DE19645947C1 - Preparation of propylene polymers - Google Patents

Preparation of propylene polymers

Info

Publication number
DE19645947C1
DE19645947C1 DE1996145947 DE19645947A DE19645947C1 DE 19645947 C1 DE19645947 C1 DE 19645947C1 DE 1996145947 DE1996145947 DE 1996145947 DE 19645947 A DE19645947 A DE 19645947A DE 19645947 C1 DE19645947 C1 DE 19645947C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
monomers
polymerization
zone
reactor
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE1996145947
Other languages
German (de)
Inventor
Guenter Viertel
Axel Hamann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Basell Polyolefine GmbH
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Priority to DE1996145947 priority Critical patent/DE19645947C1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19645947C1 publication Critical patent/DE19645947C1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1868—Stationary reactors having moving elements inside resulting in a loop-type movement
    • B01J19/1881—Stationary reactors having moving elements inside resulting in a loop-type movement externally, i.e. the mixture leaving the vessel and subsequently re-entering it
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00—Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F10/04—Monomers containing three or four carbon atoms
    • C08F10/06—Propene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00105—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids part or all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • B01J2219/00108—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids part or all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant vapours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00164—Controlling or regulating processes controlling the flow

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

Preparation of propylene homo- or copolymers by polymerising the monomers at 40-150 deg C and 10-50 bar in the gas phase, in the presence of a catalyst, comprises introducing gaseous or liquid monomers into a polymerisation zone (2) where the temperature and pressure are chosen to ensure the monomers remain in the gaseous state. Polymer and gaseous unreacted monomers are removed from the polymerisation zone, of which the latter are liquified and then stored for subsequent return to this zone. The polymerisation zone temperature is controlled by continuously measuring the temperature in the zone and then altering the rate of monomer addition in accordance with any temperature change. Fresh monomer is added continuously to replace that leaving the polymerisation zone as unreacted monomer or polymer. In the novel feature of this process, unreacted monomer is passed through at least one vertical heat exchanger (7), cooled to 25-40 deg C and condensed before being returned to the polymerisation zone.

Description

Zur Darstellung der Erfindungs-Gattung ist im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 von einem bekannten Verfahren im Sinne der EP-B-0 038 478 ausgegangen, nach dem bisher Propylen-Homopoly­ merisate oder Propylen-Copolymerisate durch Polymerisation ent­ sprechender Monomere in der Gasphase mit sehr hoher zeitlicher Konstanz der Eigenschaften des Polymerisats hergestellt wurden. Dabei wird gasförmiges, nicht durch Polymerisation verbrauchtes Monomeres aus der Polymerisationszone ausgetragen, verflüssigt und in flüssigem Zustand der Polymerisationszone wieder zuge­ führt. Die Abfuhr der Polymerisationswärme erfolgt durch Ver­ dampfungskühlung durch überschüssige unumgesetzte Monomere, wobei für die Herstellung von 1 Tonne Polymerisat 5-6 Tonnen Monomere verdampfen. Die verdampften Monomere werden außerhalb des Reak­ tors filtriert, kondensiert, bevorratet und temperaturgeregelt in die Reaktionszone zurückgeführt. Das hergestellte Polymerisat wird taktweise aus dem Reaktor mit Hilfe von unumgesetzten Mono­ meren ausgetragen.To represent the type of invention, the preamble of claim 1 is based on a known method in the sense of EP-B-0 038 478, according to which previously propylene homopoly merisate or propylene copolymers by polymerization of corresponding monomers in the gas phase with very high temporal constancy of the properties of the polymer were prepared. Here, gaseous monomer not consumed by polymerization is discharged from the polymerization zone, liquefied and fed back to the polymerization zone in the liquid state. The heat of polymerization is removed by evaporative cooling using excess unconverted monomers, with 5-6 tons of monomers evaporating to produce 1 ton of polymer. The evaporated monomers are filtered outside the reactor, condensed, stored and returned to the reaction zone in a temperature-controlled manner. The polymer produced is discharged intermittently from the reactor using unreacted monomers.

Ein ähnliches Verfahren ist aus der DE-B-20 49 622 bekannt. Zur Wärmeabfuhr bei der katalytischen Polymerisation von Monomeren in der Gasphase werden hierbei nicht-umgesetzte Monomere konti­ nuierlich der Reaktionszone entzogen und in einem in sich geschlossenen System kondensiert, gespeichert und temperatur­ geregelt dem Reaktor über eine Pumpe wieder zugeführt.A similar process is known from DE-B-20 49 622. For Heat dissipation in the catalytic polymerization of monomers in the gas phase, unconverted monomers are continuous removed from the reaction zone and in one in itself closed system condenses, stores and temperature regulated fed back to the reactor via a pump.

Weiterhin beschreibt die DE-C-1 013 870 ein Verfahren zum Abführen von Polymerisationswärme in einem Polymerisationsprozeß, wobei polymerisierbare und/oder nicht polymerisierbare gasförmige Reaktionsteilnehmer über eine Drossel unter Temperaturerniedri­ gung in das Polymerisationsgefäß hinein entspannt werden, dort die Polymerisationswärme aufnehmen und sie über einen in einem Kreislauf geschalteten Wärmetauscher abführen. Über den zeit­ lichen Polymerisationsbedarf hinausgehende Mengen an gasförmigen Reaktionsteilnehmern zum Abführen der Polymerisationswärme werden im Kreislauf geführt.Furthermore, DE-C-1 013 870 describes a process for Dissipation of heat of polymerization in a polymerization process, wherein polymerizable and / or non-polymerizable gaseous Reaction participants via a throttle under temperature low be relaxed into the polymerization vessel, there absorb the heat of polymerization and use it in one Remove the circuit-switched heat exchanger. Over time Licher amounts of gaseous polymerization need Reactants to remove the heat of polymerization circulated.

