FI91415B - Method for reducing disc formation during polymerization of alpha-olefins - Google Patents

Method for reducing disc formation during polymerization of alpha-olefins Download PDF

Info

Publication number
FI91415B
FI91415B FI885084A FI885084A FI91415B FI 91415 B FI91415 B FI 91415B FI 885084 A FI885084 A FI 885084A FI 885084 A FI885084 A FI 885084A FI 91415 B FI91415 B FI 91415B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
reactor
water
ethylene
temperature
process according
Prior art date
Application number
FI885084A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI885084A (en
FI885084A0 (en
FI91415C (en
Inventor
John Richard Chirillo
Ii Kellam Cleatus Kimbrough
Peder Eugene Mchattie
Original Assignee
Union Carbide Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Priority to FI885084A priority Critical patent/FI91415C/en
Publication of FI885084A0 publication Critical patent/FI885084A0/en
Publication of FI885084A publication Critical patent/FI885084A/en
Publication of FI91415B publication Critical patent/FI91415B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI91415C publication Critical patent/FI91415C/en

Links

Landscapes

  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Description

9141591415

Menetelmä levynmuodostumisen vähentämiseksi alfa-olefiineja polymeroitaessa Förfarande för att reducera skivbildning under polymerisation av alfa-olefinerMethod for reducing sheet formation during the polymerization of alpha-olefins For the reduction of alpha-olefins during polymerization of alpha-olefins

Oheinen keksintö kohdistuu menetelmään levynmuodostumisen vähentämiseksi alfa-olefiineja polymeroitaessa ja se kohdistuu erityisemmin menetelmään levynmuodostumisen vähentämiseksi polyetyleeniä polymeroitaessa käyttäen titaaniin perustuvia i katalyyttejä tai vanadiiniin perustuvia katalyyttejä alkyyli-alumiini-kokatalyyttien kanssa.The present invention relates to a process for reducing sheet formation in the polymerization of alpha-olefins, and more particularly to a process for reducing sheet formation in the polymerization of polyethylene using titanium-based catalysts or vanadium-based catalysts with alkyl-aluminum cocatalysts.

Perinteinen pienitiheyksinen polyetyleeni on polymeroitu tähän saakka aina paksuseinäisissä autoklaaveissa tai putkireakto-reissa niinkin korkeissa kuin 50 000 psi: n paineissa ja jopa 300 *C: n tai sitä suuremmissa lämpötiloissa. Suuressa paineessa valmistetun pienitiheyksisen polyetyleenin (HP-LDPE) molekyylirakenne on hyvin monimutkainen. Niiden yksinkertaisten rakenneyksiköiden sijoittumisessa esiintyvä vaihtelu on olennaisesti rajatonta. HP-LDPE-yhdisteiden tunnusomaisena piirteenä on sekava pitkäketjuinen haaroittunut molekyylirakenne. Nämä pitkäketjuiset haarat vaikuttavat dramaattisesti näiden hartsien sulamisreologiaan. HP-LDPE-yhdisteissä on myös joukko lyhytketjuisia haaroja, joiden pituus on yleensä 1-6 hiiliatomia. Nämä lyhytketjuiset haarat estävät kiteiden muodostumisen ja alentavat hartsin tiheyttä.Traditional low density polyethylene has heretofore been polymerized in thick-walled autoclaves or tubular reactors at pressures as high as 50,000 psi and temperatures as high as 300 ° C or higher. The molecular structure of high pressure low density polyethylene (HP-LDPE) is very complex. The variation in the location of these simple structural units is essentially limitless. HP-LDPE compounds are characterized by a confusing long chain branched molecular structure. These long chain branches dramatically affect the melting rheology of these resins. HP-LDPE compounds also have a number of short chain branches, usually 1 to 6 carbon atoms in length. These short chain branches prevent the formation of crystals and lower the density of the resin.

