EA026770B1

EA026770B1 - Способ подачи катализатора в реактор полимеризации

Info

Publication number: EA026770B1
Application number: EA201390098A
Authority: EA
Inventors: Даан Девахтер; Ален Брюссель
Original assignee: Тотал Рисерч Энд Текнолоджи Фелюй
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2017-05-31
Also published as: WO2012013800A1; US20130125996A1; EP2477733B1; PL2477733T3; ES2514691T3; CN103052439B; EP2477733A1; KR101465918B1; CN103052439A; PT2477733E; RS53611B1; EA201390098A1; US8846831B2; KR20130047751A

Abstract

Изобретение относится к способу подачи суспензии металлоценового катализатора в петлевой реактор (1) полимеризации олефинов с помощью устройства (5) прямого вытеснения, включающего первую камеру (5-6) и вторую камеру (5-3), причем каждая из камер имеет выпускное отверстие, и в каждую из камер помещен шар, находящийся между стенками указанной камеры; при этом указанные камеры соединены друг с другом через насосную камеру (5-2), соединенную рабочим соединением с насосом, и при этом разность между диаметром указанного шара и диаметром указанной камеры составляет от 5 до 200 величин среднего размера частиц (d) указанного катализатора.

Description

Изобретение относится к способу подачи суспензии катализатора в реактор полимеризации с помощью устройства прямого вытеснения. Предпочтительно настоящее изобретение может быть применено в химической промышленности, в частности, при проведении полимеризации олефинов, в особенности этилена.

Уровень техники

Полиолефины, например полиэтилен (ПЭ), синтезируют полимеризацией олефинов, например этиленовых мономеров (СН₂=СН₂). Поскольку полиэтиленовые полимеры отличаются относительной дешевизной, безопасностью и стабильностью применения и получения в большинстве типов окружения, а также легки в обработке, их применяют во множестве отраслей. В зависимости от их свойств полиэтилены можно разделить на несколько классов, неограничивающие примеры которых включают ПЭНП (полиэтилен низкой плотности), ЛПЭНП (линейный полиэтилен низкой плотности) и ПЭВП (полиэтилен высокой плотности). Каждый из типов полиэтилена имеет свои определенные свойства и характеристики.

Полимеризацию олефинов часто выполняют в петлевом реакторе, в котором находятся мономер, жидкий разбавитель и катализатор, возможно один или более сомономер (сомономеры) и водород. Полимеризацию в петлевом реакторе обычно выполняют в суспензии, где получаемый полимер обычно находится в виде твердых частиц, суспендированных в разбавителе. Суспензию в реакторе подвергают непрерывной циркуляции с помощью насоса, что позволяет эффективно поддерживать твердые частицы полимера в суспензии в жидком разбавителе. Суспензию полимера выгружают из петлевого реактора через осадительные колонны, которые работают в периодическом режиме выгрузки суспензии. Осаждение в колоннах производят для повышения концентрации твердого вещества в суспензии, которую в конечном итоге выгружают в виде суспензии продукта. Суспензию продукта затем транспортируют через нагреваемые испарительные трубопроводы в испарительный резервуар, в котором производят испарение большей части разбавителя и непрореагировавших мономеров, которые затем подвергают рециркуляции.

После отбора полимерного продукта из реактора и удаления остаточных углеводородов, полимерный продукт сушат, к нему могут быть добавлены добавки, и, наконец, полимер может быть подвергнут экструзии и гранулированию.

Полимеризация этилена включает полимеризацию этиленового мономера в реакторе в присутствии катализатора полимеризации и возможно, в зависимости от типа применяемого катализатора, активирующего агента. Подходящие для получения полиэтилена катализаторы включают хромовые катализаторы, катализаторы Циглера-Натта и металлоценовые катализаторы. Обычно используемый катализатор находится в порошкообразной форме.

Было описано несколько систем, которые включают получение и подачу суспензии катализатора в реакцию полимеризации. В общем, для получения суспензии катализатора в емкость для смешивания катализатора дозируют смесь сухого твердого порошкообразного катализатора и разбавителя и все тщательно перемешивают. Затем полученную суспензию катализатора обычно транспортируют в реактор полимеризации, где происходит ее контакт с реагентами-мономерами, обычно при высоком давлении.

В данной области техники известно, что для получения этиленовых полимеров с подходящими свойствами необходимо контролировать условия реакции полимеризации, которые включают реакционные температуры, концентрации реагентов и т.д. Реакции полимеризации также чувствительны к количеству и типу применяемого катализатора.

В процессе получения полиолефинов, в частности полиэтиленов, могут возникать проблемы. Для получения полиолефинов с подходящими свойствами необходимо контролировать условия реакции, которые включают температуру реакции и концентрации реагентов. Реакции полимеризации также могут быть чувствительны к количеству и типу применяемого катализатора. Подача недостаточного количества катализатора или его отсутствие приводит к снижению технологической и экономической эффективности полимеризации, в то время как подача избыточного количества катализатора может привести к протеканию опасных неконтролируемых реакций. Обычно некорректное дозирование катализатора может приводить к неоптимальным условиям реакции и/или неожиданному и иногда продолжительному простою реактора полимеризации этилена.

Таким образом, в данной области техники имеется необходимость обеспечения подачи адекватного количества катализатора во время получения полиолефина для снижения производственных затрат, контролирования технологических условий и/или получения высококачественных готовых продуктов с высокими выходами.

Сущность изобретения

Неожиданно заявителями настоящего изобретения была обнаружена методика, позволяющая усовершенствовать способы получения полиолефинов и преодолеть перечисленные выше и другие недостатки предшествующего уровня техники. Соответственно, настоящее изобретение относится к способу подачи суспензии металлоценового катализатора в петлевой реактор полимеризации олефинов с помощью устройства прямого вытеснения, включающего первую камеру и вторую камеру; при этом каждая камера имеет впускное отверстие и выпускное отверстие, и в каждую камеру помещен шар, находящийся

- 1 026770 между стенками указанной камеры, и при этом указанные камеры соединены друг с другом рабочим соединением через насосную камеру, где способ включает этап приведения в действие насоса, включающий:

a) загрузку суспензии катализатора в насосную камеру устройства прямого вытеснения путем засасывания суспензии катализатора между шаром и стенкой первой камеры и

b) выгрузку суспензии катализатора в петлевой реактор путем вытеснения суспензии катализатора между шаром и стенкой второй камеры, при этом разность между диаметром каждого из указанных шаров и диаметром каждой из указанных камер составляет от 5 до 200 величин среднего размера частиц (й₅₀) указанного катализатора. В одном из воплощений указанный насос представляет собой поршневой насос. В одном из предпочтительных воплощений указанный насос представляет собой мембранный насос.