Es hat sich gezeigt, daß bei der Herstellung von Homo- und Copolymerisaten des Propylens mit einem Ziegler-Natta-Katalysator und Wasserstoff als Molekulargewichtsregler im gerührten Pulver­ bett eines Rührreaktors nach den bekannten Gasphasenverfahren der Polymerausstoß eines 25 m3-Reaktors bei hoher zeitlicher Konstanz der Eigenschaften des Polymerisats sich nicht über 2,5 t/h stei­ gern läßt. Der Ausstoß aus einem 25 m3-Reaktor ist durch mehrere Mängel limitiert. Mit steigendem Reaktorausstoß muß pro Zeit­ einheit aus einer gleichgroßen Polymerisationszone mehr Poly­ merisationswärme durch Verdampfen größerer Mengen Monomerer abge­ führt werden. Bei den bisher bekannten Gasphasenverfahren erfolgt die Zugabe der flüssigen Monomeren in die Polymerisationszone nur an einer Stelle über einen Ringspalt zwischen Reaktorboden und Wendelrührer. Die Zugabe der flüssigen Monomeren nur an einer Stelle beim Reaktorboden hat den Nachteil, daß diese mit steigen­ dem Reaktoraus stoß nicht mehr gleichmäßig vom Reaktorrührer im Pulverbett verteilt werden. Die Folge davon ist, daß die Mono­ meren inhomogen verdampfen, die Gas- und Temperaturverteilung im Pulverbett stark schwankt, eruptionsartig Gasblasen durch das Pulverbett in den Gasraum des Reaktors durchbrechen und Polymeri­ sat in den Gasraum schleudern. Diese Erscheinung verstärkt den ständig vorhandenen Polymerisataustrag aus dem Reaktor in den angeschlossenen Kühlkreis und führt dazu, daß sich im Kühlkreis, in dem die Monomeren filtriert, gekühlt, verflüssigt, bevorratet und anschließend temperaturgeregelt mit einer Pumpe in die Reaktionszone des Reaktors zurückgeführt werden, sich das Kreis­ gasfilter mit Polymerisat füllt und häufig gewechselt und gereinigt werden muß.It has been shown that in the production of homopolymers and copolymers of propylene with a Ziegler-Natta catalyst and hydrogen as a molecular weight regulator in the stirred powder bed of a stirred reactor using the known gas phase process, the polymer output of a 25 m 3 reactor with high constancy over time Properties of the polymer can not rise above 2.5 t / h. The output from a 25 m 3 reactor is limited by several shortcomings. With increasing reactor output, unit heat from a polymerization zone of the same size must be dissipated by evaporating larger amounts of monomers. In the gas phase processes known to date, the liquid monomers are added to the polymerization zone only at one point via an annular gap between the reactor base and the spiral stirrer. The addition of the liquid monomers only at one point to the bottom of the reactor has the disadvantage that, as the reactor outlet rises, they are no longer evenly distributed by the reactor stirrer in the powder bed. The result of this is that the monomers evaporate inhomogeneously, the gas and temperature distribution in the powder bed fluctuates greatly, eruption-like gas bubbles break through the powder bed into the gas space of the reactor and polymeri sat in the gas space. This phenomenon intensifies the polymer discharge from the reactor into the connected cooling circuit and leads to the fact that the cooling circuit in which the monomers are filtered, cooled, liquefied, stored and then returned to the reaction zone of the reactor in a temperature-controlled manner by a pump Circular gas filter fills with polymer and has to be changed and cleaned frequently.