Jokin aika sitten käyttöön ollaan saatu teknologia, jolla voidaan tuottaa pienitiheyksistä polyetyleeniä leijupetitek-niikalla alhaisissa paineissa ja lämpötiloissa kopolymeroimaila etyleeniä muiden erilaisten alfa-olefiinien kanssa. Näissä alhaisessa paineessa valmistetuissa LDPE-yhdisteissä (LP-LDPE) on yleensä vain vähän, mikäli lainkaan, pitkäketjuisia haaroja ja niitä nimitetään joskus suoraketjuisiksi (lineaarisiksi) LDPE-hartseiksi. Niissä on lyhytketjuisia haaroja, joiden i pituutta ja esiintymistiheyttä säätää polymeroinnissa käytetyn komonomeerin tyyppi ja määrä.Some time ago, a technology has been introduced which can produce low density polyethylene by fluidized bed technology at low pressures and temperatures by copolymerizing ethylene with various other alpha-olefins. These low pressure LDPE compounds (LP-LDPE) generally have few, if any, long chain branches and are sometimes referred to as straight chain (linear) LDPE resins. They have short-chain branches, the length and frequency of which are controlled by the type and amount of comonomer used in the polymerization.

22

Alan asiantuntijalle on hyvin tunnettua se, että matalassa paineessa valmistettuja, suuri- tai pienitiheyksissä polyety-leenejä voidaan nyt saada aikaan tavanomaisesti leijupeti-prosessilla käyttäen lukuisia katalyyttiperheitä pienitiheyk-sisten ja suuritiheyksisten tuotteiden koko valikoiman tuottamiseksi. Käytettävien katalyyttien asianmukainen valinta riippuu osaksi toivotun lopputuotteen tyypistä, eli siitä, onko kyseessä suuri tiheyksinen, pieni tiheyksinen, s uulakepuri s tus laatua oleva vai kalvolaatua oleva hartsi, sekä muista tekijöistä.It is well known to those skilled in the art that low pressure, high or low density polyethylenes can now be obtained by a conventional fluidized bed process using numerous families of catalysts to produce a full range of low density and high density products. The appropriate choice of catalysts to be used depends in part on the type of end product desired, i.e., high density, low density, extrusion grade, or film grade resin, as well as other factors.

Erityyppiset katalyytit, joita voidaan käyttää polyetyleenien tuottamiseen leijupetireaktoreissa, voidaan luokitella yleensä seuraavasti:The different types of catalysts that can be used to produce polyethylenes in fluidized bed reactors can generally be classified as follows:

Tyyppi I: Silyylikromaattikatalyytit, jotka on kuvattu nimellä Baker ja Carrick myönnetyssä US-patenttijulkaisussa 3 324 101 sekä nimellä Carrick, Karapinks ja Turbet myönnetyssä US-patentti julkaisussa 3 324 095. Näiden silyylikromaattikatalyyttien tunnusomaisena piirteenä on se, että niissä on läsnä seuraavan kaavan mukainen ryhmä:Type I: Silyl chromate catalysts described in U.S. Patent No. 3,324,101 to Baker and Carrick and U.S. Patent No. 3,324,095 to Carrick, Karapinks and Turbet. These silyl chromate catalysts are characterized by the presence of a group of the following formula: :

-R O-R O

i it --Si-O-Cr-O-—i it --Si-O-Cr-O-—

I III II

_R o _ missä R on 1-14 hiiliatomia käsittävä hiilivetyryhmä. Edullisia silyylikromaattikatalyyttejä ovat bis(triaryylisilyyli)-kroma,atit ja edullisemmin bis (trifenyylisilyyli )kromaatti._R o _ wherein R is a hydrocarbon group having 1 to 14 carbon atoms. Preferred silyl chromate catalysts are bis (triarylsilyl) chromate, corresponding and more preferably bis (triphenylsilyl) chromate.

