DE602005000036T2 - Katalysatoreinsatz bei der herstellung von bimodalem polyolefin - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zum Polymerisieren von Olefinen, insbesondere zum Polymerisieren von Ethylen zur Herstellung von bimodalem Polyethylen. Das Verfahren ist vorteilhaft, weil dadurch ein Gemisch aus Polyolefin mit hohem Molekulargewicht und Polyolefin mit niedrigem Molekulargewicht in einem hochgemischten Zustand in der Reaktion hergestellt werden können, so dass, wenn der Produktstrom einem Extruder zugeführt wird, kein Vormischen der zwei Modi des endgültigen Polyolefins erforderlich ist. Die Erfindung des Verfahrens ist außerdem vorteilhaft, weil die relativen Mengen jedes Modus für leichteres Mengen während des Extrudierens optimiert werden können. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens gemäß der Erfindung.
  • Seit vielen Jahren ist es wünschenswert, die Effizienz der Polyolefinherstellung zu steigern und die Qualität des Polyolefinprodukts zu verbessern. Insbesondere war es wünschenswert, ein Polyolefinprodukt herzustellen, das beständig, schlagfest und beständig gegen Kracken ist, so dass das Produkt haltbar ist und dem normalen Verschleiß verschiedener Anwendungen widersteht. Es war auch wünschenswert, dass das Produkt zugleich eine gute Verarbeitbarkeit aufweist, so dass es zu einer Reihe verschiedener Produkte geformt werden kann. Diese Polymereigenschaften sind in gewissem Maß widersprüchlich: Haltbarkeit lässt sich normalerweise verbessern, indem das Molekulargewicht des Polymers erhöht wird, während sich die Verarbeitbarkeit normalerweise verbessern lässt, indem das Molekulargewicht des Polymers vermindert wird.
  • Es ist seit einiger Zeit bekannt, dass sich diese Eigenschaften erzielen lassen, indem sichergestellt wird, dass das Polymerprodukt bimodal ist. Mit anderen Worten, indem sichergestellt wird, dass das Produkt eine Komponente mit einem niedrigeren Molekulargewicht und eine Komponente mit einem höheren Molekulargewicht enthält, Der Modus mit niedrigerem Molekulargewicht verleiht dem endgültigen Polymer die gewünschte Verarbeitbarkeit, während der Modus mit höherem Molekulargewicht dem Produkt die nötige Haltbarkeit und Härte verleiht. Allerdings kann das Mischen der zwei Komponenten, um das endgültige Polymer zu bilden, problematisch sein. Je größer die Differenz zwischen den Molekulargewichten der Komponenten desto schwieriger ist es, diese Komponenten zu mischen. Dementsprechend wurde bei Verwendung bekannter Verfahren basierend auf der Notwendigkeit, dass die Komponentenmodi in einem akzeptablen Grad mischbar sind, eine Grenze für den Grad der Verarbeitbarkeit und Haltbarkeit gesetzt.
  • In der Vergangenheit wurden Versuche unternommen, um Verfahren für die Herstellung bimodaler Polyolefine zu entwickeln. Ein gut bekanntes Verfahren macht Gebrauch von zwei Reaktoren, einem zur Herstellung der Komponente mit niedrigerem Molekulargewicht und einem zweiten zur Herstellung der Komponente mit höherem Molekulargewicht. Diese Reaktoren können parallel eingesetzt werden, in welchem Fall die Komponenten nach der Herstellung gemischt werden müssen. Genauer gesagt werden die Reaktoren in Serie eingesetzt, so dass eine Komponente im ersten Reaktor gebildet wird und die zweite im zweiten Reaktor in Gegenwart der ersten Komponente gebildet wird. Auf diese Weise werden die zwei Komponenten inniger gemischt, weil eine in Gegenwart der anderen gebildet wird. Dieses Produkt wird dann in einem Extruder gemengt, um den Mischvorgang abzuschließen. Durch diese Verbesserung beim Mischen kann eine größere Molekulargewichtdifferenz zwischen den Komponenten angewendet werden. Bei diesem Vorgang wurde in der Regel ein 50:50-Gemisch von Komponenten mit niedrigem:hohem Molekulargewicht verwendet, weil man davon ausging, dass mit diesem Verhältnis ein korrektes Mischen der Eigenschaften im Produkt erzielt würde. Es ergab sich jedoch ein weiteres Problem in Bezug auf den abschließenden Mengschritt im Extruder. Ein 50:50-Verhältnis war nicht das ideale Gemisch zum Mengen, Statt dessen wurde festgestellt, dass ein 40:60-Verhältnis von Komponenten mit niedrigem:hohem Molekulargewicht für effizienteres und homogeneres Mengen sorgt.