Настоящее изобретение также включает применение устройства прямого вытеснения для подачи суспензии металлоценового катализатора в петлевой реактор полимеризации олефина в суспензии, где указанное устройство прямого вытеснения включает первую камеру и вторую камеру; при этом каждая камера имеет впускное отверстие и выпускное отверстие, и в каждую камеру помещен шар, находящийся между стенками указанной камеры; при этом указанные камеры соединены друг с другом рабочим соединением через насосную камеру, и при этом разность между диаметром указанного шара и диаметром указанной камеры составляет от 5 до 200 величин среднего размера частиц (й₅₀) указанного катализатора.

Неожиданно, заявителями настоящего изобретения было обнаружено, что применение изобретения приводит к снижению производственных затрат, улучшенному регулированию технологических условий и/или более оптимальному качеству готовых продуктов. Заявителями настоящего изобретения было обнаружено, что изобретение обеспечивает достижение долговременного эффекта, который состоит в уменьшении закупоривания насоса и/или частоты его поломок при использовании металлоценового катализатора, в уменьшении износа, снижении времени простоя, получении продуктов более оптимального качества и снижении производственных затрат. В частности, заявителями настоящего изобретения неожиданно было обнаружено, что устройство прямого вытеснения согласно изобретению позволяет производить точное и регулированное по времени дозирование абразивной суспензии металлоценового катализатора, в частности, металлоценового катализатора на пористом носителе из оксида кремния.

Ниже настоящее изобретение описано более подробно. В приведенном ниже описании, различные аспекты изобретения рассмотрены более подробно. Если не указано обратное, каждый рассмотренный аспект может быть скомбинирован с любым другим аспектом или аспектами. В частности, любой признак, описанный как предпочтительный или подходящий, может быть скомбинирован с любым другим признаком или признаками, которые также описаны как предпочтительные или подходящие. Числовые обозначения относятся к прилагаемым графическим материалам.

Краткое описание графических материалов

На фиг. 1А и 1В схематически представлены поперечные сечения устройств прямого вытеснения, применяемых согласно одному из воплощений изобретения.

На фиг. 2 схематически представлен установка для регулирования ввода катализатора в реактор полимеризации, который может быть снабжен устройством прямого вытеснения согласно одному из воплощений настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Перед описанием предлагаемого способа согласно изобретению, следует упомянуть, что настоящее изобретение не ограничено конкретными описанными способами, компонентами или устройствами, поскольку очевидно, что такие способы, компоненты и устройства могут быть различными. Также следует упомянуть, что используемая терминология не имеет ограничительного значения, поскольку объем настоящего изобретения ограничен только прилагаемой формулой изобретения.

Если из контекста не ясно обратное, в настоящем описании формы единственного числа включают как единственное, так и множественное число.

В настоящем описании термины включающий, включает и состоит из являются синонимами терминам содержащий и содержит и используются включительно, т.е. содержат граничные значения и не исключают дополнительных, не указанных членов, элементов или этапов способа. Следует учитывать, что в настоящем описании термины включающий, включает и состоит из включают термины состоящий из и состоит.

Указание числовых диапазонов в виде граничных значений включает все числовые значения и их доли, находящиеся внутри соответствующих диапазонов, а также указанные граничные значения.

В настоящем описании термин приблизительно, используемый при описании измеряемой величины, например, параметра, количества, временного промежутка и подобных величин, включает все диапазоны с учетом допущения ±10% или менее, предпочтительно ±5% или менее, более предпочтительно ±1% или менее и наиболее предпочтительно ±0,1% или менее от указанного значения, при условии, что такое допущение не противоречит целям настоящего изобретения. Следует понимать, что значение, к которому относится модификатор приблизительно также включает особо и предпочтительно

- 2 026770 само значение.

Если не указано обратное, все термины, используемые для описания изобретения, включающие технические и научные термины, имеют значения, обычно приписываемое им специалистами в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Для лучшего понимания настоящего изобретения и дополнительного руководства описание включает определения терминов.

Упоминаемые в настоящем описании одно из воплощений или воплощение означают, что конкретный признак, структура или характеристика, описанная при рассмотрении воплощения, включены по меньшей мере в одно воплощение настоящего изобретения. Так, фразы в одном из воплощений или в воплощении, упоминаемые в настоящем описании, не обязательно относятся к одному воплощению, но может относиться и к одному воплощению. Кроме того, конкретные признаки, структуры или характеристики могут быть скомбинированы любым подходящим образом, очевидным специалисту в данной области техники после прочтения описания, в одном или более воплощениях. Кроме того, несмотря на то, что некоторые рассмотренные в настоящем описании воплощения включают некоторые, но не все признаки, относящиеся к другим воплощениям, комбинации признаков, относящихся к разным воплощениям, включены в объем изобретения и образуют новые воплощения, что должно быть очевидно специалистам в данной области техники. Например, любое из описываемых в прилагаемой формуле изобретения воплощений может быть применено в любой комбинации.

Настоящее изобретение относится к способу подачи суспензии металлоценового катализатора в петлевой реактор (1) полимеризации олефинов с помощью устройства (5) прямого вытеснения; при этом устройство прямого вытеснения включает первую камеру и вторую камеру, где каждая камера имеет впускное отверстие и выпускное отверстие, и в каждую камеру помещен шар, находящийся между стенками указанной камеры; при этом указанные камеры соединены друг с другом (например, сообщаются текучей средой) через насосную камеру, и при этом разность между диаметром указанного шара и диаметром указанной камеры составляет от 5 до 200 величин среднего размера частиц (б₅₀) указанного катализатора. Указанный способ включает этапы, включающие этап приведения в действие насоса, в котором выполняют загрузку суспензии катализатора в насосную камеру устройства прямого вытеснения путем засасывания суспензии катализатора между шаром и стенкой первой камеры и выгрузку суспензии катализатора в петлевой реактор путем вытеснения суспензии катализатора между шаром и стенкой второй камеры.

В одном из воплощений каждая камера включает верхнюю стенку и нижнюю стенку, соединенные друг с другом периферической стенкой. Нижняя стенка каждой камеры снабжена отверстием, называемым впускным отверстием камеры. Верхняя стенка каждой камеры снабжена отверстием, называемым выпускным отверстием камеры.

Предпочтительно впускное отверстие устройства прямого вытеснения соединено с емкостью для смешивания катализатора соединительным трубопроводом. Предпочтительно впускное отверстие устройства прямого вытеснения соединено с впускным отверстием первой камеры, более предпочтительно в нижней стенке первой камеры. Предпочтительно выпускное отверстие устройства прямого вытеснения соединено с петлевым реактором трубопроводом для подачи катализатора. Предпочтительно выпускное отверстие устройства прямого вытеснения расположено во второй камере, более предпочтительно выпускное отверстие устройства прямого вытеснения представляет собой выпускное отверстие второй камеры, расположенное в верхней стенке указанной камеры.

