkt konstanter Zusammensetzung zu erhalten, wenn eine hohe Umwandlung bei einem kontinuierlichen Verfahren erwünscht ist.The ease with which high conversions to high quality copolymers after the process according to the invention for the copolymerization of ethylene and vinyl acetate, are obtained in marked contrast to results obtained with various other high pressure polymerizations or interpolymerizations. For example, many monomers occur when using Ethylene are copolymerized into the copolymer at a rate that so is very different from that of ethylene in that the monomeric composition of the resulting Copolymer, as the polymerization proceeds, changes significantly, making it extraordinary difficult, if not impossible, to obtain a product of constant composition when high conversion is desired in a continuous process.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung weist ein Temperaturquerschnitt eines sich im Betrieb befindlichen, rohrförmigen Reaktors, der sich auf die mittleren Temperaturen an verschiedenen Stellen des Reaktors bezieht, allgemein Temperaturspitzen und -tälcrauf, diez. B. mit Bezug auf F i g. 3 nachstehend beschrieben werden. Das Verfahren gemäß der Erfindung kann bei Verwendung einer geringeren Menge Vinylacetat in geeigneter Weise durch Zugabe von Katalysator an solchen Stellen des Reaktors, bei welchen die mittlere Temperatur nicht höher als 2500C ist, ausgeführt werden, wodurch ein übermäßiger Temperaturanstieg vermieden wird, und gewöhnlich wird der Katalysator zu geeigneten Zeitpunkten zugegeben, um die mittlere Temperatur während der Polymerisation wenigstens bei einer Höhe von etwa 200°C, vorzugsweise wenigstens etwa 2200C, an allen Stellen beizubehalten, insbesondere, wenn Sauerstoff als Katalysator verwendet wird.In the method according to the invention, a temperature cross-section of an operating tubular reactor, which relates to the mean temperatures at various points in the reactor, generally has temperature peaks and troughs, the z. B. with reference to FIG. 3 will be described below. The process according to the invention can be carried out using a smaller amount of vinyl acetate in a suitable manner by adding catalyst at those points of the reactor at which the mean temperature is not higher than 250 ° C., whereby an excessive temperature rise is avoided, and usually the catalyst is added at appropriate times to the average temperature during the polymerization at least at a height of about 200 ° C, preferably at least about 220 0 C, at all points, in particular when oxygen is used as a catalyst to maintain.

Die Vinylacetatmenge in dem Polymerisationsstrom hat beachtlichen Einfluß auf die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung erhaltenen Ergebnisse. Es ist wesentlich, daß genügend Vinylacetat vorliegt, um den Schmelzpunkt bedeutend zu erniedrigen und/oder die Löslichkeit des sich ergebenden Mischpolymerisats im Polymerisationsstrom bedeutend zu erhöhen. Allgemein ist es erwünscht, den Schmelzpunkt um 5° C oder mehr unter den des Polyäthylens zu erniedrigen, was einen proportional viel größeren Einfluß auf die Polymerisationseigenschaften bewirkt. Der Bereich von etwa 7 bis 20 oder 25 Gewichtsprozent Vinylacetat, bezogen auf das Mischpolymerisat, ist von besonderem Interesse. Weniger als 7 Gewichtsprozent Vinylacetat ergeben gewöhnlich keine Polymerisationseigenschaften, die sich bedeutend von denen unterscheiden, die erhalten werden, wenn Äthylen allein polymerisiert wird.The amount of vinyl acetate in the polymerization stream has a significant impact on that in the process results obtained according to the invention. It is essential that there be sufficient vinyl acetate to to significantly lower the melting point and / or the solubility of the resulting copolymer to increase significantly in the polymerization stream. In general, it is desirable to keep the melting point around 5 ° C or more below that of polyethylene, which has a proportionally much greater influence on the Polymerization properties caused. The range of about 7 to 20 or 25 percent by weight vinyl acetate, based on the copolymer, is of particular interest. Less than 7 weight percent vinyl acetate usually do not give polymerization properties significantly different from those that can be obtained when ethylene is polymerized alone.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist auch auf ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von kautschukähnlichen Äthylen- Vinylacetat-Mischpolymerisaten gerichtet. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisate hoher Qualität mit einem Vinylacetatgehalt von beispielsweise 35 bis 75 Gewichtsprozent in hohen Umwandlungen durch Polymerisation in einem rohrförmigen Reaktor unter Hochdruck bei gemäßigteren Temperaturen, die nicht wesentlich oberhalb von 200 bis 225° C liegen, durch mehrfache Einführung der Polymerisationskatalysatoren, die bei solch mäßigen Temperaturen wirksam sind, hergestellt.The process according to the invention is also directed to an improved process for the production of rubber-like Ethylene vinyl acetate copolymers directed. In this embodiment of the invention Ethylene-vinyl acetate copolymers are high quality with a vinyl acetate content of, for example 35 to 75 weight percent in high conversions by polymerization in a tubular Reactor under high pressure at more moderate temperatures, not significantly above 200 up to 225 ° C, through repeated introduction of the polymerization catalysts, which are moderate with such Temperatures are effective.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung hat der Arbeitsdruck eine wesentliche Bedeutung. Bei Drücken von 1055 oder 1406 bis 2812 kg/cm2 oder höher treten das Vinylacetat und Äthylen bei geeigneten Arbeitstemperaturen etwa in der gleichen Geschwindigkeit in das Mischpolymerisat ein. Bei Drücken, die wesentlich unter 1055 kg/cm2, beispielsweise bei 703 kg/cm2 oder weniger liegen, polymerisieren sich die Mischmonomeren offensichtlich nicht in derselben Geschwindigkeit, was eine Veränderung der Konzentration des Vinylacetats und des Molekulargewichtes des Produktes hervorruft und wodurch zusätzlich Polyvinylacetat gebildet wird; eine der bedeutendsten Wirkungen davon ist die Verringerung des Molekulargewichtes. Die Verwendung von mindestens 7 bis 10 Gewichtsprozent Vinylacetat bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verbessert die inneren Temperatureigenschäften der Polymerisation wesentlich; wenn genügend Vinylacetat verwendet wird, ist die Temperatur an einer bestimmten Stelle im Reaktorrohr nur sehr geringen periodischen Temperaturänoerungen unterworfen, beispielsweise :1 5"C oder weniger, wie für kurze Zeitabstände, beispielsweise 1 Stunde beobachtet wird (obwohl die Temperatur dazu neigt, im Verlauf der Polymerisation innerhalb von Zeitdauern von 20 bis 40 Stunden oder mehr in größerem Ausmaß ab/u-In the method according to the invention, the working pressure is of essential importance. At pressures of 1055 or 1406 to 2812 kg / cm 2 or higher, the vinyl acetate and ethylene enter the copolymer at about the same rate at suitable working temperatures. At pressures that are significantly below 1055 kg / cm 2 , for example 703 kg / cm 2 or less, the mixed monomers obviously do not polymerize at the same rate, which causes a change in the concentration of the vinyl acetate and the molecular weight of the product and, as a result, polyvinyl acetate is formed; one of the most significant effects of this is the reduction in molecular weight. The use of at least 7 to 10 percent by weight vinyl acetate in the process according to the invention significantly improves the internal temperature properties of the polymerization; If enough vinyl acetate is used, the temperature at a given point in the reactor tube is subject to only very small periodic temperature changes, for example : 15 "C or less, as observed for short time intervals, for example 1 hour (although the temperature tends to increase in the course of the polymerization within periods of 20 to 40 hours or more to a greater extent from / u-

weichen). Überdies werden die verbesserten Strömungseigenschaften der Polymerisationsmischung aus dem niedrigeren Druckgefälle über dem Reaktor ersichtlich. Wenn der erforderliche Anteil an Vinylacetat bei den geeigneten Polymerisationstemperaturen verwendet wird, beträgt der Druckabfall zwischen dem Einlaßende und dem Entnahmeende des Reaktors (gemessen in dem Augenblick, in dem das Auslaßventil weit geöffnet ist) nicht mehr als etwa ein Neuntel bis ein Fünftel des Arbeitsdruckes oder etwa 281 bzw. 492 kg/cm2 bei dem in den Beispielen 1 und 4 verwendeten Reaktor, wenn der Arbeitsdruck etwa 2461 kg/cm2 beträgt. Es ist zu erwarten, daß der Druckabfall bei höheren Umwandlungen auf Grund des längeren wirksamen Reaktorrohres, das zur Erzielung höherer Umwandlungen erforderlich ist, etwas ansteigt. Jedoch überschreitet, wenn gemäß den bevorzugten, hier beschriebenen Bedingungen insbesondere bei genügend hohen Temperaturen gearbeitet wird, sogar wenn höhere Umwandlungen, als sie hier beschrieben sind, erzielt werden, der Druckabfall an dem Reaktor etwa 0,25 bis 0,5% des Arbeitsdruckes für je 1 % der in Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat umgewandelten Monomeren nicht, und allgemein werden 4 bis 8 % des Arbeitsdruckes für jede der in dem Reaktor stattfindenden katalysierten Reaktion, d. h. für jede Katalysatorzugabe oder -einführung, nicht überschritten.soft). In addition, the improved flow properties of the polymerization mixture are evident from the lower pressure drop across the reactor. When the required proportion of vinyl acetate is used at the appropriate polymerization temperatures, the pressure drop between the inlet end and the discharge end of the reactor (measured at the moment the outlet valve is wide open) is no more than about one ninth to one fifth of the working pressure or about 281 and 492 kg / cm 2, respectively, for the reactor used in Examples 1 and 4 when the working pressure is about 2461 kg / cm 2 . The pressure drop is expected to increase somewhat at higher conversions due to the longer effective reactor tube required to achieve higher conversions. However, when operating according to the preferred conditions described here, in particular at sufficiently high temperatures, even if higher conversions than those described here are achieved, the pressure drop across the reactor exceeds about 0.25 to 0.5% of the working pressure for per 1% of the monomers converted into ethylene-vinyl acetate copolymer not, and generally 4 to 8% of the working pressure for each of the catalyzed reaction taking place in the reactor, ie for each addition or introduction of catalyst, is not exceeded.

Wie aus dem Temperaturquerschnitt der Reaktionen, die in den F i g. 3 und 4 veranschaulicht sind und nachstehend beschrieben werden, ersichtlich ist, kann das Polymerisationsverfahren gemäß der Erfindung als Reihen-Arbeitsweise von zwei oder mehreren einzelnen Äthylen- Vinylacetat-Mischpolymerisationsreaktionen dargestellt werden. Die Katalysatorkonzentration, die für jede solche Reaktion vorgesehen ist, ist allgemein etwa die Menge, die nötig ist, um vergleichbare Ergebnisse für eine Einzelreaktion zu erhalten, wodurch die Gesamtmenge an Katalysator bei dem Verfahren gemäß der Erfindung etwa das /i-fache der Menge ist, die bei einer einzelnen Reaktion verwendet wird, wenn /; die Zahl der Reaktionen (oder Katalysator-Einführungen) des Verfahrens gemäß der Erfindung angibt: vorausgesetzt natürlich, daß eine angemessene kleine Zahl von Reaktionen vorgesehen ist. Die Gesamtmenge des bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Katalysators würde, wenn die gesamte Menge auf einmal oder an einer einzigen Zugabestelle zugeführt würde, eine Carbonisierung verursachen, jedoch wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung trotz der Verwendung solch großer Katalysatormengen keine wesentliche Zersetzung des Mischpolymerisats beobachtet.As can be seen from the temperature cross-section of the reactions shown in FIGS. 3 and 4 are illustrated and as will be described below, the polymerization process according to the invention can as a series operation of two or more individual ethylene-vinyl acetate copolymerization reactions being represented. The concentration of catalyst contemplated for each such reaction is generally about the amount that is necessary to obtain comparable results for a single reaction, whereby the total amount of catalyst in the process according to the invention is about / i times that Is the amount used in a single reaction when /; the number of reactions (or catalyst introductions) of the method according to the invention indicates: provided, of course, that an adequate small number of responses is provided. The total amount of the in the method according to the Invention used catalyst would if the entire amount at once or at a single Addition point would cause a carbonization, but is in the process according to the invention, despite the use of such large amounts of catalyst, no substantial decomposition of the Copolymer observed.

Die Gesamtmenge des bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Katalysators liegt allgemein im Bereich von etwa 15 bis 30 Teilen je Million (molare Basis) der Monomerenbeschickung.The total amount of catalyst used in the process according to the invention is general in the range of about 15 to 30 parts per million (molar basis) of the monomer charge.