Der bei der Herstellung von Homo- und Copolymeren des Propylens mit einem Ziegler-Natta-Katalysator zur Reglung des Molekular­ gewichtes eingesetzte Wasserstoff gelangt mit den zur Wärmeabfuhr dienenden Monomeren in den Kreisgaskondensator und löst sich hier in schwankenden Mengen in den kondensierenden Monomeren. Dies bedeutet, daß sich unterschiedliche Mengen des Wasserstoffs im Kreisgaskondensator ansammeln, einen Teil der Wärmeaustausch­ fläche des Kondensators blockieren und der Molekulargewichts­ reglung in der Reaktionszone entzogen werden. Bei Reaktoraus­ stößen bis zu 2,5 t/h läßt sich gerade noch eine ausreichende Wasserstoffkonzentration zur gewünschten gleichmäßigen Molekular­ gewichtsregelung dadurch im Reaktor aufrecht erhalten, daß der angesammelte Wasserstoff mit Hilfe eines mit flüssigen Monomeren betriebenen Ejektors in die Reaktionszone zurückgefördert wird oder aus dem Kreisgaskondensator ausgeschleust und durch frischen Wasserstoff ersetzt wird, was zu nicht mehr vertretbaren Verlu­ sten an Wasserstoff und Propylen führt. Bei Reaktorausstößen von über 2,5 t/h treten indes sehr häufig kurzzeitige Schwankungen der Wasserstoffkonzentration im Reaktor auf, die zu spontanen starken Druck- und Temperaturschwankungen führen, so daß ein Teil des Polymerisates in der Reaktionszone schmilzt, was zu längeren Produktionsunterbrechungen zwingt. Verstärkt wird das Problem der Wasserstofflöslichkeit im kondensierenden Monomeren durch die kurzen Reinigungsintervalle der Kreisgasfilter. Durch den schnellen Anstieg des Differenzdruckes über das Kreisgasfilter wird die Rückführung des Wasserstoffes in die Reaktionszone stark gebremst.The one in the production of homopolymers and copolymers of propylene with a Ziegler-Natta catalyst for regulating the molecular Weighted hydrogen is used for heat dissipation serving monomers in the cycle gas condenser and dissolves here in varying amounts in the condensing monomers. This means that different amounts of hydrogen in the Circular gas condenser accumulate, part of the heat exchange block the area of the capacitor and the molecular weight regulation in the reaction zone are withdrawn. When reactor off Impacts of up to 2.5 t / h can just about be sufficient Hydrogen concentration to the desired uniform molecular maintain weight control in the reactor that the accumulated hydrogen with the help of a liquid monomer operated ejector is returned to the reaction zone or removed from the cycle gas condenser and fresh Hydrogen is replaced, resulting in an unacceptable loss leads to hydrogen and propylene. With reactor emissions of Short-term fluctuations very often occur above 2.5 t / h the hydrogen concentration in the reactor, which is too spontaneous strong pressure and temperature fluctuations lead, so that part of the polymer melts in the reaction zone, resulting in longer Production interruptions. The problem of Hydrogen solubility in the condensing monomers through the  short cleaning intervals of the cycle gas filter. By the rapid increase in differential pressure across the cycle gas filter the return of the hydrogen to the reaction zone becomes strong slowed down.

Mit der Erfindung soll ein Verfahren zur Herstellung von Homo­ polymerisaten oder Copolymerisaten des Propylens geschaffen werden, welches von den geschilderten Mängeln frei ist, und insbesondere Reaktorausstöße bis zu 10 t/h aus einem 25 m3-Reaktor mit hoher zeitlicher Konstanz der Eigenschaften des Polymerisats zuläßt.The invention is intended to provide a process for the production of homopolymers or copolymers of propylene which is free from the above-mentioned shortcomings, and in particular reactor outputs of up to 10 t / h from a 25 m 3 reactor with high temporal constancy of the properties of the polymer allows.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die gasförmigen, nicht durch Polymerisation verbrauchten Monomere während ihrer Kreis­ laufförderung durch wenigstens einen senkrecht angeordneten Wärmetauscher geleitet, auf 25 bis 40°C abgekühlt, kondensiert und in die Polymerisationszone wieder zurückgeführt werden.This object is achieved in that the gaseous, not monomers consumed by polymerization during their cycle running support by at least one vertically arranged Heat exchanger passed, cooled to 25 to 40 ° C, condensed and be returned to the polymerization zone.

Mit der erfindungsgemäßen Installation der senkrechten Wärmeaus­ tauscher läßt sich nicht nur die Lösung des Wasserstoffs im kondensierenden Monomeren erhöhen und somit die Prozeßführung wesentlich verbessern, sondern die Kondensationsleistung der Wärmeaustauscher für den Gasphasenprozeß auf mehr als das Doppelte steigern, d. h. für einen vergleichbaren Reaktorausstoß wird nur noch die Hälfte der Austauschfläche benötigt. Die Anord­ nung der Wärmeaustauscher zur Kondensation des Wasserstoff- und der nach jedem Wechsel des Kreisgasfilters für kurze Zeit poly­ merhaltigen Monomeren hat außerdem den Vorteil, daß durch Ein­ sprühen von flüssigen Monomeren in den Eingang des vertikal angeordneten Kreisgaskondensators das mitgeführte Polymerpulver nicht an den Wärmeaustauschrohren hängen bleibt und die Konden­ sationsleistung des Kreisgaskondensators fortlaufend verschlech­ tert, sondern mit dem eingesprühten und kondensierenden Monomeren von den Wärmeaustauschrohren abgespült und in den Reaktor zurück­ geführt wird.With the installation of the vertical heat according to the invention Exchanger can not only be the solution of hydrogen in the condensing monomers and thus increase the process control significantly improve, but the condensation performance of the Heat exchangers for the gas phase process on more than that Increase double, d. H. for a comparable reactor output only half of the exchange area is required. The arrangement Heat exchanger for the condensation of hydrogen and the poly after a change of the cycle gas filter for a short time mer-containing monomers also has the advantage that a spray liquid monomers into the entrance of the vertical arranged circular gas capacitor the polymer powder carried does not get caught on the heat exchange tubes and the condensates performance of the circulating gas capacitor continuously deteriorating tert, but with the sprayed and condensing monomer rinsed from the heat exchange tubes and returned to the reactor to be led.