  • Um dieses Problem zu beheben wurde vor kurzem eine weitere Verbesserung dieses Verfahrens entwickelt. Diese Verbesserung macht Gebrauch von zwei Reaktoren in Serie, wobei der erste die Komponente mit niedrigem Molekulargewicht und der zweite die mit hohem Molekulargewicht produziert. Die Komponente mit niedrigem Molekulargewicht wird durch Polymerisation eines Olefin-Monomers im ersten Reaktor produziert. Normalerweise würden sowohl die Komponente mit niedrigem Molekulargewicht als auch der Katalysator dem zweiten Reaktor für die nächste Produktionsphase zugeführt. Hingegen werden in dem verbesserten Verfahren 20 Gew. % der Komponente mit niedrigem Molekulargewicht vollständig aus dem System entfernt. Die restlichen 80 Gew. % der Komponente mit niedrigem Molekulargewicht werden dem zweiten Reaktor zugeführt, und die Komponente mit hohem Molekulargewicht wird in Gegenwart von nur 80 % der Komponente mit niedrigem Molekulargewicht produziert. Das Endprodukt muss gleiche Mengen der Komponenten mit hohem bzw. niedrigem Molekulargewicht aufweisen. Folglich befinden sich nach der Produktion der Komponente mit hohem Molekulargewicht 40 Teile der Komponente mit niedrigem Molekulargewicht, gemischt mit 50 Teilen der Komponente mit hohem Molekulargewicht im Reaktor. Dieses Gemisch wird dann in einem Extruder extrudiert. So wird in dem Mengschritt das 40:50-Verhältnis für die zwei Komponenten vorteilhaft angewendet. Der Teil der Komponente mit niedrigem Molekulargewicht, der aus dem System entfernt wurde (gleich 10 Teile des Gesamtprodukts) kann dem Extruder zusammen mit dem 40:50-Gemisch oder alternativ stromabwärts vom anfänglichen Mengpunkt zugeführt werden, um ein endgültiges 50:50-Verhältnis der Komponenten zu erhalten.
  • Dieser Ansatz zeigte einige Erfolge, aber es ist immer noch erforderlich, den Polyolefin-Produktionsprozess zu verbessern, um das Mischen zwischen den Komponentenmodi des Endprodukts zu verbessern und dadurch die Eigenschaften des Produkts zu verbessern.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Probleme im Zusammenhang mit bekannten Verfahren wie oben beschrieben zu lösen. Folglich soll die Erfindung ein verbessertes Verfahren für die Polymerisation von Olefinden und insbesondere für die Herstellung von bimodalem Polyethylen oder Polypropylen bereitstellen.
  • Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Polymerisieren von Olefinen in einem Doppelschleifenreaktor bereit, das folgende Schritte umfasst.