Tätä katalyyttiä käytetään kantajan kuten piidioksidin, alumiinioksidin, tori umoksi di n, zirkoniumoksidin ja muiden vas-taaavien päällä. Myös muita kantajia kuten nokea, mikrokiteis-tä selluloosaa, ei-sulfonoituja ioninvaihtohartseja ja muita vastaavia voidaan käyttää.This catalyst is used on a support such as silica, alumina, thorium oxide, zirconia and the like. Other carriers such as carbon black, microcrystalline cellulose, non-sulfonated ion exchange resins and the like can also be used.

3 914153,91415

Tyyppi 11: Bis(syklopentadienyyli)kromi(II)yhdieteet, jotka on kuvattu US-patenttijulkaisussa 3 879 368. Näillä bis(syklopen-tadienyyli)kromi(II) yhdisteillä on seuraava kaava: . ^v missä R' ja R" voivat olla sama tai erilainen Ci - Cao-hiili-vetyradikaali, rajat mukaan lukien, ja n' ja n" voivat olla sama tai eri kokonaisluku 0-5, rajat mukaan lukien. R' - ja R" -hiilivetyradikaalit voivat olla tyydyttyneitä tai tyydytty-mättömiä ja niistä voidaan mainita esimerkiksi alifaattiset, alisykliset ja aromaattiset radikaalit kuten metyyli-, etyyli-, propyyli-, butyyli-, pentyyli-, syklopentyyli-, syklohek-syyli-, allyyli-, fenyyli- ja naftyyliradikaalit.Type 11: Bis (cyclopentadienyl) chromium (II) compounds described in U.S. Patent 3,879,368. These bis (cyclopentadienyl) chromium (II) compounds have the following formula:. wherein R 'and R "may be the same or different C1-Cao-carbon-hydrogen radical, including limits, and n' and n" may be the same or different integers from 0 to 5, inclusive. R 'and R "hydrocarbon radicals may be saturated or unsaturated and may be mentioned, for example, aliphatic, alicyclic and aromatic radicals such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, cyclopentyl, cyclohexyl, allyl, phenyl and naphthyl radicals.

Näitä katalyyttejä käytetään edellä kuvatun kantajan päällä.These catalysts are used on the support described above.

Tyyppi III: US-patenttijulkaisussa 4 011 382 kuvatut katalyytit. Nämä katalyytit sisältävät oksideina olevaa kromia ja titaania ja valinnaisesti fluoria sekä kantajan. Nämä katalyytit sisältävät noin 0,05 - 3,0, edullisesti noin 0,2 - 1,0 paino-% kromia (alkuaineena Cr laskettuna), noin 1, 5 - 9,0, edullisesti noin 4,0 - 7,0 paino-% titaania (alkuaineena Ti laskettuna), sekä noin 0,0 - 2,5, edullisesti noin 0,1 - 1,0 paino-% fluoria (alkuaineena F laskettuna), kantajan, kromin, titaanin ja fluorin yhteisestä painosta laskien.Type III: The catalysts described in U.S. Patent 4,011,382. These catalysts contain chromium and titanium as oxides and optionally fluorine as well as a support. These catalysts contain from about 0.05 to 3.0, preferably from about 0.2 to 1.0% by weight of chromium (calculated as Cr), from about 1.5 to 9.0, preferably from about 4.0 to 7.0% by weight. -% titanium (calculated as Ti), and about 0.0 to 2.5, preferably about 0.1 to 1.0% by weight of fluorine (calculated as F), based on the total weight of the support, chromium, titanium and fluorine.