Es wurde weiterhin gefunden, daß man das zur Abfuhr der Poly­ merisationswärme dienende Monomere bis zu 50% in einem unab­ hängig vom Kreisgaskondensator arbeitenden vertikal installierten Rückflußkühler ohne vorgeschaltetes Filter kondensieren kann. In diesem Rückflußkühler löst sich bei einer Kondensationstemperatur von 25-40°C der gesamte mitgeführte Wasserstoff im kondensierten Monomeren. Gleichzeitig wird das mitgeführte, feinteilige Poly­ merisat niedergeschlagen, von den vertikal angebrachten Wärmeaus­ tauschrohren des Rückflußkühlers durch das eingedüste und konden­ sierende Monomere abgespült und mit dem verflüssigten Monomeren und dem darin gelösten Wasserstoff über ein Regelorgan in die Reaktionszone zurückgeführt. Durch die Rückführung des zur Abfuhr der Polymerisationswärme dienenden Monomeren in mehreren Teil­ strömen in die Reaktionszone und die damit verbundenen ver­ fahrenstechnischen Verbesserungen, durch das Niederschlagen von Polymerisat in einem oder zwei Reaktordomen bei optimierter Strömungsgeschwindigkeit des dampfförmigen Monomeren vom Reaktor­ deckel in den angeschlossenen Reaktordom und im Reaktordom selbst mit Hilfe von flüssigen Monomeren werden die Reinigungsintervalle der Kreisgasfilter wesentlich verlängert.It was also found that the poly monomers serving heat of heat up to 50% in one step vertically installed depending on the circulating gas condenser Condenser can condense without an upstream filter. In this reflux condenser dissolves at a condensation temperature from 25-40 ° C the total hydrogen carried in the condensed Monomers. At the same time, the fine poly that is carried along merisat depressed by the vertically attached heat exchange tubes of the reflux condenser through the injected and condensed Rinsing monomers and rinsed with the liquefied monomers and the hydrogen dissolved in it via a regulator into the  Reaction zone returned. By returning the for removal the heat of polymerization monomers in several parts flow into the reaction zone and the associated ver driving improvements, by the precipitation of Polymer in one or two reactor domes with optimized Flow rate of the vaporous monomer from the reactor cover in the connected reactor dome and in the reactor dome itself with the help of liquid monomers the cleaning intervals the cycle gas filter significantly extended.

Während bei den bekannten Verfahren bei einem Polymerausstoß aus einem 25 m3-Reaktor von 2,5 t/h das Kreisgasfilter bis zu zweimal täglich gereinigt werden muß, verlängern sich beim erfindungs­ gemäßen Verfahren die Reinigungsintervalle der Kreisgasfilter auf 1-2 Monate trotz mehrfach höherem Polymerausstoß aus gleich­ großem Reaktor. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zudem die Prozeßführung erheblich verbessert, so daß in großen Zeit­ spannen in der Polymerisation keine Störungen auftreten und sich bei hoher zeitlicher Konstanz der Eigenschaften Homo- und Copolymere des Propylens mit einem Ausstoß bis zu 10 t/h aus einem 25 m3-Reaktor herstellen lassen. Als Comonomere kommen C2- und C4-C8-Alk-1-ene zum Einsatz.While in the known methods with a polymer output from a 25 m 3 reactor of 2.5 t / h, the cycle gas filter has to be cleaned up to twice a day, the cleaning intervals of the cycle gas filter in the method according to the invention are extended to 1-2 months despite being several times higher Polymer output from the same size reactor. With the method according to the invention, the process control is also considerably improved, so that no disturbances occur in the polymerization over a long period of time and, with high temporal constancy of the properties, homopolymers and copolymers of propylene with an output of up to 10 t / h from a 25 m 3 Have the reactor built. C 2 - and C 4 -C 8 -alk-1-enes are used as comonomers.

Zweckmäßige Weiterbildungen des Verfahrens nach der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 5. Insbesondere wenn das zur Abfuhr der Reaktionswärme dienende Monomere nicht in einem Strom über den Reaktorboden, sondern aufgeteilt in mehrere Teil­ ströme temperaturgeregelt in die Reaktionszone zurückgeführt wird, ergibt sich eine Reduzierung des Übertrages an Polymerisat n den Gasraum des Reaktors. Diese Aufteilung des Monomeren in mehrere Teilströme erhöht die Durchmischung des Pulverbettes im Reaktor und verhindert somit nicht nur den Durchbruch von Gas­ blasen durch das Pulverbett, sondern verbessert die Abfuhr der Polymerisationswärme, die Temperaturverteilung und die Verteilung der Katalysatorkomponenten des Ziegler-Natta-Systems im Pulver­ bett signifikant. Durch diese Verbesserungen ist die Prozeßfüh­ rung in engeren Grenzen möglich und das hergestellte Polymerisat in seine Qualität stark verbessert.Appropriate developments of the method according to the invention are the subject of subclaims 2 to 5. In particular if that monomers used to remove the heat of reaction are not in one Electricity over the reactor floor, but divided into several parts streams are returned to the reaction zone under temperature control there is a reduction in the transfer of polymer n the gas space of the reactor. This division of the monomer into several partial streams increases the mixing of the powder bed in the Reactor and thus not only prevents the breakthrough of gas blow through the powder bed, but improves the removal of the Heat of polymerization, temperature distribution and distribution the catalyst components of the Ziegler-Natta system in the powder bed significant. Through these improvements, the process control possible within narrow limits and the polymer produced greatly improved in quality.