    • (a) Einführen einer Menge eines ersten Katalysatorsystems in den ersten Reaktor;
    • (b) Einspritzen eines Monomers und eines optionalen Comonomers in den ersten Reaktor;
    • (c) Aufrechterhalten unter ersten Polymerisationsbedingungen, um eine erste Polyolefin-Komponente mit hohem Molekulargewicht zu produzieren;
    • (d) Übertragen der ersten Polyolefin-Komponente in einen zweiten Reaktor;
    • (e) Einführen einer zweiten Katalysatorkomponente, vorzugsweise derselben wie die in den ersten Reaktor eingeführte, in den zweiten Reaktor;
    • (f) Einführen von zusätzlichem Monomer und einem optionalen Comonomer, vorzugsweise denselben wie die in den erste Reaktor eingeführten, in den zweiten Reaktor;
    • (g) Aufrechterhalten unter zweiten Polymerisationsbedingungen, um zwei Polyolefin-Komponenten mit niedrigem Molekulargewicht zu produzieren, jeweils entstanden aus der Polymerisation der ersten Polyolefin-Komponente, übertragen aus dem ersten Reaktor und aus der zweiten Monomer-Komponente, eingeführt in den zweiten Reaktor; und
    • (h) Gewinnen eines Polymer-Endprodukts, das die zwei Polymer-Komponenten umfasst, in einem einzigen Strom.
  • Die Mengen der zwei Katalysatorkomponenten kann vorher oder während des Verfahrens bestimmt werden. Die Mengen werden je nach den gewünschten Eigenschaften des Endprodukts bestimmt oder ausgewählt. Es ist bekannt, dass die Menge des Produkts von der Menge des Katalysators und von den Reaktorbedingungen (Temperatur, Wasserstoffkonzentration, Monomer und Comonomer abhängt). Die Reaktionsprodukte aus dem ersten Reaktor und dem zweiten Katalysator können in beliebiger Reihenfolge oder gleichzeitig zugeführt werden. Wenn es sich um dieselbe Katalysatorkomponente handelt, kann der Katalysator, falls gewünscht, dem zweiten Reaktor aus einer Zufuhr, die von der Zufuhr in den ersten Reaktor abzweigt, zugeführt werden. Eine separate Zufuhr wird vorzugsweise angewendet, wenn es sich um zwei verschiedene Katalysatoren handelt. Das in jedem Reaktor polymerisierte Olefin-Monomer muss nicht dasselbe sein, zum Beispiel wenn ein Gemisch aus zwei verschiedenen Polymeren gewünscht wird. Allgemein wird jedoch dasselbe Olefin-Monomer im ersten und zweiten Reaktor verwendet.
  • In Betriebsbedingungen nach dem Stand der Technik werden Katalysatorteilchen A in den ersten Reaktor eingeführt, das Monomer wird eingespritzt, und das System wird unter ersten Polymerisationsbedingungen gehalten. Die Teilchen A wachsen also, und am Ausgang des ersten Reaktors enthalten sie 20 bis 80 Teile, vorzugsweise 40 bis 60 Teile und noch bevorzugter 48 bis 52 Teile eines Harzes mit hohem Molekulargewicht (HMG). Sie werden zum zweiten Reaktor übertragen, das System wird unter zweiten Polymerisationsbedingungen gehalten, und dieselben Teilchen wachsen weiter mit dem Anteil des niedrigen Molekulargewichts (NMG), so dass sie am Ausgang des zweiten Reaktors ungefähr 50 Teile des HMG-Anteils und ungefähr 50 Teile des NMG-Anteils aufweisen.
