DE1795109A1 - Continuous process for the production of solid, finely divided polymers from olefinically unsaturated compounds - Google Patents

Continuous process for the production of solid, finely divided polymers from olefinically unsaturated compounds

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DE1795109A1
DE1795109A1 DE19681795109 DE1795109A DE1795109A1 DE 1795109 A1 DE1795109 A1 DE 1795109A1 DE 19681795109 DE19681795109 DE 19681795109 DE 1795109 A DE1795109 A DE 1795109A DE 1795109 A1 DE1795109 A1 DE 1795109A1
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    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Description

P-70Ü2-C Union Carbide CorporationP-70Ü2-C Union Carbide Corporation

Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung fester, fein zerteilter Polymerisate au« olefinisch ungesättigten VerbindungContinuous process for the production of solid, finely divided polymers from olefinically unsaturated compounds

Seit Faweett die Möglichkeit der Polymerisat ion von Olefinen beschrieb, gab eo viele wesentliche Verbesserungen in den Olefinpolymerisaten und den Verfahren zu" ihrer Hers te llung.Since Faweett the possibility of polymerizing olefins described there have been many significant improvements in the olefin polymers and the processes for "making them."

Ein Meilenstein war die Einführung eines ijbergangainotallkata-A milestone was the introduction of a transition emergency

lysators durch Ziegler, der die Herstellung hoch molekularer, fester Polymerisate bei niedrigen Drucken ermöglichte. E3 wurden andere Niederdruckkatalysatoren mit Vorteilen - und zeitweilig auch Nachteilen - gegenüber dem von Ziegler vorgeschlagenen Katalysatorsystem gefunden.lysators by Ziegler, who specializes in the production of high molecular weight, solid polymers at low pressures made possible. E3 other low-pressure catalysts with advantages - and at times also disadvantages - compared to the one proposed by Ziegler Catalyst system found.

Das Auffinden der Niederdruckkatalysatoraysteme richtete die Aufmerksamkeit auf Verfahren zur Polymerisation von Olefinen. Das zur Zelt wichtigste Verfahren ist das Aufuchlümmunguverfahren, in welchem ein Polymerisat in lilnem Lösungsmittel unter standigem Rühren in Anwesenheit eines Niederdruekkatalyuatoru hergestellt wird. Der dem Aufaohlämmungsverfahren innewohnende, entscheidendste Nachteil 1st dan Lösungsmittel, .hin mit gewissenFinding the low-pressure catalyst systems was directed by the Attention to processes for the polymerization of olefins. The most important procedure for the tent is the Aufuchlümmungu procedure, in which a polymer in an internal solvent constant stirring in the presence of a Niederdruekkatalyuatoru will be produced. The inherent in the containment process, the most decisive disadvantage is then solvents, with certain

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

209811/1433209811/1433

— P —- P -

Verfahrenkosten und auf Kosten der Löaungamittelersohopfung zurückgewonnen werden muß. Einige Lösungsmittel können auch im Polymerisat verbleiben und beeinflussen die physikalischen Eigenschaften dea Produktes. Die physikalischen Eigenschaften der Aufschlämmung komplizieren diesen Nachteil, und die meisten Aufschlämmungsreaktoren werden bei einem hohen Löaungamittelgehalt betrieben um sicherzustellen, daß eine rührbare Masse erhalten bleibt.Procedural costs and at the expense of average hopping must be recovered. Some solvents can also remain in the polymer and influence the physical properties Properties of the product. The physical properties The slurry complicates this disadvantage and most slurry reactors run at a high solvent content operated to ensure that a stirrable mass is maintained.

W Daher ist es klar, daß ein lösungsmittelfreies Niederdruckreaktionssystem gegenüber dem Aufβchlämmungsverfahren Vorteile mit sich bringen würde. It is therefore clear that a solvent-free, low-pressure reaction system would have advantages over the slurry process.

Es wurde nun gefunden, daß feate, fein zerteilte Olefinpolymerisat^ mit niedrigerem, nicht-korrodlerendem Katalysatorrückstand erhalten werden können, indem man kontinuierlich einen ein polymerisierbarea Olefin enthaltenden, gasförmigen Strom mit einem pulverigen Silylchromat- oder Poly-(hydrocarbylaluminiumoxyd)-Komplexpolyaörisationskatalyaator für da3 Olefin ^ in einer Polymerisationszone in Berührung bringt, die aus einem wirbeiförmigen Bett gebildeter und sich bildender Polymeriaatteilen bei einer zur Aufrechterhaltung einer vollständigen Verwirbelung ausreichenden Massengasfließgeachwindigkeit beafceht, aus der PolymeriBationazone einen geringen Anteil des verwirbelten Bettes als diakrete Polymerisat teilchen in Suspension mit einem Teil des gasförmigen Stromes abzieht und anschließend die diakretan Polymoriaatteilchen vom gasförmigenIt has now been found that feate, finely divided olefin polymer ^ with lower, non-corrosive catalyst residue can be obtained by continuously passing a gaseous stream containing a polymerizable olefin with a powdery silyl chromate or poly (hydrocarbyl aluminum oxide) complex polymerization catalyst for the olefin in contact in a polymerization zone consisting of a vortex-shaped bed of formed and forming polymer parts at a mass gas flow velocity sufficient to maintain complete turbulence, from the PolymeriBationazone a small proportion of the swirled Bed as a diacrete polymer particles in suspension with part of the gaseous stream withdraws and then the diakretan polymoriaate particles from the gaseous

209811/U33 bad ordinal209811 / U33 bad ordinal

Verwirbelungsmittel abiasnnt. Der nicht in die Polymerisationsreaktion eintretende Anteil dea gasförmigen Stromes wird aus dor Reaktionszone entfernt, zur Entfernung der Reaktionswärme abgekühlt und unterhalb der Basis dea Wirbelbettes zurückgeführt, um eine vollständige Verwirbelung des Bettes aufrechtzuerhalten und das Bett auf einer Temperatur unterhalb der Sintortemperatur der Polymerisatteilchen zu halten. Zur Aufreohterhaltung praktisch gleichmäßiger Bedingungen ("steady πtäte operation") werden zusätzliches Beschickungsgas und pulveriger Katalysator bei solchen Geschwindigkeiten in das Wirbelbett eingeführt, die der Geschwindigkeit der ProduktbiHdung und des Katalysatorverbrauchea gleich sind. Der zusätzliche Katalysator wird oberhalb der Basis des Bettes in das Wirbeibett eingeführt, um eine schnelle Katalysatorverteilung im gesamten Bett zu erreichen.Swirling means abiasnnt. The portion of the gaseous stream that does not enter the polymerization reaction is eliminated removed from the reaction zone, cooled to remove the heat of reaction and returned below the base of the fluidized bed, to maintain complete fluidization of the bed and to keep the bed at a temperature below that To keep the sintering temperature of the polymer particles. To keep up practically uniform conditions ("steady πtäte operation") are additional feed gas and powdery catalyst is introduced into the fluidized bed at such speeds as the rate of product formation and the catalyst consumption a are the same. Of the additional catalyst is introduced into the fluidized bed above the base of the bed for rapid catalyst distribution reachable throughout the bed.

Neben seiner nicht-korrodierenden Natur ist der Katalysatorrückstand in den erfindungsgemäß hergestellten Polymerisatteilchen gering genug, um eine Verwendung der Polymerisatteilchen unmittelbar ohne Behandlung zur Katalysatorentfernung zuzulassen.In addition to its non-corrosive nature, the catalyst residue is in the polymer particles produced according to the invention low enough to allow the polymer particles to be used immediately without treatment for catalyst removal to allow.

Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung richte« »ich auf die Verwendung von Wasserstoff zur Regelung des Bchmelzindexes und der Schmelzflußeigenschaften der in einem Wibelbettreaktor hergestellten Pplymerisate.Another embodiment of the present invention directs “I refer to the use of hydrogen to control the melt index and melt flow properties in one Pplymerisate produced by the fluidized bed reactor.

2Q9811/U332Q9811 / U33

Die vorliegende Erfindung wird durch die beiliegende Zeichnung und deren Erläuterung weiter veranschaulicht, die das schematische Arbeiten eines erfindungsgemäß verwendeten Wirbelbettreaktors darstellt.The present invention is illustrated by the accompanying drawing and the explanation thereof further illustrates the schematic Working of a fluidized bed reactor used according to the invention represents.

Erfindungsgemäß ist es möglich, Olefine mit 2 bis etwa. 8, vorzugsweise 2-4, Kohlenstoffatomen.zu polymerisieren. Die Olefine müssen nur gasförmig sein, -bei einer Temperatur unterhalb der Sintertemperatur des erhaltenen Polymerisates polymerisieren und praktisoh trockene, fein zerteilte, von niedrig molekularen Wachsen und Fetten praktisch freie Harzteilchen bilden.According to the invention it is possible to use olefins with 2 to about. 8th, preferably 2-4 carbon atoms. to polymerize. the Olefins only have to be gaseous at a temperature below polymerize the sintering temperature of the polymer obtained and practically dry, finely divided, from low molecular waxes and fats form practically free resin particles.

Olefine können homo- oder mischpolymeiisiert werden. Mischpolymerisate umfassen die Bildung von Polymerisaten aus zwei oder mehreren Monomeren, wie zufällige Mischpolymerisate, sowie dieOlefins can be homo- or mixed-polymerized. Copolymers include the formation of polymers from two or more monomers, such as random copolymers, as well as the

zusammengesetztencompound

Herstellung von besonders/ Polymerisaten. So können z.B. unterschiedliche Monomere nacheinander in ein einziges Wirbelbett zur Bildung von Blookmisohpolymeriaaten eingeführt werden. Man kann auch ein Harz aus einem ein Monomeres enthaltenden Reaktor durch ein geeignetes Ventil in einen, ein anderes Monomeres enthaltenden Reaktor überführen, wobei nur eine unbedeutende Monomerenmenge von einem Reaktor in den anderen geführt wird. Dieses letztere Verfahren kann auch wirksam zur Bildung von Polymerisatmischungen angewendet werden. Beide Alternativen sind besonders geeignet bei der Bildung von Blockminchpolymerisäten und Polymerisatmischungen aus Monomeren mit unterschiedlicher Reaktionsfähigkeit.Manufacture of special / polymers. For example, different Monomers are introduced sequentially into a single fluidized bed to form Blookmisohpolymeriaaten. One can also transfer a resin from a reactor containing a monomer through a suitable valve into one reactor Transferring monomer containing reactor, with only an insignificant amount of monomer from one reactor to the other to be led. This latter process can also be effectively used to form polymer blends. Both Alternatives are particularly useful in the formation of block polymers and polymer mixtures of monomers with different reactivities.