Die Zeit zwischen den Katalysatoreinführungen reicht gewöhnlich aus, um zuzulassen, daß die Reaktion eine Spitzentemperatur erreicht und dann auf eine Temperatur abkühlt, die genügend niedrig ist, um zu gewährleisten, daß eine weitere Katalysatoreinführung nicht einen Anstieg auf eine unerwünscht hohe Temperatur verursacht. Die Zeitspanne der einzelnen Reaktionen verändert sich in beachtlichem Ausmaß mit den Dimensionen und den Wärmeübertragungseigenschaften des Reaktors. Während der Katalysator gewöhnlich unter 250"C und unter 150° C eingeführt wird, wenn ein höherer Anteil an Vinylacetat verwendet wird, kann er bei höheren Temperaturen eingeführt werden, wenn er in genügend kleinen Mengen eingeführt wird, obwohl zu beachten ist, daß die Katalysatormenge auch das Molekulargewicht des Produktes beeinflußt, was in Betracht zu ziehen ist.The time between catalyst introductions is usually sufficient to allow the reaction to occur reaches a peak temperature and then cools down to a temperature low enough to ensure that a further introduction of the catalyst does not increase to an undesirable one causes high temperature. The time span of the individual reactions changes considerably Extent with the dimensions and heat transfer properties of the reactor. While the catalyst is usually introduced below 250 "C and below 150 ° C if a higher proportion of Vinyl acetate is used, it can be introduced at higher temperatures if it is in sufficient quantities small amounts, although it should be noted that the amount of catalyst also affects the molecular weight of the product affects what is to be considered.

Die Menge des eingeführten Katalysators ist allgemein gleich etwa 5 bis 20 Teilen je Million Teile (monomere Basis) der Monomerenbeschickung, beispielsweise mindestens etwa 5 Gewichtsteile je Million Sauerstoff, bezogen auf das Gewicht der Monomerenbeschickung, ist aber nicht hoch genug, um unter den Hochtemperaturpolymerisationsbedingungen eine Carbonisierung zu verursachen. Bei einigen Reaktoren ist es jedoch nicht durchführbar, mehr als 20 Teile je Million Sauerstoff für jede Einführung zu verwenden, und es ist allgemein nötig, weniger als 30 Teile je Million Sauerstoff bei jeder Einführung zu verwenden.The amount of catalyst introduced is generally equal to about 5 to 20 parts per million parts (monomeric Basis) of the monomer feed, e.g. at least about 5 parts by weight per million However, oxygen based on the weight of the monomer charge is not high enough to be below the High temperature polymerization conditions to cause carbonization. In some reactors it is however, it is not feasible to use more than 20 parts per million oxygen for each introduction, and it is generally necessary to use less than 30 parts per million oxygen with each introduction.

Sauerstoffmengen in der Größe von 10 bis 15 Gewichtsteilen je Million, bezogen auf die monomere Beschickung, werden geeigneterweise eingeführt, und es ist oft zweckmäßig, bei jeder Einführung dieselbe Menge zu verwenden.Amounts of oxygen on the order of 10 to 15 parts per million by weight based on the monomers Charge, are suitably introduced, and it is often convenient to be the same with each introduction Amount to use.

Allgemein wird der Katalysator vor der Einführung beträchtlich verdünnt, um ein geeignetes Abmessen zuzulassen, und kann entweder mit Gasen oder Flüssigkeiten verdünnt werden. Zweckmäßig wird er in Zumischung mit der Monomerenmischung der Reaktorbeschickung in Konzentrationen von 100 bis 1000 Teilen je Million eingeführt; die Zugabe einer ziemlich großen Menge an kühlen Monomeren, zusammen mit dem Katalysator verursacht einen leichten Abfall der inneren Temperatur an der Zugabestelle in dem Reaktor, was aber gewöhnlich nicht schädlich ist. Wenn der Katalysator in Form einer Lösung in solchen Kohlenwasserstoffen, wie n-Pentan, η-Hexan usw.. zugegeben wird, wird der Katalysator allgemein in Konzentrationen von 0,5 bis 2 Gewichtsprozent oder mehr des Kohlenwasserstoffes verwendet. Der Katalysator wird gewöhnlich kontinuierlich an den Einführungsstellen zugeführt, er kann jedoch cyclisch, intermittierend usw. zugefügt werden.Generally, the catalyst will be diluted considerably prior to introduction to an appropriate level and can be diluted with either gases or liquids. It is useful in admixture with the monomer mixture of the reactor charge in concentrations of 100 to 1000 parts imported per million; the addition of a fairly large amount of cool monomers, along with the catalyst causes a slight drop in the internal temperature at the point of addition in the reactor, but which is usually not harmful. If the catalyst is in the form of a solution in such Hydrocarbons, such as n-pentane, η-hexane, etc .. is added, the catalyst is generally in Concentrations of 0.5 to 2 percent by weight or more of the hydrocarbon are used. The catalyst is usually fed continuously at the introduction points, but it can be cyclic, be added intermittently, etc.

Die Katalysatormenge sowie die Polymerisationstemperatur beeinflussen das Molekulargewicht des sich ergebenden Mischpolymerisats in umgekehrter Weise, d. h.. höhere Katalysatorkonzentrationen und höhere Temperaturen bewirken eine Verringerung des Molekulargewichts. Eine Veränderung der Katalysatorkonzentrationen und Temperaturen innerhalb der erforderlichen Bereiche wird zur Erzielung der gewünschten Molekulargewichte, die gewöhnlich innerhalb des Schmelzindexbereiches von etwa 0,5 bis 20 Dezigramm'Min. bei 19O0C(ASTM D-1238) liegen, vorgenommen. In einigen Fällen kann es erwünscht sein, die späteren Reaktionen bei höheren Temperaturen als die ersten verlaufen zu lassen, aber geringere Katalysatormengen zu verwenden, um ein Produkt hohen Molekulargewichts zu erhalten, und dennoch die vorteilhafte Wirkung der hohen Temperatur auf die Beweglichkeit des Polymerisationsstromes, der einen hohen Anteil an Polymerisat enthält, zu haben. Allgemein wird in den Beispielen 1 bis 3 die vollständige Polymerisation bei einer relativ hohen Temperatur ausgeführt, und es ist gewöhnlich erwünscht, die Temperatur des ölmantels auf mindestens 170° C und oftmals über 20O0C zu halten.The amount of catalyst and the polymerization temperature influence the molecular weight of the resulting copolymer in the opposite way, ie. higher catalyst concentrations and higher temperatures cause a decrease in molecular weight. Altering the catalyst concentrations and temperatures within the required ranges is essential to achieve the desired molecular weights, which are usually within the melt index range of about 0.5 to 20 decigrams min. (-D 1238 ASTM) lie at 19O 0 C, made. In some cases it may be desirable to run the later reactions at higher temperatures than the first, but to use lower amounts of catalyst in order to obtain a high molecular weight product and still take advantage of the beneficial effect of the high temperature on the mobility of the polymerization stream contains a high proportion of polymer to have. In general, the complete polymerization to maintain the temperature of the oil jacket to at least 170 ° C and often about 20O 0 C in Examples 1 to 3 carried out at a relatively high temperature, and it is usually desirable.

Das Polymerisationsverfahren gemäß der ErfindungThe polymerization process according to the invention

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erfordert eine längere Zeitdauer und eine größere Die Druck-Strömungs-Impulse werden vorzugsweise Länge eines gegebenen rohrförmigen Reaktors als durch Betrieb des Ablaßventils am Auslaßende des eine Polymerisationsreaktion, die in einer einzigen Reaktionsrohres erzielt. Es ist zu erwähnen, daß das Reaktion ausgeführt wird. In einem Reaktorrohr übliche Strömungssystem Kompressoren, Pumpen gegebener Abmessungen und Wärmeübertragungs- 5 und/oder Druckerhöher, um die Äthylen-Reaktionseigenschaften, in welches beispielsweise der Katalysa- komponente auf den außerordentlich hohen Reaktionstor an /? Stellen eingeführt wurde, betragen sowohl druck zu bringen, eine Einrichtung zum gründlichen die Zeit als die Rohrlänge, die vom Beginn der Poly- Mischen der gewählten Mengen von vereinigtem Katamerisation bis zum Ende (bis sie anhält) gemessen lysator und Vinylacetat mit dem Äthylen, eine Einrichwurden (gemessen beispielsweise von dem Zeitpunkt io tung zum Leiten der Mischung von ihnen und von der Einleitung der Reaktion die einen Temperatur- Äthylen durch den rohrförmigen Reaktor, einen Voranstieg auf einen gewissen Wert verursacht, bis zum erhitzer, der zuerst verwendet wird, und/oder den Zurückgehen unter einen gegebenen Wert, wo die vorderen Teil des Reaktionsrohres, der als Vorerhitzer Reaktion aufhört), das «-fache der Werte für eine verwendet wird, und ein Ablaßventil am Auslaßende einfache Polymerisation im gleichen Reaktorrohr 15 des Reaktionsrohres umfaßt, durch weiche die Endunter denselben Bedingungen. reaktionsmischung von Äthylen und Vinylacetat plus Das Verfahren gemäß der Erfindung kann in jedem Polymerisat in eine Polymerisattrennzone mit niedrirohrförmigen Reaktor, der zur Durchführung der gerem Druck fließt. Der Druck auf der Endreaktionskontinuierlichen Polymerisation von Äthylen geeignet mischung kann herabgesetzt werden und wird vorist, ausgeführt werden. Es ist jedoch zur Erzielung 20 zugsweise gewöhnlich an diesem Auslaßventil sehr einer bemerkenswerten Verbesserung der Umwand- stark gesenkt, beispielsweise von dem Standardlungen erwünscht und oft eine praktische Notwendig- Reaktionsdruck innerhalb des Bereiches von etwa keit, dem Reaktionsstrom Druck-Strömungs-Impulse 1055 kg/cm2 oder vorzugsweise etwa 1758 bis aufzuerlegen, und dies kann am geeignetsten in einem 3515 kg/cm2 absolut im Reaktionsrohr auf einen Reaktor bewirkt werden, der für automatischen cycli- 25 Druck von 35 bis 387 kg/cm2 in der Trennzone. sehen Betrieb seines Ablaßventils am Ende des Reak- Wie vorstehend angegeben, werden die Strömungstionsrohres eingerichtet ist. Es ist oft nötig, der strö- impulse vorteilhaft durch geeignete Handhabung des menden Reaktionsmischung beachtliche Strömungs- Ablaßventils bewirkt. Ein Fachmann ist auf Grund impulse in bestimmten Zeitintervallen von solcher dieser Beschreibung leicht in der Lage, verschiedene Frequenz und Größe zu erteilen, daß das Rohr von 3o Arbeitsbedingungen dieses Ventils anzugeben, um verstopfenden Ansammlungen von Polymerisat an dem Reaktionssystem die gewünschten Druck-Ströden inneren Wänden im wesentlichen frei gehalten mungs-Impulse zu erteilen. In allen Fällen, in weichen wird, während eine geeignete mittlere Temperatur durch Betätigung bzw. Handhabung des Ventils Imdurch indirekten Wärmeaustausch innerhalb des Reak- pulse auferlegt werden, kann das Ventil weit geöffnet tionsrohres während einer Verweilzeit, weiche die Zeit, 35 sein, um einen raschen Druckabfall im Reaktionsrohr während der die Polymerisation verläuft, nicht wesent- hervorzurufen. Diese bewirkt natürlich eine entsprelich überschreitet, aufrechterhalten wird. Die Frequenz chende Zunahme des Druckabfalles über denjenigen der auferlegten Strömlingsimpulse, die Dauer der ver- Teilen des Rohres, in welchen der Strom durch PoIyschiedenen Phasen eines einzelnen Kreislaufes und die merisatansammlung am meisten eingeschränkt ist, und Größe der impulse sind natürlich bei den verschiedenen 40 eine Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit der Reaktionssystemen und -bedingungen etwas verschie- Reaktionsmischung durch diese Teile und so durch den, sie werden jedoch durch eine geeignete Reihe von alle Teile des Rohres. Nachdem dies in einem gege-Prüfungen ausgewählt, um unregelmäßige Änderungen benen Ausmaß stattgefunden hat, wird das Ventil um Druckabfall und der Strömungsgeschwindigkeit, dann unverzüglich teilweise oder vollständig geschloswelche Ansammlungen des Polymerisats verursachen 45 sen. Sobald der Druck in dem Reaktionsrohr sich auf würden, zu verhindern. In den meisten Fällen soll die den früheren Druck zurückbildet, welches der Stan-Frequenz mindestens einmal je 2 Minuten und vor- dard-Betriebsdruck des Verfahrens ist, oder wenig zugsweise einmal je Bruchteil einer Minute, wie einmal darunter liegt, wird das Ablaßventil wiederum plötzlich je 45 Sekunden bis einmal je Sekunde betragen. Einmal so weit wie zuerst geöffnet, und es beginnt ein neuer alle paar Sekunden, z. B. einmal alle 3 bis 10 Sekunden, 50 Kreislauf. Die beschriebene Arbeitsweise kann beliebig ist weitaus die bevorzugte Frequenz gemäß dieser fortgesetzt werden. Die Zeit, die von einem gegebenen Ausführungsform und gibt überlegenere Ergebnisse Teil des Kreislaufes bis zum gleichen Teil des nächsten als diejenige, die man erhält, wenn die Frequenz Kreislaufes verstreicht, wird als die Frequenz des Kreiseinmal je 20 Sekunden beträgt. So wird eine Frequenz laufvorgangs bezeichnet.requires a longer period of time and a greater length of pressure-flow pulses are preferably achieved by a given tubular reactor than by operating the drain valve at the outlet end of a polymerization reaction occurring in a single reaction tube. It should be noted that the reaction is carried out. In a reactor tube usual flow system compressors, pumps of given dimensions and heat transfer 5 and / or pressure boosters to the ethylene reaction properties, in which, for example, the catalyst component on the extraordinarily high reaction gate to /? Bodies introduced amount to both pressure to bring a device to thorough the time as the pipe length measured from the start of the poly- mixing the selected amounts of combined catamerization to the end (until it stops) lyser and vinyl acetate with the ethylene, a Equipment (measured for example from the time io tion to pass the mixture of them and from the initiation of the reaction which causes a temperature ethylene through the tubular reactor, a preliminary increase to a certain value, up to the heater which is used first and / or going back below a given value where the front part of the reaction tube, which stops as a preheater reaction), is times the values used for one, and a drain valve at the outlet end comprises simple polymerization in the same reactor tube 15 of the reaction tube through soft the end under the same conditions. reaction mixture of ethylene and vinyl acetate plus The process according to the invention can be carried out in each polymer in a polymer separation zone with a low-tubular reactor which flows to carry out the lower pressure. The pressure on the final reaction continuous polymerization of ethylene suitable mixture can be relieved and will be carried out. However, in order to achieve 20, it is usually very much a remarkable improvement in the conversion at this outlet valve - desirable, for example, from the standard lung and often a practical necessity - reaction pressure within the range of about keit, the reaction flow pressure-flow impulses 1055 kg / cm 2 or preferably about 1758 to, and this can most suitably be effected in a 3515 kg / cm 2 absolute in the reaction tube on a reactor capable of automatic cyclic pressure of 35 to 387 kg / cm 2 in the separation zone. See operation of its drain valve at the end of the reac- As stated above, the flow stop tube is set up. It is often necessary for the flow impulses to bring about considerable flow release valves, advantageously by suitable handling of the flowing reaction mixture. On the basis of pulses at certain time intervals of such this description, a person skilled in the art is easily able to give different frequency and size that the pipe of 3o working conditions of this valve indicate to clogging accumulations of polymer on the reaction system the desired pressure flows inner walls essentially kept free to issue mungs impulses. In all cases in which, while a suitable mean temperature is imposed by operating or manipulating the valve Im through indirect heat exchange within the reaction, the valve may be wide open during a dwell time, which is the time 35 to one rapid pressure drop in the reaction tube during which the polymerization is proceeding, not to cause essential. This of course causes a corresponding exceeding to be maintained. The frequency corresponding increase in the pressure drop over that of the imposed stream impulses, the duration of the parts of the pipe in which the current is most restricted by the various phases of a single circuit and the accumulation of merisate, and the size of the impulses are of course one for the different 40 Increase in the flow rate of the reaction systems and conditions somewhat different- reaction mixture through these parts and so through the, however, they become through a suitable series of all parts of the tube. After this has taken place in a counter-checked manner, the valve is then immediately partially or completely closed to the extent that the pressure drop and the flow rate are changed, which causes the polymer to build up. As soon as the pressure in the reaction tube was up, prevent. In most cases, this should restore the previous pressure, which is the Stan frequency at least once every 2 minutes and the previous operating pressure of the process, or a little preferably once every fraction of a minute, such as once below, the drain valve is suddenly again 45 seconds to once per second. Once opened as wide as it was first, and a new one starts every few seconds, e.g. B. once every 3 to 10 seconds, 50 cycle. The described mode of operation can be continued in accordance with this as desired, and by far the preferred frequency. The time taken by a given embodiment and giving more superior results one part of the cycle to the same part of the next than that obtained when the frequency cycle elapses is considered to be the frequency of the cycle once every 20 seconds. This is how a frequency running process is called.