  • In dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden Katalysatorteilchen A in den ersten Reaktor. eingeführt, das Monomer und das optionale Comonomer werden eingespritzt, und das System wird unter Polymerisationsbedingungen gehalten. Die Teilchen A wachsen also, und am Ausgang des ersten Reaktors enthalten Sie 20 bis 80 Teile, vorzugsweise 40 bis 60 Teile und noch bevorzugter 48 bis 52 Teile eine Harzes mit hohem Molekulargewicht (HMG). Sie werden zusammen mit den Katalysatorteilchen B in den zweiten Reaktor übertragen. Das System wird unter zweiten Polymerisationsbedingungen gehalten, und beide Teilchen A und B wachsen, um zusammen die gewünschte Menge des Anteils mit niedrigem Molekulargewicht zu produzieren, d.h., 20 bis 80 Teile, vorzugsweise 40 bis 60 Teile und noch bevorzugter 48 bis 52 Teile. Am Ausgang des zweiten Reaktors ist ein einziger Polymerstrom, der beide Teilchen A und B enthält, wobei die Teilchen A 20 bis 40 Teile, vorzugsweise 40 bis 60 Teile und noch bevorzugter 48 bis 52 Teile HMG und X% der restlichen 80 bis 20 Teile, vorzugsweise 60 bis 40 Teile und noch bevorzugter 52 bis 48 Teile NMG enthalten, und wobei die Teilchen B nur aus NMG zusammengesetzt sind und daher (100 – X)% der 80 bis 20 Teile, vorzugsweise 60 bis 40 Teile und noch bevorzugter 52 bis 48 Teile NMG enthalten.
  • X liegt vorzugsweise zwischen 20 und 100%, vorzugsweise zwischen 50 und 90% und noch bevorzugter zwischen 60 und 90%. Für einen Ansatz 50 HMG/50 NMG entspricht der letztere Bereich 5 bis 20 Gew.%, basierend auf dem Polymer-Gesamtgewicht des mit der zweiten Katalysatorkomponente im zweiten Reaktor zubereiteten zweiten Polymers.
  • Wenn beide Katalysatorsysteme dieselben sind, und vorausgesetzt die Aktivität der ersten Katalysatorkomponente wird nicht durch den ersten Reaktor geändert, dann wird der in den zweiten Reaktor eingeführte Strom F2 in Abhängigkeit von dem in den ersten Reaktor eingeführten Strom F1 wie folgt berechnet: F2 = .(100 – X)/X.F1
  • Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist besonders vorteilhaft, weil es ein innigeres Mischen der zwei Polyolefin-Modi im Endprodukt ermöglicht. Außerdem geht das Endprodukt aus dem zweiten Reaktor in einer Form hervor, die besonders geeignet für das Mischen in z.B. einem Extruder ist. Im ersten Reaktor werden produzierte Teilchen der ersten Komponente mit Katalysatorteilchen assoziiert. Diese Katalysatorteilchen sind ebenfalls an der Katalyse im zweiten Reaktor zur Herstellung der zweiten Komponente beteiligt. Folglich enthält das Endprodukt Teilchen des ersten Katalysators, die mit Teilchen der ersten und zweiten Polyolefin-Komponente assoziiert sind, da diese Teilchen in sowohl dem ersten als auch dem zweiten Polymerisationsreaktor gegenwärtig waren. In einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Komponente mit hohem Molekulargewicht im zweiten Reaktor produziert. Je nach dem Verhältnis der für das Verfahren ausgewählten ersten und zweiten Katalysatorkomponente sind zum Beispiel 50:40 Teile der Komponenten mit hohem:niedrigem Molekulargewicht an die ersten Katalysatorteilchen gebunden, wenn sie den zweiten Reaktor verlassen. In diesem Beispiel sind weitere 10 Teilchen der Komponente mit niedrigem Molekulargewicht an Teilchen der zweiten Katalysatorkomponente gebunden, wenn sie den zweiten Reaktor verlassen und keine Komponente von hohem Molekulargewicht, weil die Katalysatorkomponente dem zweiten Reaktor zugeführt wurde. Der endgültige Produktstrom in diesem Beispiel, der aus dem zweiten Reaktor hervorgeht, hat also ein 50:50-Verhältnis jeder Komponente insgesamt, aber dieses entsteht aus Katalysatorteilchen, die mit einem 50:40-Polymerverhältnis (hoch:niedrig) und einem 0:10-Verhältnis (nur niedrig) assoziiert sind. Es ist festzuhalten, dass diese Verhältnisse nur zum Zweck der Veranschaulichung angewendet werden und falls gewünscht andere Verhältnisse angewendet werden können. Es sind diese speziell entwickelten Teilchenverhältnisse, die zu den verbesserten Mengeigenschaften führen. Ein weiterer Vorteil gegenüber bekannten Verfahren ist, dass das ganze Produkt in einem einzigen Strom im Reaktor existiert und extrudiert oder homogenisiert werden kann. In den Verfahren nach dem Stand der Technik werden zwei Produktströme produziert, die einen komplexeren und teureren Pulverzufuhr- und -mischvorgang erfordern, bevor sie im Extruder homogenisiert werden.