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Die Polymerisat ion kann in Anwesenheit von Wasserstoff zur wirksamen Regelung deu Schmelzindox dee Polymerisates und zur verbesserten Reaktionsfähigkeit der Monomeren mit niedriger Reaktivität bei der Herstellung von Mischpolymerisaten durchgeführt werden.The polymerisation can in the presence of hydrogen for the effective regulation of the melting indox of the polymer and for the improved reactivity of the monomers with low reactivity in the production of copolymers carried out will.

Die erfindungsgemäß verwendeten Katalysatoren aind die in den US-Patentschriften 3 324 101 und 3 324 095 beschriebenen Silylchromatkatalysafcoren und die in den US-Patent3Chriften 3 231 550 und 3 242 089 beschriebenen Poly-(hydroxycarbylaluminiumoxyd)-Kataly3atorkomplexe, die hiermit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen werden.The catalysts used according to the invention are those in Silyl chromate catalysts described in U.S. Patents 3,324,101 and 3,324,095 and the poly (hydroxycarbylaluminum oxide) catalyst complexes described in U.S. Patents 3,231,550 and 3,242,089, which are hereby included in the present application.

Die Silylchromatkatalysatoren sind durch die Anwesenheit einer Gruppe der FormellThe silyl chromate catalysts are characterized by the presence of a Group of Formal

- 0- 0

RR. - 0- 0 00 II. ItIt SiSi - Cr- Cr II.

gekennzeichnet, in welcher R für eine Hydrocarbylgruppe mit 1-14 Kohlenstoffatomen afcoht. Bevorzugte Silylchromatkatalysatoren sind die Bis-triarylsilylchromate und insbesonderecharacterized in which R represents a hydrocarbyl group with 1-14 carbon atoms afcoht. Preferred silyl chromate catalysts are the bis-triarylsilyl chromates and in particular

Bis-triphenylsilylchromat. Die Poly-(hydrocarbylaluminiumoxyd)-komponente des Katalysatorkompexe3 besteht im wesentlichen aus Einheiten der allgemeinen FormellBis-triphenylsilylchromate. The poly (hydrocarbyl aluminum oxide) component The catalyst complex3 consists essentially of units of the general formula

R
Al-O-
R.
Al-O-

in welcher R für einen Alkylreat mit etwa 1-12 Kohlenstoffatomen oder einen Arylreat steht. Die bevorzugte Poly-(hydroin which R stands for an alkylate with about 1-12 carbon atoms or an arylate. The preferred poly (hydro

2098 1 1/ H332098 1 1 / H33

carbylaluminiumoxyd)-komponente iat Poly-(isobutylaluminiumoxyd). carbyl aluminum oxide) component iat poly (isobutyl aluminum oxide).

Die erfindungsgemäß verwendeten Katalysatoren liegen in Form pulveriger, frei fließender, fester Teilchen vor und aollen vorzugsweise noch weiter zerteilt werden können..Die weitere Unterteilung ("subdivision") ist die Fähigkeit der Katalyaatorteilchen, in Anwesenheit des wachsenden Polymerisates zu brechen und sich dadurch zur Bildung vieler Polymerisatteilchen mit einem geringen Rückstand aus einem einzigen Katalysatorteilchen auszudehnen. Der Katalysator kann auf einem Träger aufgebracht sein} oder ohne Träger kann er als vermahlene oder sprühgetrocknete Teilchen vorliegen·,The catalysts used according to the invention are in the form of powdery, free-flowing, solid particles and roll can preferably be further divided. The further division ("subdivision") is the ability of the Katalyaatorteilchen, to break in the presence of the growing polymer and thereby lead to the formation of many polymer particles with a small residue from a single catalyst particle to expand. The catalyst can be applied to a carrier or unsupported, it can be ground or spray-dried Particles are present,

Auf einem Träger aufgebrachte Katalysatoren werden hergestellt, indem man z.B. einen Träger zu einer Lösung des Katalysators zufügt und das Katalysatorlösungsmittel mit trockenem Stickstoff zur Bildung eines auf einem Träger aufgebrachten Katalysators in Form eines trockenen, frei fließenden Pulvers abdampft. Ist der Träger porös, so muß seiner Größe besondere Beachtung geschenkt werden. Bei Einverleibung in einen porösen Träger bildet der Katalysator aktive Stellen auf der Oberfläche und in den Poren des Trägers. Ohne an eine Theorie gebunden werden zu wollen wird angenommen, daß die Polymerisate an der Oberfläche sowie in 'den Poren des Katalysators zu wachsen beginnen. Wo ein in den Poren gewachsenes Polymerisat groß genug wird, zerbricht es den Träger und setzt dadurch frische Katalysatorateilen in den inneren Poren des Trägers frei. Der auf einemSupported catalysts are prepared by, for example, adding a support to a solution of the catalyst and the catalyst solvent with dry nitrogen to form a supported catalyst evaporates in the form of a dry, free-flowing powder. If the carrier is porous, special attention must be paid to its size be given. When incorporated into a porous support, the catalyst forms active sites on the surface and in the pores of the carrier. Without wishing to be bound to a theory, it is assumed that the polymers on the surface and begin to grow in the pores of the catalyst. Where a polymer that has grown in the pores becomes large enough, it breaks the carrier and thereby sets fresh catalyst parts free in the inner pores of the carrier. The one on one

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aufgebrachte Katalysator kann sich Wiihrend seiner Lebensdauer im Bett viele Male unterteilen und dadurch die Herstellung von Polymerisaten mit niedrigen Katalysatorrückntanden verbessern, wodurch die Notwendigkeit zur Rückgewinnung des Katalysators aus den Polymerisatteilchen eliminiert wird. Int der Träger zu groß, so kann er einem Brechen bzw. Peißen widerstehen; dadurch würde eine Unterteilung verhindert, was zu einer Verschwendung an Katalysator führen würde. Weiterhin kann ein großer Träger als Wärmialle wirken und die Bildung "heißer Stellen" verursachen. Es wurde gefunden, daß Träger mit β1π3Γ Teilchengröße um 250 Micron oder weniger die Fähigkeit zeigen, unter der Kraft eines wachsenden.Polymerisates wirksam zu brechen.applied catalyst can subdivide many times during its life in the bed and thereby the Production of polymers with low catalyst residues improve, thereby eliminating the need to recover the catalyst from the polymer particles. If the wearer is too big, he may break or piss resist; this would prevent subdivision, which would lead to wasted catalyst. Farther a large carrier can act as a heat ally and the formation cause "hot spots". It has been found that carriers with β1π3Γ particle size around 250 microns or less have the ability show effective under the force of a growing polymer to break.

Neben porösen Trägern, wie Kieselsäure, Tonerde, Thorerde, Zirk luinerde usw., können andere Träger, wie Ruß, mikrokristalline Cellulose, die nicht-sulfnierten ionenaustauscherharze usw., verwendet werden.In addition to porous carriers, such as silica, alumina, thore earth, circular earth, etc., other carriers, such as carbon black, can be microcrystalline Cellulose, the non-sulfnated ion exchange resins, etc., be used.

Bei der Wahl des Katalysatorträger mu,ß auch auf die Möglichkeit einer konkurraerenden Reaktionsfähigkeit des Trägere mit dem Olefin geachtet werden. So neigt z.B. Kieselsäure zu einer Konkurrenz mit dem Katalysator, wenn Propylen al3 einziges Monomerea polymerisiert werden soll, und verursacht leicht die Bildung niedrig molekularer Propylenwachae. Geiriü Verwendung sollte daher bei der Herstellung von Polypropylen veri.ii ed on werden. Sie acheint den Katalysator jedoch nicht naoh-When choosing the catalyst support, attention must also be paid to the possibility of a competitive reactivity of the support with the olefin. For example, silica tends to compete with the catalyst if propylene is to be polymerized as a single monomer and easily causes the formation of low molecular weight propylene waxes. Geiriü use should therefore be veri.ii ed on in the manufacture of polypropylene. But she doesn't seem to understand the catalyst

2 Ü 9 a 1 1 / U 3 3 2 Ü 9 a 1 1 / U 3 3

17951Ö917951Ö9

teilig zu beeinflussen, wo Mischpolymerisate aus Äthylen und Propylen hergestellt werden.partly to influence where copolymers of ethylene and Propylene are produced.

Ein Träger dient auch zum Ausdehnen bzw. Strecken des Katalysators. So haben sicn z.Bks Katalysatoren, die durch Verwendung eines Kieselsäureträgers gestreckt sind, mit einem Verhältnis von Chrom zu Kieselsäure bis zu 1000 als wirksam erwiesen.A support also serves to expand the catalyst. They have, for example, catalysts which, by using of a silica carrier have been found to be effective with a ratio of chromium to silica up to 1000.

Ein Katalysator ohne Träger kann z.B. durch Sprühtrocknung desselben oder durch Einsprühen der Katalysatoren unmittelbar in das Bett der Polymerisatteilchen und Abdampfen des Katalysatorlösungsmittels hergestellt werden* Beide Verfahren ergaben trockene, zu einer Unterteilung fähige Katalysatoren. Bei der Sprühtrocknung des Katalysators muß auf die Bildung von Teilchen einer ausreichenden Größe geachtet werden, damit diese im Wirbelbett verbleiben und sich nicht unter dem be-An unsupported catalyst can e.g. into the bed of polymer particles and evaporating the catalyst solvent. * Both procedures gave dry catalysts capable of subdivision. When spray drying the catalyst must be on the formation of particles of a sufficient size that they remain in the fluidized bed and do not settle under the

stehenden, kontinuierlichen Gasfluß zum Kopf des Bettes be-standing, continuous gas flow to the head of the bed

austhe end

wegen und dadur_ch/dem Bett vor Einleitung einer Polymerisatbildung auf ihnen entweichen. Auf einem Harz abgeschiedene Katalysatoren stellen weniger Probleme, da die fein zerteilten Polymerisatteilchen im Wirbelbett verwendet werden und als ursprünglicher Träger für den Katalysator wirken.because of and dadur_ch / the bed before initiation of polymer formation escape on them. Catalysts deposited on a resin pose fewer problems since they are finely divided Polymerisatteilchen are used in the fluidized bed and act as the original support for the catalyst.