В одном из воплощений разность между диаметром указанного шара и диаметром указанной камеры составляет от 10 до 200 величин среднего размера частиц (ά₅₀) указанного катализатора. Термин разность между диаметром указанного шара и диаметром указанной камеры или разность диаметров означает свободное пространство или зазор между деталями механизма. Согласно изобретению, это, в частности, относится к свободному пространству между шаром и стенкой камеры, в которой находится указанный шар. В одном из воплощений указанная разность или разность диаметров составляет от 10 до 100 величин, более предпочтительно между 15 до 50 величин, наиболее предпочтительно приблизительно 20 величин среднего размера частиц (ά₅₀) указанного катализатора.

В одном из предпочтительных воплощений указанная разность или разность диаметров составляет по меньшей мере 1000 мкм. В более предпочтительном воплощении указанная разность диаметров составляет по меньшей мере 1500 мкм, предпочтительно по меньшей мере 2000 мкм, предпочтительнее по меньшей мере 2500 мкм, более предпочтительно по меньшей мере 300 мкм.

В одном из воплощений указанная первая камера имеет цилиндрическую форму. В одном из воплощений отверстие в верхней стенке (выпускное отверстие) частично заблокировано барьером. Предпочтительно шар остается внутри первой камеры. Предпочтительно шар, находящийся в первой камере, имеет такой диаметр, что шар блокирует впускное отверстие первой камеры, предпочтительно во время выгрузки устройства прямого вытеснения, дополнительно предотвращая, таким образом, обратное течение. Предпочтительно диаметр шара превышает диаметр впускного отверстия первой камеры. Предпочтительно разность между диаметром указанного шара и диаметром указанной камеры составляет по меньшей мере 1000 мкм, например по меньшей мере 1500 мкм, например по меньшей мере 2000 мкм.

- 3 026770

Предпочтительно барьер, установленный в первой камере, предотвращает застревание шара в выпускном отверстии первой камеры и/или выпадение шара из выпускного отверстия первой камеры. Предпочтительно диаметр шара превышает расстояние, образованное отверстием в верхней стенке и барьером. Предпочтительно, если к шару не приложены внешние силы, то он свободно перемещается вдоль первой камеры, более предпочтительно в пространстве, ограниченном периферической стенкой первой камеры.

В одном из воплощений указанная вторая камера имеет цилиндрическую форму. В одном из воплощений отверстие в верхней стенке (выпускное отверстие) частично заблокировано барьером. Предпочтительно шар остается внутри второй камеры. Предпочтительно шар, находящийся во второй камере, имеет такой диаметр, что шар блокирует впускное отверстие второй камеры, предпочтительно во время выгрузки устройства прямого вытеснения, дополнительно предотвращая, таким образом, обратное течение. Предпочтительно диаметр шара превышает диаметр впускного отверстия второй камеры. Предпочтительно разность между диаметром указанного шара и диаметром указанной камеры составляет по меньшей мере 1000 мкм, например по меньшей мере 1500 мкм, например по меньшей мере 2000 мкм. Предпочтительно барьер, установленный во второй камере, предотвращает застревание шара в выпускном отверстии второй камеры и/или выпадение шара из выпускного отверстия второй камеры. Предпочтительно диаметр шара превышает расстояние, образованное отверстием в верхней стенке и барьером. Предпочтительно, если к шару не приложены внешние силы, то он свободно перемещается вдоль второй камеры, более предпочтительно в пространстве, ограниченном периферической стенкой второй камеры.

Между указанной первой камерой и указанной второй камерой расположена насосная камера. В одном из воплощений указанная насосная камера имеет нижнюю стенку, соответствующую верхней стенке первой камеры, и верхнюю стенку, соответствующую нижней стенке второй камеры. Таким образом, насосная камера сообщается с первой и второй камерами через выпускное отверстие указанной первой камеры и впускное отверстие второй камеры. Предпочтительно насос, применяемый в устройстве прямого вытеснения согласно настоящему изобретению, представляет собой поршневой или мембранный насос, включающий поршень или мембрану, приводимую в действие насосом (или привод) через вал, соединяющий указанный поршень/мембрану с указанным насосом. В одном из воплощений указанная насосная камера включает удлиненную деталь, в которой находится поршень, который выполнен для совершения возвратно-поступательного движения внутри указанной удлиненной детали; при этом указанный поршень выполнен с возможностью перемещения между первым положением, в котором поршень извлечен из указанной удлиненной детали, и устройство заполняется суспензией катализатора, и вторым положением, в котором поршень возвращают в указанную удлиненную деталь промежуточной камеры, и происходит выгрузка суспензии катализатора из устройства. В одном из воплощений удлиненная деталь размещена в указанной насосной камере таким образом, что в первом положении поршень вводят в камеру, не блокируя впускного отверстия и выпускного отверстия указанной камеры. Предпочтительно поршень входит по посадке скольжения в удлиненную деталь насосной камеры.

В другом воплощении указанная насосная камера включает деталь, в которой находится мембрана, выполненная для совершения возвратно-поступательного движения внутри указанной детали; при этом указанная мембрана выполнена с возможностью перемещения между первым положением, в котором мембрана частично смещена из указанной детали, и устройство заполняется суспензией катализатора, и вторым положением, в котором мембрану возвращают в указанную деталь, и происходит выгрузка суспензии катализатора из устройства.

Настоящее изобретение также относится к способу применения устройства прямого вытеснения, рассмотренного в настоящем описании, в частности, насоса прямого вытеснения, для подачи суспензии металлоценового катализатора в петлевой реактор полимеризации олефинов.

При приведении в действие насоса, находящегося в устройстве прямого вытеснения, которое приводит к увеличению внутреннего объема устройства прямого вытеснения (предпочтительно насосной камеры), в устройство прямого вытеснения согласно настоящему изобретению предпочтительно поступает суспензия катализатора. Предпочтительно суспензия катализатора поступает через впускное отверстие устройства прямого вытеснения и отверстие (выпускное отверстие) первой камеры. Предпочтительно суспензия катализатора протекает вокруг шара, находящегося в первой камере, более предпочтительно через пространство (у) между шаром и периферической стенкой первой камеры, и при этом указанное пространство (у) предпочтительно составляет по меньшей мере 500 мкм. Предпочтительно суспензия катализатора протекает через отверстие (выпускное отверстие) в верхней стенке первой камеры. Предпочтительно суспензия катализатора заполняет расширяющуюся насосную камеру.

Предпочтительно такое приведение в действие насоса приводит к тому, что шар, находящийся во второй камере, блокирует впускное отверстие второй камеры. В одном из воплощений указанный шар блокирует указанное впускное отверстие, поскольку происходит его засасывание во впускное отверстие при приведении в действие насоса. Согласно изобретению разность между диаметром указанного шара и диаметром указанной камеры составляет от 5 до 200 величин среднего размера частиц (ά₅₀) указанного катализатора.