  • Im Folgenden wird ein typisches Verfahren für die Herstellung des Polymerpulvers beschrieben, das in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann. In einem solchen Verfahren kommt normalerweise ein Wirbelstromreaktor wie z.B. ein kontinuierlicher Rohrreaktor in Form einer Schleife zum Einsatz. Es können aber auch andere Reaktoren wie z.B. Rührreaktoren verwendet werden.
  • Die Polymerisation wird in einem Schleifenreaktor in einem zirkulierenden Wirbelstrom ausgeführt. Ein so genannter Schleifenreaktor ist gut bekannt und in der Encyclopaedia of Chemical Technology, 3. Ausgabe, Vol. 16, Seite 390, beschrieben. Dieser kann LLPDE (lineares Polyethylen von niedriger Dichte) und HDPE (Polyethylen von hoher Dichte) -Harze in derselben Art von Gerät produzieren. Ein Schleifenreaktor ist in Serie mit einem oder mehreren weiteren Reaktoren wie z.B. einem weiteren Schleifenreaktor verbunden. Ein Schleifenreaktor, der in Serie mit einem anderen Schleifenreaktor verbunden ist, kann als „Doppelschleifen" reaktor bezeichnet werden.
  • In der vorliegenden Erfindung ist das in einem Doppelschleifenreaktor ausgeführte Polymerisationsverfahren ein kontinuierlicher Vorgang. Ein Monomer (z.B. Ethylen) polymerisiert in einem Flüssigverdünner (z.B. Isobuten) in Gegenwart eines Comonomers (z.B. Hexen), eines Wasserstoffkatalysators und eines Aktivierungsmittels. Der Schlamm wird durch eine Axialpumpe in einem Reaktor, der im Wesentlichen aus senkrechten, ummantelten Rohrabschnitten, verbunden durch Krümmer, besteht, in Zirkulation gehalten. Die Polymerisationswärme wird durch einen Wasserkühlmantel abgezogen. Die Reaktorlinie umfasst zwei Schleifenreaktoren, die parallel oder in Serie verwendet werden können. Das ungefähre Volumen der Reaktoren kann etwa 100 m3 betragen. Monomodale und bimodale Sorten können mit der Parallel- oder Serienkonfiguration produziert werden. In dieser Erfindung werden mit der Serienkonfiguration bimodale Sorten produziert.
  • Das Produkt (z.B. Polyethylen) wird mit ein wenig Verdünner durch Absetzbeine und diskontinuierliche Auslassventile aus dem Reaktor genommen. Ein kleiner Bruchteil des gesamten zirkulierenden Stroms wird entzogen. Er wird zu einem Polymer-Entgasungsabschnitt geleitet, in dem der Festinhalt erhöht wird.
  • Der Schlamm wird, während der Druck entlastet wird, durch erwärmte Kondensatlinien zu einem Kondensattank geleitet. Im Kondensattank werden das Produkt und der Verdünner getrennt. Das Entgasen wird in einer Klärsäule abgeschlossen. Ein Trockenförderer kann vor der Klärsäule in einiger Entfernung angewendet werden.
  • Das Pulverprodukt wird unter Stickstoff zu Staubsilos geleitet und zusammen mit einigen spezifischen Additiven zu Kügelchen extrudiert.