Zur Reduzierung des Übertrages an Polymerisat in den Reaktorkühl­ kreis kann außerdem das aus dem Gasraum des Reaktors abströmende mit Polymerstaub beladene Monomere in einem oder zwei auf dem Reaktordeckel geflanschte Dome im Gegenstrom mit flüssigen Mono­ meren gewaschen und ein Teil des mitgeführten Polymerisates in den Reaktor zurückgespült werden. Dies gelingt besonders wir­ kungsvoll, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des dampfförmigen Monomeren vom Reaktordeckel in den Reaktordom und im Reaktordom selbst unter 0,5 m/s liegt, der Reaktordom so weit wie möglich zur Mitte des Reaktordeckels hin installiert ist, wodurch sich die Beruhigungszone im Gasraum des Reaktors vergrößert und das flüssige Monomere über eine oder mehrere Vollkegeldüsen mit einer Tropfengröße von 0,1-1 mm in den bzw. die Reaktordome ein­ gesprüht wird.To reduce the transfer of polymer to the reactor cooler circle can also flow out of the gas space of the reactor Monomers loaded with polymer dust in one or two on the Flanged domes in counterflow with liquid mono washed and part of the polymer carried in backwash the reactor. We are particularly successful in this kungful when the flow rate of the vapor Monomers from the reactor cover into the reactor dome and in the reactor dome  even below 0.5 m / s, the reactor dome is as far as possible is installed towards the center of the reactor cover, causing the calming zone in the gas space of the reactor is enlarged and that liquid monomers via one or more full cone nozzles with one Drop size of 0.1-1 mm in the or the reactor domes is sprayed.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert.The invention is described below with reference to the drawings explained in more detail.

In einem Rührreaktor (1), der in einer Polymerisationszone (2) einen von unten antreibbaren Wendelrührer enthält, wird Propylen- Homo- oder Copolymerisat in der Gasphase in einem Rührbett, bestehend aus festen Polymerteilchen einer Teilchengröße von 0,05 bis 10 mm, mittels eines Ziegler-Natta-Katalysatorsystems polymerisiert. Die Katalysatorkomponenten werden bei (3) und (4) getrennt in die Polymerisationszone dosiert. Die Regelung des Molekulargewichtes der Polymeren erfolgt mit Wasserstoff, der bei (15) in den Reaktor dosiert wird. Im allgemeinen beträgt der Reaktordruck 10 bis 50 bar, vorzugsweise 25 bis 35 bar, und die Polymerisationstemperatur 40 bis 150°C, vorzugsweise 70 bis 90°C. Die Polymerisationswärme wird durch Verdampfungskühlung mit Hilfe von überschüssigen Monomeren abgeführt, indem pro t polymerisier­ tes Propylen etwa 6 t Monomere über den Reaktorboden in das Rühr­ bett eingebracht und mit dem Polypropylen-Pulver intensiv ver­ mischt werden.In a stirred reactor ( 1 ) which contains a spiral stirrer which can be driven from below in a polymerization zone ( 2 ), propylene homo- or copolymer is in the gas phase in a stirred bed consisting of solid polymer particles with a particle size of 0.05 to 10 mm polymerized a Ziegler-Natta catalyst system. The catalyst components in ( 3 ) and ( 4 ) are metered separately into the polymerization zone. The molecular weight of the polymers is regulated with hydrogen, which is metered into the reactor at ( 15 ). In general, the reactor pressure is 10 to 50 bar, preferably 25 to 35 bar, and the polymerization temperature is 40 to 150 ° C, preferably 70 to 90 ° C. The heat of polymerization is removed by evaporative cooling with the aid of excess monomers by introducing about 6 t of monomers per t of polymerized propylene into the stirred bed above the reactor base and mixed intensively with the polypropylene powder.

Bis zu 50% der verdampften, nicht durch Polymerisation ver­ brauchten und mit staubförmigen Polymerteilchen beladenen Monomere strömen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 0,7 m/sec über eine Öffnung am Reaktorkopf in einen Reaktordom (5), werden hier durch flüssiges Kreispropylen und Frischpropylen, welches bei (6) zudosiert wird, auf Kondensationstemperatur gebracht und anschließend direkt, d. h. ohne vorgeschalteten Filter, einem oberhalb des Reaktors angeordneten Wärmetauscher (7) zugeführt. In diesem vertikal ausgerichteten Wärmetauscher, der als Rück­ flußkühler verwendet wird, erfolgt die Kondensation der gas­ förmigen Monomere an senkrechten Rohren, wobei die Monomere auf 25 bis 40°C abgekühlt werden. Dabei löst sich der mitgeführte Wasserstoff vollständig in den kondensierenden Monomeren und die mitgeführten Polypropylenteilchen werden bei der Kondensation des Propylens von den senkrechten Rohren abgespült. Die verflüssigten Monomere werden dann zusammen mit dem kleinteiligen Polypropylen über eine Regeleinrichtung (8) wieder in die Polymerisations­ zone (2) eingebracht. Up to 50% of the evaporated monomers, not consumed by polymerization and loaded with dust-like polymer particles, flow at a speed of up to 0.7 m / sec via an opening on the reactor head into a reactor dome ( 5 ), here by liquid circular propylene and fresh propylene , which is metered in at ( 6 ), brought to the condensation temperature and then fed directly, ie without an upstream filter, to a heat exchanger ( 7 ) arranged above the reactor. In this vertically oriented heat exchanger, which is used as a reflux cooler, the gaseous monomers are condensed on vertical pipes, the monomers being cooled to 25 to 40 ° C. The entrained hydrogen dissolves completely in the condensing monomers and the entrained polypropylene particles are rinsed off from the vertical pipes during the condensation of the propylene. The liquefied monomers are then reintroduced into the polymerization zone ( 2 ) together with the small-scale polypropylene via a control device ( 8 ).