Tyyppiä III olevissa katalyyteissä käyttökelpoisiin yhdisteisiin kuuluvat CrOs tai mikä tahansa muu kromiyhdiste, joka voi hapettua muotoon CrOa käytetyissä aktivointiolosuhteissa. Vähintään osa kantajaan sidotun aktivoidun katalyytin kromista on oltava kuusiarvoisessa muodossa. Muita käyttökelpoisia kromiyhdisteitä kuin COa on esitetty US-patenttijulkaisuissa 4 2 825 721 ja 3 622 521 ja niistä voidaan mainita kromi(III)ase-tyyli as etonaatti, kromi(III)nitraatti, kromi(III}asetaatti, kromi (III )kloridi, kromi(III)sulfaatti ja ammoniumkromaatti.Compounds useful in Type III catalysts include CrOs or any other chromium compound that can oxidize to the form CrOa under the activation conditions used. At least a portion of the chromium of the activated catalyst bound to the support must be in hexavalent form. Useful chromium compounds other than COa are disclosed in U.S. Patent Nos. 4,825,721 and 3,622,521 and may include chromium (III) acetyl acetate, chromium (III) nitrate, chromium (III} acetate, chromium (III) chloride, chromium (III) sulphate and ammonium chromate.

Käyttökelpoisia titaaniyhdisteitä ovat ne kaikki yhdisteet, jotka voivat hapettua muotoon TiO» käytetyissä aktivointiolosuhteissa, ja niistä voidaan mainita esimerkiksi ne, jotka on kuvattu US-patenttijulkaisussa 3 622 521 ja hollantilaisessa patenttihakemuksessa NL 72-10881.Useful titanium compounds are all those which can be oxidized to the TiO2 form under the activation conditions used, and can be mentioned, for example, those described in U.S. Pat. No. 3,622,521 and Dutch Patent Application NL 72-10881.

Käyttökelpoisiin fluoriyhdisteisiin kuuluu esimerkiksi HF tai mikä tahansa muu sellainen fluoriyhdiste, joka tuottaa fluori-vetyä HF käytetyissä aktivointiolosuhteissa. Muita käyttökelpoisia fluoriyhdisteitä kuin HF on kuvattu hollantilaisessa patenttihakemuksessa NL 72-10881.Useful fluorine compounds include, for example, HF or any other fluorine compound that produces hydrogen fluoride under the activation conditions used for HF. Useful fluorine compounds other than HF are described in Dutch patent application NL 72-10881.

Epäorgaaniset oksidimateriaalit, joita voidaan käyttää kantajina katalyyttivalmisteissa, ovat huokoisia materiaaleja, joilla on suuri pinta-ala, tämän pinta-alan ollessa noin 50 -1000 m2/g, ja joiden keskimääräinen hiukkaskoko on noin 20 -200 mikronia. Käyttökelpoisia epäorgaanisia oksideja ovat esimerkiksi piidioksidi, alumiinioksidi, toriumoksidi, zirkoni umoksidi ja muut vastaavat epäorgaaniset oksidit sekä näiden oksidien seokset.Inorganic oxide materials that can be used as supports in catalyst preparations are porous materials having a large surface area of about 50 to 1000 m 2 / g and an average particle size of about 20 to 200 microns. Useful inorganic oxides include, for example, silica, alumina, thorium oxide, zirconium oxide, and other similar inorganic oxides, as well as mixtures of these oxides.

Tyyppi IV: Nämä katalyytit on kuvattu nimellä F. J. Karol et ai. myönnytyssä US-patenttijulkaisussa 4 302 566, jonka nimitys on “Preparation of Ethylene Copolymers in Fluid Bed Reactor" ("Etyleenikopolymeerien valmistus leijupetireaktorissa"), ja joka on siirretty samalle hakijalle kuin oheinen hakemus. Nämä katalyytit sisältävät vähintään yhtä titaaniyhdistettä, vähintään yhtä magnesiumyhdistettä, vähintään yhtä elektroneja luovuttavaa yhdistettä, vähintään yhtä aktivoivaa yhdistettä ja vähintään yhtä inerttiä kantajamateriaalia.Type IV: These catalysts are described as F. J. Karol et al. U.S. Patent No. 4,302,566 to U.S. Patent No. 4,302,566, entitled "Preparation of Ethylene Copolymers in a Fluid Bed Reactor", assigned to the same applicant as the present application. These catalysts contain at least one titanium compound, at least one magnesium compound at least one electron donating compound, at least one activating compound and at least one inert carrier material.