  • Das aus dem Kondensattank und der Klärsäule austretende Gas wird in einem Destillierabschnitt behandelt. Dies ermöglicht die separate Gewinnung von Verdünner, Monomer und Comonomer.
  • Diese Ausführungsform des Doppelschleifenreaktorvorgangs kann mit Katalysatoren vom Typ Chrom, Ziegler-Natta oder Metallocen verwendet werden.
  • Aus dem Obigen geht hervor, dass die vorliegende Erfindung sich vorzugsweise auf den Einsatz des in der Polymerisationsreaktion in den zwei Reaktoren in Serie verwendeten Katalysators bezieht.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun lediglich als Beispiel näher beschrieben, wobei auf die folgende 1 verwiesen wird, die ein Beispiel einer Anordnung darstellt, in der die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung implementiert werden können.
  • Die Anordnung von 1 umfasst einen ersten Reaktor 10, einen zweiten Reaktor 20 und einen Extruder 30. Die Anordnung von 1 kann verschiedene weitere Elemente umfassen, die für den Betrieb der Anordnung nützlich oder erforderlich sind, wie z.B. einen Kondensattank 40, eine Klärsäule 50 und einen Staubtank 60. Der allgemeine Betrieb dieser Art von Anordnung wurde oben beschrieben.
  • Das vorliegende Verfahren besteht vorzugsweise aus einem Schritt, bei dem die erste und zweite Olefin-Komponente in einem Extruder 30 gemischt wird. In diesem Schritt wird ein einzelner Produktstrom 26 aus dem zweiten Reaktor 20 extrahiert. Dieser Strom umfasst Produktteilchen mit spezifischen Komponentenverhältnissen, die speziell dafür ausgelegt sind, das Mengen zu verbessern. Die Wahl des Extruders ist nicht speziell eingeschränkt, und eine beliebige geläufige Vorrichtung kann verwendet werden.
  • Das Verhältnis der ersten und zweiten Komponenten 16, 26 im Endprodukt ist nicht speziell eingeschränkt und kann je nach den im Endprodukt gewünschten Eigenschaften gewählt werden. Typischerweise liegt das Verhältnis der ersten Polyolefin-Komponente zur zweiten Polyolefin-Komponente jeweils zwischen 18:20 Gew.% und 20:80 Gew.%. Ein Verhältnis von ungefähr 50:50 Gew.% wird besonders bevorzugt.
  • Auch die Menge der zweiten Olefin-Komponente 26, produziert durch den zweiten Katalysator 24, ist nicht speziell beschränkt und kann so gewählt werden, dass die Mengeigenschaften des endgültigen Produktstroms optimiert werden. Die Art des Monomers und die relativen Molekulargewichte der Komponenten können bei dieser Wahl berücksichtigt werden. Typischerweise liegt die Menge der zweiten durch den zweiten Katalysator produzierten Polyolefin-Komponente zwischen 1-40 Gew.% der Gesamtmenge des ersten und zweiten Polyolefins. Noch bevorzugter liegt die Menge der durch den zweiten Katalysator produzierten Polyolefin-Komponente zwischen 5-20 Gew.% der Gesamtmenge des ersten und zweiten Polyolefins. Eine Menge von ungefähr 10 Gew.% wird besonders bevorzugt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Polyolefin-Komponente 16 eine Komponente mit hohem Molekulargewicht, und die zweite Polyolefin-Komponente 26 ist eine Komponente mit niedrigem Molekulargewicht.
  • Die im Reaktor angewendete Temperatur ist nicht besonders beschränkt und kann unter anderem je nach den verwendeten Reagenzien, dem Reaktorbehälter und der Monomerkonzentration gewählt werden. Vorzugsweise jedoch liegt die für die Polymerisation angewendete Temperatur zwischen 70-120 °C. Noch bevorzugter liegt die angewendete Temperatur zwischen 80-110 °C.