Aus der Polymerisationszone (2) wird ein zweiter Gasstrom aus verdampften, nicht durch Polymerisation verbrauchten Monomeren über eine zweite Öffnung am Reaktorkopf mit einer wesentlich ge­ ringeren Geschwindigkeit von bis max. 0,4 m/sec in einen zweiten Reaktordom (9) geleitet, hier über Vollkegeldüsen im Gegenstrom mit flüssigem Kreispropylen und Frischpropylen gewaschen, teil­ weise von den mitgeführten Polymerteilchen befreit und über einen Kreispropylenfilter (10), in dem der Rest der mitgeführten Polymerteilchen zurückgehalten wird, dem Kreisgaskondensator (11) zugeführt. Dieser zweite Wärmetauscher, der als Kreisgas­ kondensator verwendet wird, ist dem ersten gegenüber parallel geschaltet und ebenso wie dieser senkrecht angeordnet. An den senkrechten Rohren dieses Kreisgaskondensators wird der zweite wasserstoffhaltige Gasstrom kondensiert und auf 25 bis 40°C abgekühlt. Das verflüssigte Propylen wird zur Regelung der Poly­ merisationstemperatur mit Hilfe einer Pumpe (12), beispielsweise einer Zentrifugalpumpe, sowie eines Regelorgans (13) über den Reaktorboden und/oder über den Reaktorkopf in die Polymerisa­ tionszone (2) zurückgeführt. Der Polymeraustrag aus dem Rühr­ reaktor (1) ist durch den Pfeil (14) angedeutet.From the polymerization zone ( 2 ), a second gas stream of evaporated monomers not consumed by polymerization is passed through a second opening on the reactor head at a substantially lower speed of up to max. 0.4 m / sec passed into a second reactor dome ( 9 ), here washed through full cone nozzles in countercurrent with liquid propylene and fresh propylene, partially freed of the entrained polymer particles and via a propylene filter ( 10 ) in which the rest of the entrained polymer particles are retained is fed to the circulating gas capacitor ( 11 ). This second heat exchanger, which is used as a recycle gas condenser, is connected in parallel with the first and, like this, is arranged vertically. The second hydrogen-containing gas stream is condensed on the vertical tubes of this circulating gas condenser and cooled to 25 to 40 ° C. The liquefied propylene is fed back into the polymerization zone ( 2 ) to control the polymerization temperature by means of a pump ( 12 ), for example a centrifugal pump, and a control element ( 13 ) via the reactor base and / or via the reactor head. The polymer discharge from the stirred reactor ( 1 ) is indicated by the arrow ( 14 ).

Durch die Kondensation der wasserstoffhaltigen Propylen-Monomere in senkrecht angeordneten Wärmetauschern anstelle von waagerecht angeordneten Wärmetauschern wird wesentlich mehr Wasserstoff im kondensierten Propylen gelöst. Es hat sich gezeigt, daß bei gleicher Wasserstoffkonzentration im Kreispropylen bei einer Kondensationsleistung von 30 t/h an senkrechten Rohren nicht mehr Wasserstoff abgesaugt werden muß als bei einer Kondensations­ leistung von 10 t/h an waagerechten Rohren. Daraus resultiert eine erhebliche Steigerung der Reaktordurchsätze. Mit einem 25-m3-Rührreaktor konnte beispielsweise ein Durchsatz von 8 t/h erreicht werden.By condensing the hydrogen-containing propylene monomers in vertically arranged heat exchangers instead of horizontally arranged heat exchangers, significantly more hydrogen is dissolved in the condensed propylene. It has been shown that with the same hydrogen concentration in circular propylene at a condensation rate of 30 t / h on vertical pipes, no more hydrogen has to be drawn off than at a condensation rate of 10 t / h on horizontal pipes. This results in a significant increase in reactor throughput. For example, a throughput of 8 t / h could be achieved with a 25 m 3 stirred reactor.