При приведении в действие насоса, находящегося в устройстве прямого вытеснения, и уменьшении внутреннего объема устройства прямого вытеснения (предпочтительно насосной камеры), предпочти- 4 026770 тельно происходит выгрузка суспензии катализатора из устройства прямого вытеснения согласно настоящему изобретению в реактор. Предпочтительно суспензия катализатора протекает через отверстие в нижней стенке (впускное отверстие) второй камеры. Предпочтительно суспензия катализатора обтекает шар, находящийся во второй камере, более предпочтительно протекает через пространство (х) между шаром и периферической стенкой второй камеры, и при этом предпочтительно указанное пространство (х) составляет по меньшей мере 500 мкм. Предпочтительно суспензия катализатора протекает через отверстие в верхней стенке (выпускное отверстие) второй камеры, т.е. вытекает из указанного устройства. Предпочтительно суспензия катализатора вытекает через выпускное отверстие второй камеры в реактор полимеризации. Предпочтительно такое приведение в действие насоса приводит к тому, что шар, находящийся в первой камере, блокирует впускное отверстие первой камеры. В одном из воплощений указанный шар, находящийся в первой камере, блокирует указанное впускное отверстие указанной первой камеры под действием давления, создаваемого при работе насоса.

Настоящее изобретение особенно подходит для подачи (загрузки) металлоценового катализатора, предпочтительно суспензии металлоценового катализатора и более предпочтительно разбавленной суспензии катализатора, в реактор полимеризации; термин суспензия катализатора означает твердые частицы катализатора, содержащиеся в жидкостном разбавителе, подходящем для проведения полимеризации этилена. В настоящем описании термин суспензия означает композицию, включающую твердые частицы катализатора и разбавитель. Твердые частицы могут быть суспендированы в разбавителе, как самопроизвольно, так и с помощью методик гомогенизации, например, смешивания. Твердые частицы могут быть негомогенно распределены в разбавителе и образовывать осадок. Термин твердые частицы означает твердое вещество, представляющее собой множество частиц, например, в виде порошка или гранулята. Согласно настоящему изобретению этот термин в особенности относится к катализатору, находящемуся на носителе или подложке. Носитель предпочтительно представляет собой носитель из оксида кремния (δί). В настоящем описании термин катализатор означает вещество, изменяющее скорость реакции полимеризации, но не расходующееся в реакции. Настоящее изобретение особенно подходит для использования металлоценовых катализаторов.

В настоящем описании термин металлоценовый катализатор используют для описания любых комплексов переходных металлов, состоящих из атомов металла, связанных с одним или более лигандами. Металлоценовые катализаторы представляют собой соединения переходных металлов IV группы Периодической таблицы, например, титана, циркония, гафния и т.д., и имеют координационную структуру, состоящую из соединения металла и лигандов, представляющих собой одну или две группы, выбранные из циклопентадиенила, инденила, флуоренила или их производных. Применение металлоценовых катализаторов в полимеризации полиэтилена позволяет получать ряд преимуществ. Ключевая часть металлоцена представляет собой структуру комплекса. Структура и геометрия металлоцена может быть адаптирована в соответствии с производственной необходимостью при получении конкретного полимера. Металлоцены включают один активный центр на металле, который позволяет регулировать ветвление и распределение молекулярной массы полимера. Мономеры встраиваются между металлом и растущей цепочкой полимера.

В предпочтительном воплощении металлоценовый катализатор имеет общую формулу (I) или (II): (Аг)₂М0₂ (I) или

В(Аг)₂МО₂ (II) в которой металлоцены формулы (I) представляют собой не включающие мостиковой связи металлоцены, а металлоцены формулы (II) представляют собой включающие мостиковую связь металлоцены;

где указанный металлоцен формулы (I) или (II) включает два Аг, соединенные с М, которые могут быть как одинаковыми, так и отличными друг от друга;

Аг представляет собой ароматический цикл, группу или фрагмент, и каждый Аг независимо выбран из группы, состоящей из циклопентадиенила, инденила, тетрагидроинденила или флуоренила, и при этом каждая из указанных групп может быть возможно замещена одним или более заместителями, каждый из которых независимо выбран из группы, состоящей из галогена, гидросилила, группы δίΚ₃, где К представляет собой углеводородный радикал, содержащий от 1 до 20 атомов углерода, и углеводородного радикала, содержащего от 1 до 20 атомов углерода, и при этом указанный углеводородный радикал возможно содержит один или более атом, выбранный из группы включающей В, δί, δ, О, Р, С1 и Р;

М представляет собой переходный металл М, выбранный из группы, состоящей из титана, циркония, гафния и ванадия; предпочтительно представляет собой цирконий;

каждый О независимо выбран из группы, состоящей из галогена, гидрокарбоксильной группы, содержащей от 1 до 20 атомов углерода, и углеводородного радикала, содержащего от 1 до 20 атомов углерода, и при этом указанный углеводородный радикал возможно содержит один или более атом, выбранный из группы включающей В, δί, δ, О, Р, С1 и Р;

К представляет собой двухвалентную группу или фрагмент, соединяющий две Аг группы, и выбран из группы, состоящей из С₁-С₂₀-алкилена, германия, кремния, силоксана, алкилфосфина и амина, и при этом указанный К возможно замещен одним или более заместителями, каждый из которых незави- 5 026770 симо выбран из группы, состоящей из галогена, гидросилила, группы δίΚ₃, в которой К представляет собой углеводородный радикал, содержащий от 1 до 20 атомов углерода, и углеводородного радикала, содержащего от 1 до 20 атомов углерода, и при этом указанный углеводородный радикал возможно содержит один или более атом, выбранный из группы включающей В, δί, δ, О, Р, С1 и Р.

В настоящем описании термин углеводородный радикал, содержащий от 1 до 20 атомов углерода означает фрагмент, выбранный из группы, включающей неразветвленный или разветвленный С₁-С₂₀алкил; С₃-С₂₀-циклоалкил; С₆-С₂₀-арил; С₇-С₂₀-алкиларил и С₇-С₂₀-арилалкил или их любые их комбинации. Примеры углеводородных радикалов включают метил, этил, пропил, бутил, амил, изоамил, гексил, изобутил, гептил, октил, нонил, децил, цетил, 2-этилгексил и фенил. Примеры атомов галогена включают хлор, бром, фтор и йод; предпочтительными среди этих атомов галогенов являются фтор и хлор.