Titaaniyhdisteellä on rakenne:The titanium compound has the structure:

Ti (OR)aXb 5 91415 missä R on alifaattinen tai aromaattinen Ci-Ci*-hiilivetyradi-kaali tai COR' , missä R' on alifaattinen tai aromaattinen Ci Ci.»-hiilivetyradikaali; X on Cl, Br tai I; a on 0 tai 1; b on 2-4, rajat mukaan lukien; ja a+b on 3 tai 4.Ti (OR) aXb 5 91415 wherein R is an aliphatic or aromatic C 1 -C 13 hydrocarbon radical or COR ', wherein R' is an aliphatic or aromatic C 1 -C 13 hydrocarbon radical; X is Cl, Br or I; a is 0 or 1; b is 2-4, inclusive; and a + b is 3 or 4.

Titaaniyhdisteitä voidaan käyttää toisistaan erillään tai yhdistelminä ja niihin kuuluvat TiCl3, TiCl*, Ti(OCH3)Cl3,Titanium compounds can be used alone or in combination and include TiCl3, TiCl *, Ti (OCH3) Cl3,

Ti(OCeHs)Cla, Ti(OCOCH3)Cl3 ja Ti(OCOCeHs)Cl3.Ti (OCeHs) Cla, Ti (OCOCH3) Cl3 and Ti (OCOCeHs) Cl3.

Magnesiumyhdisteellä on rakenne:The magnesium compound has the structure:

MgXa missä X on Cl, Br tai I. Tällaisia magnesiumyhdisteitä voidaan käyttää toisistaan erillään tai yhdistelminä ja niitä ovat esimerkiksi MgCla, MgBra ja Mgla. Vedetön MgCla on edullinen magnete i umyhdi s te.MgXa where X is Cl, Br or I. Such magnesium compounds may be used singly or in combination and include, for example, MgCl 2, MgBra and Mgla. Anhydrous MgCl 2 is a preferred magnet.

Titaaniyhdistettä ja magnesiumyhdistettä käytetään yleensä sellaisessa muodossa, joka helpottaa niiden liukenemista elektroneja luovuttavaan yhdisteeseen.The titanium compound and the magnesium compound are generally used in a form that facilitates their dissolution in the electron donating compound.

Elektroneja luovuttava yhdiste on orgaaninen yhdiste, joka on nestemäistä 25 *C: n lämpötilassa, ja johon titaaniyhdiste ja magnesiumyhdiste liukenevat osittain tai täydellisesti. Elektroneja luovuttavat yhdisteet ovat sinänsä tunnettuja tai ne tunnetaan Lewis: in emäksinä.The electron donating compound is an organic compound which is liquid at a temperature of 25 ° C and in which the titanium compound and the magnesium compound are partially or completely soluble. Electron donating compounds are known per se or are known as Lewis bases.

Elektroneja luovuttavia yhdisteitä ovat esimerkiksi sellaiset yhdisteet kuin alifaattisten ja aromaattisten karboksyylihappojen alkyyliesterit, alifaattiset eetterit, sykliset eetterit ja alifaattiset ketonit.Electron donating compounds include, for example, compounds such as alkyl esters of aliphatic and aromatic carboxylic acids, aliphatic ethers, cyclic ethers and aliphatic ketones.

Katalyyttiä voidaan muokata boorihaiogenidiyhdisteellä, jolla on rakenne: BRoX' s-ο missä R on 1 - 14 hiiliatomia sisältävä alifaattinen tai aromaattinen hiili vetyradikaali tai OR' , missä R' on myös 1 - 14 hiiliatomia sisältävä alifaattinen tai aromaattinen hiilivety- 6 radikaali; X' valitaan kloorin Cl ja bromin Br tai niiden seosten joukosta; ja c on 0 tai 1, mikäli R on alifaattinen tai aromaattinen hiilivety, ja c on 0, 1 tai 2, mikäli R on OR' .The catalyst can be modified with a boron halide compound having the structure: BRoX 's-ο wherein R is an aliphatic or aromatic hydrocarbon radical having 1 to 14 carbon atoms or OR', wherein R 'is also an aliphatic or aromatic hydrocarbon radical having 1 to 14 carbon atoms; X 'is selected from chlorine Cl and bromine Br or mixtures thereof; and c is 0 or 1 if R is an aliphatic or aromatic hydrocarbon, and c is 0, 1 or 2 if R is OR '.