Nach dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel lassen sich in einem Rührreaktor (1) mit einem Nutzinhalt von 25 m3 unter gleichen Reaktionsbedingungen wie im Beispiel gemäß Fig. 1 10 t Polypropylen-Homopolymerisat pro Stunde herstellen, wenn die gasförmigen, nicht durch Polymerisation verbrauchten Monomere zur Abfuhr der Polymerisationswärme aus der Polymerisations­ zone (2) über eine Öffnung am Reaktorkopf von 800 mm ∅ mit einer Geschwindigkeit von 0,46 m/sec in den Reaktordom (9) gleichen Durchmessers strömt. Im Reaktordom werden die gesamten gas­ förmigen Monomere im Gegenstrom mit flüssigem Kreispropylen und/oder Frischpropylen, das über Vollkegeldüsen in den Reaktor­ dom eingedüst wird, teilweise von mitgeführten Polymerteilchen befreit. Vom Reaktordom gelangen die gasförmigen Monomere über einen Kreispropylenfilter (10), in dem die restlichen Polymer­ teilchen abgeschieden werden, in einem senkrecht angeordneten Kreisgaskondensatoren (11) und werden hier an senkrechten Rohren kondensiert und auf 25 bis 40°C abgekühlt. Die Rückführung des abgeschiedenen Wasserstoffes und der verflüssigten Monomere aus den Kreisgaskondensatoren in den Rührreaktor (1) erfolgt wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschrieben.According to the exemplary embodiment shown in FIG. 2, 10 t of polypropylene homopolymer per hour can be produced in a stirred reactor ( 1 ) with a useful content of 25 m 3 under the same reaction conditions as in the example according to FIG. 1, if the gaseous ones which are not consumed by polymerization Monomers for removing the heat of polymerization from the polymerization zone ( 2 ) flows through an opening on the reactor head of 800 mm ∅ at a speed of 0.46 m / sec into the reactor dome ( 9 ) of the same diameter. In the reactor dome, all of the gaseous monomers are partially freed from entrained polymer particles in countercurrent with liquid circular propylene and / or fresh propylene, which is injected into the reactor dome via full cone nozzles. From the reactor dome, the gaseous monomers pass through a circular propylene filter ( 10 ), in which the remaining polymer particles are separated, in a vertically arranged circular gas condenser ( 11 ) and are condensed here on vertical pipes and cooled to 25 to 40 ° C. The returned hydrogen and the liquefied monomers from the circulating gas condensers are returned to the stirred reactor ( 1 ) as described in the exemplary embodiment according to FIG. 1.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von Homopolymerisaten oder Copoly­ merisaten des Propylens durch Polymerisation entsprechender Monomere mittels eines Katalysators bei Temperaturen von 40 bis 150°C und Drücken von 10 bis 50 bar in der Gasphase, bei dem man die gasförmigen oder flüssigen Monomere in eine Polymerisationszone einbringt und das Polymerisat aus der Polymerisationszone austrägt und wobei man in der Polymeri­ sationszone den Druck und die Temperatur in einem Bereich hält, der dem gasförmigen Zustand der Monomere entspricht, gasförmige, nicht durch Polymerisation verbrauchte Monomere aus der Polymerisationszone austrägt, verflüssigt, speichert und flüssig in die Polymerisationszone wieder einbringt, die Temperatur in der Polymerisationszone regelt mittels fortlaufender Messung der Temperatur und einer dadurch bei Temperaturänderung ausgelösten Änderung der pro Zeiteinheit eingebrachten Menge an flüssigen, in der Reaktionszone ver­ dampfenden Monomeren, und die durch Polymerisation verbrauch­ ten Monomere durch Zufuhr von Frisch-Monomer ersetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmigen, nicht durch Polymeri­ sation verbrauchten Monomere während ihrer Kreislaufförderung durch wenigstens einen senkrecht angeordneten Wärmetauscher geleitet, auf 25 bis 40°C abgekühlt, kondensiert und in die Polymerisationszone wieder zurückgeführt werden.1. Process for the preparation of homopolymers or copolymers of propylene by polymerizing appropriate monomers using a catalyst at temperatures from 40 to 150 ° C. and pressures from 10 to 50 bar in the gas phase, in which the gaseous or liquid monomers are introduced into a polymerization zone and the polymer is discharged from the polymerization zone and wherein the pressure and the temperature in the polymerization zone are kept in a range which corresponds to the gaseous state of the monomers, gaseous monomers not consumed by polymerization are discharged from the polymerization zone, liquefied, stored and liquid in reintroduces the polymerization zone, regulates the temperature in the polymerization zone by means of continuous measurement of the temperature and a change in the amount of liquid monomers introduced per unit of time caused by a change in temperature and evaporating in the reaction zone, and that by Po Lymerisation consumed monomers replaced by supply of fresh monomer, characterized in that the gaseous monomers not consumed by polymerization were passed through at least one vertically arranged heat exchanger during their circulation promotion, cooled to 25 to 40 ° C, condensed and returned to the polymerization zone to be led back. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmigen, nicht durch Polymerisation verbrauchten Monomere während ihrer Kreislaufförderung durch zwei senkrecht stehende Wärmetauscher geleitet werden, von denen der eine als Rückflußkühler und der andere als Kreisgaskondensator verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the gaseous monomers not consumed by polymerization during their circulation promotion by two vertically standing heat exchangers are led, one of which as a reflux condenser and the other as a circulating gas condenser is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung der nicht durch Polymerisation verbrauchten Monomere in die Polymerisationszone in mehreren, mindestens jedoch zwei geregelten Teilströmen erfolgt.3. The method according to claim 1, characterized in that the Return of those not used up by polymerization Monomers in the polymerization zone in several, at least however, two regulated partial flows occur. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit der nicht durch Polymerisation ver­ brauchten Monomere, die dem Kreisgaskondensator zugeführt werden, vom Reaktordeckel in den Kreisgasdom 0,5 m/sec nicht überschreitet. 4. The method according to claim 1, characterized in that the Flow rate of the ver not by polymerization needed monomers to feed the cycle gas condenser not from the reactor cover to the circulating gas dome 0.5 m / sec exceeds.   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht durch Polymerisation verbrauchten dampfförmigen Monomere, die dem Kreisgaskondensator zugeführt werden, im Kreisgasdom bei einer Strömungsgeschwindigkeit von weniger als 0,5 m/sec im Gegenstrom mit flüssigen Monomeren gewaschen und dadurch teilweise vom mitgeführten Polymerisat befreit werden.5. The method according to claim 1, characterized in that the vaporous ones not consumed by polymerization Monomers that are fed to the circulating gas condenser in Circular gas dome at a flow rate of less washed at 0.5 m / sec in countercurrent with liquid monomers and thereby partially freed from the entrained polymer will.
DE1996145947 1996-11-07 1996-11-07 Preparation of propylene polymers Expired - Fee Related DE19645947C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1996145947 DE19645947C1 (en) 1996-11-07 1996-11-07 Preparation of propylene polymers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1996145947 DE19645947C1 (en) 1996-11-07 1996-11-07 Preparation of propylene polymers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19645947C1 true DE19645947C1 (en) 1998-04-16