In der Zeichnung wird ein erfindungsgemäß verwendetes Wirbelbett-Reaktionssystem dargestellt. Dabei besteht der Reaktor aus einer Reaktionszone 12 und einer Zone zur Geschwindigkeitaverminderung 14· ° A fluidized bed reaction system used in the present invention is shown in the drawing shown. The reactor consists of a reaction zone 12 and a speed reduction zone 14 °

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Die Heaktionszone 12 besteht aus einem Bett von wachsenden Polymerisatteilchen, der gebildeten Polymerisatteilchen und einer geringen Katalysatormenge, die durch den kontinuierlichen Fluß polymerisierbarer und modifizierenden, gasförmiger Komponenten in Form zusätzlicher Beschickung und zurückgeführtem Gas durch die Eeaktionszone verwirbelt werden. Zur Aufrechterhaltung eines lebendigen Wirbelbettes liegt der Massengasfluß durch das Bett oberhalb des zur Verwirbelung notwendigen Mindestflusses, vorzugsweise zwischen etwa 2-6 Mal G „, insbesondere zwischen etwa 3-5 x G ». G- wird in üblicher Form als Abkürzung für den zur Verwirbelung notwendigen Mindestmas sengasf luß verwendet (vgl. CY. Wen und Y.H. Yu, "Mechanics for Fluidization", Chemical Engineerung Progress Symposium Series, Bad. 62, Seite 100-111 (1966)).The heaktionszone 12 consists of a bed of growing Polymerisatteilchen, the polymer particles formed and a small amount of catalyst caused by the continuous Flow of polymerizable and modifying gaseous components in the form of additional feed and recycle gas be swirled through the reaction zone. To maintain a living fluidized bed, the mass gas flow is through the bed above the minimum flow required for turbulence, preferably between about 2-6 times G ", in particular between about 3-5 × G". G- is in its usual form used as an abbreviation for the minimum mass gas flow required for turbulence (cf.CY. Wen and Y.H. Yu, "Mechanics for Fluidization," Chemical Engineering Progress Symposium Series, Bad. 62, pp. 100-111 (1966)).

Es ist wesentlich, daß das Bett immer Teilchen zur Verhinderung der Bildung lokalisierter "heißer Stellen" und zum Einfangen und Verteilen des erfindungsgemäßen, pührerigen Katalysators durch die gesamte Reaktionszone enthält. Zu Beginn wird die Reaktionszone gewöhnlich vor dem Einleiten des Gasflusses mit einer Grundmenge fein zerteilter Polymerisatteilchen beschickt. Die Teilchen können in ihrer Art mit dem zu bildenden Polymerisat identisch oder davon verschieden sein. Wenn sie verschieden sind, werden sie mit den gewünschten, gebildeten Polymerisatteilchen als erstes Produkt abgezogen. Allmählich ersetzt dann ein Wirbelbett der gewünschten Teilchen das Anfangebett. It is essential that the bed always contain particles to prevent the formation of localized "hot spots" and to trap and distribute the powdery catalyst of the invention throughout the reaction zone. At the beginning, the reaction zone is usually charged with a basic amount of finely divided polymer particles before the gas flow is introduced. The type of the particles can be identical to or different from the polymer to be formed. If they are different, they are withdrawn with the desired polymer particles formed as the first product. Gradually, a fluidized bed of the desired particles then replaces the initial bed.

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- ίο -- ίο -

Die Katalysatorkonzentration im Bett ist praktisch gleich der Katalysatorkonzentration im Produkt, nämlich in der Größenordnung von etwa 0,005-0,50 # des Bettvolumens, was von der ' Produktivität des besonderen, verwendeten Katalysators abhängt,The catalyst concentration in the bed is practically equal to the catalyst concentration in the product, namely on the order of about 0.005-0.50 # of the bed volume, which is of the ' Productivity of the particular catalyst used depends,

Der im Wirbelbett verwendete Katalysator wird zur Verwendung in einem Behälter 32 unter einer Stickstoffdecke gelagert.The catalyst used in the fluidized bed is stored for use in a container 32 under a nitrogen blanket.

Die Verwirbelung wird erzielt durch eine hohe Geschwindigkeit des Gasrückführung zum und-durch das Bett, die gewöhnlich etwa das 50-Fache der Zuführungsgeschwindigkeit des zusätzlichen Gases beträgt. Das wirbelbett hat das Aussehen einer dichten Masse lebendiger' Teilchen in möglichst wirbelfreiem Fluß, wie er durch das Hindurchführen des Gases durch das Bett gebildet wird. Der freie Fluß der Teilchen und die Verwirbelung wird durch die Tatsache ermöglicht, daß der axiale Druckabfall durch das Bett gewöhnlich in der Größenordnung von nur etwa 0,07 atü liegt.The turbulence is achieved by a high rate of gas recirculation to and through the bed, which is usual is about 50 times the feed rate of the additional gas. The fluidized bed has the appearance of a dense mass of living particles in a flow that is as free from eddies as possible, as is the case when the gas is passed through the Bed is formed. The free flow of the particles and the turbulence is made possible by the fact that the axial pressure drop through the bed is usually on the order of only about 0.07 atmospheres.

Das zusätzliche Gas wird mit einer Geschwindigkeit in dasThe extra gas is in the

Bett eingeführt, die gleich der Geschwindigkeit ist, mit welcher das fein zerteilte Polymerisatprodukt abgezogen wird. Die Zusammensetzung des zusätzlichen Gases wird durch einen oberhalb des Bettes angebrachten Gasanalyeator 16 bestimmt. Dieser bestimmt den Komponentemangel im zurückgeführten Gas, und die Zusammensetzung des zusätzlichen Gases wird entsprechend eingestellt, so daß innerhalb der Reaktionszone im wesentlichen eine gleichmäßige gasförmige Zusammensetzung aufrechterhalten bleibt·Introduced bed which is equal to the rate at which the finely divided polymer product is withdrawn. The composition of the additional gas is determined by a gas analyzer 16 mounted above the bed. This determines the component deficiency in the returned gas, and the composition of the additional gas becomes accordingly adjusted so that a substantially uniform gaseous composition is maintained within the reaction zone remain·

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Um eine vollständige Verwirbelung sicherzustellen, werden das Rückführungsgas und gegebenenfalls ein Teil des zusätzlichen Gases am Punkt 18 unterhalb des Bettes zum Reaktor zurückgeführt. Zur besseren Verwirbelung des Bettes besteht oberhalb des Rückführungspunktes ein Gasverteilungboden 20.In order to ensure complete turbulence, the recycle gas and, if necessary, part of the additional Gas returned to the reactor at point 18 below the bed. There is a better swirling of the bed a gas distribution tray 20 above the return point.

Der nicht im Bett reagierende Teil des Gasstromes stellt das Rückführungsgas dar, das aus der Polymerisationsezone entfernt wird, vorzugsweise indem man es in eine Zone zur Geschwindigkeit sverminderung 14 oberhalb des Bettes leitet, wo die eingeschlossenen Teilchen die Möglichkeit haben, ins Bett zurückzufallen. Die Teilchenrückführung kann durch eine Cyclonvorrichtung 22 unterstützt werden,, die ein Teil der Zone zur Geschwindigkeitsverminderung sein kann oder außerhalb liegen kann. Gegebenenfalls kann das Rückführungas dann durch einen Filter 24 zur Entfernung kleiner Teilchen bei hohen Gasfluß-The portion of the gas stream which does not react in the bed is the recycle gas which is removed from the polymerization zone is, preferably by passing it into a decelerating zone 14 above the bed where the trapped Particles have the opportunity to fall back into bed. Particle recycling can be carried out by a cyclone device 22, which may be part of the speed reduction zone or outside it can. Optionally, the recycle gas can then be passed through a filter 24 to remove small particles at high gas flow rates.

geschwindigkeiten geleitet werden, um zu vermeiden, daß Staub die Wärmeübertragungsoberflächen und Kompressorflügel berührt.speeds to avoid dust touching the heat transfer surfaces and compressor blades.

Das Rückführungsgas wird dann durch einen Wärmeaustauscher 26 Λ geführt, in welchem es vor Rückführung zum Bett von der Reaktionswärme befreit wird. Durch ständige Entfernung der Reaktionswärme scheint innerhalb des Bettes kein merifl.ic.her Temperaturgradient zu bestehen. Insbesondere wurde festgestellt, daß das Bett fast unmittelbar zum Temperaturausgleich lies Rückführungsgases zu wirken scheint, um es mit der Bettemperatur in Übereinstimmung zu bringen, wodurch es sich unter gleichmäßigen Bedingungen selbst auf einer praktisch konstantenThe recycle gas is then passed through a heat exchanger 26 Λ , in which it is freed from the heat of reaction before being returned to the bed. Due to the constant removal of the heat of reaction, there does not seem to be a merciless temperature gradient within the bed. In particular, it has been found that the bed appears to be acting almost immediately to equalize the temperature with the recycle gas to bring it into conformity with the bed temperature, whereby, under steady conditions, it is at a practically constant level

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Temperatur hält. Das Rückfüürungagaa wird dann in einem Kompressor 28 komprimiert und am Boden 18 zum Reaktor und zum Wirbelbett durch einen Verteilungsboden 20 zurückgeführt.Temperature. The Rückfüürungagaa is then in a compressor 28 compressed and returned at the bottom 18 to the reactor and the fluidized bed through a distribution tray 20.

Der Verteilungsboden 20 ist wichtig für den Betrieb des Reaktors. Das Wirbelbett enthält wachsende und gebildete, fein zerteilte Polymerisatteilchen sowie Katalysatorteilchen. Da die Polymerisatteilchen heiß und möglicherweise aktiv sind, muß ihr Absetzen verhindert werden; dann läßt man eine ruhende Masse aufkommen, kann jeder darin enthaltende, aktive Katalysator fortfahren zu reagieren und kann eine Verschmelzung bewirken. Daher ist das Diffundieren des Rückführungsgases durch das Bett mit einer zur Aufrechterhaltung der Verwirbelung am Boden des Bettes ausreichenden Geschwindigkeit wichtig, Der Verteilungsboden 20 dient diesem Zweck; er kann aus einem Sieb, einer geschlitzten Platte, perforierten Platte, einer Platte vom Glockenboden-Typ usw. bestehen, Ungeachtet seiner Konstruktion muß er das&ückführungsgas durch die Teilchen am Boden dea Bettes diffundieren, um sie lebendig zu halten; weiterhin dient er auch als Träger eines ruhenden Bettes von Harzteilchen, wenn der Reaktor nicht in Betrieb ist.The distribution tray 20 is important to the operation of the reactor. The fluidized bed contains growing and formed, fine divided polymer particles and catalyst particles. Since the polymer particles are hot and possibly active, their weaning must be prevented; then a resting mass is allowed to arise, any active catalyst contained therein can be used continue to react and may cause a merger. Hence, the recycle gas is diffusing through the bed at a speed sufficient to maintain the turbulence at the bottom of the bed, The distribution tray 20 serves this purpose; it can consist of a sieve, a slotted plate, a perforated plate, a Plate of the bell-bottom type, etc., Regardless of its construction, it must pass the return gas the particles at the bottom of the bed diffuse to keep them alive; furthermore it also serves as the carrier of a dormant one Bed of resin particles when the reactor is not in operation.