  • Das in dem Verfahren angewendete Lösungsmittel ist nicht besonders beschränkt, vorausgesetzt es eignet sich zum Polymerisieren des gewählten Monomers unter den gewählten Reaktionsbedingungen. Vorzugsweise enthält das Lösungsmittel Butan und/oder Hexan, besonders zum Polymerisieren von Ethylen oder Propylen.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Olefin-Monomer ausgewählt aus Ethylen und Propylen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt des Weiteren eine Vorrichtung zum Polymerisieren eines Olefin-Monomers bereit, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst
    • (a) einen ersten Reaktor 10 zum Polymerisieren des Olefin-Monomers 12, um eine erste Polyolefin-Komponente 16 zu bilden;
    • (b) einen zweiten Reaktor 20 zum Polymerisieren des Olefin-Monomers 22, um eine zweite Polyolefin-Komponente 26 zu bilden
    • (c) ein Mittel zum Übertragen von Substanzen aus dem ersten Reaktor zum zweiten Reaktor;
    • (d) einem Mittel zum Einführen eines Katalysators 14 in den ersten Reaktor 10; und
    • (e) einem Mittel zum Einführen eines Katalysators 24 in den zweiten Reaktor 20.
  • Vorzugsweise ist das Mittel zum Einführen eines Katalysators 14 in den ersten Reaktor 10 in Verbindung mit dem Mittel zum Einführen eines Katalysators 24 in den zweiten Reaktor 20. So kann ein Katalysatorsystem dem ersten wie auch dem zweiten Reaktor 10, 20 zugeführt werden, wobei der in jeden Reaktor eingeführte Katalysator je nach dem Verhältnis jeder zu produzierenden Komponente geregelt werden kann. Die Reaktion kann unter Verwenden geeigneter Mengen derselben Katalysatorverbindung im ersten und zweiten Reaktor oder durch Verwenden einer anderen Katalysatorverbindung im ersten und im zweiten Reaktor oder durch Verwenden einer anderen Katalysatorverbindung für den ersten und den zweiten Reaktor, beide in einer geeigneten Menge, angepasst werden.
  • Beispiele
  • Vergleichsbeispiel: Standardproduktion
  • Im ersten Schleifenreaktor wurde das Katalysatorsystem mit einer Rate von 2,5 kg/Std. eingespritzt. Die Produktionsrate betrug 13 t/Std. eines Polyethylenharzes mit einem HLMI von 0,25 dg/Min. und einer Dichte von 0,927 g/cc. Der HLMI wurde gemäß dem Verfahren eines ASTM-Standardtests D 1238 bei einer Temperatur von 190 °C und unter einer Last von 21,6 kg gemessen. Die Dichte wurde gemäß dem Verfahren eines ASTM-Standardtests 1505 bei einer Temperatur von 23 °C gemessen.
  • Das Produkt wurde mit einem C2-Abgas von 1,1 Gew.% und bei einer Temperatur von 82 °C zum zweiten Schleifenreaktor befördert. Im zweiten Schleifenreaktor wurde kein Katalysator hinzugefügt, und der Reaktor wurde mit einem C2-Abgas von 4 Gew.% und bei einer Temperatur von 90 °C betrieben. Die Produktionsrate im zweiten Reaktor betrug 13 t/Std. des Anteils mit niedrigem Molekulargewicht. Das endgültige Harz wurde mit einer Rate von 26 t/Std. produziert: Es hatte einen HLMI von dg/Min. und eine Dichte von 0,050 g/cc. Das Harz wurde an den Extruder übertragen, und eine Gelstufe von 25 ppm wurde gemessen.
  • Beispiel gemäß der Erfindung.
  • Im ersten Schleifenreaktor wurde das Katalysatorsystem mit einer Rate von 2,5 kg/Std. eingespritzt. Die Produktionsrate betrug 13 t/Std. eines Polyethylenharzes mit einem HLMI von 0,35 dg/Min. und einer Dichte von 0,927 g/cc.