Неограничивающие иллюстративные примеры металлоценовых катализаторов включают дихлорид бис-(циклопентадиенил)циркония (Ср₂2гС1₂), дихлорид бис-(циклопентадиенил)титана (Ср₂Т1С1₂), дихлорид бис-(циклопентадиенил)гафния (Ср₂Н1С1₂); дихлорид бис-(тетрагидроинденил)циркония, дихлорид бис-(инденил)циркония и дихлорид бис-(н-бутил-циклопентадиенил)циркония; дихлорид этиленбис-(4,5,6,7-тетрагидро-1-инденил)циркония, дихлорид этилен-бис-(1-инденил)циркония, дихлорид диметилсилилен-бис-(2-метил-4-фенил-инден-1 -ил)циркония, дихлорид дифенилметилен(циклопентадиенил)(флуорен-9-ил)циркония и дихлорид диметилметилен-[1-(4-трет-бутил-2-метилциклопентадиенил)](флуорен-9-ил)циркония.

Металлоценовые катализаторы предпочтительно находятся на твердом носителе. Носитель предпочтительно представляет собой твердое инертное органическое или неорганическое вещество, не вступающее в химические реакции с любым из компонентов традиционного металлоценового катализатора. Подходящие материалы носителей для катализаторов на носителе согласно настоящему изобретению включают твердые неорганические оксиды, например, оксид кремния, оксид алюминия, оксид магния, оксид титана, оксид тория, а также смешанные оксиды кремния и одного или более металла Группы 2 или 13, например, смешанные оксиды кремния-магния и кремния-алюминия. Предпочтительными материалами носителей являются оксид кремния, оксид алюминия и смешанные оксиды кремния и одного или более металлов Группы 2 или 13. Предпочтительные примеры таких смешанных оксидов включают оксиды кремния-алюминия. Наиболее предпочтительным является оксид кремния. Оксид кремния может находиться в виде гранул, агломератов, коллоидальной или другой формы. Носитель предпочтительно представляет собой композицию оксида кремния. В одном из предпочтительных воплощений металлоценовый катализатор получают на твердом носителе, предпочтительно на носителе из оксида кремния, наиболее предпочтительно на пористом носителе из оксида кремния. Согласно предпочтительному воплощению, изобретение относится к металлоценовому катализатору на пористом носителе из оксида кремния. Предпочтительно площадь поверхности пористого носителя из оксида кремния составляет от 200 до 700 м²/г.

Предпочтительно объем пор носителя из оксида кремния составляет от 0,5 до 3 мг/л. Предпочтительно средний диаметр пор носителя из оксида кремния составляет от 50 до 300 Ангстрем.

В одном из предпочтительных воплощений катализатор полимеризации, применяемый совместно с устройством согласно изобретению, представляет собой нанесенный на носитель металлоценовоалюмоксановый катализатор, состоящий из металлоцена и алюмоксана, связанных с пористым носителем из оксида кремния.

Предпочтительно средний размер Ό₅₀ частиц металлоценового катализатора составляет меньшей мере 30 мкм и предпочтительно не более 100 мкм, более предпочтительно не более 70 мкм и наиболее предпочтительно не более 50 мкм.

Предпочтительно средний диаметр частиц (Ό₅₀) катализатора составляет от 30 до 50 мкм. Диаметр Ό₅₀ измеряют с помощью лазерного дифракционного анализа на анализаторе Макет, в котором частицы находятся в суспензии в циклогексане. Значение Ό₅₀ определяют как размер, по отношению к которому содержание частиц меньшего диаметра составляет по 50%. Системы Макет включают серию Макет 2000, Макет 2600 и Макет 3600. Предпочтительно катализатор присутствует в концентрации от 0,01 до 50 мас.%, более предпочтительно от 0,1 до 10 мас.% от массы суспензии катализатора. Предпочтительно остальную часть суспензии составляет разбавитель.

В настоящем описании термин разбавитель относится к разбавителям в жидкой форме, т.е. находящимся в жидком состоянии, предпочтительно в жидком состоянии в условиях, создаваемых в реакторе. Неограничивающие примеры разбавителей, которые могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением, могут включать углеводородные разбавители, например алифатические, циклоалифатические и ароматические углеводородные растворители, или галогенированные варианты таких растворителей. Предпочтительные растворители представляют собой содержащие 12 атомов С или менее, неразветвленные или разветвленные насыщенные углеводороды, насыщенные алициклические или ароматические углеводороды, содержащие от 5 до 9 атомов С, или галогенированные углеводороды, содержащие от 2 до 6 атомов С. Неограничивающие иллюстративные примеры растворителей включают бутан, изобутан, пентан, гексан, гептан, циклопентан, циклогексан, циклогептан, метилциклопентан, метилциклогексан, изооктан, бензол, толуол, ксилол, хлороформ, хлорбензолы, тетрахлорэтилен, дихлорэ- 6 026770 тан и трихлорэтан. В предпочтительном воплощении настоящего изобретения указанный разбавитель представляет собой изобутан.

Тем не менее, очевидно, что для реализации настоящего изобретения могут быть применены и другие разбавители.

Возможно, в реактор может быть добавлен активирующий агент. Термин активирующий агент означает материал, который может быть применен в сочетании с катализатором для повышения активности катализатора в реакции полимеризации. В частности, согласно настоящему изобретению такой агент представляет собой возможно галогенированное алюморганическое соединение, имеющее общую формулу А1К К К или А1К К Υ, где К , К и К представляют собой алкил, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, К¹, К² и К³ могут быть как одинаковыми, так и различными, и Υ представляет собой водород или галоген; такие соединения описаны в патентных публикациях И8 6930071 и И8 6864207, содержание которых полностью включено в настоящее описание посредством ссылки. Предпочтительные активирующие агенты представляют собой триэтилалюминий (ТЭАЛ), триизобутилалюминий (ТИБАЛ), триметилалюминий (ТМА) и метил-метил-этилалюминий (ММЭАЛ). Особенно предпочтительным является ТЭАЛ.

Настоящее изобретение особенно подходит для подачи металлоценового катализатора в реакцию полимеризации с образованием полиолефина, предпочтительно полиэтилена, и более предпочтительно в реакцию получения мономодального или бимодального полиэтилена. Полимеризация этилена происходит в жидкостном разбавителе в присутствии катализатора, возможно активирующего агента, возможно сомономера, возможно водорода и возможно других добавок, что в целом образует полимеризационную суспензию.

В настоящем описании термин полимеризационная суспензия или суспензия полимера означает, по существу, многофазную композицию, включающую, по меньшей мере, твердые частицы полимера и жидкостную фазу, в которой жидкостная фаза представляет собой непрерывную фазу. Твердые частицы включают катализатор и полимеризованный олефин, например, полиэтилен. Жидкость включает инертный разбавитель, например изобутан, растворенный мономер, например этилен, сомономер, агенты, регулирующие молекулярную массу, например водород, антистатики, средства, препятствующие образованию отложений, поглотители и другие технологические добавки.

Неограничивающие примеры подходящих способов полимеризации этилена включают гомополимеризацию этилена и сополимеризацию этилена и высшего 1-олефинового сомономера.