Boorihaiogenidiyhdisteitä voidaan käyttää toisistaan erillään tai yhdistelminä ja niitä ovat esimerkiksi BC13/ BBr3/ B(C2H=)C12, B(0C2Hs)C12/ B(OC2Hs)2C1, B(CsHs) Cl2, B(OCeHs)Cl2, B(CeHi3)Cl2, B(C6Hi3)2C1 ja B(OCeHs)2Cl. Booritrikloridi on erityisen edullinen booriyhdiste.The boron halide compounds can be used alone or in combination and include, for example, BC13 / BBr3 / B (C2H =) C12, B (OC2Hs) C12 / B (OC2Hs) 2Cl, B (CsHs) Cl2, B (OCeHs) Cl2, B (CeHi3) Cl2, B (C6H13) 2Cl and B (OCeH5) 2Cl. Boron trichloride is a particularly preferred boron compound.

Aktivoivalla yhdisteellä on rakenne: AI (R" )oX' a.H· missä X' on Cl tai ORi; Ri ja R" ovat samanlainen tai erilainen ryhmä ja ne ovat tyydyttyneitä Ci - Cm-hiilivetyradikaa-leja; d on 0 - 1, 5, e on 1 tai 0 ja c+d+e = 3.The activating compound has the structure: Al (R ") oX 'a.H · wherein X' is Cl or ORi; R1 and R" are the same or different group and are saturated C1-Cm hydrocarbon radicals; d is 0 to 1, 5, e is 1 or 0 and c + d + e = 3.

Tällaisia aktivoivia yhdisteitä voidaan käyttää toisistaan erillään tai yhdistelminä.Such activating compounds may be used singly or in combination.

Kantajamateriaalit ovat kiinteitä hiukkasmateriaaleja, ja niitä ovat esimerkiksi epäorgaaniset materiaalit kuten piin ja alumiinin oksidit ja molekyyliseulat sekä orgaaniset materiaalit kuten oiefiinipolymeerit, esimerkiksi polyetyleeni.The carrier materials are solid particulate materials and include, for example, inorganic materials such as oxides and molecular sieves of silicon and aluminum, and organic materials such as olefin polymers such as polyethylene.

Tyyppi V: Vanadiiniin perustuvat katalyytit. Tämän tyyppiset katalyytit sisältävät yleensä aktiivisena komponenttinaan vanadiinia, erään tämän tyyppisen katalyytin käsittäessä yleensä kantajaan sidotun esiasteen, kokatalyytin ja edistäjän. Kantajaan sidottu esiaste muodostuu olennaisesti vanadiiniyhdisteestä ja muokkaajasta, jolla kiinteä, inertti kantaja on kyllästetty. Esiasteen vanadiiniyhdiste on vanadiinitrihaioge-nidin ja elektroninluovuttajan välinen reaktiotuote. Vanadiini tri hai ogeni di n halogeeni on kloori, bromi tai jodi tai niiden seos. Erityisen edullinen vanadiinitrihalogenidi on vanadiini tri kloridi VC13.Type V: Vanadium-based catalysts. Catalysts of this type generally contain vanadium as their active component, a catalyst of this type generally comprising a support-bound precursor, a cocatalyst and a promoter. The carrier-bound precursor consists essentially of a vanadium compound and a modifier with which a solid, inert carrier is impregnated. The vanadium precursor compound is the reaction product between the vanadium trihalide and the electron donor. Vanadium tri halogen is halogen is chlorine, bromine or iodine or a mixture thereof. A particularly preferred vanadium trihalide is vanadium trichloride VCl3.