Neben einem polymerisierbaren Olefin ist Wasserstoff als Komponente des Gasstromes von entscheidender Bedeutung bei der Dampfphasenpolymerisation von Olefinen im Wirbelbettreaktor. Bei der Dampfphasenpolymerisation ist der Schmelzindex desIn addition to a polymerizable olefin, hydrogen is a component the gas flow is of crucial importance in the vapor phase polymerization of olefins in the fluidized bed reactor. In vapor phase polymerization, the melt index is des

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Produktes gegenüber der Temperatur relativ unempfindlich, indem eine mäßige Veränderung der Arbeitatemperatur keine merkliche Veränderung des Schmelzindexes bewirkt. Daher muß man gegebenenfalls auf ein anderes Mittel zur Modifizierung des Schmelzindexes zurückgreifen. Es wurde gefunden, daß Wasserstoff den Schmelzindex des Produktes beeinflußt. Gewöhnlich erhöht sich der Schmelzindex des Produktes mit der Wasserstoffkonzentration im Gasstrom.Product relatively insensitive to temperature, in that a moderate change in the working temperature does not cause any noticeable change in the melt index. Therefore must if necessary, resort to another means of modifying the melt index. It was found that Hydrogen affects the melt index of the product. Usually the melt index of the product increases with the Hydrogen concentration in the gas flow.

Gegebenenfalls kann auch zur Regelung des System irgendein m gegenüber dem Katalysator und den Reaktionsteilnehmeminertes Gas anwesend sein.Optionally, also to the system controller either m to the catalyst and the gas Reaktionsteilnehmeminertes be present.

Bei der Herstellung von Mischpolymerisaten aus Äthylen und Propylen oder anderer Monomerer mit niedriger Reaktionsfähigkeit wurde weiterhin gefunden, daß die Anwesenheit von Wasserstoff die Reaktionsfähigkeit des Monomeren mit niedriger Reaktionsfähigkeit verbessert.In the production of copolymers from ethylene and propylene or other monomers with low reactivity it was further found that the presence of hydrogen reduces the reactivity of the monomer with low reactivity improved.

Es ist wesentlich, bei einer Temperatur unterhalb der Sinter-It is essential that at a temperature below the sintering

temperatur der Polymerisatteilchen zu arbeiten. Um sicherzustellen, daß kein Sintern erfolgt, sind Arbeitstaperaturen beträchtlich unter der Sintertemperatur zweckmäßig. Zur Herstellung von Homopolymerisaten wird eine Arbeitsteraperatur von etwa 90-1100C. bevorzugt, während für Mischpolymerisate eine Arbeitstemperatur von etwa 900C* oder niedriger zweckmäßig ist.temperature of the polymer to work. To ensure that no sintering occurs, working temperatures well below the sintering temperature are useful. For the preparation of homopolymers, a Arbeitsteraperatur is preferably from about 90-110 0 C., during a working temperature is to copolymers of about 90 0 C * or lower expedient.

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Das Verfahren erfolgt bei einem Druck von etwa 2,8-21 kg/cm oder mehr, wobei ein Arbeiten bei mittleren und erhöhten Drucken die Wärmeübertragung begünstigt, da eine Druckerhöhung die Wärmekapazität des Gases pro V ο lumen einheit erhöht.The procedure is carried out at a pressure of about 2.8-21 kg / cm or more, with working at medium and high pressures favoring the heat transfer, since a pressure increase the heat capacity of the gas per unit of volume increases.

Der Katalysator wird mit einer seinem Verbrauch gleichen Geschwindigkeit am einem Punkt 30 oberhalb des Verteilungsbodens 20 in der Bett eingeführt. Die Einführung erfolgt vorzugsweise an einem Punkt etwa 1/4 bis 3/4 der Betthöhe. Die Einführung des Katalysators an einem Punkt oberhalb des Verteilungsbodens ist ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung. Die erfindungsgemäß verwendeten Silylchromatkatalysatoren sind äußerst aktiv. Die Einführung in das Gebiet unterhalb des Verteilungsbodens könnte den Beginn der Polymerisation dort bewirken und möglicherweise ein Verstopfen des Verteilungsbodens verursachen. Statt, dessen unterstützt die Einführung in ein lebendiges Bett die Katalysatorvertei lung durch das Bett und schließt die Bildung lokalisierter Stellen hoher'Katalysatorkonzentrationen aus, die zur Bildung "heißer Stellen" führen kann.The catalyst is introduced into the bed at a point 30 above the distribution tray 20 at a rate equal to its consumption. The introduction takes place preferably at one point about 1/4 to 3/4 of the bed height. The introduction of the catalyst at a point above the Distribution tray is an important feature of the present invention. The silyl chromate catalysts used according to the invention are extremely active. The introduction into the area below the distribution tray could initiate the polymerization cause there and possibly cause clogging of the distribution base. Instead, support it the introduction into a living bed removes the catalyst distribution through the bed and closes the formation of more localized Make high 'catalyst concentrations, which lead to the formation "hot spots" can result.

Ein Teil oder der gesamte1zusätzliche Beschickungsstrom wird verwendet» um den Katalysator in das Bett zu führen. Vorzugsweise wird nur ein Teil des zusätzlichen Beschickungsstromes als Träger für den Katalysator verwendet, da bei hohen Produktivitäten die Einführung einer großen Gasmenge in'die Seite des Bettes die Eigenschaften des Bettes stören ~ und eine "Kanalbildung" usw. verursachen kann· Als Alternative kannA portion or all of one additional feed stream is used "to guide the catalyst in the bed. Preferably only a portion of the additional feed stream is used as a support for the catalyst since, at high productivities, the introduction of a large amount of gas into the side of the bed can interfere with the properties of the bed and cause "channeling" etc. Alternatively

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ein Teil deB zurückgeführten Gaastromea umgeleitet werden, um den Katalysator in daa Bett zu führen.part of the returned Gaastromea can be diverted to to lead the catalyst in the bed.

Die Produktivität des Bettea wird einzig durch die Geachwiidigkeit der Katalysatoreinführung beatimmt. Sie kann durch bloße Geachwindigkeitaerhöhung erhöht und durch Geschwindigkeitaverminderung der Katalysatoreinführung verringert werden.The productivity of the Bettea is only increased by its agility the introduction of the catalyst. You can by mere Increased speed increase and reduced speed the introduction of the catalyst can be reduced.

Da jede Veränderung der Geschwindigkeit der Katalysatoreinfuhrung die Bildungsgeschwindigkeit der Reaktionswärme verändert, wird die Temperatur des Rückführungsgases ..aufwärts oder abwärts eingestellt, um die Veränderung der Geschwindigkeit der Wärmebildung anzupassen. Dies gewährleistet die Aufrechterhaltung eines Bettes mit praktisch konstanter Temperatur. Eine vollständige Instrumentierung sowohl des Wirbelbettes als auch des Kühlsystems für daa Rückführungagas ist selbstveratändlich notwendig, um jede Temperaturveränderung im Bett festzustellen, ao daß man eine geeignete Anpaasung der Teinperetur des Rückfiihrung3gäses vornehmen kann.As any change in the rate of catalyst introduction If the rate of formation of the heat of reaction changes, the temperature of the recycle gas becomes ..upward or set down to adjust the rate of change in heat generation. This ensures maintenance a bed with a practically constant temperature. A full instrumentation of both the fluidized bed as well as the cooling system for the recirculation gas of course necessary for any temperature change to establish in bed that a suitable adjustment of the temperature of the return gas can be made.

Unter einer gegebenen Kombination von Arbeitsbedingungen wird das Wirbelbett auf einer praktisch konstanten Höhe gehalten, indem man einen Teil des Bettes als Produkt mit gleicher Geschwindigkeit wie die Bildungageachwindigkeit des fein zerteilten Polymerisatproduktes abzieht. Da die Geschwindigkeit der Wärmebildung unmittelbar zur Produktbildung in Beziehung steht, entscheidet eine thermische Analyse des den Reaktor verlassenden Gases die Geschwindigkeit der Bildung des fein zerteilten Polymerisates.Under a given combination of working conditions, the fluidized bed is kept at a practically constant height, by taking part of the bed as a product at the same rate how the formation rate of the finely divided polymer product subtracts. Because the speed the heat generation is directly related to the product formation, a thermal analysis of the reactor decides leaving gas the rate of formation of the finely divided polymer.

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Das fein zerteilte Polymerisatprodukt wird vorzugsweise kontinuierlich an einem Punkt 34 oder in der Nähe des Verteilungsbodens 20 in Suspension mit einem Teil des Gasstromes abgezogen, der vor einem Absetzen der Teilchen entlüftet wird, um eine weitere Polymerisation und ein Sintern zu vermeiden, wenn die Teilchen ihre abschließende Sammelzone erreichen. Das suspendierende Gas kann auoh,wie oben erwähnt, zur Überführung des Produktes von einem Reaktor in einen anderen Reaktor verwendet werden«The finely divided polymer product is preferably continuous withdrawn at a point 34 or in the vicinity of the distribution tray 20 in suspension with part of the gas stream, which is vented before the particles settle in order to avoid further polymerization and sintering, when the particles reach their final collection zone. As mentioned above, the suspending gas can also be used for transfer of the product from one reactor to another reactor «

Das fein zerteilte Polymerisat wird zweckmäßig und vorzugsweise durch das aufeinander folgende Arbeiten eines Paares zeitlich abgestimmter Ventile 36 und 38 abgezogen, die eine Scheidezone 4-0 begrenzen . Während das Ventil 38 geschlossen ist, öffnet sich das Ventil 36 und läßt eine Gas- und Produktmenge in die Zone 40 zwischen ihm und Ventil 36 austreten, .das sich dann schließt. Das Ventil 38 öffnet sich und gibt das Produkt an eine äußere Gewinnungszone weiter, worauf es sich bis zur nächsten Folge schließt.The finely divided polymer is expedient and preferably made by the successive work of a couple Timed valves 36 and 38 withdrawn which delimit a 4-0 cutting zone. While the valve 38 is closed the valve 36 opens and allows a quantity of gas and product to escape into the zone 40 between it and valve 36, .that then closes. The valve 38 opens and passes the product to an external recovery zone, whereupon it closes until the next episode.

Schließlich ist der Wirbelbettreaktor mit einem entsprechenden Entlüftungssystem versehen, um ein Entlüften des Bettes bei Einleitung und Abschluß des Verfahrens zuzulassen.Finally, the fluidized bed reactor is provided with an appropriate venting system in order to ventilate the bed To allow initiation and conclusion of the procedure.

Die erfindungsgemäßen, fein zerteilten Katalysatorsysteme scheinen ein Produkt mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 20-40 mesh zu liefern, in welchem Katalysator- und Trägerrückstände ungewöhnlich gering sind. Der Katalysatorrückstand beträgt etwa 0,001 Gew.-^ Chrom im erfindungsgemäßenThe finely divided catalyst systems of the present invention appear to provide a product having an average particle size of about 20-40 mesh in which catalyst and support residues are unusually low. The catalyst residue is about 0.001 wt. - ^ Chromium in the invention

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Produkt. Der geringe Gehalt an Katalysatorrückstand wird der hohen Produktivität des Katalysators und seiner Fähigkeit zur Unterteilung zugeschrieben. Produktivitäten über 2000 kg Polymerisat pro kg Katalysator sind dabei festgestellt worden.Product. The low content of catalyst residue is the attributed to the high productivity of the catalyst and its ability to subdivide. Productivities over 2000 kg Polymer per kg of catalyst were found.