von weniger als 20 Sekunden bevorzugt. Für jeden 55 Weniger vorteilhaft, aber durchaus zulässig könnenless than 20 seconds preferred. Advantageous for everyone who is less than 55, but can be entirely permissible

Strömungsimpuls soll die sich ergebende erhöhte ähnliche Impulse durch Aufrechterhalten eines gleich-Flow impulse is intended to increase the resulting increased impulse by maintaining an equal-

Geschwindigkeit der Reaktionsmischung durch das mäßigen Auslaßstromes aus dem Reaktionsrohr undRate of reaction mixture through the moderate outlet stream from the reaction tube and

Rohr, das 2-bis lOfache oder Mehrfache der Standard- Veränderung der Einlaßströmungsbedingungen, wiePipe 2 to 10 times or multiple the standard change in inlet flow conditions, such as

betriebsgeschwindigkeit sein. Vorzugsweise werden die durch geeignete Handhabung der Pumpen, welche diebe operating speed. Preferably, the by suitable handling of the pumps, which the

Strömungsimpulse von entsprechenden Druckimpulsen 6° Reaktionsmischung in das Rohr führen, auferlegtFlow impulses from corresponding pressure impulses 6 ° lead reaction mixture into the pipe, imposed

begleitet, sie können in diesem Fall als Druckströ- werden.accompanied, they can be as Druckström- in this case.

mungsimpulse bezeichnet werden, und die Größe Die Abmessungen der rohrförmigen Reaktoren, inming pulses are designated, and the size The dimensions of the tubular reactors, in

kann, wie angegeben, durch die Zunahme der Ge- welchen das Verfahren gemäß der Erfindung ausgeführtcan, as indicated, by the increase in which the method according to the invention is carried out

schwindigkeit und/oder die Änderung des Druckes wird, können sich in wesentlichem Ausmaß ändern,speed and / or the change in pressure can change to a significant extent,

(wie sie am Einlaßende des Reaktorrohres gemessen 65 Theoretische Überlegungen ergeben, daß zur Erzielung(as measured at the inlet end of the reactor tube 65 Theoretical Considerations show that to achieve

wird) gemessen werden und soll für jeden Druck- praktischer Reaktionsgeschwindigkeiten und Produk-will be measured and should be measured for each print, practical reaction speeds and product

Strömungs-Impuls etwa 5 bis 25% des Standard- tionsgeschwindigkeiten die Reaktionsmischung konti-Flow impulse approx. 5 to 25% of the standard speed, the reaction mixture continues

Betriebsdruckes betragen. nuierlich durch ein langgestrecktes Rohr geleitetOperating pressure. passed through an elongated pipe

werden soll, welches eine rasche Entfernung der Wärme, die durch die hochexotherme Mischpolymerisation von Äthylen mit Vinylacetat in Freiheit gesetzt wird, zuläßt. Überlegungen hinsichtlich der Wärmeübertragung, die im Zusammenhang mit der Tatsache gemacht wurden, daß die Polymerisationsreaktion eine hochexotherme Reaktion ist und sorgfältig geregelt werden muß, machen es erwünscht, daß das Reaktionsrohr einen vergleichsweise kleinen Durchmesser hat, und dies ist insbesondere so, wenn die Umwandlung je Durchgang sehr hoch ist. Es ist daher erwünscht, daß das Verhältnis der Länge des Reaktionsrohres zum inneren Durchmesser des Reaktionsrohres sehr hoch ist, beispielsweise mindestens etwa 300: 1 bis 500: 1 und oft bis zu 1000: 1 und höher. Beispielsweise können Rohre mit inneren Durchmessern von etwa 25 mm oder größer bis zu etwa 3 mm und einer Länge von etwa 240 m und langer bis zu etwa 12 m verwendet werden.should be, which a rapid removal of the heat caused by the highly exothermic copolymerization of Ethylene is set free with vinyl acetate, allows. Heat transfer considerations that in connection with the fact that the polymerization reaction is a highly exothermic Reaction is and must be carefully controlled, make it desirable that the reaction tube one has a comparatively small diameter, and this is especially so when the conversion is per passage is very high. It is therefore desirable that the ratio of the length of the reaction tube to the inner diameter of the reaction tube is very high, for example at least about 300: 1 to 500: 1 and often up to to 1000: 1 and higher. For example, tubes with inner diameters of about 25 mm or larger up to about 3 mm and a length of about 240 m and longer up to about 12 m can be used.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. In der Zeichnung stelltThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example. In the Drawing represents

F i g. 1 schematisch eine Vorrichtung dar, die zur praktischen Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeignet ist;F i g. 1 shows schematically an apparatus which is used for practicing the method according to FIG Invention is suitable;

F i g. 2 ist ein Fließbild, welches den Reaktor, die Zufuhrleitungen, die Katalysatoreinführungspumpen und das Wiederumlaufsystem veranschaulicht;F i g. Figure 2 is a flow sheet showing the reactor, feed lines, catalyst introduction pumps and illustrates the recirculation system;

F i g. 3 ist eine graphische Darstellung der Temperaturen, die an verschiedenen Stellen des Reaktors erhalten werden, aufgetragen als Reaktionstemperatur gegen Verweilzeit. Linie A stellt die Temperaturen bei dem Ansatz mit mehrfacher Einführung von Beispiel 1 dar, während Linie B zu Vergleichszwecken eine graphische Darstellung der Temperaturen eines Versuches bei einer einzigen Einführung ist;F i g. 3 is a graph of the temperatures obtained at various points in the reactor plotted as reaction temperature versus residence time. Line A represents the temperatures in the multiple feed run of Example 1, while line B is a graph of the temperatures of a single feed run for comparison purposes;

F i g. 4 ist eine graphische Darstellung der Temperaturen, die an verschiedenen Stellen des Reaktors erhalten werden, aufgetragen als Reaktionstemperatur gegen Zeit.F i g. 4 is a graph of temperatures which are obtained at various points in the reactor, plotted as the reaction temperature against time.

In F i g. 1 ist ein Polymerisationsreaktionsrohr mit 10 bezeichnet. Dieses Rohr ist in gewundener Form dargestellt, es kann jedoch auch eine andere Form haben, beispielsweise gerade sein. Eine senkrechte Stellung des Rohres unterstützt den Polymerisatfluß. Es ist zu bemerken, daß dies eine Hochdruckanlage ist und geeignete Stähle und Aufbaubedingungen verwendet werden müssen. Das Reaktionsrohr 10 ist mit drei aufeinanderfolgenden Mänteln umgeben dargestellt; durch jeden dieser Mäntel wird mittels der gezeigten Einlaß- und Auslaßstellen ein Wärmeaustauschmittel geleitet. Der erste Mantel mit dem Bezugzeichen 12, der zweite Mantel mit dem Bezugzeichen 14 und der dritte Mantel mit dem Bezugzeichen 16 können als wahlweise Anordnung von drei aufeinanderfolgenden Zonen des Reaktors betrachtet werden. Gewöhnlich ist das Wärmeaustauschmittel, das durch den Mantel 12 geleitet wird, heißer als die Monomeren, die in das Reaktionsrohr 10 eintreten, während das Wärmeaustauschmittel, welches durch die Mäntel 14 und 16 geleitet wird, kühler als die Reaktionsmischung in den entsprechenden Zonen des Reaktionsrohres 10 ist, so daß exotherme Reaktionswärme entfernt wird.In Fig. 1 is a polymerization reaction tube with 10 designated. This tube is shown in a coiled shape, but it can also be another shape have, for example, be straight. A vertical position of the tube supports the flow of polymer. It should be noted that this is high pressure equipment and uses appropriate steels and construction conditions Need to become. The reaction tube 10 is shown surrounded by three successive jackets; a heat exchange means is passed through each of these jackets by means of the inlet and outlet locations shown directed. The first jacket with the reference number 12, the second jacket with the reference number 14 and the third jacket with the reference numeral 16 can be used as an optional arrangement of three consecutive Zones of the reactor are considered. Usually the heat exchange medium that passes through the jacket 12 is passed, hotter than the monomers entering the reaction tube 10 while the heat exchange medium which is passed through the jackets 14 and 16 is cooler than the reaction mixture in the corresponding zones of the reaction tube 10, so that exothermic heat of reaction is removed will.