7 914157 91415

Elektroninluovuttaja on nestemäinen orgaaninen Lewis: in emäs, johon vanadiinitrihalogenidi on liukoinen. Elektroninluovuttaja valitaan ryhmästä, joka koostuu alifaattisten ja aromaattisten karboksyylihappojen alkyyliestereistä, alifaattisista estereistä, alifaattisista ketoneista, alifaattisista amiineista, alifaattisista alkoholeista, alkyyli- ja sykloalkyyli-eettereistä sekä niiden seoksista. Edullisia elektroninluovut-tajia ovat alkyyli- ja sykloalkyylieetterit, erityisesti tet-rahyd'rof uraani. Kutakin käytettyä vanadiini mooli a kohden on kompleksoitu noin 1 - 20, edullisesti noin 1 - 10, edullisim min noin 3 moolia elektroninluovuttajaa.The electron donor is a liquid organic Lewis base in which vanadium trihalide is soluble. The electron donor is selected from the group consisting of alkyl esters of aliphatic and aromatic carboxylic acids, aliphatic esters, aliphatic ketones, aliphatic amines, aliphatic alcohols, alkyl and cycloalkyl ethers, and mixtures thereof. Preferred electron donors are alkyl and cycloalkyl ethers, especially tetrahydrofuran. For each mole of vanadium used, about 1 to 20, preferably about 1 to 10, most preferably about 3 moles of electron donor are complexed.

Esiasteessa käytetyllä muokkaajalla on kaava: MX.The modifier used in the precursor has the formula: MX.

missä: M on joko boori tai AlRo-.>, kunkin symbolin R tarkoittaessa toisistaan riippumatta alkyyliä siten, että alifaattisten hiiliatomien kokonaislukumäärä missä tahansa ryhmässä R ei ylitä 14: ää; X on kloori, bromi tai jodi; ja a on 0, 1 tai 2 edellyttäen, että kun M on boori, niin a on 3.wherein: M is either boron or AlR 0 -,> each symbol R independently represents alkyl such that the total number of aliphatic carbon atoms in any group R does not exceed 14; X is chlorine, bromine or iodine; and a is 0, 1 or 2 provided that when M is boron, then a is 3.

Edullisia muokkaajia ovat C> - Ce-alkyylialumiini-mono- ja -dikloridit sekä booritrikloridi. Erityisen edullinen muokkaaja on dietyylialumiinikloridi. Elektroninluovuttajan yhtä moolia kohden käytetään noin 0, 1 - 10, edullisesti noin 0,2 -2, 5 moolia muokkaajaa.Preferred modifiers are C 1 -C 6 alkylaluminum mono- and dichlorides and boron trichloride. A particularly preferred modifier is diethylaluminum chloride. About 0.1 to 10, preferably about 0.2 to 2.5, moles of modifier are used per mole of electron donor.

Kantaja on kiinteätä huokoista hiukkasmateriaalia, joka on inerttiä polymeroinnille. Kantaja on olennaisesti piidioksidia tai alumiinioksidia tai niiden seosta. Kantaja voi sisältää valinnaisesti muita materiaaleja kuten zirkoniumoksidia, tori umoksi di a tai muita sellaisia yhdisteitä tai niiden seoksia, jotka ovat kemiallisesti inerttejä polymeroinnille.The carrier is a solid porous particulate material that is inert to polymerization. The support is essentially silica or alumina or a mixture thereof. The carrier may optionally contain other materials such as zirconia, thorium oxy, or other compounds or mixtures thereof that are chemically inert to the polymerization.