Family

ID=7810945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1996145947 Expired - Fee Related DE19645947C1 (en) 1996-11-07 1996-11-07 Preparation of propylene polymers

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19645947C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002002656A1 (en) * 2000-07-03 2002-01-10 Basell Polyolefine Gmbh Method for producing homopolymers or copolymers of propene
WO2006074775A1 (en) * 2005-01-13 2006-07-20 Vinnolit Gmbh & Co. Kg Process for the polymerisation of vinyl-containing monomers

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2049622B2 (en) * 1970-10-09 1979-04-19 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Process for dissipating heat in the polymerization of monomers in the gas phase
EP0038478A2 (en) * 1980-04-19 1981-10-28 BASF Aktiengesellschaft Process for producing homopolymers or copolymers of propylene
DE3123115A1 (en) * 1981-06-11 1982-12-30 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen METHOD FOR PRODUCING HOMOPOLYMERISATEN OR COPOLYMERISATEN PROPYLENS
DE3832082A1 (en) * 1988-09-21 1990-03-29 Basf Ag METHOD FOR PRODUCING HOMOPOLYMERISATEN OR COPOLYMERISATEN DER PROPYLENS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2049622B2 (en) * 1970-10-09 1979-04-19 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Process for dissipating heat in the polymerization of monomers in the gas phase
EP0038478A2 (en) * 1980-04-19 1981-10-28 BASF Aktiengesellschaft Process for producing homopolymers or copolymers of propylene
DE3123115A1 (en) * 1981-06-11 1982-12-30 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen METHOD FOR PRODUCING HOMOPOLYMERISATEN OR COPOLYMERISATEN PROPYLENS
DE3832082A1 (en) * 1988-09-21 1990-03-29 Basf Ag METHOD FOR PRODUCING HOMOPOLYMERISATEN OR COPOLYMERISATEN DER PROPYLENS

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002002656A1 (en) * 2000-07-03 2002-01-10 Basell Polyolefine Gmbh Method for producing homopolymers or copolymers of propene
US6812301B2 (en) * 2000-07-03 2004-11-02 Basell Polyolefine Gmbh Method for producing homopolymers or copolymers of propene
WO2006074775A1 (en) * 2005-01-13 2006-07-20 Vinnolit Gmbh & Co. Kg Process for the polymerisation of vinyl-containing monomers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2180987B2 (en) Method for the production of polyester granules low in hydrolysis made of high-viscosity polyester melts, and device for the production of the polyester granules
DE2623432C3 (en) Process for the production of polyethylene or an ethylene copolymer
DE2410474C2 (en)
DE10348425B4 (en) Process for producing a profile from a polycondensate
DE2552683A1 (en) METHOD OF STRIPPING UNREPOSED MONOOLFINISH MONOMERERS
DE1905677A1 (en) Process for crystallizing polyesters
EP0120447A1 (en) Process and device to eliminate gaseous substances from polymer melts or pastes
DE19524181A1 (en) Process and device for the continuous production of polymers
EP1113848A1 (en) Method for evaporating polymer solutions of thermoplastic polymers
DE2714685A1 (en) METHOD AND APPARATUS FOR THE REMOVAL OF UNREVERTED MONOMER FROM THE AQUATIC DISPERSION OF A VINYL CHLORIDE POLYMERIZATE
DE60209746T2 (en) PROCESS FOR IMPLEMENTING CAPROLACTAM TO NYLON 6
DE2556417A1 (en) MELT REFINEMENT PROCESS FOR POLYMERS PRODUCED BY STEAM PHASE POLYMERIZATION OF AT LEAST ONE POLYMERIZABLE MONOMER
EP0749992B1 (en) Apparatus for the gas phase polymerization of C2-C8 olefins
DE4109527A1 (en) METHOD FOR CLEANING A POLYMER
DE19918728A1 (en) Method and device for evaporating polymer solutions of thermoplastic polymers
DE19645947C1 (en) Preparation of propylene polymers
DE2131184C3 (en) Process for the production of homopolymers or copolymers of ethylene in powder form
DE2438927B2 (en) Method and device for removing volatile components from a methacrylate polymer produced by block or solvent polymerization
DE3015089A1 (en) METHOD FOR PRODUCING HOMOPOLYMERISATEN OR COPOLYMERISATEN PROPYLENS
DE19849485B4 (en) Process and plant for producing granules of polyfunctional carboxylic acids and alcohols, in particular PET granules
DE10016625A1 (en) Gas phase polymerization process with direct cooling system
EP0360094A2 (en) Process for preparing propylene homo- or copolymers
EP3650186B1 (en) Method and device for direct crystallisation of polycondensates
DE2850303A1 (en) METHOD FOR PRODUCING POLYVINYL CHLORIDE
DE3334338C2 (en) Method and device for the bulk polymerization of styrenic and alkenyl nitrile monomers

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: BASELL POLYOLEFINE GMBH, 50389 WESSELING, DE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee