FI90247B - Menetelmä polymerointikatalyytin aktiivisten ja tasakokoisten kantajahiukkasten valmistamiseksi - Google Patents

Description

1 90247

Menetelmä polymerointikatalyytin aktiivisten ja tasakokoisten kantajahiukkasten valmistamiseksi - Förfarande för framställning av aktiva och jämnstora bärarpartiklar för polymerisationskatalysatorer 5

Keksintö koskee menetelmää polymerointikatalyytin kiinteiden kantajahiukkasten valmistamiseksi, jossa: aikaansaadaan sellainen kompleksiyhdisteen sula, jolla on 10 kaava (I)

MgCl2 nROH mED I

jossa RÖH merkitsee alifaattista alkoholia, jossa R on Cj-15 C6-alkyyli, ED merkitsee elektronidonoria, n on 1-6 ja m on 0-1; syötetään aikaansaatu sula lämpötilassa n. 100-140°C suuttimeen nopeudella noin 10-50 kg/h; ruiskutetaan sula suuttimesta sumutusalueelle, jossa se jakautuu hienoiksi sulapisaroiksi ja mahdollisesti osittain jähmettyy, jolloin 20 sumutusalueelle johdetaan inerttiä kaasua, joka ohjataan lähelle suutinta; siirretään mahdollisesti osittain jähmettyneet sulapisarat jäähdytetylle kiteytysalueelle, jossa ne kiteytyvät kiinteiksi kantajahiukkasiksi; ja otetaan kiin-teät kantajahiukkaset talteen. Keksintö koskee myös mene-.].25 telmää, jossa olefiinipolymerointikatalyytti aikaansaadaan saattamalla talteenotetut kiinteät kantajahiukkaset yhteen katalyyttisesti aktivoitumiskykyisen siirtymämetalliyhdis-teen, kuten titaanitetrakloridin, kanssa, ja näin valmiste-**/·: tun olefiinipolymerointikatalyytin käyttöä yhdessä kokata- 30 lyytin ja valinnaisesti ulkoisen elektronidonorin kanssa olefiinien polymerointiin.

Polymerointikatalyytit ja erityisesti Ziegler-Natta-tyyppiset katalyytit käsittävät nykyään tyypillisesti inertin -;35 kiinteän kantajan, jolle varsinainen aktiivinen katalyytti--·- komponentti tai katalyyttisten yhdisteiden muodostama seos tai kompleksi on kerrostettu. Tällaisen kantajan hiukkasten kemiallinen koostumus, pinnan rakenne, morfologia, hiukkas-koko ja hiukkaskokojakautuma ovat katalyytin aktiivisuudel-40 le ja katalyytillä saatavan polymeerin ominaisuuksille hy vin tärkeät. Hyvin aktiivisella katalyytillä voidaan näet 2 90247 tuottaa polymeeriä, josta sen puhtauden ansiosta ei tarvitse poistaa katalyyttijäämiä. Kantajan pintarakenne ja morfologia vaikuttavat taas itse polymeerituotteen morfologiaan, sillä on havaittu, että katalyytin morfologia toistuu 5 polymeerin rakenteessa (ns. replikailmiö). Haluttaessa tuotepolymeeri juoksevaksi, morfologialtaan halutuksi ja hiukkaskokojakautumaltaan kapeaksi, kuten on monien työstö-prosessien käyttökohteiden kannalta toivottavaa, kantajan ominaisuudet tulee replikailmiön johdosta saada vastaavik-10 si.

Em. tyyppiset katalyytit muodostuvat nykyään usein mag-nesiumpohjäisestä kantoaineesta, jota on käsitelty ti-taanihalogenidin tapaisella siirtymämetalliyhdisteellä sekä 15 usein myös elektronidonoriyhdisteellä. On myös tiedossa, että kantaja voidaan saada edulliseen kemialliseen koostumukseen, pinnan rakenteeseen, morfologiaan, hiukkaskokoon ja hiukkaskokojakautumaan antamalla sen kiteytyä jonkin kideliuottimensa kompleksina.

20 EP-julkaisun 65 700 ja US-julkaisun 4 421 674 mukaisessa menetelmässä titaanihalogenidi saatetaan reagoimaan mikro-pallojen muodossa olevan magnesiumkloridikatalyyttikantajan kanssa, minkä jälkeen reaktiotuotehiukkaset otetaan talteen 25 fysikaalisin keinoin ja sekoitetaan yhteen organometallisen yhdisteen kanssa. Menetelmässä kantaja valmistetaan aikaansaamalla liuos, joka oleellisesti sisältää etanoliin liuotettua magnesiumdikloridia, ja suoritetaan liuoksen spray-kuivaus suihkuttamalla se sellaiseen typpikaasun virtaan, ...:30 jonka sisään- ja ulostulolämpötilat ovat korkeat. Tuloksena saadaan hyvin tasakokoisia ja pallon muotoisia magnesiumdi-kloridihiukkasia. Tässä menetelmässä korkea lämpötila haihduttaa kuitenkin pois suuren osan kideliuottimesta, jolloin kantajan pintaan syntyy huokoisuutta ja sen aktivoitumisky--35 ky heikkenee. Tämä johtaa kiinteään katalyyttiin, jonka hiukkaskokojakautuma on tyydyttävä, mutta jonka aktiivisuus 3 90247 ja mekaaninen kestävyys ovat huokoisuuden johdosta heikkoja.

5 FI-patenttihakemuksessa 862459 (Neste Oy) on esitetty mene telmä sellaisen kantoaineen valmistamiseksi, jossa ei ole edellä mainittua aktiivisuutta ja mekaanista kestävyyttä vähentävää huokoisuutta.

10 Menetelmässä kantoaineen ja kideliuottimen muodostama kanta jakompleksi sulatetaan kirkkaaksi nesteeksi. Johdettaessa neste suuttimen ja sumutustilan läpi kylmällä typpikaasulla jäähdytettyyn kiteytystilaan kantajakompleksi kiteytyy muodoltaan pallomaisiksi pieniksi hiukkasiksi, jotka ovat hy-15 vin juoksevia ja irtonaisia. Edelleen kantajakompleksi kiteytyy ilman, että kideliuotinta haihtuu merkittävästi pois. Tällöin saadaan helmimäinen ei-huokoinen pinta, joka sopii erityisen hyvin aktiivisen katalyytin valmistamiseen. Kun tällainen esiaktivoitu kantaja johdetaan kosketuksiin 20 titaaniyhdisteen kanssa, muodostuu kideliuottimen poistuessa kantajan pinnalle runsaasti MgCl2:n ja titaaniyhdisteen välisiä katalyyttisesti aktiivisia komplekseja.

Mainittu suomalainen menetelmä johtaa helposti aktivoitu-: ;"25 viin kantajayhdisteisiin ja komplekseihin. Tällaisella ns.

spray-kiteytysmenetelmällä on kuitenkin haittana, etteivät muodostuneet pisarat ole täysin samankokoisia ja ne ovat osittain agglomeroituneita. Vaikka menetelmällä saadaankin pintarakenteeltaan käyttökelpoisempia kantoainehiukkasia 30 kuin em. spray-kuivauksella, ongelmana on siis se, että syntyy epätyydyttävä hiukkaskokojakautuma ja partikkelit ovat osittain agglomeroituneet.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sel-35 laiset polymerointikatalyytin kiinteitä kanr.ajahiukkasia, jotka ovat sekä aktiivisia että muodoltaan sopivia, toisistaan irtonaisia ja tasakokoisia. Tällöin pyritään valmistamaan uusia kantajahiukkasia, joiden kemiallinen koostu- 4 90247 mus, pinnan rakenne, morfologia, koko ja kokojakautuma ovat katalyytin aktiivisuudelle ja katalyytillä saatavan polymeerin hiukkasten muodolle, koolle ja kokojakautumalle mah-5 dollisimman edulliset. Nämä tavoitteet on nyt saavutettu em. spray-kiteytysmenetelmän parannuksella, jolle pääasiassa on tunnusomaista, että ruiskutetaan mainittu sula sellaisen suuttimen läpi, joka tai jonka yhteydessä oleva elin pyörii nopeudella n. 10000-30000 rpm ja sinkoaa sulaa pyö-10 rimiskeskuksesta ulospäin sumutusalueelle. On siis oival lettu, että spray-kiteytyksellä saatu edullinen kantaja-hiukkasten pintarakenne on yhdistettävissä kapeaan hiukkas-kokojakautumaan käyttämällä pyörivää suutintä tai vastaavaa laitetta.

15

Keksinnön mukainen menetelmä alkaa vaiheella, jossa aikaansaadaan kompleksiyhdisteen sula. Se voi tapahtua reagoitta-malla kompleksiyhdisteen komponentit keskenään niin korkeassa lämpötilassa, että ne reagoivat keskenään ja jäävät 20 reaktioastiaan sulan kompleksin muodossa, tai siten, että valmis kompleksi sulatetaan esillä olevan menetelmän mukaista käyttöä varten.