Die Monomerenmischung wird von einer Quelle über eine Leitung 18 abgezogen, in welche eine kleine Menge Katalysator eingeführt wird (falls Katalysator vor dem Erhitzen zugegeben wird). Die Mischung wird dann durch irgendwelche geeignete Mittel wie Druckerhöher, die schematisch durch das Bezugzeichen 22 dargestellt sind, auf den Reaktionsdruck gebracht. Diese können z. B. aus zwei oder mehreren Zylindern bestehen, die mit Bezug auf die Ansaugung und Kompression, welche mittels darin befindlicher Kolben erfolgt, um 180° phasenverschoben sind. Das so unter Druck gesetzte Gemisch wird dann durch die Leitung 24 dem Vorerhitzer 26 zugeführt, in welchem die Temperatur, z. B. auf 75 bis 1500C,The monomer mixture is withdrawn from a source via line 18 into which a small amount of catalyst is introduced (if catalyst is added prior to heating). The mixture is then brought to reaction pressure by any suitable means such as pressure boosters shown schematically by reference numeral 22. These can e.g. B. consist of two or more cylinders which are phase shifted by 180 ° with respect to the suction and compression, which takes place by means of pistons located therein. The mixture thus pressurized is then fed through line 24 to the preheater 26, in which the temperature, e.g. B. to 75 to 150 0 C,

ίο erhöht wird. Die Reaktionsmischung wird dann durch die Leitung 28 durch ein Regulierventil 30 zum Einlaß des Reaktionsrohres 10 geführt. Das Ventil 30 ist in geeigneter Weise ausgebildet, und seine Betätigung wird mit der Betätigung der Druckverstärker 22 in Einklang gebracht, damit ein recht konstanter Druck der in das Ventil eintretenden Reaktionsmischung aufrechterhalten wird. Dieser konstante Druck genügt, um den Druckabfall an dem Ventil zu überwinden und auch noch den Standardarbeitsdruck in dem Reaktionsrohr 10 während derjenigen Teile des Kreislaufes, in welchen das Ablaß- oder Entspannungsventil 32 geschlossen oder moduliert wird, um diesen Standardarbeitsdruck aufrechtzuerhalten, vorzusehen. Andere Methoden, um die Abgabe der Reaktionsmischung ^ am Einlaß des Reaktionsrohres 10 mit der erwünschten Geschwindigkeit und dem erwünschten Druck zu erhalten, stehen natürlich zur Verfügung, wie das Weglassen des Ventils 30 und lediglich eine Regelung der Geschwindigkeit der Pumpen 22, um eine konstanteStrömungsgeschwindigkeitderMassezu schaffen. Das Ablaß- oder Entspannungsventil 32 ist am Auslaßende des Reaktionsrohres 10 angeordnet, um den Druck der Endreaktionsmischung von unumgesetzten Monomeren und Polymerisat zu senken und deren Fluß in den Separator 34 zu regeln. Eine Abscheidung des Polymerisats von den Monomeren erfolgt im Separator 34, welcher vorzugsweise oberhalb der Temperatur des Schmelzpunktes des Polymerisats gehalten wird, so daß eine Masse von geschmolzenem Äthylen-Vinylacetat-Produkt durch Ausspritzen durch das Ventil 36 und die Leitung 38 gewonnen wird. Der Separator 34 ist schematisch dargestellt und kann irgendeinen geeigneten Aufbau haben. Es ist selbstverständlich, daß die Zeichnung nicht maßstabsgerecht ist und daß der Separator 34 groß genug ist, um eine ' beträchtliche Menge des geschmolzenen Polymerisates zu halten. Das abgetrennte Monomere wird durch das Ventil 40 und die Leitung 42 wiedergewonnen.ίο is increased. The reaction mixture is then through the line 28 passed through a regulating valve 30 to the inlet of the reaction tube 10. The valve 30 is in suitably formed, and its actuation is with the actuation of the pressure intensifiers 22 in Aligned so that a fairly constant pressure of the reaction mixture entering the valve is maintained. This constant pressure is sufficient to overcome the pressure drop across the valve and also the standard working pressure in the reaction tube 10 during those parts of the circuit, in which the relief or relief valve 32 is closed or modulated to this standard working pressure maintain, provide. Other methods of delivering the reaction mixture ^ at the inlet of the reaction tube 10 at the desired speed and pressure are of course available, such as the omission of the valve 30 and only a control the speed of the pumps 22 to maintain a constant flow rate of the mass create. The drain or relief valve 32 is arranged at the outlet end of the reaction tube 10 to the To lower the pressure of the final reaction mixture of unreacted monomers and polymer and their To regulate the flow in the separator 34. The polymer is separated from the monomers in the separator 34, which is preferably kept above the temperature of the melting point of the polymer is, leaving a mass of molten ethylene vinyl acetate product is obtained by injection through valve 36 and line 38. The separator 34 is shown schematically and can have any suitable construction. It goes without saying that the drawing is not to scale and that the separator 34 is large enough to hold a 'substantial amount of the molten polymer to keep. The separated monomer is recovered through valve 40 and line 42.

Das Ablaß- oder Entspannungsventil 32 kann von Hand betätigt werden. Für technische Erzeugung über ausgedehnt lange Zeitabschnitte soll das Ventil jedoch mit geeigneten Mitteln, die mit 44 bezeichnet sind, automatisch betrieben und geregelt werden. Während die verschiedenen mechanischen und elektrischen An-Ordnungen, die zur Erlangung der gewünschten cyclischen Betätigung des Entspannungsventils 32 angewendet werden können, zahlreich sind und von Fachleuten entsprechend gewählt werden können, wird eine einfache und bevorzugte Anordnung schematisch in F i g. 1 gezeigt, wobei die Betätigung des Ventils 32 unter Ansprechen auf den Druck an dem Einlaßende des Reaktors 10 durch eine geeignete oder pneumatische Steuerleitung 46 erfolgt. Der Ventilbetätigungs-"mechanismus 44 ist so eingestellt, daß er innerhalb sehr enger Grenzen einen konstanten Druck an der Druckregelstelle an dem Einlaßende des Reaktorrohrs 10 aufrechterhält. Mit anderen Worten, wenn der Druck an der Druckregelstelle über den vorbe-The drain or relief valve 32 can be operated by hand. For technical production over However, the valve should be extended for long periods of time by suitable means, which are designated by 44, operated and regulated automatically. While the various mechanical and electrical arrangements, those used to achieve the desired cyclic actuation of the relief valve 32 can be, are numerous and can be appropriately chosen by those skilled in the art, becomes one simple and preferred arrangement schematically in FIG. 1, the actuation of the valve 32 in response to the pressure at the inlet end of the reactor 10 by an appropriate or pneumatic one Control line 46 takes place. The valve actuation "mechanism 44 is set in such a way that it maintains a constant pressure at the Pressure regulating point at the inlet end of the reactor tube 10 maintains. In other words, if the pressure at the pressure control point via the

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stimmten und zuvor eingestellten Standardarbeitsdruck Kurve für mehrfache Einführung sehr ähnlich deragreed and previously set standard working pressure curve for multiple introduction very similar to that

steigt, öffnet sich das Ventil 32 selbsttätig etwas, so einzigen Spitze der Kurve für eine einzige Einfüh-increases, the valve 32 opens automatically a little, so the single tip of the curve for a single introduction

daß auf diese Weise jeder weitere Druckanstieg ver- rung sind.that in this way every further increase in pressure is reduced.

mieden und der Druck etwas fallen gelassen wird. Gemäß einem weiteren Merkmal umfaßt die Erfin-Sobald der Druck an der Druckregelstelle unter den 5 dung die Anwendung eines Umlaufsystems bei einer Standardarbeitsdruck fällt, schließt sich das Ventil 32 Athylen-Vinylacetat-Mischpolymerisation und die weselbsttätig um einen kleinen Betrag, der ausreicht, um sentlichen Bedingungen zur wirksamen Anwendung den Druck auf den vorgewählten Wert zurückzuführen. eines solchen Systems. Es ist leicht ersichtlich, daß Dieser Modulationsvorgang ist dem Fachmann be- Vinylacetat sogar bei mäßigen Drücken dazu neigt, kannt. Beispielsweise kann ein Arbeitsdruck von io bei erhöhten Temperaturen in Gegenwart von Kataly-13 600 kg vorgewählt werden, und das System kann satoren mit freien Radikalen zu polymerisieren, und eine genügende Empfindlichkeit aufweisen, um diesen daß die Vermeidung einer solchen Polymerisation bei Druck innerhalb von 45,3 kg zu halten. Gemäß einer dem Umlaufsystem ein beträchtliches Problem darbesonderen Arbeitsweise zur Herbeiführung von stellt. Es ist jedoch gefunden worden, daß eine solche Strömungsimpulsen bei dem Verfahren gemäß der 15 Polymerisation dadurch vermieden werden kann, daß Erfindung wird die Steuerung der Antriebseinrich- man dem Polymerisationsstrom genügend Zeit und tung 44 für das Ablaßventil 32 unter Ansprechen auf Reaktorraum läßt, um auf etwa 230°C oder darunter die durch die Leitung 46 geführten Drucksignale abzukühlen, bevor er aus dem Reaktor abgegeben einem Vorwegnehmen durch eine Zeitvorrichtung wird, und ferner dadurch, daß man ein Ablaßgefäß unterworfen. Die Zeitvorrichtung ist so eingestellt, 20 verwendet, um das Polymerisatprodukt von dem nicht daß sie zu Beginn des Kreislaufs dem Ansprechen des umgesetzten Monomeren zu trennen. Dadurch, daß Motors 44 auf die über die Leitung 46 erfolgende genügend Kühlraum gegen das Abgabeende des Druckanzeige vorauseilt bzw. ein Ansprechen ver- Reaktors vorgesehen wird, wird nicht nur ein Abhindert und bewirkt, daß das Ablaßventil 32 weit kühlen der Materialien ermöglicht, sondern es wird geöffnet wird. Am Ende der zuvor eingestellten Zeit- 25 auch genügend Reaktionszeit gelassen, um zu gedauer, welche gewöhnlich weniger als 1 Sekunde be- statten, daß der Katalysator im wesentlichen verträgt, bewirkt die Zeitvorrichtung 48, daß das Ventil 32 braucht wird; irgendein Rest von Katalysator wird sofort geschlossen wird oder wenigstens in eine Drossel- offensichtlich mit dem polymeren Produkt in dem stellung geht. Das Ventil 32 wird so gehalten, bis der Ablaßgefäß abgetrennt, so daß dadurch die MonoDruck innerhalb des Reaktionssystems sich wieder 30 meren in katalysatorfreiem Zustand zum Kreislauf auf den Standardarbeitsdruck zurückgebildet hat. Das durch das Umlaufsystem gelassen werden. Es ist auch Zeitschaltsystem kann derart beschaffen sein, daß ein erwünscht, genügend geringe Mengen an Katalysator neuer Kreislauf dann sofort mit einem anderen Öffnen bei der letzten Einführung bzw. dem letzten Einspritzen des Ventils 32 begonnen wird, um einen plötzlichen zu verwenden, damit er im wesentlichen in dem Kata-Druckabfall und Druck-Strömungs-Impuls zu ergeben, 35 lysator verbraucht wird (eine für die Abgabe geeignete oder der Kreislauf kann an dieser Stelle nicht geschlos- maximale Temperatur beträgt etwa 250°C). Gewöhnsen sein, sondern es kann vielmehr ein normales Arbei- lieh liegt der letzte Einführungspunkt vor dem Abten des Ablaßventils während einer kurzen Zeitdauer gabeende des Rohres, um einen Temperaturabfall vor dem Ende des Kreislaufes zugelassen sein. Wenn von 40 bis 60°C oder mehr in dem Rohr zu gestatten, das letztere der Fall ist, trägt, sobald der Standard- 4° nachdem die Spitzentemperatur erreicht ist. Man arbeitsdruck an der Druckregelstelle erreicht worden könnte ein weiteres Abkühlen innerhalb des Rohres ist, die Leitung 46 das Signal zu dem Motor 44, zulassen, aber dies würde nicht die wirksamste Ausweicher das Ventil 32 zu modulieren beginnt, um den nutzung des Reaktorraumes darstellen. Überdies ist Standardarbeitsdruck aufrechtzuerhalten, und dies es wesentlich, eine gewisse Minimaltemperatur aufwird fortgesetzt, bis die Zeitvorrichtung den Kreislauf 45 rechtzuerhalten, um eine Beweglichkeit des einen erneut beginnen läßt. hohen Anteil von Polymerisatprodukt enthaltendenand the pressure is dropped somewhat. According to a further feature, the invention comprises once the pressure at the pressure control point under the 5 training the use of a circulation system in a If the standard working pressure falls, valve 32, ethylene-vinyl acetate copolymerization, closes automatically by a small amount sufficient to provide essential conditions for effective use return the pressure to the preselected value. such a system. It can easily be seen that This modulation process is known to the person skilled in the art. Even at moderate pressures, vinyl acetate tends to knows. For example, a working pressure of io at elevated temperatures in the presence of Kataly-13 600 kg can be preselected, and the system can polymerize and free radicals have sufficient sensitivity to prevent such polymerization Maintain pressure within 45.3 kg. According to one of the circulating systems, it is a significant problem Working method to bring about poses. However, it has been found that such Flow pulses in the process according to the 15 polymerization can be avoided in that Invention, the control of the drive equipment is sufficient time and the polymerization flow device 44 for the drain valve 32 in response to reactor space can be reduced to about 230 ° C or below to cool the pressure signals passed through line 46 before being discharged from the reactor anticipating by a timing device, and further by having a drain vessel subject. The timer is set to 20 used to select the polymer product from the not that they separate at the beginning of the cycle to the response of the reacted monomer. As a result of that Motor 44 to the taking place via line 46 enough cooling space against the discharge end of the Pressure display is running ahead or a response to the reactor is provided, is not only prevented and causes the drain valve 32 to cool the materials well, rather than it will is opened. At the end of the previously set time, there is enough reaction time left to last which usually take less than 1 second for the catalyst to tolerate substantially, timer 48 causes valve 32 to be consumed; any residue of catalyst will is closed immediately or at least in a throttle - obviously with the polymeric product in the position goes. The valve 32 is held until the drainage vessel is disconnected, thereby eliminating the monopressure within the reaction system, 30 mers return to the cycle in a catalyst-free state has returned to the standard working pressure. That can be let through the circulation system. It is also Time switch system can be designed in such a way that a desired, sufficiently small amounts of catalyst new circuit then immediately with another opening at the last introduction or the last injection of valve 32 is started to use a sudden so that it is essentially in the kata pressure drop and pressure-flow impulse to give 35 lysator is consumed (one suitable for dispensing or the circuit cannot be closed at this point - maximum temperature is around 250 ° C). Habits rather, it can be a normal loan, the last point of introduction before the abbot of the drain valve for a short period of time giving end of the pipe to a temperature drop be approved before the end of the cycle. If from 40 to 60 ° C or more to allow in the pipe, the latter is the case as soon as the standard 4 ° after the peak temperature is reached. Man working pressure has been reached at the pressure regulating point, further cooling within the pipe could occur line 46 is to allow the signal to motor 44, but this would not be the most effective dodge the valve 32 begins to modulate to represent the use of the reactor space. Moreover is To maintain standard working pressure, and this it is essential to maintain a certain minimum temperature continued until the timer to maintain the circuit 45 right to a mobility of the one lets start again. containing high proportion of polymer product