В настоящем описании термин сомономер относится к олефиновым сомономерам, которые подходят для полимеризации с этиленовыми мономерами. Неограничивающие примеры сомономеров могут включать алифатические С₃-С₂₀ альфа-олефины. Примеры подходящих алифатических С₃-С₂₀ альфаолефинов включают пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 4-метил-1-пентен, 1-гексен, 1-октен, 1-децен, 1додецен, 1-тетрадецен, 1-гексадецен, 1-октадецен и 1-эйкозен.

Термин сополимер означает полимер, получаемый соединением двух разных типов полимерных цепочек в одну полимерную цепь. Термин гомополимер означает полимер, получаемый соединением этиленовых мономеров в отсутствии сомономеров. В одном из воплощений настоящего изобретения указанный сомономер представляет собой 1-гексен.

Предпочтительно в способе согласно изобретению применяют по меньшей мере одно устройство прямого вытеснения, предпочтительно насос для подачи суспензии металлоценового катализатора в петлевой реактор полимеризации. Петлевые реакторы для полимеризации олефинов согласно настоящему изобретению, предпочтительно петлевые реакторы для полимеризации этилена, включают множество взаимосвязанных труб, ограничивающих контур реактора. Реактор включает один или более трубопроводов для введения реагентов. Предпочтительно катализатор и возможно активирующий агент направляют в реактор с помощью по меньшей мере одного устройства прямого вытеснения, рассмотренного в настоящем описании. Предпочтительно полимеризационную суспензию подвергают направленной циркуляции через петлевой реактор с помощью одного или более насосов, например, осевого насоса. Предпочтительно насос работает от двигателя и включает вал и одну или более вращающихся крыльчаток. Предпочтительно реактор дополнительно снабжен одной или более осадительными колоннами, снабженными отсекающими клапанами, которые открыты в обычных условиях и могут быть закрыты, например, для выведения осадительной колонны из рабочего режима. Предпочтительно осадительные колонны снабжены клапанами для извлечения продукта или разгрузочными клапанами, которые могут представлять собой клапаны любого типа, обеспечивающие непрерывную или периодическую выгрузку суспензии полимера. Предпочтительно суспензию полимера, извлеченную из осадительных колонн, транспортируют по одному или более трубопроводу для извлечения продукта в зону извлечения продукта или, например, во второй петлевой реактор.

Полимеризация может быть проведена в широком диапазоне температур. Предпочтительно температура находится в диапазоне от приблизительно 0°С до приблизительно 110°С. Более предпочтительный диапазон составляет от приблизительно 60°С до приблизительно 100°С, наиболее предпочтительно от приблизительно 80 до 110°С.

Давление в реакторе предпочтительно составляет от 20 до 100 бар (1 бар составляет 10⁵ Па), пред- 7 026770 почтительнее от 30 до 50 бар, более предпочтительно давление составляет от 37 до 45 бар.

Для лучшего понимания изобретения ниже приведено описание воплощений, представленных на фиг. 1А, 1В и фиг. 2.

На фиг. 1А схематически представлено поперечное сечение устройства прямого вытеснения согласно одному из воплощений изобретения. Устройство 5 прямого вытеснения включает первую камеру 5-6 и вторую камеру 5-3, где каждая из камер имеет впускное отверстие 5-13, 5-12 и выпускное отверстие 5-18, 5-9, и в каждую из камер помещен шар 5-4, 5-5, находящийся между стенками 5-14, 5-19 указанной камеры; указанные первая и вторая камеры 5-6, 5-3 сообщаются текучей средой друг с другом через насосную камеру 5-2, расположенную между указанной первой и указанной второй камерами 5-6, 5-3. Согласно изобретению, камеры и шары сконструированы таким образом, что разность между диаметром каждого шара 5-5, 5-4 и диаметром каждой камеры 5-6, 5-3 составляет от 5 до 200 величин среднего размера частиц (б₅₀) указанного металлоценового катализатора.

Первая камера 5-6 включает верхнюю стенку 5-17 и нижнюю стенку 5-16, соединенные друг с другом периферической стенкой 5-14. Нижняя стенка 5-16 первой камеры 5-6 снабжена отверстием 5-13, называемым впускным отверстием 5-13 или впускным каналом 5-13 первой камеры 5-6. Верхняя стенка 5-17 первой камеры 5-6 снабжена отверстием 5-18, называемым выпускным отверстием 5-18 или выпускным каналом 5-18 первой камеры 5-6. В одном из воплощений устройство прямого вытеснения 5 имеет впускное отверстие 5-8, соединяющее указанное устройство 5 с емкостью для смешивания катализатора (не показана). Впускное отверстие 5-8 устройства прямого вытеснения 5 соединено с впускным отверстием 5-13 первой камеры 5-6. Выпускное отверстие 5-18 в верхней стенке 5-17 первой камеры 5-6 частично заблокировано барьером 5-15, который предотвращает блокировку указанного выпускного отверстия 5-18 шаром 5-5, помещенным в указанную камеру 5-6. В одном из воплощений разность между диаметром указанного шара 5-5 и диаметром указанной первой камеры 5-6 составляет от 5 до 200 величин среднего размера частиц (б₅₀) указанного катализатора. Предпочтительно во время работы указанного устройства суспензия катализатора протекает вокруг шара 5-5, находящегося в первой камере 5-6, через пространство (у) между шаром и периферической стенкой первой камеры, и указанное пространство (у) предпочтительно составляет по меньшей мере 500 мкм.

Вторая камера 5-3 включает верхнюю стенку 5-22 и нижнюю стенку 5-21, соединенные друг с другом периферической стенкой 5-19. Нижняя стенка 5-21 второй камеры 5-3 снабжена отверстием 5-12, называемым впускным отверстием 5-12 или впускным каналом 5-12 второй камеры 5-3. Верхняя стенка 5-22 второй камеры 5-3 снабжена отверстием 5-9, называемым выпускным отверстием 5-9 или выпускным каналом 5-9 второй камеры 5-3. Выпускное отверстие 5-9 в верхней стенке 5-22 второй камеры 5-3 частично заблокировано барьером 5-20, который предотвращает блокировку указанного выпускного отверстия 5-9 шаром 5-4, помещенным в указанную камеру 5-3. В одном из воплощений выпускное отверстие 5-9 второй камеры 5-3 соединено с петлевым реактором через питающий трубопровод (не показан). В одном из воплощений разность между диаметром указанного шара 5-4 и диаметром указанной второй камеры 5-3 составляет от 5 до 200 величин среднего размера частиц (б₅₀) указанного катализатора. Предпочтительно во время работы указанного устройства суспензия катализатора протекает вокруг шара 5-4, находящегося во второй камере 5-6, через пространство (х) между шаром и периферической стенкой второй камеры, и указанное пространство (х) предпочтительно составляет по меньшей мере 500 мкм.