Kuten edellä mainittiin, magnesiumkloridi on keksinnön mu-:.25 kaisella menetelmällä saatavien kantajahiukkasten pääkom- ponentti. Sen on oltava joko täysin vedetön tai sitten vesipitoisuudeltaan hyvin alhainen ja sisällettävä edullises-ti korkeintaan 1 paino-% vettä.

---30 Toisena kompleksiyhdisteen komponenttina on alkoholi. Se on yleensä alifaattinen alkoholi, jonka alkyyliryhmässä on 1-6 hiiliatomia. Edullisia alifaattisia alkoholeja ovat me-tanoli ja/tai etanoli ja kaikkein edullisin on etanoli. Kompleksiyhdisteen valmistuksessa käytetyn alkoholin on .:35 oltava kuivaa ja edullisesti sisällettävä korkeintaan noin 2 paino-% vettä.

5 90247

Keksinnössä käytetyn kompleksiyhdisteen kolmantena ja valinnaisena komponenttina on donoriyhdiste. Donoriyhdisteitä valittaessa kriteerinä on, että ne parantavat polymerointia ja sulan pisarointia ilman että niitä sisältävän komplek-5 siyhdisteen sulattaminen ja spray-kiteyttäminen häiriintyy.

Elektronidonori voi siten olla alifaattinen tai aromaattinen karboksyylihappo, alifaattinen tai aromaattinen karbok-syylihapon alkyyliesteri, eetteri, alifaattinen tai aro-10 maattinen ketoni, alifaattinen tai aromaattinen aldehydi, alifaattinen tai aromaattinen alkoholi, alifaattinen tai aromaattinen halogenidi kuten happohalogenidi, alifaattinen tai aromaattinen nitriili, alifaattinen tai aromaattinen amiini, alifaattinen tai aromaattinen fosfiini tai alifaat-15 tinen tai aromaattinen piieetteri. Edullisia elektroni- donoreita ovat aromaattiset dikarboksyylihapot kuten dial-kyyliftalaatit, erityisesti di-isobutyyliftalaatti ja ali-faattiset dikarboksyylihapot kuten dialkyylimaleaatit, erityisesti dietyylimaleaatti.

20

Menetelmässä käytetyn kompleksiyhdisteen sulan valmistus tapahtuu siten, että magnesiumkloridi, alkoholi ja mahdollisesti katalyytin sisäinen donori sekoitetaan yhteen. Magnesiumkloridin osuus on tällöin edullisesti alueella 30-·”' 25 55 paino-%, alkoholin osuus on edullisesti alueella 55-70 paino-% ja sisäisen donorin osuus edullisesti välillä 0-0,2 mooli-%. Annostusjärjestys reaktoriin voi olla mikä tahansa; erään suoritusmuodon mukaan reaktoriin annostellaan ensin magnesiumkloridi ja sen jälkeen alkoholi sekä mahdol-....:30 linen sisäinen donori.

Sen jälkeen reaktori suljetaan ja aloitetaan lämmitys. Lämpötila säädetään edullisesti syntyvän kompleksin sulamispisteen yläpuolelle, tyypillisesti alueelle 90-130°C, — 35 kuitenkin riippuen syntyvän kompleksisulan koostumuksesta.

Loppuvaiheessa voidaan käyttää sekoitusta ja lisälämmitystä lähelle lämpötila-alueen ylärajaa.

6 90247

Sulan sekoitusaika riippuu annosteltavan magnesiumkloridin määrästä esimerkiksi siten, että 26 kg magnesiumkloridia vaatii sekoitusta neljän tunnin ajan ylimmässä lämpötilassa, esimerkiksi magnesiumkloridi-etanoli-kompleksin kohdal-5 la lämpötilassa 130°C ja 52 kg magnesiumkloridia sekoitusta kuusi tuntia samassa lämpötilassa.

Kuten jo hakemuksen alussa mainittiin, keksinnön mukaista spray-kiteytystä varten valmistetaan sellaisen kompleksiyh-10 disteen sula, jolla on kaava (I)

MgCl2 nROH mED (I) jossa RÖH merkitsee edellä mainittua alifaattista alkoho-15 lia, jossa R on C^-Cj-alkyyli, ED merkitsee edellä mainit tua elektronidonoria, n on luku välillä 1-6 ja m on luku välillä 0-1, jolloin m voi olla myös 0. Erään edullisen suoritusmuodon mukaan n on välillä 3-4. m on erään suoritusmuodon mukaan suuruusluokkaa noin 0,05.