In Fig. 2 bedürfen die Bezeichnungen des Fließ- Stromes zu gewährleisten. Das PolymerisattrenngefäßIn Fig. 2, the designations of the flowing stream must be ensured. The polymer separation vessel

bildes keiner näheren Erläuterung. Das dargestellte oder Ablaßgefäß, in welchem das Produkt am Endeno further explanation. The illustrated or drainage vessel in which the product ends up

Umlaufsystem arbeitet wirksam trotz der Tatsache, des Reaktors gesammelt wird, steht im allgemeinenCirculation system works effectively despite the fact that the reactor is collected is generally available

daß man erwarten könnte, daß das Vinylacetat in den 50 unter einem Druck, der zwischen Atmosphärendruckthat one might expect the vinyl acetate in the 50 to be under a pressure that is between atmospheric

unpolymerisierten Monomeren polymerisiert und eine bei dem Beginn eines Polymerisationslaufes bis 70unpolymerized monomers polymerized and one at the beginning of a polymerization run to 70

Verunreinigung in dem Rückführrohr herbeiführt. oder 141 kg/cm2 während des Laufes liegt, das GefäßCreates contamination in the return pipe. or 141 kg / cm 2 during the run, the vessel

Die Leitungen von der Katalysatoreinführungs- oder wird jedoch zweckmäßig bei einem Druck von etwaHowever, the lines from the catalyst introduction or will expediently at a pressure of about

Einspritzpumpe können an !geeigneten Stellen an den 105 kg/cm2 betrieben, und die Temperatur in demInjection pumps can be operated in suitable places at the 105 kg / cm 2 , and the temperature in the

Reaktor angeschlossen sein, und ein Teil des Kataly- 55 Ablaßgefäß ist hoch genug, um ein leichtes AusstoßenThe reactor must be connected, and part of the catalyzer drainage vessel is high enough to allow easy ejection

sators kann natürlich auch an irgendeiner Stelle in des Polymerisats aus ihm zu gestatten und liegt imSators can of course also allow at any point in the polymer from him and is in

die Zufuhrleitung zu dem Reaktor entweder vor oder allgemeinen in dem Bereich von 180 bis 200° C.the feed line to the reactor either before or generally in the range of 180 to 200 ° C.

nach der Kompressionsstufe eingeführt bzw. einge- Die Erfindung wird nachstehend an Hand vonintroduced or introduced after the compression stage

spritzt werden. Beispielen näher erläutert.be injected. Examples explained in more detail.

In F i g. 3 veranschaulicht die Linie A die Tempe- 60 .
raturspitzen und -täler des Verfahrens gemäß Bei- B e 1 s ρ ι e 1 1
spiel 1, während die Leitung B ein vergleichbares Ver- Eine Polymerisation wurde in einem Reaktor durchfahren mit einer einzigen Einführung in dem gleichen geführt, der dem von F i g. 1 ähnlich ist, jedoch fünf Reaktorrohr bei 2461 kg/cm2 und unter Anwendung verschiedene ölmantelzonen und eine Einrichtung von 12 bis 14 Teilen je Million Sauerstoff als Kataly- 65 zum Zuführen des Katalysators an verschiedenen sator zur Erzielung einer Umwandlung von 13,5 °/0 Stellen entlang des Verlaufes des Reaktionsrohres hat. veranschaulicht. Ein Vergleich der Linien A und B Das Reaktionsrohr hatte einen inneren Durchmesser zeigt deutlich, daß die verschiedenen Spitzen der von 7,9 mm und eine Länge von 58,5 m, Sauerstoff
In Fig. 3, line A illustrates the temperature 60.
temperature peaks and valleys of the method according to Bei- B e 1 s ρ ι e 1 1
Game 1, while line B is a comparable process. A polymerization was carried out in a reactor with a single introduction carried out in the same as that of FIG. 1 is similar, but five reactor tubes at 2461 kg / cm 2 and using different oil jacket zones and a facility of 12 to 14 parts per million oxygen as a catalyst for feeding the catalyst to different sator to achieve a conversion of 13.5 ° / 0 points along the course of the reaction tube. illustrated. A comparison of lines A and B The reaction tube had an inner diameter clearly shows that the various tips of 7.9 mm and a length of 58.5 m, oxygen

wurde mit den Monomeren vor dem Erhitzen gemischt und dem Reaktionsrohr an zwei verschiedenen Stellen zugeführt. Die nachstehenden Werte veranschaulichen die Bedingungen und Ergebnisse des Versuches:was mixed with the monomers before heating and the reaction tube in two different places fed. The following values illustrate the conditions and results of the experiment:

Gcsamlströmung, kg/Std 18,2Total flow, kg / hr 18.2

SauerstoffkonzentrationOxygen concentration

Einlaßstrom, Gewichtsteile je Million.... 8 Einführung bei »Λ«. Gewichtsteile jeInlet flow, parts by weight per million .... 8 Introduction at "Λ". Parts by weight each

Million 15Million 15

Einführune bei »ß«, Gewichtsteile je Million " 15Introductory run at "ß", parts by weight per million " 15

Innere TemperaturenInternal temperatures

Spitzentemperatur nach Einlaß, "C 250Peak temperature after inlet, "C 250

Temperatur bei <>A« 215Temperature at <> A « 215

Spilzentemperatur nach »A« 240Mushroom temperature according to "A" 240

Temperatur bei »ß« 200Temperature at »ß« 200

Spilzentemperatur nach »ß« 280Mushroom temperature after »ß« 280

Ölmanleltemperatur, COil jacket temperature, C

Zone 1
Zone 2
Zone 3
Zone 4
Zone 5
Zone 1
Zone 2
Zone 3
Zone 4
Zone 5

1,8 m
1.5 m
1.5 m
1,5 in
1.5 m
1.8 m
1.5 m
1.5 m
1.5 in
1.5 m

215 190 180 185 180215 190 180 185 180

Druckgefälle über dem Reaktor, kg'cm2 ... 211Pressure drop across the reactor, kg'cm 2 ... 211

Umwandlung. % 57,5Conversion. % 57.5

Vinylacetat. Gewichtsprozent der Mono-Vinyl acetate. Weight percent of the mono-

merenbeschickung 10,0feeding 10.0

PolymcrisateigenschaftenPolymer properties

Dichte, g ml 0,9270Density, g ml 0.9270

Zugfestigkeil beim Bruch, kg.cm- 128Tensile strength wedge at break, kg.cm- 128

Bruchdehnung. " „ 670Elongation at break. "" 670

Schmelzindex. Dezigramm Min. bei 190C 3.7Melt index. Decigram min. At 190C 3.7

Das Produkt war qualitativ mit dem vergleichbar, welches durch Zuführung an einem einzigen Punkt unlcr denselben Bedingungen erhalten wird. Die Einführungsstelle ».·!« war etwa 23,4 m vom Einlaßende des Rohres und die Stelle »ß« etwa 43,8 m vom Einlaßende entfernt. Die Zuführstellen waren 12,1 bis 15.2m unterhalt» der Stellen der Spitzentemperatur. Die letzte Zuführstelle war etwa 15.2 m vom Ende des Rohres entfernt, so daß der Reaktionstemperatur etwa 6.0 m zum Absinken vor dem Austritt aus dem Reaktionsrohr blieben. Die Polymerisation wurde bei einer Impulsfrequenz von 5 Sekunden und einem Impulsintensitäts-Druckabfall von 105 kg cm2 am Einlaß des Reaktionsrohr ausgeführt.The product was qualitatively comparable to that obtained by feeding at a single point under the same conditions. The entry point ". ·!" Was about 23.4 m from the inlet end of the pipe and the point "ß" about 43.8 m from the inlet end. The feed points were 12.1 to 15.2 m below the points of the peak temperature. The last feed point was about 15.2 m from the end of the tube, so that the reaction temperature remained about 6.0 m before it left the reaction tube. The polymerization was carried out at a pulse frequency of 5 seconds and a pulse intensity pressure drop of 105 kg cm 2 at the inlet of the reaction tube.

Beispiel 2Example 2

Ein Versuch wurde annähernd unter den Bedingungen von Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß etwas niedrigere Temperaturen an den Sauerstoffzuführstellen verwendet wurden und das Vinylacetat 15 Gewichtsprozent der Monomerenbeschickung darstellte, ausgeführt. Die Umwandlung betrug 46%. und das Mischpolymerisat hatte eine Dichte von 0.9317. Die nicht umgesetzten Monomeren können, wie aus dem Fließbild von F i g. 2 zu entnehmen ist. mit guten Ergebnissen dem Kreislauf wieder zugeführt werden.An experiment was conducted approximately under the conditions of Example 1 with the exception that a little lower temperatures were used at the oxygen supply points and the vinyl acetate 15 percent by weight of the monomer feed. The conversion was 46%. and the The mixed polymer had a density of 0.9317. The unreacted monomers can, as from the The flow diagram of FIG. 2 can be found. be fed back into the circulation with good results.

Beispiel 3Example 3

Es wurde ein Ansatz mit 10 Gewichtsprozent Vinylacetat in der Monomerenbeschickung und ohne Sauerstoff im Monomeren-Einlaßstrom, jedoch einer Sauerstoffeinführung an vier Stellen entlang des Reaktionsrohres, ausgeführt. Es wurde eine 46%ige Umwandlung erzielt.A batch was made with 10 weight percent vinyl acetate in the monomer charge and no oxygen in the monomer inlet stream, but with an introduction of oxygen at four points along the reaction tube. It became a 46% conversion achieved.