Камера 5-2 поршневого насоса расположена между указанной первой камерой 5-6 и указанной второй камерой 5-3. Насосная камера 5-2 включает нижнюю стенку 5-17, соответствующую верхней стенке 5-17 первой камеры 5-6, и верхнюю стенку 5-1, соответствующую нижней стенке 5-21 второй камеры 53. Таким образом, насосная камера 5-2 находится в соединении с первой 5-6 и второй камерами 5-3 через выпускное отверстие 5-18 указанной первой камеры 5-6 и впускное отверстие 5-12 второй камеры 5-3. Насосная камера также включат периферическую стенку 5-23, соединенную с удлиненной полой деталью 5-25. В указанной удлиненной детали 5-25 расположен поршень 5-1, который может совершать возвратно-поступательное движение внутри указанной удлиненной детали 5-5, как показано стрелками 5-11. Поршень 5-1 соединен с валом 5-10, который соединен рабочим соединением с насосом (не показан).

Поршень 5-1 может перемещаться в боковом направлении, как показано стрелками 5-11, что приводит к увеличению и уменьшению размера насосной камеры 5-2. При перемещении поршня 5-1 в удлиненной детали 5-25 от стенки 5-23 насосной камеры 5-2 и увеличении внутреннего объема насосной камеры 5-2, суспензия катализатора течет из емкости для смешивания (не показана) по трубопроводу (не показан) через впускное отверстие 5-8 и через отверстие 5-13, как показано стрелкой 5-24, в первую камеру 5-6. Суспензия катализатора заполняет устройство 5 прямого вытеснения, перемещаясь через пространство (у) между шаром 5-5 и стенкой 5-14 первой камеры 5-6. Барьер 5-15 предотвращает выпадение шара 5-5 из первой камеры 5-6 и/или блокировку шаром 5-5 отверстия 5-18, находящегося в верхней части 5-17 первой камеры 5-6, но позволяет шару 5-5 свободно перемещаться между стенками 5-14 первой камеры 5-6. При выполнении этого этапа, шар 5-4 блокирует впускное отверстие 5-12 второй камеры 5-3, предотвращая попадание содержимого второй камеры 5-3 в увеличивающийся объем насосной камеры 52 или попадание суспензии катализатора во вторую камеру 5-3 из насосной камеры 5-2. Суспензия катализатора поступает через отверстие 5-18 и заполняет расширяющуюся насосную камеру 5-2.

- 8 026770

При перемещении поршня 5-1 в удлиненной детали 5-25 к стенке 5-23 насосной камеры 5-2 и уменьшении внутреннего объема насосной камеры 5-2, суспензия катализатора течет из насосной камеры 5-2 через впускное отверстие 5-12 во вторую камеру 5-3. Суспензия катализатора протекает через пространство (х) между шаром 5-4 и стенкой 5-19 второй камеры 5-3. Барьер 5-20 предотвращает выпадение шара 5-4 из второй камеры 5-3, и/или не позволяет ему блокировать отверстие 5-9 второй камеры 5-3, но позволяет шару 5-4 свободно перемещаться между стенками 5-19 второй камеры 5-3. При выполнении этого этапа, шар 5-5 блокирует впускное отверстие 5-13 первой камеры 5-6, предотвращая поступление или выпуск суспензии катализатора из устройства прямого вытеснения через впускное отверстие 5-8. Суспензия катализатора вытекает через отверстие 5-9 в верхней части 5-22 второй камеры 5-3 и попадает в петлевой реактор (не показан).

На фиг. 1В схематически представлено поперечное сечение устройства прямого вытеснения согласно другому воплощению изобретения. Устройство прямого вытеснения 5 включает первую камеру 56 и вторую камеру 5-3, где каждая из камер имеет впускное отверстие 5-13, 5-12 и выпускное отверстие 5-18, 5-9, и в каждую из камер помещен шар 5-4, 5-5, находящийся между стенками 5-14, 5-19 указанной камеры; указанные первая и вторая камера 5-6, 5-3 сообщаются текучей средой друг с другом через насосную камеру 5-2, расположенную между указанной первой и указанной второй камерами 5-6, 5-3, причем указанная насосная камера снабжена мембраной 5-102. Согласно изобретению, камеры и шары сконструированы таким образом, что разность между диаметром каждого шара 5-5, 5-4 и диаметром каждой камеры 5-6, 5-3 составляет от 5 до 200 величин среднего размера частиц (б₅₀) указанного металлоценового катализатора.

Конструкции первой камеры 5-6 и второй камеры 5-3 рассмотрены при описании фиг. 1А.

Камера 5-2 мембранного насоса расположена между указанной первой камерой 5-6 и указанной второй камерой 5-3. Насосная камера 5-2 включает нижнюю стенку 5-17, соответствующую верхней стенке 5-17 первой камеры 5-6, и верхнюю стенку 5-21, соответствующую нижней стенке 5-21 второй камеры 5-3. Таким образом, насосная камера 5-2 в соединении с первой 5-6 и второй камерами 5-3 через выпускное отверстие 5-18 указанной первой камеры 5-6 и впускное отверстие 5-12 второй камеры 5-3. Насосная камера также включат периферическую стенку 5-23, соединенную с полой деталью, ограниченной стенками 5-104. В указанной удлиненной детали расположена мембрана 5-102, которая может совершать возвратно-поступательное движение внутри камеры 5-2, как показано стрелками 5-111. Мембрана 5-102 соединена с валом 5-101 через соединительный элемент 103, а указанный вал 5-101 соединен рабочим соединением с насосом (не показан).

Мембрана 5-102 может перемещаться, как показано стрелками 5-111, что приводит к увеличению и уменьшению размера насосной камеры 5-2. При перемещении мембраны 5-102 от стенки 5-23 насосной камеры 5-2 и увеличении внутреннего объема насосной камеры 5-2, суспензия катализатора течет из емкости для смешивания (не показана) по трубопроводу (не показан) через впускное отверстие 5-8 и через отверстие 5-13, как показано стрелкой 5-24, в первую камеру 5-6. Суспензия катализатора заполняет устройство 5 прямого вытеснения, перемещаясь через пространство (у) между шаром 5-5 и стенкой 5-14 первой камеры 5-6. Барьер 5-15 предотвращает выпадение шара 5-5 из первой камеры 5-6 и/или блокировку шаром 5-5 отверстия 5-18 в верхней части 5-17 первой камеры 5-6, но позволяет шару 5-5 свободно перемещаться между стенками 5-14 первой камеры 5-6. При выполнении этого этапа, шар 5-4 блокирует впускной отверстие 5-12 второй камеры 5-3, предотвращая попадание содержимого второй камеры 5-3 в увеличивающийся объем насосной камеры 5-2 или попадание суспензии катализатора во вторую камеру 5-3 из насосной камеры 5-2. Суспензия катализатора поступает через отверстие 5-18 и заполняет расширяющуюся насосную камеру 5-2.