20

Kun kompleksiyhdisteen sula on aikaansaatu, se syötetään suuttimelle. Syöttönopeus on tällöin noin 10-50 kg/tunti. Syöttö tapahtuu annostelupumpun avulla ja sen määrä ja tasaisuus saavutetaan edullisesti sylinteritoimisen vent-\ 25 tiilittömän annostelupumpun ja sykkeen vaimentimen avulla.

Sulan lämpötila pidetään syöttöputkistossa ja pumpussa vakiona ja tarkoin säädettynä edullisesti putken öljylämmi-tysvaipan avulla. Tällöin on edullista, että sulan lämpötila on tarkoin säädetty hieman sulan sulamispisteen yläpuo-"30 lelle. Lämpötilan olisi oltava kyllin korkea, jottei sula kiteytyisi syöttölinjassa ja jotta sulan pisarointi olisi alhaisen viskositeetin ja pintajännityksen vuoksi tehokasta, ja toisaalta kyllin matala, jotta alkoholia ei haihtuisi pois suuttimessa. Erään suoritusmuodon mukaan sulan "35 syöttölämpötila on välillä 100-140eC. On myös edullista, jos sulan syöttönopeus suuttimelle on noin 10-50 kg/tunti. Haihtuvan alkoholin määrä on alle 5 p-%. Mainittakoon, että 7 90247 spray-kuivauksessa alkoholia haihtuu tyypillisesti yli 30 p-%.

Seuraavaksi kompleksiyhdisteen sula ruiskutetaan suuttimes-5 ta sumutusalueelle, jossa se jakautuu hienoiksi sula- pisaroiksi. Ruiskutus tapahtuu esillä olevan keksinnön mukaan sellaisen suuttimen läpi, joka tai jonka yhteydessä oleva elin pyörii ja sinkoaa sulaa pyörimiskeskuksesta ulospäin sumutusalueelle. Keksinnön perusajatus onkin vai-10 keasti pisaroituvan kompleksisulan hajottaminen sumutusalu eelle nopeasti pyörivän elimen avulla.

Sulaa pisaroiksi hajottava pyörivä elin voi olla suuttimen yhteyteen järjestetty erillinen elin tai sitten itse suutin 15 voi olla pyörivä.

Pyörivän suuttimen tai sen yhteydessä olevan elimen pyörimisnopeus on erään edullisen suoritusmuodon mukaan 10000-30000 rpm, mielellään 18000-25000 rpm.

20

Sulan kompleksiyhdisteen hienontamiseen käytetään edullisesti pyörivää suutinta. Suutin on tällöin edullisesti akselinsa ympäri pyörivä ontto kiekko, jonka sisään johdetaan sula ja jonka kehän ulkopinnasta olevista rei'istä 25 pakotetaan sula ulos keskipakovoiman avulla. Erään suori tusmuodon mukaan pyörivän onton kiekkosuuttimen halkaisija on noin 100-150 mm. Sen kehäulkopinnassa on tällöin edullisesti neljä suutinreikää, joiden halkaisija on edullisesti noin 4 mm. Pyörivä ontto kiekkosuutin on rakenteeltaan - 30 edullisesti suljettu siten, että sen ontelo on tuloaukon kautta yhteydessä sulan syöttöputkeen ja mainittujen reikien kautta yhteydessä sumutusalueeseen. Tällä konstruktiolla estetään kaasun pumppausta suuttimesta, mikä aiheuttaa alkoholin lisääntyvää haihtumista ja pisaroiden huokoisuut-:35 ta.

8 90247

Suuttimesta kompleksiyhdisteen sula siirtyy suutinta ympäröivälle sumutusalueelle, jossa se jakautuu hienoiksi sula-pisaroiksi. Sumutusalueelle johdetaan edullisesti inerttiä kaasua, joka mielellään ohjataan lähelle suutinta. Inertin 5 kaasun lämpötila on edullisesti noin 20-40°C ja virtausmää-rä edullisesti noin 500 kg/tunti. Inertin kaasuvirtauksen tarkoituksena on estää sulapisaroiden törmäileminen toisiinsa ja agglomeroituminen. Tällöin asiaan vaikuttaa kaasun lämpötilan ja virtausmäärän lisäksi sen virtaussuunta, 10 joka voidaan ohjata esim. jakolevyjen avulla siten, että inertti kaasu edullisesti kiertää samaan suuntaan kuin pyörivä suutin tai sen yhteydessä oleva pyörivä elin.