Einer der Vorteile des Verfahrens gemäß der Erfindung ist die Tatsache, daß die Notwendigkeit des Vorliegens irgendwelcher äußerer Kettenübertragungsmittel und folglich die nachteiligen Ergebnisse unterschiedlicher Konzentrationen davon und die Notwendigkeit zur Regelung der Konzentrationen vermieden werden. Jedoch kann es in besonderen FällenOne of the advantages of the method according to the invention is the fact that the need for the presence of some external chain transfer agent and, consequently, the adverse results and necessity of different concentrations thereof to regulate the concentrations should be avoided. However, it can in special cases

ίο erwünscht sein, Übertragungsmittel aus verschiedenen Gründen einzuführen, und solche Kettenübertragungsmittel, wie niedrige gesättigte Kohlenwasserstoffe, insbesondere diejenigen, die mindestens 3 Kohlenstoffatome enthalten, und Aceton können in geringfügigen Mengen oder höheren Mengen, wie 0,3 bis 15 Mol Gewichtsprozent, bezogen auf das Äthylen, verwende! werden. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist hauptsächlich auf ein trockenes Verfahren oder ein Verfahren ohne Lösungsmittel gerichtet, und obwohl geringe Mengen von Lösungsmitteln oder Wasser gelegentlich vorhanden sein können, erfordert das Verfahren gemäß der Erfindung offensichtlich nicht die großen Mengen an Benzol oder anderen Lösungsmitteln oder Wasser, die für verschiedene Polymerisationsreaktionen charakteristisch sind, wie Mengen größer als 10 Gewichtsprozent derÄthylenbeschickung.ίο be desired, means of transmission from different Reasons to introduce, and such chain transfer agents as low saturated hydrocarbons, in particular those that contain at least 3 carbon atoms, and acetone can be used in minor Use amounts or higher amounts, such as 0.3 to 15 mol percent by weight, based on the ethylene! will. The method according to the invention is mainly based on a dry method or a Process directed without solvents, and although small amounts of solvents or water may occasionally be present, obviously does not require the method according to the invention the large amounts of benzene or other solvents or water required for various polymerization reactions characteristics are such as amounts greater than 10 percent by weight of the ethylene feed.

Die vorstehenden Beispiele veranschaulichen dieThe above examples illustrate the

Verbesserungen bei der mit Sauerstoff katalysiertenImprovements in oxygen catalyzed

Hochdruck-Mischpolymerisation von Äthylen und Vinylacetat, jedoch ist die Erfindung auch auf Verbesserungen bei der Mischpolymerisation von Äthylen und Vinylacetat, die durch irgendsvelche andere Katalysatoren mit freien Radikalen, wie gewöhnlich bei der Hochdruckpolymerisation von Äthylen verwendet werden, insbesondere jene Peroxysauerstoffverbindungen, die Zersetzungstemperaturen in der Umgebung von etwa 1603C haben, bei welchen Sauerstoff die Äthylenpolymerisationen einleitet, gerichtet. Beispiele von Peroxyverbindungen, die bei solchen Polymerisationen oft verwendet werden, sind 2,4-Dichlorbenzoylperoxyd. Caprylperoxyd, Lauroylperoxyd, t-Butylperoxyisobutyrat, Benzoylperoxyd, p-Chlorbenzoylperoxyd, Di-t-butyldiperphthalat, t-Butylperacetat, t-Butylperbenzoat. Dicumylperoxyd, t-Butylperoxyd (technisch), Methyläthylketonperoxyd, Di-t-Butylperoxyd. p-Menthanperoxyd, Pinenperoxyd, Cumenperoxyd und 2,5-Dimethylhexan-2.5-dihydroperoxyd. Die Katalysatoren werden allgemein in solchen Mengen verwendet, um Polymerisationswirkungen zu ergeben, die gleich denjenigen sind, die bei den vorstehend beschriebenen Bereichen der Sauerstoff mengen erhalten werden, welche in den meisten Fällen molare Prozentsätze sind, gleich denjenigen, bei welchen Sauerstoff verwendet wird.High pressure interpolymerization of ethylene and vinyl acetate, however, the invention is also based on improvements in interpolymerization of ethylene and vinyl acetate, which are used by any other free radical catalysts, as usual in high pressure polymerization of ethylene, particularly those peroxy oxygen compounds which have decomposition temperatures in the Environment of about 160 3 C, at which oxygen initiates the ethylene polymerizations. Examples of peroxy compounds which are often used in such polymerizations are 2,4-dichlorobenzoyl peroxide. Caprylic peroxide, lauroyl peroxide, t-butyl peroxyisobutyrate, benzoyl peroxide, p-chlorobenzoyl peroxide, di-t-butyl diperphthalate, t-butyl peracetate, t-butyl perbenzoate. Dicumyl peroxide, t-butyl peroxide (technical), methyl ethyl ketone peroxide, di-t-butyl peroxide. p-menthane peroxide, pinene peroxide, cumene peroxide and 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide. The catalysts are generally used in amounts such as to give polymerization effects equal to those obtained in the above-described ranges of oxygen amounts, which in most cases are molar percentages equal to those in which oxygen is used.

Während sich die Beispiele 1 bis 3 auf Verbesserungen der Mischpolymerisation beziehen, welche niedrigere Mengen, wie etwa 10 bis 20% Vinylacetat, bezogen auf die gesamte Monomerenbeschickung, umfassen, ist die mehrfache Einführung bei Mischpolymerisationen. welche höhere Anteile an Vinylacetat, wie 25 bis 75 Gewichtsprozent der Monomerenbeschickung. verwenden, brauchbar, obwohl es bei einer Zahl von Sonderfällen nötig ist, die Reaktionsbedingungen zu ändern. Beispielsweise ist es auf Grund der Kettenübertragungswirkung der hohen Vinylacetatkonzentration notwendig, bei niederen Temperaturen zu arbeiten, um ein Produkt mit genügend hohem Molekulargewicht zu erhalten, und die VerwendungWhile Examples 1 to 3 relate to improvements in interpolymerization, which are lower Amounts such as about 10 to 20 percent vinyl acetate based on total monomer charge, is the multiple introduction in interpolymerizations. which higher proportions of vinyl acetate, such as 25 to 75 weight percent of the monomer charge. use, usable, although there is a Number of special cases is necessary to change the reaction conditions. For example, it is due to the Chain transfer effect of the high vinyl acetate concentration necessary at low temperatures to work to obtain a product with a sufficiently high molecular weight, and the use

15 1615 16

solcher niedrigerer Temperaturen setzt die Verwendung Abgesehen von seiner Wirkung auf die Eigenschaftensuch lower temperatures continues its use apart from its effect on the properties

von Katalysatoren genügend niedriger Zersetzungs- der Polymeren hat der Vinylacetatgehalt auch einenThe vinyl acetate content also has a sufficiently low decomposition rate of the polymers from catalysts

temperaturen, wie sie aus den vorstehend genannten direkten Einfluß auf die anzuwendenden Polymerisa-temperatures, as they arise from the aforementioned direct influence on the polymerisation to be used

ausgewählt werden können, voraus. tionsbedingungen, um hohe Molekulargewichte zu-Can be selected in advance. conditions to achieve high molecular weights

Die Erfindung wirkt überdies dieser Neigung zur 5 sammen mit hohen Umwandlungen zu erhalten. Da Verringerung des Molekulargewichtes entgegen, indem sowohl hohe Polymerisationstemperaturen als auch die Katalysatoren in Anteilen zugegeben werden, um hohe Vinylacetatgehalte die Erzeugung von Polymeren eine .ziemlich hohe Umwandlung ohne hohe Tempe- niedrigen Molekulargewichts fördern, ist gefunden raturspitzen zu erhalten, die gewöhnlich vorhanden worden, daß es erforderlich ist, Mittel zur Aufrechtsind, wenn zur Erzielung hoher Umwandlung aus- io erhaltung verhältnismäßig niedriger Polymerisationsreichender Katalysator auf einmal zugegeben wird. temperaturen bei der Erfindung zu finden, bei welchen Es ist gefunden worden, daß der Polymerisationsstrom die Vinylacetatgehalte in dem Bereich von 35 bis für kontinuierliche Polymerisation in einem rohrförmi- 75 Gewichtsprozent liegen.The invention also acts on this tendency to obtain high conversions together. There Reduction of the molecular weight counteracts by both high polymerization temperatures as well The catalysts are added in proportions to encourage the production of polymers A fairly high conversion without high temperatures and low molecular weight has been found to obtain temperature peaks that have usually been present that it is necessary to have means of erecting, if, in order to achieve high conversion, relatively low levels of polymerization are maintained Catalyst is added all at once. to find temperatures in the invention, at which The polymerization stream has been found to have vinyl acetate levels in the range of 35 to for continuous polymerization in a tubular- 75 percent by weight.

gen Reaktor von geringem Durchmesser ausreichend Ein Hauptvorteil der mehrfachen Katalysatorfließfähig bleibt, sogar wenn er einen hohen Feststoff- 15 einführung liegt in ihrer Wirksamkeit, wenn sie gemäß gehalt aus der hohen Umwandlung aufweist und der Erfindung zur Erzeugung von verbesserten Umrelativ mäßige Temperaturen angewendet werden. Wandlungen von Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeri-A major advantage of the multiple catalyst flowable is sufficient for the small diameter reactor remains, even if it has a high level of solids, its effectiveness lies in its effectiveness when used in accordance with content from the high conversion and the invention for producing improved Umrelativ moderate temperatures are used. Conversions of ethylene-vinyl acetate copolymers

Die Mischpolymerisationsmischung ist sogar bei satkautschuk angewendet wird. So besteht eine AusAbwesenheit von Lösungsmitteln od. dgl. genügend führungsform der Erfindung darin, zusätzlichen Katafließfähig, um die Polymerisation in einer strömenden 20 lysator zuzugeben und die richtige Umgebungstempe-Mischung bei Umwandlungen von 35% und darüber ratur vorzusehen, um zusätzliche Polymerisation für zuzulassen, sogar wenn nur mäßige Polymerisations- hohe Umwandlungen zuzulassen. Bei einer besonderen temperaturen im Bereich von 150 bis 2000C vorliegen. Ausführung wird zusätzlicher Katalysator dem fließen-Es ist zu beachten, daß die vorgenannten Temperaturen den Polymerisationsstrom zugefügt, nachdem 20% niedriger sind als diejenigen, die allgemein bei der 25 oder mehr des darin befindlichen Monomeren in ein Massenpolymerisation von Äthylen oder Äthylen, Mischpolymerisat umgewandelt worden sind,
welches geringe Mengen Vinylacetat wie im Beispiel 1 Gemäß dieser Ausführung des Verfahrens wird eine und 3 enthält, zu beachtlichen Umwandlungen in freie Radikale enthallender Polymerisationskatalysator einem rohrförmigen Reaktor führen. Es ist notwendig, für niedrige Temperaturen verwendet. Es ist zu behohe Polymerisationstemperaturen zu vermeiden, wenn 30 merken, daß hier der Ausdruck »niedrige Temperatuhohe Anteile an Vinylacetat verwendet werden, um ren« relativ in bezug auf die Polymerisationskatalysaein Mischpolymerisat von brauchbarem hohen Mo- toren verwendet wird, um Katalysatoren, welche die lekulargewicht zu erhalten. Allgemein ist es erwünscht, Polymerisation im Bereich von etwa 100 oder 120 bis die Polymerisation zur Bildung von Mischpolymerisat 160'3C, anstatt in höheren Temperaturbereichen einmit durchschnittlichen Molekulargewichten (wie sie 35 leiten, zu kennzeichnen. Zusätzlich werden hohe PoIydurch osmotische Arbeitsweisen bestimmt werden) im merisationstemperaturen durch die Zugabe des Kata-Bereich von 20 000 bis 30 000 durchzuführen. Bei lysators in getrennten Anteilen, um den sich durch die Temperaturen, die viel über 200 bis 250°C liegen, Polymerisation ergebenden exothermen Temperaturbesteht in Gegenwart von großen Mengen Vinylacetat enstieg zu regeln, vermieden.
The mixed polymerisation mixture is even used for sat rubber. Thus, an absence of solvents or the like is sufficient to implement the invention in adding additional catalyst to add the polymerization in a flowing analyzer and to provide the correct ambient temperature mixture at conversions of 35% and above to allow additional polymerization for, even if only moderate polymerisation-high conversions are allowed. At a particular temperature in the range from 150 to 200 0 C exist. It should be noted that the aforementioned temperatures are added to the polymerization stream after 20% lower than those generally converted into a bulk polymerization of ethylene or ethylene interpolymer at 25 or more of the monomer therein are,
which contains small amounts of vinyl acetate as in Example 1. According to this embodiment of the process, one and 3 will lead to considerable conversions into free radical-containing polymerization catalyst in a tubular reactor. It is necessary to be used for low temperatures. It is important to avoid high polymerisation temperatures if you notice that the expression "low temperature high proportions of vinyl acetate are used here" relative to the polymerisation catalysts, a copolymer of usable high motors is used to produce catalysts which have the molecular weight to obtain. In general, it is desirable to polymerize in the range from about 100 or 120 to the polymerization to form interpolymer 160 ' 3 C, rather than characterizing it in higher temperature ranges with average molecular weights (such as those governing 35. In addition, high polydes will be determined by osmotic procedures). to carry out in the merization temperatures by adding the Kata range from 20,000 to 30,000. In the case of lysators in separate portions, in order to regulate the exothermic temperature resulting from the polymerization, which is much above 200 to 250 ° C, in the presence of large amounts of vinyl acetate rise, avoided.