  • Das Produkt wurde dann mit einem C2-Abgas von 1,1 Gew.% und bei einer Temperatur von 82 °C an den zweiten Schleifenreaktor übertragen. Im zweiten Schleifenreaktor wurde dasselbe Katalysatorsystem wie das im ersten Reaktor verwendete mit einer Rate von 0,7 kg/Std. hinzugefügt. Der Reaktor wurde mit einem C2-Abgas von 31,1 Gew.% und einer Temperatur von 90 °C betrieben. Die Produktionsrate im zweiten Reaktor betrug 13 t/Std. des gesamten Anteils von niedrigem Molekulargewicht. Das endgültige Harz wurde mit einer Rate von 26 t/Std. produziert: Es hatte einen HLMI von 9 dg/Min. und eine Dichte von 0,950 g/cc. Das Harz wurde zum Extruder befördert, und eine Gelstufe von 9 ppm wurde gemessen.
  • In der Annahme, dass die Aktivität des Katalysatorsystems in beiden Reaktoren dieselbe ist, besteht das Endprodukt aus einem Gemisch von
    • – Polyethylen, das 50 Teile eines Bruchteils mit hohem Molekulargewicht (HMG) und 39 Teile eines Bruchteils mit niedrigem Molekulargewicht (NMG) (56 Gew.% HMG und 44 Gew.% NMG) umfasst, gewachsen auf dem in den ersten Reaktor eingeführten Katalysator;
    • – Polyethylen, das 11 Teile eines LMG-Bruchteils, gewachsen auf dem in den zweiten Reaktor eingeführten Katalysator (100 Gew.% LMG), umfasst.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Polymerisieren von Olefinen in einem Doppelschleifenreaktor, welches Verfahren folgende Schritte umfasst (a) Einführen einer Menge eines ersten Katalysatorsystems in den ersten Reaktor; (b) Einspritzen eines ersten Monomers und eines optionalen Comonomers in den ersten Reaktor; (c) Aufrechterhalten unter ersten Polymerisationsbedingungen, um eine erste Polyolefin-Komponente mit hohem Molekulargewicht zu produzieren; (d) Übertragen der ersten Polyolefin-Komponente zu einem zweiten Reaktor; (e) Einführen einer zweiten Katalysatorkomponente, vorzugsweise derselben wie die in den ersten Reaktor eingeführte, in den zweiten Reaktor; (f) Einführen von zusätzlichem Monomer, vorzugsweise demselben wie dem in den ersten Reaktor eingeführten, in den zweiten Reaktor; (g) Aufrechterhalten unter zweiten Polymerisationsbedingungen, um zwei Polyolefin-Komponenten mit niedrigem Molekulargewicht zu produzieren, jeweils entstanden aus der Polymerisation der ersten Polyolefin-Komponente, übertragen aus dem ersten Reaktor, und aus der zweiten Monomer-Komponente, eingeführt in den zweiten Reaktor; und (h) Gewinnen des endgültigen Polymerprodukts, bestehend aus den zwei Polymer-Komponenten in einem einzigen Strom.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem das Mengen der ersten und zweiten Olefin-Komponente in einem Extruder umfasst.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Menge der zweiten Polyolefin-Komponente, produziert durch die zweite Katalysatormenge in dem zweiten Reaktor, im Bereich von 5-20 Gew.% der Gesamtmenge des ersten und zweiten Polyolefins liegt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die erste Polyolefin-Komponente eine Komponente mit hohem Molekulargewicht und die zweite Polyolefin-Komponente eine Komponente von niedrigem Molekulargewicht ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Olefin-Monomer ausgewählt ist aus Ethylen und Propylen.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der erste Katalysator und der zweite Katalysator dieselben sind und ausgewählt sind aus einem Chromkatalysator, einem Ziegler-Natta-Katalysator und einem Metallocen-Katalysator.
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