Im Vergleich mit zur Zeit gebräuchlichen Aufschlämmungs- und Lösungsverfahren wurden beim Arbeiten des erfindungsgemäiien Wirbelbettreaktors verschiedene Vorteile festgestellt.Compared to currently used slurry and Solution methods were used in the work of the invention Fluidized bed reactor noted several advantages.

Ein Hauptvorteil besteht darin, daß das Polymerisat nicht dazu neigt, die Reaktorwände zu überziehen. Die Bildung eines Polymerisatüberzuges auf den Wänden von Aufschlämmungs- und Lösungsreaktoren iat ein relativ unkontrollierbares und unvorhersehbares Phänomen, das die Wärmeübertragung behindert und ein "Abbrechen" von Polymerisatklumpen in das System bewirken kann.A major advantage is that the polymer does not tend to coat the reactor walls. The formation of a Polymer coating on the walls of slurry and solution reactors is relatively uncontrollable and unpredictable Phenomenon that hinders heat transfer and "breaking off" of polymer lumps in the system can cause.

Auf virtschaftlicher Grundlage scheint der Wirbelbettreaktor geringere Installierungs- und Betriebskosten zu verursachen.The fluidized bed reactor appears to be economically viable cause lower installation and operating costs.

Weiterhin ist er stabiler, da er dazu neigt, jede plötzliche Veränderung der Arbeitsbedingungen zu dampfen bzw. regulieren. Beim Betreiben des Wirbelbettreaktora acheint es daher mehr Spielraum zu geben· Furthermore, it is more stable because it tends to dampen or regulate any sudden change in working conditions. Therefore, when operating the Wirbelbettreaktora it acheint to give more leeway ·

Schließlich ist der entsch^denste Vorteil die verbesserte Möglichkeit einer Kontrolle der Gaszusammensetzung. Die Gaszusammensetzung in Aufschlämmungs- und Lösungsreaktoren wird durch die Monomerenlöslichkeit und -diffuaivität begrenzt. Da im Wirbelbettreaktor keine Flüssigkeiten vorliegen, ist die Gaszusammensetzung praktisch unendlich variabel und wird in derFinally , the most important advantage is the improved possibility of controlling the gas composition. The gas composition in slurry and solution reactors is limited by the monomer solubility and diffusivity. Since there are no liquids in the fluidized bed reactor, the gas composition is practically infinitely variable and is in the

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Praxis nur durch die relativen Reaktionsfähigkeiten der anwesenden Monomeren beeinflußt.Practice only through the relative responsiveness of those present Affected monomers.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Katalysatoren, die Arbeits- , weise des erfindungsgemäßen Wirbelbettreaktors und die Eigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten Polymerisate.The following examples illustrate the preparation of the catalysts according to the invention, the working, as the fluidized bed reactor of the invention and the properties of the polymers according to the invention.

Die Eigenschaften der in den Beispielen hergestellten Polymerisate wurden nach den'folgenden Testverfahren bestimmt:The properties of the polymers prepared in the examples were determined according to the following test procedures:

^ Dichte - ASTM D-1505. Platten wurden 1 Stunde bei 12O0C. behandelt, um sich einer Gleichgewichtskristallinität zu nähern.^ Density - ASTM D-1505. Plates were treated for 1 hour at 12O 0 C. to approach equilibrium crystallinity a.

Schmelzindex - ASTM D-1238. Gemessen bei 1900C. und angegeben als g pro 10 Minuten.Melt Index - ASTM D-1238. Measured at 190 ° C. and stated as g per 10 minutes.

Fließgeschwindigkeit - ASTM D-1238. Gemessen beim 10-fachen Gewicht, das im obigen Schmelzindex-Test verwendet wurde.Flow Rate - ASTM D-1238. Measured at 10 times the weight used in the melt index test above.

Fließverhältnia =Flow ratio nia =

SchmelzindexMelt index

Steifheit - ASTM D-638
Zugfestigkeit - ASTM D-638
Streckgrenze - ASTM D-638
Dehnung - ASTM D-638
Stiffness - ASTM D-638
Tensile Strength - ASTM D-638
Yield Strength - ASTM D-638
Elongation - ASTM D-638

Zug-Schlagfeatigkeit - ASTM D-256. Die Probe wurde nicht gekerbt und so in einen Izon-Schlagtester festgeklammert, daß sie bei Spannung gebrochen wurde. Tensile Impact Strength - ASTM D-256. The sample was not scored and was clamped in an Izon impact tester so that it would break when stressed.

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Farbe - Dadurch wurde die Vergilbung und Weißheit mittels eines für Reflektionamesaungen modifizierten, verkleinerten Beckman-Spektrophotometers, Modell B, bestimmt. Zur Einstellung und Kalibrierung des Instrumentes wurde eine vom National Bureau of Standards erhaltene "Vitrolite"-Reflektionsstandardprobe verwendet. Die Reflektion wurde mit geeigneten Platten bei 430 und 550 Millimicron gemessen. Die Weisheit ist der Wert der prozentualen Reflektion bei 550 Millimicron. Die Gelbheit ist die prozentuale Reflektion bei 550 minus der prozentualen Reflektion bei 430 Millimicron. Dieser Test wird ^ zur Qualitätskontrolle verwendet und ist ähnlich dem ASTM Test D-1925-63T.Color - This was means of yellowing and whiteness a modified, scaled-down one for reflection measurements Beckman Spectrophotometer, Model B. To recruitment and calibration of the instrument was a "Vitrolite" reflectance standard sample obtained from the National Bureau of Standards used. The reflectance was measured with suitable plates at 430 and 550 millimicrons. The wisdom is that Percentage reflectance value at 550 millimicrons. The yellowness is the percentage reflection at 550 minus the percentage reflection at 430 millimicrons. This test is used for quality control and is similar to the ASTM Test D-1925-63T.

Beispiel 1
Herstellung des Katalysators
example 1
Manufacture of the catalyst

1000 g eines Kieselsäureträger der folgenden Zusammensetzungi1000 g of a silica carrier of the following composition i

Gew.Weight -jo -jo TrockenbasisDry basis

Al2O5 0Al 2 O 5 0

SiO2 97,95SiO 2 97.95

Na2O 0,05Na 2 O 0.05

SO. (wasserlöslich) · 0 λ SO. (water soluble) · 0 λ

mit den folgenden physikalischen Eigenschaften:with the following physical properties:

mesh-größe; U.S. Standard Gew.-$ größer alsmesh size; U.S. Standard Wt- $ greater than

60 0,0 max.60 0.0 max.

100 4,0 max.100 4.0 max.

HO 10,0 max.HO 10.0 max.

■ 200 ' 9-33 * ·■ 200 '9-33 * ·

Oberflächengebiet 338 m/gSurface area 338 m / g

durchscnittl. Porendurchmesser 170 Äaverage Pore diameter 170 Å

der in einer Stickstoffatmosphäre bei Temperaturen von 325-700°0. getrocknet worden war, wurde unter Rühren und unter einer Stick-that in a nitrogen atmosphere at temperatures of 325-700 ° 0. had been dried, was stirred and under a stick

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stoffatmosphäre zu 4 1 Isopentan in einem 5-1-Kolben zugefügt, der in seinem Boden mit einem gesinterten Glasfilter versehen war. Dann wurden 41,5 Millimol Bistriphenylsilylchromat zugefügt, und es wurde etwa 1 Stunde weiter gerührt.substance atmosphere added to 4 1 isopentane in a 5-1 flask, which is provided with a sintered glass filter in its bottom was. Then 41.5 millimoles of bistriphenylsilylchromate were added, and stirring was continued for about 1 hour.

In einem zweiten, zur Kühlung ummantelten und gut mit trockenem Stickstoff durchgespülten Kolben wurden 585 Millimol Triäthylaluminium in 200 ecm Isopentan gelöst. Unter heftigem Rühren der Lösung und mit Kühlen, um die Temperatur auf etwa 250C. zu halten, wurden dann 570 Millimol Äthanol zur Bildung von Äthoxydiäthylaluminium zugefügt, das dann zur Suspension aus Kieselsäure und Bistriphenylsilylchromat im 5-1-Kolben zugegeben wurde. Nach 30 Minuten langem Rühren wurde das Lösungsmittel durch den gesinterten Glasfilter abgelassen und getestet; es war praktisch frei von Aluminium und Chrom. Der Rückstand wurde leicht erwärmt, und es wurde trockener Stickstoff hindurchgeleitet, bis ein frei fließender, praktisch trockener, pulverförmiger Trägerkatalysator erhalten ^ wurde.In a second flask, jacketed for cooling and flushed thoroughly with dry nitrogen, 585 millimoles of triethylaluminum were dissolved in 200 ecm of isopentane. With vigorous stirring of the solution and with cooling to maintain the temperature at about 25 0 C., 570 mmol of ethanol were added to form Äthoxydiäthylaluminium then which was then added to the suspension of silica and Bistriphenylsilylchromat in 5-1 flask. After stirring for 30 minutes, the solvent was drained through the sintered glass filter and tested; it was practically free of aluminum and chrome. The residue was warmed slightly and dry nitrogen was passed through until a free-flowing, practically dry, powdered supported catalyst was obtained.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Herstellung von Olefinpolymerisates in einem Wirbelbettreaktor unter Verwendung des in Beispiel 1 hergestellten, pulverigen, fein zerteilten Katalysators.The following examples illustrate the preparation of olefin polymer using a fluidized bed reactor of the powdery, finely divided catalyst prepared in Example 1.

2098 11/14332098 11/1433

Beispiel 2 "bis 5Example 2 "to 5

Dabei wurde ein ummantelter Reaktor gemäß der beiliegenden Zeichnung mit einem Eeaktionaabachnitt mit einem Verhältnia von Durchmesser zu Höhe von etwa 1:7,5 und einem oberen Abschnitt mit einem Verhältnis von Durchmesser zu Höhe von etwa 1:2 bei einem Druck von etwa 7 kg/cm und einer Gasflußgeschwindigkeit zwischen 3 und 4 G- betrieben. Bei Temperaturen von 90-1100G. wurden Homopolymerisate hergestellt, während die Herstellung von Misch-polymerisaten bei 800G. oder darunter erfolgte. Zur Regelung des Schmelzindexes wurde Wasserstoff verwendet.A jacketed reactor according to the accompanying drawing with a reaction section with a ratio of diameter to height of about 1: 7.5 and an upper section with a ratio of diameter to height of about 1: 2 at a pressure of about 7 kg / cm and a gas flow rate between 3 and 4 G- operated. At temperatures of 90-110 0 G. homopolymers were prepared, while the production of mixed polymers in 80 0 G. or below was carried out. Hydrogen was used to regulate the melt index.