die Neigung, ein Mischpolymerisat von unerwünscht 4° Die Temperaturkurve eines in Betrieb befindlichen niedrigem Molekulargewicht zu bilden. Wenn eine rohrförmigen Reaktors weist, bezogen auf die mittkontinuierliche Polymerisation durch Verwendung leren Temperaturen, an verschiedenen Stellen des wirksamer Kühl- oder Wärme-Austauschmittel und Reaktors allgemein Temperaturspilzen und -täler auf mehrfache Einführung von Initiatoren für niedrige (wie z. B. in der nachfolgend beschriebenen F i g. 4 Temperatur genügend geregelt wird, so daß die Masse 45 gezeigt ist). Diese Ausführung des Verfahrens kann der Polymerisation auf Temperaturen unter 2OO'JC geeigneterweise durch den Zusatz des Katalysators an gehalten wird und nur ein geringer Teil der Polymeri- Stellen des Reaktors, an denen die Durchschnillssation die Spitzentemperaturen im Bereich von etwa temperatur nicht höher als etwa 1600C ist, und allge-200 bis 225:C erreicht, ist es jedoch möglich hohe mein an Stellen, an denen die Durchschnittstemperatur Umwandlungen in Äthylen-Vinylacetat-Mischpoly- 5° unter 15O'"C liegt, erzielt werden, wodurch jegliche merisate hohen Molekulargewichts mit Vinylacetat- übermäßigen Temperaturen der sich ergebenden erhöhgehalten von 35 bis 75 Gewichtsprozent od. dgl. zu ten Umsetzung vermieden werden. Vorzugsweise findet erhalten. der wesentliche Teil der Polymerisation bei Tempcra-the tendency to form a copolymer of an undesirable 4 ° The temperature curve of a low molecular weight in operation. If a tubular reactor has, based on the medium-continuous polymerization through the use of leren temperatures, at various points of the effective coolant or heat exchange medium and reactor generally temperature mushrooms and troughs on multiple introduction of initiators for low (as e.g. in the following 4, the temperature is sufficiently controlled so that the mass 45 is shown). This execution of the process can keep the polymerization at temperatures below 2OO ' J C suitably by the addition of the catalyst and only a small part of the polymer points of the reactor at which the average temperature in the range of about temperature not higher than about 160 0 C, and generally reaches 200 to 225 : C, it is possible, however, high my in places where the average temperature conversions in ethylene-vinyl acetate mixed poly-5 ° below 150 '"C, are achieved, whereby any Merisate of high molecular weight with excessive vinyl acetate temperatures of the resulting increased contents of 35 to 75 percent by weight or the like to th conversion are avoided.

Die Bezugnahme auf den Vinylacetatgehalt von türen nicht höher als 200°C stall, und die Spitzen-Polymeren bezieht sich auf das Polymerisat, das in 55 temperatur im Reaktor liegt nicht höher als 200 bis den Polymeren vorhanden und aus Vinylacetat erzeugt 225^C.The reference to the vinyl acetate content of the doors should not exceed 200 ° C, and the top polymers refers to the polymer, which is not higher than 200 to 55 temperature in the reactor the polymers present and produced from vinyl acetate 225 ^ C.

worden ist. Im allgemeinen liegt der Vinylacetatgehalt Allgemein werden organische Peroxykatalysatorcnhas been. In general, the vinyl acetate content is organic peroxy catalysts

bei dieser Ausführungsform der Erfindung in dem bei dieser Ausführung gemäß der Erfindung bevorzugt,in this embodiment of the invention in that preferred in this embodiment according to the invention,

Bereich von 35 bis 75 Gewichtsprozent und führt zur besonders diejenigen Peroxykatalysatoren, welche eineRange from 35 to 75 percent by weight and leads to particularly those peroxy catalysts which one

Erzeugung von Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisa- 60 Polymerisation bei Temperaturen nicht höher alsGeneration of ethylene-vinyl acetate copolymerization at temperatures not higher than 60

ten mit kautschukartigen Eigenschaften, d. h. Wieder- 160°C einleiten. Die besondere Temperatur, beiten with rubber-like properties, d. H. Introduce 160 ° C again. The special temperature at

zusammenziehen nach Ausdehnung und geringe blei- welcher der Katalysator eingeführt wird, hängt natürbende Formänderung. Bei wirklich niedrigen bleiben- lieh bis zu einem gewissen Ausmaß von dem besonden Formänderungseigenschaften kann es erforderlich deren Katalysator ab, liegt aber allgemein im Bereichcontraction after expansion and slight lead- which the catalyst is introduced depends on natural Shape change. At really low stay- borrowed to some extent from the special one Deformation properties may require their catalyst, but is generally in the range

sein, wenigstens einen Vinylacetatgehalt von 40% zu 65 von 100 bis 150 C, gewöhnlich bei etwa 120 bis 140°C.be at least a vinyl acetate content of 40% to 65 from 100 to 150 ° C, usually at about 120 to 140 ° C.

haben, und es kann erwünscht sein, in dem Bereich Benzoylpcroxyd kann z. B. sehr gut bei 120 bis 130 C von 40 bis 60% Vinylacetat zu bleiben, um auch die eingeführt werden. Bei einem Katalysator mit einerand it may be desirable, in the range of benzoyl hydroxide, e.g. B. very good at 120 to 130 C. Stay from 40 to 60% vinyl acetate to be introduced as well. For a catalytic converter with a

besten Zusammenziehungseingenschaften zu erhalten. höheren Einleitungstemperalur, beispielsweise t.-Butyl-best contraction properties. higher introduction temperature, for example t.-butyl-

peracetat, kann es erwünscht sein, bei etwa 1600C einzuführen. Vorzugsweise werden Peroxydkatalysatoren verwendet, welche sich bei Temperaturen nicht höher als 1600C zersetzen, wobei die Zersetzungstemperatur als die Temperatur, bei der die Halbwertzeit 1 Minute beträgt, angenommen wird. Zu diesen Katalysatoren gehören beispielsweise 2,4-Dichlorbenzoylperoxyd, Caprylylperoxyd, Lauroylperoxyd, t-Butylperoxyisobutyrat, Benzoylperoxyd, p-Chlorbenzoylperoxyd, Di-t-butyldiperphthalat und t-Butylperacetat. peracetate, it may be desirable to introduce at about 160 0 C. Preferably Peroxydkatalysatoren wherein the decomposition temperature is assumed to be the temperature at which the half-life is 1 minute are used which do not decompose at temperatures higher than 160 0 C. These catalysts include, for example, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, caprylyl peroxide, lauroyl peroxide, t-butyl peroxy isobutyrate, benzoyl peroxide, p-chlorobenzoyl peroxide, di-t-butyl diperphthalate and t-butyl peracetate.

Einer der Vorteile der Anwendung eines dünnwandigen, langgestreckten rohrförmigen Reaktors mit kleinem Durchmesser ist die rasche Verteilung der exothermen Reaktionswärme. Zur Wärmeverteilung wird durch das Eintauchen des Reaktors in ein Bad beigetragen, wobei die Badtemperatur die Geschwindigkeit des Wärmeverlustes beeinflußt. Die Badtemperatur soll jedoch nicht so niedrig sein, um die Polymerisation zu verhindern oder abzubrechen. Um die Polymerisation gemäß dieser Ausführung der Erfindung zu bewirken, ist es erwünscht, Badtemperaturen im Bereich von 100 bis 1400C zu verwenden.One of the advantages of using a thin-walled, elongated tubular reactor of small diameter is the rapid dissipation of the exothermic heat of reaction. The immersion of the reactor in a bath contributes to the heat distribution, the bath temperature influencing the rate of heat loss. However, the bath temperature should not be so low as to prevent or terminate the polymerization. To the polymerization to effect according to this embodiment of the invention, it is desirable to use bath temperatures in the range of 100 to 140 0 C.

In F i g. 4 veranschaulicht die Linie C die Temperaturspitzen und -täler eines Verfahrens, welches zwei Katalysatoreinführungen umfaßt, während die Linie D ein vergleichbares Verfahren mit einer einzigen Einführung darstellt. Die Zeit ist durch die Lage des Rohrabschnittes (Rohrnummer) in dem aus 20 Rohren bestehenden Reaktor eingeteilt. Das Verfahren, das durch die Linie C veranschaulicht wird, ergab eine 32°/o'ge Umwandlung, während das durch die Linie D veranschaulichte Verfahren eine 13°/oige Umwandlung hatte. Ein Vergleich der Linien C und D zeigt, daß die Spitzen bei einer mehrfachen Einführung der einzigen Spitze einer Kurve bei einer einzigen Zugabe sehr ähnlich sind.In Fig. 4, line C illustrates the temperature peaks and troughs of a process which includes two catalyst introductions, while line D represents a comparable process with a single introduction. The time is divided by the position of the pipe section (pipe number) in the reactor consisting of 20 pipes. The method, which is illustrated by the line C, resulted in a 32 ° / e o'g conversion while the illustrated by the line D method had a 13 ° / o by weight conversion. A comparison of lines C and D shows that the peaks with multiple inserts of the single peak of a curve are very similar with a single addition.

Die folgenden Beispiele erläutern näher diese Ausführungsform der Erfindung.The following examples illustrate this embodiment of the invention in more detail.

Beispiel 4Example 4

Eine Polymerisation wurde in einem der F i g. 1 ähnlichen Reaktor durchgeführt, der jedoch mit 5 verschiedenen ölmantelzonen gleicher Länge und mit Einrichtungen für die Einführung des Katalysators an verschiedenen Stellen längs des Reaktionsrohrs ausgestattet war. Der Reaktor war von gewundener Form und hatte zwanzig als »Rohre« bezeichnete Abschnitte mit vier Rohren für jede der ölmantelzonen. Das Reaktorrohr hatte einen inneren Durchmesser von 7,9 mm und eine Länge von 58,2 m. Benzoylperoxyd wurde in das Reaktionsrohr an zwei Stellen eingeführt. Der Katalysator wurde den Monomeren nicht am Einlaßende des Reaktionsrohres zugegeben. Die folgenden Werte erläutern die Bedingungen und Ergebnisse des Versuches:A polymerization was carried out in one of the FIGS. 1 similar reactor carried out, but with 5 different oil jacket zones of the same length and with facilities for the introduction of the catalyst at various points along the reaction tube. The reactor was tortuous in shape and had twenty sections called "pipes" with four pipes for each of the oil jacket zones. That The reactor tube had an internal diameter of 7.9 mm and a length of 58.2 m. Benzoyl peroxide was introduced into the reaction tube at two places. The catalyst was not the monomers The inlet end of the reaction tube is added. The following values explain the conditions and results of the attempt:

Gesamtströmung, kg/Std 18,5Total flow, kg / hr 18.5

Benzoylperoxydkonzentration, Mol/Mol
Monomeres
Benzoyl peroxide concentration, mole / mole
Monomer

Einführung bei »Λ«, Teile je Million 12
Einführung bei »ß«, Teile je Million 9
Introduction to »Λ«, parts per million 12
Introduction to »ß«, parts per million 9

Innere Temperaturen, 0CInternal temperatures, 0 C

Temperatur bei t>A« 125Temperature at t> A « 125

Spitzentemperatur nach »A« 210Peak temperature according to "A" 210

Temperatur bei »ß« 120Temperature at »ß« 120

Spitzentemperatur nach »ß« 200Peak temperature after »ß« 200

Ölmanteltemperatur,Oil jacket temperature,

Zone Nr. 1 Zone No. 1

Zone Nr. 2 Zone No. 2

Zone Nr. 3 Zone No. 3

Zone Nr. 4 Zone No. 4

Zone Nr. 5 Zone No. 5

132 132 120132 132 120

125 125125 125

Verweilzeitbereiche, Sekunden 150 bis 300Dwell time ranges, seconds 150 to 300

Druckabfall an dem Reaktor, kg/cm2 ... 281Pressure drop across the reactor, kg / cm 2 ... 281

ίο Stoßgröße, kg/cm2 105ίο Joint size, kg / cm 2 105

Umwandlung, % 32Conversion,% 32

Vinylacetat, Gewichtsprozent der Monomerenbeschickung 45Vinyl acetate, weight percent of the monomer charge 45

Die Polymerisation wurde kontinuierlich ohne Unterbrechung mehr als 17 Stunden lang fortgesetzt. Die Einführungsstelle »Λ« war etwa 7,6 m vom Einlaßende des Rohres und die Einführungsstelle »ß« etwa 38 m vom Einlaßende entfernt. Proben des sich erge-The polymerization was continued continuously without interruption for more than 17 hours. The entry point "Λ" was about 7.6 m from the inlet end of the pipe and the entry point "ß" about 38 m from the inlet end. Samples of the

benden Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisats hatten einen Vinylacetatgehalt von 45 bis 46 Gewichtsprozent, einen Schmelzindex (Dezigramm/Minute bei 1500C) von 13 bis 15 und eine Dichte von etwa 0,97. Die gute Qualität und das geeignete hohe Molekulargewicht des Mischpolymerisats wird durch die folgenden Eigenschaften eines preßgeformten weißen Materials dargelegt:The ethylene-vinyl acetate copolymer had a vinyl acetate content of 45 to 46 percent by weight, a melt index (decigrams / minute at 150 ° C.) of 13 to 15 and a density of about 0.97. The good quality and suitable high molecular weight of the interpolymer is demonstrated by the following properties of a compression molded white material:

500°/o Modul, kg/cm2 105 bis 115500 ° / o module, kg / cm 2 105 to 115

Zugfestigkeit, kg/cm2 162 bis 169Tensile strength, kg / cm 2 162 to 169

Dehnung, °/0 570Elongation, ° / 0 570

Verringerte bleibende Formänderung1), % 7 bis 8Reduced permanent deformation 1 ),% 7 to 8

J) Prozentsatz der Ausdehnung, die 10 Minuten nach dem Bruch nicht wiedergewonnen wurde. J ) Percentage of expansion not regained 10 minutes after breakage.