При перемещении мембраны 5-102 к стенке 5-23 насосной камеры 5-2 и уменьшении внутреннего объема насосной камеры 5-2, суспензия катализатора течет из насосной камеры 5-2 через впускное отверстие 5-12 во вторую камеру 5-3. Суспензия катализатора протекает через пространство (х) между шаром 5-4 и стенкой 5-19 второй камеры 5-3. Барьер 5-20 предотвращает выпадение шара 5-4 из второй камеры 5-3, и/или не позволяет ему блокировать отверстие 5-9 второй камеры 5-3, но позволяет шару 5-4 свободно перемещаться между стенками 5-19 второй камеры 5-3. При выполнении этого этапа, шар 5-5 блокирует впускное отверстие 5-13 первой камеры 5-6, предотвращая поступление или выпуск суспензии катализатора из устройства прямого вытеснения через впускное отверстие 5-8. Суспензия катализатора вытекает через отверстие 5-9 в верхней части 5-22 второй камеры 5-3 и попадает в петлевой реактор (не показан).

На фиг. 2 представлена установка для регулирования ввода катализатора в реактор полимеризации, которая может быть снабжена устройством прямого вытеснения согласно одному из воплощений изобретения. Установка включает одну или более емкостей 2 для хранения катализатора (показана одна) или так называемый резервуар или бак 2 для запасной суспензии, в котором находится содержащая твердые и жидкие вещества суспензия катализатора и разбавителя. В одном из воплощений установку предпочтительно применяют для подачи металлоценового катализатора.

Катализатор может находиться, например, в сухом виде в коммерчески доступных бидонах или контейнерах 26 для перевозки. Катализатор транспортируют через клапан по трубопроводу 27 в емкость

- 9 026770 для хранения. В общем случае, подобные бидоны 26, содержащие сухой порошок катализатора, не способны выдерживать высокое давление. Например, давление в таком бидоне может составлять приблизительно от 1,1 до 1,5 бар, и предпочтительно 1,3 бар. В зависимости от типа применяемого разбавителя, может возникнуть необходимость создать высокое давление в емкости 2 для хранения катализатора. Таким образом, если для применения определенного разбавителя необходимо повышенное давление, то с помощью подходящих систем катализатор предпочтительно перемещают из бидонов в емкость 2 для хранения, способную выдерживать повышенное давление. Так, это необходимо в случае применения изобутана, поскольку этот разбавитель находится в жидком состоянии только при повышенных давлениях. В том случае, например, если в качестве разбавителя применяют гексан, емкость 2 для хранения не нужна, поскольку этот разбавитель находится в жидком состоянии при низком давлении. Согласно предпочтительному воплощению, металлоценовый катализатор перемещают из бидонов 26 в емкость 2 для хранения через трубопровод 27, предпочтительно с помощью пневмотранспорта с носителем азотом или под действием силы тяжести. Тем не менее, очевидно, что согласно изобретению возможно применение других видов подачи катализатора в емкость для хранения, и они включены в объем настоящего изобретения. В альтернативном воплощении катализатор также может быть получен в коммерческом контейнере, способном выдерживать повышенное давление, составляющее от 7 до 16 бар. В этом случае такой коммерческий контейнер может выполнять функцию емкости 2 для хранения, и катализатор может быть загружен непосредственно из коммерческого контейнера в емкость 3 для смешивания.

Суспензию катализатора перемещают по трубопроводу 6 из емкостей 2 для хранения в емкость 3 для смешивания, в которой указанную суспензию катализатора разбавляют, создавая концентрацию, подходящую для проведения реакции полимеризации. Трубопровод 6 предпочтительно снабжен дозирующим клапаном 9, который позволяет подавать катализатор в емкость 3 для смешивания с регулируемой скоростью. Емкость 3 для смешивания также снабжена перемешивающим устройством 25 для поддержания суспензии в гомогенном состоянии.

Кроме того, установка дополнительно включает один или более трубопровод 4, который соединяет емкость 3 для смешивания с реактором 1 полимеризации, и через который разбавленную суспензию катализатора перекачивают из указанной емкости 3 для смешивания в реактор 1 с помощью по меньшей мере одного устройства 5 прямого вытеснения, рассмотренного в настоящем описании, установленного на трубопроводах 4. Затем катализатор может быть направлен в реактор 1, например, через клапан 22. Подача катализатора в реактор полимеризации с помощью устройства прямого вытеснения согласно изобретению обеспечивает точное и регулируемое дозирование абразивной высоковязкой суспензии катализатора в течение определенных промежутков времени. Кроме того, устройство прямого вытеснения согласно изобретению особенно подходит для поддержания разности давлений между трубопроводом для подачи катализатора и реактором полимеризации.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ подачи суспензии металлоценового катализатора в петлевой реактор (1) полимеризации олефинов с помощью устройства (5) прямого вытеснения, которое включает первую камеру (5-6) и вторую камеру (5-3), где каждая из камер имеет впускное отверстие (5-13, 5-12) и выпускное отверстие (518, 5-9), и в каждую из камер помещен шар (5-5, 5-4), находящийся между стенками (5-14, 5-19) указанной камеры; в котором указанные камеры соединены друг с другом рабочим соединением через насосную камеру (5-2), где способ включает этап приведения в действие насоса, включающий:

a) загрузку суспензии катализатора в насосную камеру (5-2) устройства (5) прямого вытеснения путем засасывания суспензии катализатора между шаром (5-5) и стенкой (5-14) первой камеры (5-6) и

b) выгрузку суспензии катализатора в петлевой реактор (1) путем вытеснения суспензии катализатора между шаром (5-4) и стенкой (5-19) второй камеры (5-3), причем разность между диаметром каждого из шаров (5-5, 5-4) и диаметром каждой камеры (5-6, 53) составляет от 5 до 200 величин среднего размера (б₅₀) частиц указанного металлоценового катализатора.
2. Способ по п.1, в котором указанный средний размер (б₅₀) частиц указанного катализатора составляет по меньшей мере 30 мкм.
3. Способ по п.2, в котором указанный средний размер (б₅₀) частиц указанного катализатора составляет от 30 до 50 мкм.
4. Способ по любому из пп.1-3, в котором указанная разность между диаметром каждого из шаров (5-5, 5-4) и диаметром каждой камеры (5-6, 5-3) составляет по меньшей мере 1000 мкм.
5. Способ по любому из пп.1-4, в котором указанный насос представляет собой мембранный насос.
6. Способ по любому из пп.1-4, в котором указанный насос представляет собой поршневой насос.
7. Способ по любому из пп.1-6, в котором катализатор представляет собой металлоценовый катализатор на пористом носителе из оксида кремния.