Sumutusalueelta kompleksiyhdisteen sula, jossa voi olla 15 mukana myös kiinteitä hiukkasia, siirretään jäähdytetylle kiteytysalueelle, jossa tapahtuu lopullinen jähmettyminen kiinteiksi tasakokoisiksi kantajahiukkasiksi. Kyseessä olevaa spray-kiteytysprosessia varten on kehitetty kitey-tyslaitteisto, joka mahdollistaa korkealaatuisen kanto-20 ainejauheen valmistuksen. Laitteistolla saavutetaan korkea kantoainejauheen irtotiheys, kapea hiukkaskokojakautuma, irtonaiset hiukkaset ja helppo seulottavuus vielä kapeamman hiukkaskokojakautuman aikaansaamiseksi. Laitteiston kapasiteetti ei aiheuta ongelmia ja tuotanto sen avulla on 25 sillä helppoa ja työvoimaa säästävää.

Erään edullisen suoritusmuodon mukaan käytetään pystysuoraa kammiota, jonka yläpäässä sijaitsee mainittu suutin, yläosassa suuttimen ympärillä ja hieman sen alapuolella sumu-30 tusalue, alaosassa kiteytysalue ja alapäässä kiinteiden kantajahiukkasten talteenottoaukko. Kompleksiyhdisteen sula syötetään pyörivän suuttimen tai vastaavan läpi sumutusalueelle pienten ja tasakokoisten pisaroiden muodossa. Pyörivästä suuttimesta tai vastaavasta tulevat sulapisarat le-35 viävät kammion yläosaan syötetyn typpikaasuvirran ansiosta agglomeroitumatta sumutusalueelle . Sumutusalueen olosuhteet säädetään siten, että sumutettujen sulapisaroiden 9 90247 pintalämpötila pysyy lämpötila-alueella, jossa ne toisiinsa törmäillessään eivät helposti agglomeroidu ja toisaalta niiden sisältämän alkoholin haihtuminen on mahdollisimman vähäistä. Tällainen sulan pisaroiden lämpötila on hieman 5 sulamispisteen alapuolella. Sumutusalueeseen syötettävän typen lämpötila riippuu sulan kemiallisesta koostumuksesta ja se on edullisesti edellä mainitut 20-40°C.

Sumutusalueelta, jossa voi tapahtua jonkinlaista jähmetty-10 mistä, pisarat tai hiukkaset putoavat päin kammion alaosassa olevaa kiteytysaluetta. Kiteytysalueen tai sumutusalueen ja kiteytysalueen väliin kammion keskiosaan johdetaan edullisesti inerttiä kaasua. Tämän inertin kaasun lämpötila on edullisesti välillä -50 - +20°C ja sen virtausmäärä on 15 edullisesti suuruusluokkaa noin 300 kg/tunti. Tällöin sumu- tusalueesta toisistaan irrallaan laskeutuvat pisarat tai hiukkaset kiteytyvät tehokkaasti ja kiteytyvien hiukkasten toisiinsa törmäily on mahdollisimman vähäistä kunnes hiukkasten pintakin on kiteytynyt eivätkä hiukkaset enää pysty 20 agglomeroitumaan.

Sekä kammion yläosaan että sen keski- tai alaosaan syötettävä inertti kaasu on edullisesti kuivaa typpeä. Inertti kaasu on edullista poistaa kammion alaosassa sijaitsevan 25 poistoputken tai -aukon kautta.

Lopuksi kiinteät kantajahiukkaset otetaan talteen. Se tapahtuu edullisesti edellä mainitun kammion alapäässä sijaitsevan poistoaukon kautta.

-:--:30

Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä polymerointi-katalyytin kiinteiden kantajahiukkasten valmistamiseksi sopii parhaiten sellaisten ei-huokoisten hiukkasten aikaansaamiseksi, joiden hiukkaskokojakautumaa kuvaava SPAN-luku -: 35 on välillä 1,1-1,6.

10 90247

Talteenotetut kiinteät kantajahiukkaset saatetaan sitten yhteen katalyyttisesti aktivoitumiskykyisen siirtymämetal-liyhdisteen kuten titaanitetrakloridin kanssa aktiivisen olefiinipolymerointikatalyytin aikaansaamiseksi. Menetel-5 mällä valmistettu olefiinipolymerointikatalyyttiä voidaan käyttää yhdessä kokatalyytin ja valinnaisesti ulkoisen elektronidonorin kanssa olefiinien polymerointiin.

Seuraavassa keksintöä kuvataan tarkemmin viittaamalla kulo viin, joissa kuva 1 esittää keksinnön mukaisen menetelmän eräässä suoritusmuodossa käytettyä kiteytyslaitteistoa ja kuva 2 esittää keksinnön eräässä suoritusmuodossa käytettyä pyörivää suutintyyppiä.