Die preßgeformte Masse wurde durch eine Wärmebehandlung von 30 Minuten bei 1600C der folgenden Zusammensetzung gebildet:The press-formed mass was formed by a heat treatment of 30 minutes at 160 0 C of the following composition:

GewichtsteileParts by weight

Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat .. 400Ethylene-vinyl acetate copolymer .. 400

Rutiltitaniumdioxyd 200Rutile titanium dioxide 200

Ausgefälltes Siliciumdioxyd 40Precipitated silica 40

Dicumylperoxyd auf Calciumcarbonat .. 16Dicumyl peroxide on calcium carbonate .. 16

B e i s ρ i e 1 5B e i s ρ i e 1 5

Unter Anwendung des im Beispiel 4 beschriebenen Reaktors wurde eine Polymerisation wie folgt durchgeführt: Using the reactor described in Example 4, a polymerization was carried out as follows:

Gesamtströmung, kg/Std.Total flow, kg / h

18,518.5

Benzoylperoxydkonzentration, Mol/Mol MonomeresBenzoyl peroxide concentration, mole / mole monomer

Einführung bei »Λ«, Teile je Million 9 bis 16Introduction at »Λ«, parts per million 9 to 16

Einführung bei »ß«, Teile je Million 9 bis 16Introduction at »ß«, parts per million 9 to 16

Innere Temperatur, 0CInternal temperature, 0 C

Temperatur bei »Λ« 125Temperature at »Λ« 125

Spitzentemperatur nach »A« 215Peak temperature according to "A " 215

Temperatur bei »ß« 130Temperature at »ß« 130

Spitzentemperatur nach »ß« 210Peak temperature according to »ß« 210

ölmanteltemperatur, 0Coil jacket temperature, 0 C

Zonel 132Zonel 132

G5 Zone 2 132G 5 zone 2 132

Zone 3 120Zone 3 120

Zone 4 132 bis 123Zone 4 132 to 123

Zone 5 132 bis 123Zone 5 132 to 123

19 2019 20

Verweilzeitbereich, Sekunden 150 bis 300 molekulargewichte im Bereich von 20 000 bis 30 000Residence time range, seconds 150 to 300 molecular weights in the range of 20,000 to 30,000

Druckabfall an dem Reaktor, kg/cm2 ... 352 (durch Osmose gemessen) und sind durch das wcsent-Pressure drop across the reactor, kg / cm 2 ... 352 (measured by osmosis) and are determined by the

Stoßgröße, kg/cm2 105 liehe Fahlen jeglichen Polymerisats mit niedrigemImpact size, kg / cm 2 105 borne pale of any polymer with low

Umwandlung, % 31,6 Molekulargewicht mit überdurchschnittlichem Vinyl-Conversion,% 31.6 Molecular Weight with Above Average Vinyl

Vinylacetat, Gewichtsprozent der Mono- 5 acetatgehalt gekennzeichnet. Beispielsweise hat einVinyl acetate, weight percent of the mono- 5 acetate content marked. For example, has a

merenbeschickung 45 Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisatkautschuk guterMerger charge 45 ethylene-vinyl acetate copolymer rubber good

Qualität im Bereich von 40 bis 60% Vinylacetat beiQuality in the range of 40 to 60% vinyl acetate

Das sich ergebende Mischpolymerisat hatte einen der Extraktion mit Methanol einen GewichtsverlustThe resulting copolymer had a weight loss on extraction with methanol

Schmelzindex (Dezigramm/Minute bei 1500C) von von nicht mehr als 5%. Ein solcher GewichtsverlustMelt index (decigrams / minute at 150 ° C.) of no more than 5%. Such a weight loss

13 bis 17, eine Dichte von etwa 0,97 und einen Vinyl- ίο kann leicht festgestellt werden, indem man 0,25 g13 to 17, a density of about 0.97 and a vinyl ίο can easily be determined by taking 0.25 g

acetatgehalt von etwa 45%· Wenn es, wie im Bei- Kautschukkörner 1 Stunde lang in 75 ml Methanolacetate content of about 45%. If, as in the case of rubber granules, in 75 ml of methanol for 1 hour

spiel 4, gehärtet oder wärmebehandelt wurde, betrug kocht und dann eine zweite Extraktion mit frischemgame 4 that has been hardened or heat treated, fraud boils and then a second extraction with fresh

die Zugfestigkeit 150 kg/cm2, die Dehnung 540% Methanol ausführt und danach bei 110'C trock-the tensile strength 150 kg / cm 2 , the elongation 540% methanol and then dry at 110'C

und 500% Modul 125 kg/cm2. net.and 500% modulus 125 kg / cm 2 . net.

Wenn eine Polymerisation mit derselben Mono- 15 Mit Bezug auf die Schmelzindizes ist festzustellen,If there is a polymerization with the same mono- 15 With reference to the melt indices, it should be noted that

merenbeschickung und unter annähernd denselben daß sich die Mischpolymerisatkautschukarten aufmerenbeschickung and under approximately the same that the mixed polymer rubber types on

Bedingungen, jedoch mit Einführung des Katalysators Grund ihrer verschiedenen Vinylacetatgehalte ziemlichConditions, however, with the introduction of the catalyst due to their different vinyl acetate contents quite

an nur einer Stelle ausgeführt wurde, betrug die Um- verschieden verhalten. Bei Kautschukarten mit 40 biswas carried out at only one point, the behavior was different. For rubber types with 40 to

Wandlung nur etwa 19%, und die wirksame Reaktion 60 Gewichtsprozent Vinylacetat ist es jedoch allge-Conversion only about 19%, and the effective reaction 60 percent by weight vinyl acetate, however, it is generally

erstreckte sich über einen viel kleineren Raum im 20 mein erwünscht, Schmelzindizes nicht höher alsextended over a much smaller space in the 20 my desired, melt indices no higher than

Reaktor. 20 Dezigramm/Minute (bei 150°C) zu haben, undReactor. 20 decigrams / minute (at 150 ° C), and

Wie vorstehend ausgeführt, ergibt das Verfahren diese Schmelzindizes werden gewöhnlich über 5 Dezigemäß der Erfindung hohe Umwandlungen zu kau- gramm/Minute liegen. Ferner sucht die Anwendung tschukartigenÄthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisaten von mäßigen Temperatruen bei dem Verfahren gemäß von guter Zugfestigkeit und mit anderen guten Eigen- 25 der Erfindung Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisate schäften. Es ist erwünscht, die Polymerisation so aus- zu erzeugen, bei welchen sehr wenig Verzweigung zuführen, daß man bei einer Härtung, wie im Bei- außer derjenigen infolge der Acetatgruppen auftritt; spiel 4, Zugfestigkeiten von mindestens 105 kg/cm2 dadurch hat das Mischpolymerisat Eigenschaften, die und Dehnungen von mindestens 500% erhält. Die sich aus hochkristallisierten Abschnitten, die in Ab-Mischpolymerisatkautschukarten mit geeigneten Eigen- 30 ständen durch Acetatgruppen unterbrochen sind, schäften haben allgemein zahlenmäßige Durchschnitts- ergeben.As stated above, the process yields these melt indices will usually be over 5 decades high conversions to chewing grams / minute in accordance with the invention. Furthermore, the use of chuk-like ethylene-vinyl acetate copolymers of moderate temperatures in the process seeks to have good tensile strength and other good properties of ethylene-vinyl acetate copolymers. It is desirable to carry out the polymerization in such a way that very little branching is introduced, so that when hardening occurs, as in the case of hardening, apart from that due to the acetate groups; Game 4, tensile strengths of at least 105 kg / cm 2 as a result, the copolymer has properties that maintain elongations of at least 500%. The shafts consisting of highly crystallized sections, which are interrupted by acetate groups in Ab mixed polymer rubber types with suitable properties, have generally resulted in numerical averages.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen For this purpose 2 sheets of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Mischpolymerisation von Äthylen und Vinylacetat in einem rohrförmigen Reaktor bei Temperaturen von 200 bis 3000C und hohem Druck in Gegenwart eines Katalysators, dadurch gekennzeichnet, daß man den Katalysator bei der Polymerisation ohne ein Übertragungsmittel an wenigstens zwei verschiedenen Stellen einführt.1. A process for the copolymerization of ethylene and vinyl acetate in a tubular reactor at temperatures of 200 to 300 0 C and high pressure in the presence of a catalyst, characterized in that the catalyst is introduced during the polymerization without a transfer agent at at least two different points. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Vinylacetat in einer Menge von 7 bis 20 Gewichtsprozent der Monomeren anwendet, die Polymerisation in Gegenwart von 5 bis 30 Teilen Sauerstoff je Million, bezogen auf das Gewicht der Monomeren, ausführt und zusätzlichen Sauerstoff in gleichem Mengenbereich stromabwärts von den Spitzentemperaturen einführt, wobei die Reaktortemperatur oberhalb 2000C gehalten wird.2. The method according to claim 1, characterized in that vinyl acetate is used in an amount of 7 to 20 percent by weight of the monomers, the polymerization in the presence of 5 to 30 parts of oxygen per million, based on the weight of the monomers, and additional oxygen in introduces the same quantity range downstream of the peak temperatures, the reactor temperature being kept above 200 ° C. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlicher Sauerstoff in den Reaktionsstrom dort eingeführt wird, wo die Temperatur sich in dem Bereich von 200 bis 2500C befindet.3. The method of claim 1 or 2, characterized in that additional oxygen is introduced into the reaction stream where the temperature is in the range of 200 to 250 0 C. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Vinylacetat in einer Menge von 35 bis 75 Gewichtsprozent der Monomeren anwendet, wobei der Hauptteil der Polymerisation bei Temperaturen von nicht oberhalb 200° C erfolgt.4. The method according to claim 1, characterized in that there is vinyl acetate in an amount of 35 to 75 percent by weight of the monomers applies, with the bulk of the polymerization takes place at temperatures not above 200 ° C. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man 40 bis 60 Gewichtsprozent Vinylacetat aufweisende Monomeren in Abwesenheit von Lösungsmitteln mit einem Persauerstoffkatalysator mit einer Zersetzungstemperatur nicht über 16O0C umsetzt, den fließenden Strom abkühlen läßt und zusätzlichen Katalysator bei Temperaturen nicht über 1500C und in einer Menge von 5 bis 20 Molteilen je Million, bezogen auf die Monomerenzufuhr, einführt.5. The method according to claim 1 or 4, characterized in that 40 to 60 percent by weight vinyl acetate-containing monomers in the absence of solvents with a peroxygen catalyst with a decomposition temperature not above 160 0 C, the flowing stream is allowed to cool and additional catalyst at temperatures not over 150 0 C and in an amount of 5 to 20 molar parts per million, based on the monomer feed. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei Drücken über 1050 kg/cm2 ausgeführt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the reaction is carried out at pressures above 1050 kg / cm 2 .
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