Die in diesem Reaktor hergestellten Polymerisate sind in Tabelle 1 aufgeführt.The polymers produced in this reactor are listed in Table 1.

209B11/H33209B11 / H33

Beispl.Example Tabelle 1Table 1 HomopolymerisateHomopolymers 8888 33 II. 9595 .Produkt.Product 22 77th PolyäthylenPolyethylene 77th SchmelzindexMelt index PolyäthylenPolyethylene % 5,0 % 5.0 0,490.49 19,419.4 FließgeschwindigkeitFlow rate 0,050.05 58,158.1 -—- FließverhältsnisFlow ratio 8,2 ·8.2 95,095.0 119119 80.680.6 Dichtedensity 162162 0,96900.9690 Steifheit; kg/cm2 Stiffness; kg / cm 2 0,96700.9670 11 76011 760 OO Zug3chlagfestigkei-tTensile strength 11 20011 200 4242 to
Ort
to
location
pjarbe - Weißheitpjarbe - whiteness 109109 -
ο Gelbheitο yellowness - ^ropylengehalt^ ropylene content - -- COCO --tlurchscnittliehe Reaktorbedingungen- average reactor conditions temperatur; 0C.temperature; 0 C. ^ruck; kg/cm^ jerk; kg / cm £Jrasserstof£ gehalt; VoI-;£ hydrogen content; VoI-; Propylengehalt; Vol-$·Propylene content; Vol- $ Xthylengehalt; Vol-#Ethylene content; Vol- #

Mischp olymerisat eMischp olymerisat e

Äthylen/Propylen Äthylen/PropylenEthylene / propylene ethylene / propylene

0,82 " 9,60.82 "9.6

92,9 82692.9 826

113 ' -86113 '-86

0,9493 0,93490.9493 0.9349

6 020 4 060 v^6 020 4 060 v ^

49 35 ^49 35 ^

4,24.2

6,86.8

8181

10 20 70°10 20 70 °

Beispiel 6 bis 15Example 6 to 15

In den folgenden Beispielen wurde ein größerer Wirberbettreaktor mit einem unteren Reaktionsabschnitt von 60 cm Durchmesser und 360 cm Höhe und einem oberen Abschnitt von 105 cm Durchmesser und 105 cm Höhe verwendet. Das wirbeiförmige Harzbett im Reaktionsabschnitt war 210-300 cm tief und wurde von einem 60 mesh Drahtsieb aus rostfreiem Stahl gehalten, das seinerseits durch Stahlstäbe gehalten wurde.A larger fluidized bed reactor was used in the following examples with a lower reaction section of 60 cm in diameter and 360 cm high and a top section 105 cm in diameter and 105 cm in height. The vortex-shaped resin bed the reaction section was 210-300 cm deep and was held by a 60 mesh stainless steel wire screen, which in turn was held in place by steel rods.

Der Reaktor wurde für die Verwendung vorbereitet, indem man ihn mit sauberen, trockenen, fein zerteilten Polyäthylen füllte.The reactor was prepared for use by filling it with clean, dry, finely divided polyethylene.

Der Peuchtigskeits- und Sauerstoffgehalt des Bettes wurde durch erneutes Zirkulieren von Stickstoff oder Äthylen beiThe bed's humidity and oxygen levels were by recirculating nitrogen or ethylene

einem
80-90 C. und Entlüften.bis zu / Feuchtigkeitsgehalt von 50-100 Teileipro Mill, verringert.· Das Bett wurde weiter durch Verwirbeln des fein zerteilten Polyäthylens mit Stickstoff bei 80-1000C. vorbereitet, wobei ausreichend Triäthylaluminium zur Reaktion mit der gesamten Feuchtigkeit und anderen Spuren von verbleibenden Giftan-zugefügt wurde. Dann wurde der Stickstoff entlüftet und mit der Äthylenbeschickung und dann der Katalysatorbeschickung in die Seite des Bettes begonnen, wodurch die Reaktion eingeleitet wurde.
one
80-90 C. and Entlüften.bis to / moisture content of 50-100 Teileipro Mill reduced. · The bed was further prepared by vortexing the finely divided polyethylene with nitrogen at 80-100 0 C., with sufficient triethylaluminum to react with the all moisture and other traces of remaining toxin has been added. The nitrogen was then vented and the ethylene feed and then the catalyst feed to the side of the bed commenced, thereby initiating the reaction.

Mit fortschreitender Polymerisation wurde daa ursprüngliche, fein zerteilte Polyäthylenbett durch die neu gebildeten, polymerisierten Teilchen des gewünschten Polymerisates ersetzt und als Teil des Produktes abgezogen. Allmählich wurde das Bett mit dem aus der monomeren Beschickung gebildeten Produkt gefüllt. Zur Regelung des Schmelzindexes und Molekulargewichtes wurde in vielen Beispielen Wasserstoff verwendet.As the polymerization progressed, the original, finely divided polyethylene bed through the newly formed, polymerized Particles of the desired polymer replaced and withdrawn as part of the product. Gradually the bed became filled with the product formed from the monomer feed. For regulating the melt index and molecular weight hydrogen was used in many examples.

209811/U33209811 / U33

-2A--2A-

Die in Tabelle 2 zusammengefaßten Beispiele 6 bis 8 zeigen die nach dem'obigen Verfahren in diesem Reaktor hergestellten Polymerisate unter Verwendung des in Beispiel 1 hergestellten Katalysators.Examples 6 to 8 summarized in Table 2 show those produced by the above process in this reactor Polymers using the catalyst prepared in Example 1.

Die in Tabelle 3 genannten Beispiele.9 bis 15 zeigen Produktivität suntarsuchungen in einem Reaktor mit 60 cm Durchmesser. Dabei wurde Polyäthylen hergestellt, wobei 100 aß> Äthylen bei einer Oberflächenmassengeschwindigkeit von 1590 lb/hr sq.ft. oder 3,8 G- in einen Reaktor eingeführt wurden, der auf 1000C. und einem Reaktordruck von 7 atü gehalten wurde.Examples 9 to 15 mentioned in Table 3 show productivity tests in a reactor with a diameter of 60 cm. Thereby, polyethylene was produced, with 100 a ß> ethylene at a surface mass velocity of 1590 lb / hr sq.ft. or 3.8 G- were introduced into a reactor which was kept at 100 ° C. and a reactor pressure of 7 atmospheres.

2Ö981 1/U332Ö981 1 / U33

Beisp»Example »

Tabelle 2Table 2 HomopolymerisateHomopolymers

Mischpolymerisat 8Mixed polymer 8

Produktproduct

SchmelzindexMelt index FließgeschwindigkeitFlow rate FließverhältnisFlow ratio

Dichtedensity

Steifheit; kg/cm2 ZugeschlagfestigkeitStiffness; kg / cm 2 tensile strength

Farbe - Weißheit GelbheitColor - whiteness yellowness

co Propylengehalt; G ewco propylene content; G ew _, Zugfestigkeit; kg/cm_, Tensile strenght; kg / cm

PolyäthylenPolyethylene PolyäthylenPolyethylene 0,180.18 0,980.98 26,126.1 7373 221221 7575 0,96040.9604 0,96430.9643 9590 ■9590 ■ 12 39012 390 7979 4848 9090 9797 -1-1 -3-3 keinno keinno

Streckgrenze; kg/cm Dehnung; $> Yield strength ; kg / cm elongation; $>

durchschnittliche Reaktorbedingungenaverage reactor conditions

Temperatur; oC. Druck; kg/cm Wasserstoffgehalt; Vol-# Propylengehalt; Vol-# ■ Ithylengehalt; Vol-?£ G1 n-P (Oberflächenmassengeschwindi^s) Produktionsgeschwidigk; kg/std fiaum/Zeit-Ausbeute;lb/hr/cuft. Katalysatorproduktivität; kg/kgTemperature; oC. Pressure; kg / cm hydrogen content; Vol # propylene content; Vol- # ■ ethylene content; Vol-? £ G 1 n -P (surface mass velocity) production velocity; kg / h fiaum / time yield; lb / hr / cuft. Catalyst productivity; kg / kg

9393 100100 77th 77th 5,05.0 2020th keinno keinno 95,095.0 80,080.0 3,53.5 3,53.5 25,925.9 26,326.3 2,32.3 2,32.3 10001000 20002000

Äthylen/Propylen 0,31 39,4 127Ethylene / propylene 0.31 39.4 127

0,9513 7210 740.9513 7210 74

89 -589 -5

1,85 214,2 214,2 3601.85 214.2 214.2 360

1,51.5

93,593.5

3,53.5

22,522.5

2,02.0

2000+2000+

TabelleTabel

Beiap. Bett- Dauer d. Temp.-differenz Produktivität Beiap. Bed duration d. Temp. Difference productivity

tiefe Ansatzes zwischen Gasein- Bildungsgeschwind. deep approach between gas in- formation speed.

m std laß und -auslaß kg/std Ib pro std 0C. (ou.ft.) m std outlet and outlet kg / std Ib per hour 0 C. (ou.ft.)

kg Harzkg of resin Temperaturgradient
im Bett; 0C.
Temperature gradient
in bed; 0 C.
g Katalys.g cat. 33 830830 55 17001700 99 24002400 66th 18401840 44th 11401140 ro ώro ώ 10501050 VJlVJl 13901390

9 3 10,5 559 3 10.5 55

10 3 88 54 10 3 88 54

11 3 20 40 11 3 20 40

12 3 8 4312 3 8 43

13 2,4 8 35 U 2,4 10" 4313 2.4 8 35 U 2.4 10 " 43

κ».. 15 2,4 21 41 κ ».. 15 2.4 21 41

34,734.7 2,442.44 43,143.1 3,033.03 41,541.5 2,902.90 47,247.2 3,303.30 40,640.6 3,603.60 44,044.0 3,863.86 37,637.6 3,303.30

CDCD

cncn

O CDO CD

Beispiel 1_6_ ' Example 1_6_ '

Um die Wirkung von Wasserstoff auf den Schmelzindex zu zeigen, wurde Äthylen in dem in Beispiel 2 bis 5 verwendeten Wirbelbett-reaktor in Anwesenheit und Abwesenheit von Wasserstoff polymerisiert. Die Reaktionen erfolgten bei einem Druck von 7 atü und einer Temperatur von 11O0G. Die in Tabelle 4 genannten Ergebnisse zeigen, daß die Wasserstoffanwesenheit in der Dampfhase des Wirbelbettreaktors eine Erhöhung des Schmelzindexes bei Verwendung eines Silylchromates als Katalysator verursacht.To demonstrate the effect of hydrogen on the melt index, ethylene was polymerized in the fluidized bed reactor used in Examples 2 to 5 in the presence and absence of hydrogen. Reactions were carried out atm at a pressure of 7 and a temperature of 11O 0 G. The results listed in Table 4 show that the hydrogen presence caused a Silylchromates as a catalyst in the vapor-phase of the fluidized bed reactor to increase the melt index in use.