15

Kuvan 1 esittämä kiteytyslaitteisto muodostuu kammiosta 1 sumutusta ja kiteytystä varten, reaktorista 2 kompleksin valmistusta ja/tai sulatusta varten ja syöttölaitteistosta 3 sulan kompleksiyhdisteen syöttämiseksi reaktorista 2 20 kammioon 1. Kammio muodostuu suuttimesta 4, sumutusalueesta 5 ja kiteytysalueesta 6. Kammion 1 yläpäässä on inertin kaasun syöttöjohto 7, joka johtaa keskelle kammiota lähelle suutintä 4. Kammion 1 yläpäähän on myös järjestetty inert-tikaasuvirran ohjauslevyt 8, joilla inerttikaasuvirta ohja-.25 taan minimoimaan sulapisaroiden agglomeroitumista. Kammion 1 yläpäähän syötetyn inerttikaasun lämpötila on Tl ja sen virtausmäärä on

Kammion 1 sumutusalueen 5 alapuolella sijaitsee toinen '30 inerttikaasun tuloputki 8, josta johdetaan inerttikaasua kammion 1 keskiosaan. Keskiosaan syötetyn kaasun lämpötila on T2 ja virtausmäärä F2.

Kammion 1 keskiosassa sijaitsevan inerttikaasun tuloputken 35 8 tuloaukon alapuolella sijaitsee kammiossa 1 kiteytysalue 6. Kiteytysalueen 6 alaosassa on kaasun poistoputki 9, josta kaikki inerttikaasu poistetaan.

n 90247

Kammion 1 alapäässä on keskellä valmiin tuotteen poistoauk-ko 10.

Reaktori 2 on putken 11 välityksellä yhteydessä sulan syöt-5 töpumppuun 12, joka esimerkiksi on sylinteritoiminen vent- tiilitön annostelupumppu. Pumpun 12 ja kammion 1 välillä kulkee putki 13, joka on varustettu sykkeen vaimentimella 14.

10 Reaktorin 2 ja kammion 1 välinen putkisto on varustettu lämmitysvaipalla 15.

Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä toimii laitetek-nisesti siten, että kompleksiyhdisteen komponentit syöte-15 tään reaktoriin 2, jossa ne lämmön ja sekoituksen avulla muutetaan sulaksi kompleksiyhdisteeksi. Valmis sula syötetään annostelupumpun 12 avulla kammion 1 yläosassa olevaan pyörivään suuttimeen 4. Syötön määrä ja tasaisuus saavutetaan tarkan sylinteritoimisen venttiilittömän annostelu-20 pumpun 12 ja sykkeen vaimentimen 14 avulla. Sulan lämpötila pidetään syöttöputkistossa 11 ja 13 sekä pumpussa 12 vakiona ja tarkoin säädettynä putkiston 11 ja 13 öljylämmitys-vaipan 15 avulla.

25 Pyörivä suutin 4 on rakenteeltaan suljettu siten, ettei sen sisään pääse muuta kuin sumutettavaa sulaa. Pyörivä suutin 4 on edullisesti ontto kiekko, joka pyöriessään nopeudella 18000-25000 rpm levittää pieniä sulapisaroita sumutusalu-eelle 5 pienten sen kehäulkopinnassa olevien suutinreikien 30 läpi.

Suuttimesta 4 sula sumutetaan kammion 1 sumutusalueelle, jossa pisarat pidetään erillään kammion 1 yläosaan suutti-men 4 lähelle putken 7 läpi syötetyn inertin kaasun avulla. 35 Inerttikaasuvirta säädetään jakolevyjen 8 avulla estämään sulapisaroiden agglomeroitumista.

12 90247

Sumutusalueelta 5 pisarat tai partikkelit putoavat toisistaan irrallaan alaspäin kammiossa 1 törmäten kammion keskiosassa toiseen, erillisestä syöttöputkesta 8 syötettyyn inerttiin kaasuvirtaan. Tämä kaasuvirta on em. kaasuvirtaa 5 kylmempi ja aiheuttaa pisaroissa tai partikkeleissa täydel lisen jähmettymisen ja ainakin osittaisen kiteytymisen. Jouduttuaan kosketukseen viimeksi mainitun kaasuvirran kanssa pisarat tai hiukkaset kiteytyvät kiteytysalueella 6 ja saavat lopulliset fysikaaliset omineisuutensa. Käytetty 10 inertti kaasu poistetaan kammion alaosassa olevasta poisto- putkesta 9 ja valmiit kiinteät kantajahiukkaset putoavat kammion kartiomaiseen pohjaan, jonka keskellä on niiden poistoaukko 10.

15 Kuvassa 2 näkyy keksinnön erään suoritusmuodon mukainen pyörivä kiekkosuutin 4, johon ei pääse ympäristöstä kaasua.

Sula syötetään suuttimeen kartion 16 kautta siten, että se täyttää kiekon 4 ontelon 17.

20

Kiekon 4 kehäulkopinnassa on suutinreiät 18, joiden läpi sula sinkoutuu sumutusalueelle keskipakovoiman avulla.

Kuvassa näkyvän pyörivän kiekkosuuttimen halkaisija on 25 edullisesti 100-150 mm ja siinä on edullisesti neljä suu- tinreikää, joiden halkaisija on noin 4 mm. Se pyörii edullisesti kierrosnopeudella noin 20000 rpm.

Seuraavassa esitetään esimerkki keksinnön valaisemiseksi.

30

Esimerkki Sulan valmistus

Sulan valmistuksessa reaktoriin annostellaan ensin MgCl2 ja sen jälkeen etanoli sekä mahdollinen taulukossa I ilmoi-35 tettu sisäinen donori. Reaktori suljetaan ja lämmitys aloi tetaan. Kun reaktorin lämpötila on +120eC, käynnistetään sekoitin ja lämpötilan nostoa jatketaan +130®C:een. Sulan i3 90247 sekoitusaika riippuu annosteltavan MgCl2:n määrästä siten, että 26 kg MgCl2 vaatii sekoitusta neljä tuntia +130°C:ssa ja 52 kg 6 tuntia samassa lämpötilassa.

5 Prosessointiolosuhteet

Kammioon tulevana kaasuna käytetään kuivattua typpeä, joka johdetaan kahteen kohtaan kammiota kuvan 1 mukaan. Kammion 1 yläosassa olevan kaasunjakolevyn 8 paras kulma on 45° pystysuoraan nähden siten, että kammioon 1 sisään tuleva 10 kaasu kiertää samaan suuntaan kuin pyörivä kiekko 4.

Pyörivän suuttimen kierrosnopeus on 24000 rpm ja se on suljetun mallinen ja siinä on neljä kappaletta halkaisijaltaan 4 mm:n suutinreikiä. Sulan syöttönopeus on kaikille 15 taulukon kantoaineille 30 kg/h.

Tulokset

Taulukossa I on esitetty parhaat prosessointiolosuhteet eri 20 sulakoostumuksille.

Taulukko I

Kantoaine Sulan syöttö T2 T2 Fx F2 lämpötila eC °C °C kg/h kg/h 25

MgCl2 3, OEtOH 130 35 10 500 300

MgCl2 3,5EtOH 120 30 10 500 300

MgCl2 4, OEtOH 115 28 5 500 300

MgCl2 4,5EtOH 110 25 0 500 300 30 MgCl2 3,5EtOH 115 35 -5 500 300

0,05 DIPB

MgCl2 3,5EtOH 110 35 -5 500 300

0,05 DEME

35 Taulukossa I EtOH tarkoittaa etanolia, DIPB di-isobutyyli- 14 90247 ftalaattia ja DEME dietyylimaleaattia. T, ja Fj tarkoittavat kuvan 1 mukaisen kammion 1 yläosaan putken 7 kautta syötetyn inerttikaasun vastaavaa lämpötilaa ja virtausmäärää ja T2 ja F2 kammion 1 keskiosaan putken 8 kautta syötetyn toi-5 sen inerttikaasuvirran vastaavaa lämpötilaa ja virtausmäärää.

Kun eo. keksinnössä käytettiin kuvien 1 ja 2 esittämää laitteistoa ja edellä kuvattuja olosuhteita, saatiin kanta-10 jahiukkasia, joiden morfologia, hiukkaskoko ja hiukkaskoko-jakautuma säilyi, kun ne aktivoitiin titaanitetrakloridil-la. Titaanitetrakloridilla aktivoidun kantoaineen keskimääräinen partikkelikoko oli alle 70 μιη, jolloin alle 20 μιη:η partikkeleiden kumulatiivinen massaosuus oli alle 10 %.

15 Koko jakauman kapeus {(dgo-djo)/d10} oli alle 1,5.

Katalyytillä suoritettiin kopolymerointi, jolloin kokata-lyyttinä käytettiin trietyylialumiinia. Polymerointikokeis-sa saatiin tyypilliseksi katalyytin aktiivisuudeksi noin 20 17 kg PP/g katalyyttiä, jolloin polymeerin irtotiheys oli 0,42 ja sen isotaktisuusindeksi 98,0.