Tabelle 4Table 4

$ H0 Schmelz- Fließ- Fließ- Dichte Steif- Zugschlag- grundmo- d index geschw.verläLtn. heit 2 festigkeit lare Vis- $ H 0 Melt- Flow- Flow- Density Rigid-Tensile-Impact Basic- d index speed-lengthened. 2 strength lare vis-

kg/cm kositats-kg / cm health

00 ,7, 7 00 ,00, 00 3,53.5 e 1e 1 -- 1717th 5656 00 ,9659, 9659 1043010430 11 1111 33 - 77th ,0, 0 00 ,09, 09 1414th 11 5353 00 ,9641, 9641 97309730 11 2929 22 ,5, 5 88th ee 00 ,26, 26 4040 11 00 ,9718, 9718 1141011410 5656 ,9, 9 BB. i si s P iP i

Um die Verteilung der Teilchengröße des Produktes zu zeigen, wurde ein fein zerteiltes Polyäthylenprodukt mit den folgenden Ergebnissen einer Siebanalyse unterworfen:To show the particle size distribution of the product, a finely divided polyethylene product was prepared with the following Subject to the results of a sieve analysis:

Größenverteilung # des Produktes mesh Size distribution # of the product mesh

>12 : 2,6> 12: 2.6

^•12 >20 10,3^ • 12 > 20 10.3

^20 >40 23,3^ 20> 40 23.3

^40 >100 , 58,8.^ 40> 100, 58.8.

4100 5,04100 5.0

20981 1/U3320981 1 / U33

- 28 Beispiel 18 - 28 Example 18

Poly-(isobutylaluminiuBioxyd) wurde hergestellt, indem man 300Poly (isobutylaluminum oxide) was made by adding 300

bei Milliäquivalente Wasser langsam und/genügender Kühlung undwith milliequivalents of water slowly and / sufficient cooling and

gründlichem JRühren zu 300 Milliäquivalenten Triisobutylaluminium, in 300 ecm Hexan gelöst, in einem Kolben unter konstantem Durchspülen mit trockenem Stickstoff zugab.thorough stirring to 300 milliequivalents of triisobutylaluminum, dissolved in 300 ecm hexane, added in a flask with constant flushing with dry nitrogen.

10 ecm des erhaltenen Poly-(isobutylaluminiumoxyds) wurden mit Hexan in einem zweiten Kolben unter Stickstoff auf 500 ecm verdünnt. Es wurden 120 Mikromol Chrom-2-äthylhexanoat zugefügt und die erhaltene Lösung gründlich gemischt. Dann wurde die Lösung durch ein Wirbelbett von 10 cm Durchmesser, das Polyäthylenharz auf eine Tiefe von 30-45 cm enthielt, auf praktisch atmosphärischem Druck und durch Bewegen und mit trockenem Stickstoff verwirbelt wurde, geleitet. Der Stickstoff wurde n±ht zurückgeführt. Die Katalysatorlösung wurde innerhalb von etwa 20-30 Minuten zugefügt, wobei das Bett auf etwa 60-700C. gehalten und durch einen bei 40 Umdr./min laufenden Rührer gerührt wurde. Die Verwirbelung mit trocleiem Stickstoff wurde W aufrechterhalten, bis das Bett trookan'war, was durch seine Temperatur angezeigt wurde.10 ecm of the poly (isobutylaluminum oxide) obtained were diluted to 500 ecm with hexane in a second flask under nitrogen. 120 micromoles of chromium 2-ethylhexanoate were added and the resulting solution was mixed thoroughly. The solution was then passed through a fluidized bed 10 cm in diameter containing polyethylene resin to a depth of 30-45 cm at virtually atmospheric pressure and fluidized by agitation and dry nitrogen. The nitrogen was not returned. The catalyst solution was added over about 20-30 minutes, the bed was maintained at about 60-70 0 C. and stirred at 40 rpm by a running stirrer. The fluidization with nitrogen was maintained trocleiem W until the bed trookan'war, as indicated by its temperature.

Das den trockenen, dispergierten Katalysator enthaltende Harz wurde dann bis zur Verwendung unter Stickstoffdruck gehalten.The resin containing the dry, dispersed catalyst was then maintained under nitrogen pressure until used.

20981 1/U3320981 1 / U33

Beispiel 19Example 19

Zur Herstellung von Poly-(i3obutylaluniiniuKioxyd) wurden 960 ecm einer Lösung, die Hexan und Triisobutylaluminium in einer Konzentration von 1 Mol Triisobutylaluminium pro 1 Lösung enthielt, zuerst in einen 2-1-Kolben gegeben, der zwecks Kühlung ummantelt und mit trockenem Stickstoff durchgespült war. Dann wurden unter heftigem Rühren und Kühlen, um die Temperatur der Mischung unter 350C. zu haLten, 960 Millimol Wasser langsam zugegeben. To prepare poly (i3obutylaluminum oxide), 960 ecm of a solution containing hexane and triisobutylaluminum in a concentration of 1 mol of triisobutylaluminum per 1 solution were first placed in a 2-1 flask which was jacketed for cooling and flushed with dry nitrogen . Then was added to the mixture temperature below 35 0 C. to hold, 960 millimoles water slowly with vigorous stirring and cooling.

1000 g eines in Beispiel 1 beschriebenen Kieselsäureträgers wurden unter Rühren zu 3»0 1 Isopentan unter einer Decke aus1000 g of a silica carrier described in Example 1 were extracted from under a blanket with stirring to 3 »0 1 isopentane

trockenem Stickstoff in einem 5-1-Kolben' gegeben, der mit einem Rührer und einem gesinterten Glasfilter am Boden versehen war. Dann wurden 120 Millimol Chrom-2-äthylhexanoat in Hexan gelöst zugefügt, worauf das Polyisobutylaluminiumoxyd zugegeben wurde. Es wurde weitere 20 Minuten gerührt. Das Lösungsmittel wurde durch den gesinterten Glasfilter abgelassen und getestet. Es erwies sich als praktisch frei von Aluminium und Chrom. Der Rückstand wurde leicht erwärmt, und es wurde trockener Stickstoff langsam hindurchgeleitet, bis ein frei fließender, praktisch trockener, pulverförmiger Trägerkatalysator erhalten war.dry nitrogen in a 5-1 flask fitted with a stirrer and a sintered glass filter at the bottom. Then 120 millimoles of chromium 2-ethylhexanoate dissolved in hexane were added, whereupon the polyisobutylaluminum oxide was added. It was stirred for a further 20 minutes. The solvent was drained through the sintered glass filter and tested. It was found to be practically free of aluminum and chrome. The residue was warmed slightly, and it was passed slowly dry nitrogen, was until a free-flowing, substantially dry, powdery supported catalyst obtained.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Herstellung von Olefinpolymerisaten in einem Wirbelbettreaktor unter Verwendung des in Beispiel 18 und 19 hergestellten, pulverigen, fein zerteilten Katalysators·The following examples illustrate the preparation of Olefin polymers in a fluidized bed reactor using the powdery, fine prepared in Examples 18 and 19 split catalyst

20981 1/U3320981 1 / U33

Beispiel 20 bis 24Example 20 to 24

Ein der beiliegenden Zeichnung ahnlicher, ummantelter Versuchreaktor mit einem ReaXi-ionsabschnitt mit einem Verhältnis von Durchmesser zu Höhe von etwa 1:7,^ und einem oberen Abschnitt mit einem Verhältnis von Durchmesser zu Hohe, von etwa 1:2 wurde verwendet, um die Arten von Polymerisaten zu bestimmben, die mit dem erfindungsgemäßen Wirbelbettreaktor und den erfindungsgemäßen Katalysatoren hergestellt werden können.A jacketed experimental reactor similar to the accompanying drawing with a reaction section with a ratio from diameter to height of about 1: 7, ^ and an upper section with a diameter to height ratio of about 1: 2 was used to determine the types of polymers with the fluidized bed reactor according to the invention and the catalysts of the invention can be prepared.

Der Reaktor wurde wie übliche bei einem Druck von etwa 7 kg/cm und bei einer Gasflußgeschwindigkeit zwischen 3 und 4 Gmf betrieben. Bei Temperaturen von 90-1100C. · wurden Homopolymerisat hergestellt, während die Herstellung von Mischpolymerisaten bei 8O0C. und darunter erfolgte. Zur Regelung des Schmelzindexes wurde Wasserstoff verwendet.The reactor was operated as usual at a pressure of about 7 kg / cm and at a gas flow rate between 3 and 4 G mf. At temperatures of 90 to 110 0 C. · homopolymer were produced, while the production of copolymers at 8O 0 C. and was carried out under it. Hydrogen was used to regulate the melt index.

Die in diesem Eeaktor hergestellten Polymerisate sind in Tabelle 5 aufgeführt.The polymers produced in this reactor are shown in the table 5 listed.

209811/U33209811 / U33

co c*>co c *>

Tabelle 5Table 5 108108 2121 2222nd MischpolymerisateCopolymers 2424 II. 1795'1795 ' HomopolymerisateHomopolymers 77th Poly
äthylen
Poly
ethylene
Poly
äthylen
Poly
ethylene
2323 Äthylen/
Propylen
Ethylene /
Propylene
** O
CD
O
CD
Beispielexample 2020th 5,55.5 11 22 Äthylen/
Propylen
Ethylene /
Propylene
11
Produktproduct Poly
äthylen
Poly
ethylene
94,594.5 6,06.0 0,080.08 22 1,11.1
Katalysator,herge
stellt gemäb obigem Beispiel
Catalyst, here
according to the example above
11 - 306306 20,320.3 0,050.05 67,667.6
SchmelzindexMelt index 0,510.51 5151 254254 17,317.3 6262 FließgeschwindigkeitFlow rate 41,141.1 0,95020.9502 0,96570.9657 346346 0,9260.926 FließverhältnisFlow ratio 8181 8480
49
8480
49
10 430
63
10 430
63
0,95560.9556 3200
97
3200
97
Dichtedensity 0,95590.9559 62
4
62
4th
-- 6510
76
6510
76
- .-.
Steifheit; kg/cm2
ZugeschlsgTestigkeit
Stiffness; kg / cm 2
Additional strength
8750
90
8750
90
-- -- 6,36.3
Farbe - Weißheit
Gelbheit
Color - whiteness
Yellowness
- 2,52.5 >504> 504
'Propylengehalt'Propylene content -- )504) 504 Betetungsbruchwiderstand; std -Praying break resistance; hours - 107107 8383 8282 durchschnittliche Eeaktorbedingungenaverage reactor conditions 77th 77th 7373 77th Temperatur; 0C.Temperature; 0 C. 0,30.3 4,9 "4.9 " 77th 1010 Druck; kg/cmPressure; kg / cm 8787 95,195.1 55 5.55.5 Wasserstoffgehalt; VoI-^Hydrogen content; VoI- ^ — ■- ■ -- 8585 3535 Äthylengehalt; Vol-#Ethylene content; Vol- # 1010 Propylengehalt; Vol-$Propylene content; Vol- $

Beispiel 25 Example 25

Zur Herstellung eines Äthylen/Propylen-Mischpolymerisates wurde ein Wirbelbettreaktor mit einem unteren Reaktionsabschnitt von 60 cm Durchmesser und 360 cm Höhe und einem oberen Abschnitt von 105 cm Durchmesser und -105 cm Höhe verwendet. Das wirbeiförmige Harzbett im Reaktorabschnitt war 210-300 cm tief und wurde durch ein 60 mesh Drahtsieb aus rostfreiem Stahl getragen, .das seinerseits durch Stahlstäbe gehalten wurde.For the production of an ethylene / propylene copolymer was a fluidized bed reactor with a lower reaction section 60 cm in diameter and 360 cm in height and an upper section 105 cm in diameter and -105 cm in height are used. The eddy-shaped resin bed in the reactor section was 210-300 cm deep and was carried through a 60 mesh stainless steel wire screen, which in turn was held in place by steel rods.

Der Reaktor wurde durch Füllen mit dem in einem vorherigen Versuch hergestellten sauberen, trockenen, fein zerteilten Polyäthylen zur Verwendung vorbereitet. Der Feuchtigkeits- undThe reactor was filled with the one in a previous experiment manufactured clean, dry, finely divided polyethylene prepared for use. The moisture and

Sauerstoffgehalt des Bettes wurde durch erneute Zirkulation von Stickstoff oder Äthylen bei 80-900C. und Entlüftung auf 50-100 Teile pro Mill, verringert. Das Bett wurde durch Verwirbelung des fein zerteilten Polymerisates mit Stickstoff bei 80-1000C. weiter vorbereitet, wobei ausreichend Triäthylaluminiflm zur Reaktion mit der gesamten Feuchtigkeit und anderen, verbleibenden Sauren an Giften zugefügt wurde. Dann wurde der Stickstoff entlüftet und mit der Monomerenbeschickung und dann der Katalysatorbeschickung begonnen, wodurch die Reaktion eingeleitet wurde.Oxygen content of the bed was reduced by re-circulation of nitrogen or ethylene at 80-90 0 C. and venting to 50-100 parts per million. The bed was further prepared by vortexing the finely divided polymer with nitrogen at 80-100 0 C., with sufficient Triäthylaluminiflm for reaction with the total moisture and other remaining acid was added to poisons. The nitrogen was then vented and the monomer charge and then the catalyst charge started, thereby initiating the reaction.

Der Katalysator wurde aus einem Vorratsbehälter unter einer Stickstoffdecke zur Seite des Reaktors eingeführt'und durch den auftreffenden Monomerenstrom in daa Wirbelbett mitgeführt.The catalyst was introduced from a storage container under a nitrogen blanket to the side of the reactor and through the impinging monomer stream is carried along in the fluidized bed.

209811/U33209811 / U33

Mit fortschreitender Polymerisation wurde das ursprüngliche, fein zerteilte Polyäthylenbett durch die neu gebildeten, polymerisierten Äthylen/Propylen-Polymerisatteilchen ersetzt und als Teil des ersten Produktes abgezogen. Allmählich füllte 3ich das Bett mit dem aus der Monomerenbeschickung gebildeten Produkt. Zur Regelung dea Schmelzindexes und des Molekulargewichtes wurde Wasserstoff verwendet.As the polymerization progressed, the original, finely divided polyethylene bed through the newly formed, polymerized Replaced ethylene / propylene polymer particles and stripped off as part of the first product. Gradually filled up I got the bed of the product formed from the monomer feed. To regulate the melt index and the molecular weight hydrogen was used.

Die Arbeitsbedingungen und Eigenschaften des Polymerisates waren wie folgt:
Polymerisateigenschaften
The working conditions and properties of the polymer were as follows:
Polymer properties

Schmelzindex 0,40 Fließgeschwindigkeit ' 40,7Melt Index 0.40, Flow Rate '40.7

.!Fließverhältnis 102.! Flow ratio 102

Dichte 0,9581Density 0.958

Steifheit; kg/cm2 9380Stiffness; kg / cm 2 9380

Zugeschlagfestigkeit 42Tensile Strength 42

Propylengehalt; Gew.-# 1,42Propylene content; Wt. # 1.42

Zugfestigkeit; kg/cm2 ■ 257,25Tensile strenght; kg / cm 2 ■ 257.25

Streckgrenze; kg/cm 257»25Stretch limit; kg / cm 257 »25

Dehnung; $ "65Strain; $ "65

Wasserstoffgehalt;Vol~# 1,5Hydrogen content; vol ~ # 1.5

durchschnittliche Reaktorbedingungen average reactor conditions

Propylengehalt; Vol.-# 3Propylene content; Vol .- # 3

Äthylengehalt; Vol-#- 95,5Ethylene content; Vol - # - 95.5

G- (Oberflächenmassengeachwindigkeit 4,2 mx im Bett)G- (surface mass velocity 4.2 mx in bed)

209811/U33209811 / U33

Beispiel 26Example 26

Um die Verteilung der Teilchengröße des Produktes zu zeigen, wurde das mit dem Katalysator von Beispiel 19 hergestellte, ein zerteilte Polyäthylen mit den folgenden Ergebnissen einer Sieb-Analyse unterworfen:To show the particle size distribution of the product, the one prepared with the catalyst of Example 19 was Subjected a cut polyethylene to sieve analysis with the following results:

Verteilung der Teilchengröße $ des Produktes mesh . ______Distribution of the particle size $ of the product mesh . ______

>12 4,1> 12 4.1

-12 >20 50,1-12> 20 50.1

^20 >40 41 ,0^ 20> 40 41, 0

Z40 >100 4,5Z40> 100 4.5

ZJOO 0,3ZJOO 0.3

209811/1433209811/1433

Claims (1)

Paten tansprüchePatent claims 1,- Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung fester, fein zerteilter Polymerisate aus olefinisch ungesättigten Verbin-dungen düngen, dadurch gekennzeichnet, daß man gleichzeitig:1, - Continuous process of making solid, fine fertilize divided polymers from olefinically unsaturated compounds, characterized in that at the same time: (a) einen gasförmigen, ein polymerisierbares olefin enthaltenden Strom mit einem pulverigen Silylchromat- oder Poly-(hydrocärbylaluminiumoxyd)-Komplexpolymerisationskatalysator für das Olefin in einer Polymerisationszone, die aus einem verwirbelten Bett der gebildeten und sich bildenden Polymerisatteilchen besteht, bei einer zur Aufrechterhaltung einer vollständigen Verwirbelung ausreichenden Massengasflußgeschwindigkeit und einer Temperatur unterhalb der Sintertemperatur der festen Polymerisatteilchen in Berührung bringt;(a) a gaseous one containing a polymerizable olefin Stream with a powdery silyl chromate or poly (hydrocarbyl aluminum oxide) complex polymerization catalyst for the olefin in a polymerization zone consisting of a fluidized Bed of the formed and forming polymer particles exists, with one to maintain a complete Swirling sufficient mass gas flow rate and bringing the solid polymer particles into contact at a temperature below the sintering temperature; (b) aus der Polymerisationszone einen geringen Anteil des Wirbelbettes als diskrete Teilchen in Suspension mit einem Teil des gasförmigen Stromes abzieht;(b) a small proportion of the fluidized bed from the polymerization zone withdraws as discrete particles in suspension with a portion of the gaseous stream; (c) den nicht umgesetzten Teil des gasförmigen Stromes aus der Polymerisationszone abzieht;(c) withdrawing the unreacted portion of the gaseous stream from the polymerization zone; (d) den nicht umgesetzten, gasförmigen Strom zur Entfernung der Reaktionswärme abkühlt;(d) the unreacted gaseous stream for removal the heat of reaction cools; (e) den abgekühlten, gasförmigen Strom unterhalb der Bais des Wirbelbettea bei einer zur Aufrechterhaltung der Verwirbelung ausreichenden Geschwindigkeit in die Polymerisationszone zurückführti (e) the cooled gaseous stream below the base of the fluidized bed a at one to maintain fluidization returns to the polymerization zone at a sufficient rate 2,- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Massengasflußgeschwindigkeit durch das Bett etwa 2 bis 6 G ~, 2. - Method according to claim 1, characterized in that the mass gas flow rate through the bed is about 2 to 6 G ~, 20981 1/143320981 1/1433 T/95109T / 95109 vorzugsweise etwa 3 bis etwa 5 G f) beträgt.is preferably about 3 to about 5 G f) . 3.- Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirbelbett auf einer Temperatur unterhalb 1100C.
gehalten wird.
3.- The method according to claim 1 and 2, characterized in that the fluidized bed is at a temperature below 110 0 C.
is held.
4.- Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Silylchromatkatalysator auf einem porösen Träger aus der Gruppe von Tonerde, Kieselsäure, Zirkonerde und Thorerde mit einer Teilchengröße unter etwa 250 Micron befindet.4.- The method according to claim 1 to 3, characterized in that the silyl chromate catalyst is on a porous support from the group of alumina, silicic acid, zirconia and thore earth with a particle size below about 250 microns. 5·- Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der SiIy lehr omatkatalysat or ein Bistriarylsilylchroinat, vorzugsweise Bistriphenylailylchroiiiat, ist.5 - method according to claim 1 to 4, characterized in that that the SiIy teaching omatkatalysat or a Bistriarylsilylchroinat, is preferably Bistriphenylailylchroiiiat. 6,- Verfahren nach Anspruch 1 bis 4> dadurch gekennzeichnet, daß daj Poly-(hydrocarbylaluminiuEioxyd) Poly-(isobutylaluminiumoxyd) ist.6, - method according to claim 1 to 4> characterized in that the poly (hydrocarbyl aluminum oxide) poly (isobutyl aluminum oxide) is. 7.- Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Wasserstoff als Komponente des gasförmigen Stromes raitverwendet wird.7.- The method according to claim 1 to 6, characterized in that that hydrogen is used as a component of the gaseous stream will. 8.- Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, 'dadurch gekennzeichnet, daß Äthylen eine Komponente des gasförmigen Stromes ist.8.- The method according to claim 1 to 7, 'characterized in that ethylene is a component of the gaseous stream. 9,- Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Propylen eine Komponente des gasförmigen Stromes ist.9, - method according to claim 1 to 8, characterized in that that propylene is a component of the gaseous stream. Der. Patentanwalt:Of the. Patent attorney: 20981 1 /U3320981 1 / U33
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