Claims (17)

1. Menetelmä polymerointikatalyytin kiinteiden kantaja-hiukkasten valmistamiseksi, jossa: aikaansaadaan sellainen kompleksiyhdisteen sula, jolla on . 5 kaava (I) MgCli nROH mED I jossa RÖH merkitsee alifaattista alkoholia, jossa R on Ci-C6-alkyyli, ED merkitsee elektronidonoria, n on 1-6 ja m on 0-1; syötetään aikaansaatu sula lämpötilassa n. 100-140°C 10 suuttimeen (4) nopeudella noin 10-50 kg/h; ruiskutetaan sula suuttimesta (4) sumutusalueelle (5), jossa se jakautuu hienoiksi sulapisaroiksi ja mahdollisesti osittain jähmettyy» jolloin sumutusalueelle (5) johdetaan inerttiä kaasua (7), joka ohjataan lähelle suutinta (4); siirretään mahdol-15 lisesti osittain jähmettyneet sulapisarat jäähdytetylle kiteytysalueelle (6), jossa ne kiteytyvät kiinteiksi kanta-jahiukkasiksi; ja otetaan kiinteät kantajahiukkaset talteen, tunnettu siitä, että ruiskutetaan mainittu sula sellaisen suuttimen (4) läpi, joka tai jonka yhteydessä oleva 20 elin pyörii nopeudella n. 10000-30000 rpm ja sinkoaa sulaa pyörimiskeskuksesta ulospäin sumutusalueelle (5).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyörivän suuttimen (4) tai sen yhteydessä ole- 25 van elimen pyörimisnopeus on n. 18000-25000 rpm.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet-tu siitä, että pyörivänä suuttimena (4) käytetään akselinsa ympäri pyörivää onttoa kiekkoa, jonka sisään (17) johdetaan :··: 30 sula ja jonka kehäulkopinnassa olevista rei'istä (18) sula pakotetaan sula ulos keskipakovoiman avulla.

: 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu .;· siitä, että pyörivän onton kiekon (4) halkaisija on n. 100- 35 150 mm. ie 90247

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyörivän onton kiekon (4) kehäulkopinnassa on neljä suutinreikää (18), joiden halkaisija on edullisesti n. 4 mm. 5

6. Patenttivaatimuksen 3, 4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyörivä ontto kiekko (4) on rakenteeltaan suljettu siten, että sen ontelo (17) on tuloaukon (16) kautta yhteydessä sulan syöttoputkeen (13) ja mainittujen 10 reikien (18) kautta yhteydessä sumutusalueeseen (5).

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sumutusalueelle (5) johdettavan inertin kaasun (7) lämpötila on edullisesti n. 20-40°C ja 15 virtausnopeus edullisesti n. 500 kg/h.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sumutusalueelle (5) johdettu inertti kaasu ohjataan jakolevyn (8) avulla siten, että mainittu inertti 20 kaasu kiertää samaan suuntaan kuin pyörivä suutin (4) tai sen yhteydessä oleva pyörivä elin.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään pystysuoraa kammiota 25 (1), jonka yläpäässä sijaitsee mainittu suutin (4), ylä osassa sumutusalue (5) ja alaosassa kiteytysalue (6) ja alapäässä kiinteiden kantajahiukkasten talteenottoaukko (10).

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että kiteytysalueelle (6) tai sumutus-alueen (5) ja kiteytysalueen (6) väliin johdetaan putken (8) kautta inerttiä kaasua.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiteytysalueelle (6) tai sumutus- ja kiteytys- i7 90247 alueen väliin johdetun inertin kaasun lämpötila on -50 -+20°C ja virtausnopeus edullisesti n. 300 kg/h.

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetel-5 mä, tunnettu siitä, että RÖH on etanoli, jolloin n on edullisesti 3-4.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ED on dialkyyliftalaatti, edulli- 10 sesti di-isobutyyliftalaatti, tai dialkyylimaleaatti, edul lisesti dietyylimaleaatti.

14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että m on n. 0,05. 15

15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sillä valmistetaan ei-huokoisia hiukkasia, joiden hiukkaskokojakautumaa kuvaava SPAN-luku on 1,1-1,5. 20

16. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että talteenotetut kiinteät kantaja-hiukkaset saatetaan yhteen katalyyttisesti aktivoitumisky-kyisen siirtymämetalliyhdisteen, kuten titaanitetraklori- 25 din, kanssa aktiivisen olefiinipolymerointikatalyytin ai- ' kaansaamiseksi.

: : : 17. Patenttivaatimuksen 16 mukaisella menetelmällä valmis- tetun olef iinipolymerointikatalyytin käyttö yhdessä kokata-30 lyytin ja valinnaisesti ulkoisen elektronidonorin kanssa olefiinien polymerointiin. ie 90247