Kantajaa käytetään kuivana jauheena, jonka hiukkaskoko on noin 10 - 250, edullisesti noin 20 - 200, edullisimmin noin 30 - * 8 100 mikronia. Huokoisen kantajan pinta-ala on yhtäsuuri tai suurempi kuin noin 3, edullisesti yhtäsuuri tai suurempi kuin noin 50 m2/g. Edullinen kantaja on piidioksidi, jonka huokoskoko on yhtäsuuri tai suurempi kuin noin 80, edullisesti yhtäsuuri tai suurempi kuin noin 100 Ängströmiä. Kantaja kuivataan etukäteen kuumentamalla veden poistamiseksi, edullisesti lämpötilassa, joka on yhtäsuuri tai suurempi kuin noin 600 *C.The carrier is used as a dry powder having a particle size of about 10 to 250, preferably about 20 to 200, most preferably about 30 to 8,100 microns. The surface area of the porous support is equal to or greater than about 3, preferably equal to or greater than about 50 m 2 / g. The preferred support is silica having a pore size equal to or greater than about 80, preferably equal to or greater than about 100 Angstroms. The support is preheated by heating to remove water, preferably at a temperature equal to or greater than about 600 ° C.

Kantajan käytetty määrä on sellainen, että vanadiinipitoisuudeksi saadaan noin 0, 05 - 0, 5 millimoolia vanadiinia/g (mmol V/g), edullisesti noin 0,2 - 0,35 mmol V/g, edullisimmin noin 0, 29 mmol V/g.The amount of carrier used is such that the vanadium content is about 0.05 to 0.5 millimoles of vanadium / g (mmol V / g), preferably about 0.2 to 0.35 mmol V / g, most preferably about 0.29 mmol V / g g.

Kantajaa ei olla tavallisesti käsitelty kemiallisesti saattamalla se reagoimaan aikyylialumiiniyhdisteen kanssa ennen kantajaan sidotun esiasteen muodostamista. Tällainen käsittely johtaa kantajamolekyyleihin kemiallisesti sitoutuneiden alumiini ai koksi di en muodostumiseen. Ollaan havaittu, että tällaisen käsitellyn kantajan käyttö katalyyttivaimisteessa ja menetelmässä ei ole ainoastaan epäoleellista vaan se johtaa myös k epätoivottuun kasautumiseen, kun sitä käytetään suuritiheyksi-sen polyetyleenin (>0,94 g/cm3) valmistuksessa, minkä seurauksena saadaan möhkälemäistä, ei-vapaasti juoksevaa tuotetta.The support is not usually chemically treated by reacting it with an alkylaluminum compound prior to forming the support-bound precursor. Such treatment results in the formation of aluminum alkoxides chemically bonded to the support molecules. It has been found that the use of such a treated support in a catalyst suppressor and process is not only irrelevant but also leads to undesired agglomeration when used in the production of high density polyethylene (> 0.94 g / cm 3), resulting in a lumpy, non-free flowing product.

Kokatalyytiliä, jota voidaan käyttää tyyppiä IV ja V olevissa katalyyteissä, on kaava: AI Rs missä R on edellä symbolin M yhteydessä esitetyn määritelmän mukainen. Edullisia kokatalyyttejä ovat esimerkiksi Ca - C«-trialkyylialumiiniyhdisteet. Erityisen edullinen kokatalyytti on tri-isobutyylialumiini. Vanadiinin yhtä moolia kohden käytetään noin 5 - 500, edullisesti noin 10 - 50 moolia kokata- lyyttiä.The cocatalyst that can be used in type IV and V catalysts has the formula: AI Rs where R is as defined above in connection with the symbol M. Preferred cocatalysts are, for example, Ca-C 1 trialkylaluminum compounds. A particularly preferred cocatalyst is triisobutylaluminum. About 5 to 500, preferably about 10 to 50 moles of cocatalyst are used per mole of vanadium.

Edistäjällä on kaava: R' *»CX' 9 91415 missä: R' on vety tai substituoitumaton tai halogeenilla substituoi-tunut alempi, eli korkeintaan 6 hiiliatomia sisältävä alkyy- li; X' on halogeeni ja b on 0, 1 tai 2.The promoter has the formula: R '* »CX' 9 91415 wherein: R 'is hydrogen or unsubstituted or halogen-substituted lower, i.e. alkyl having up to 6 carbon atoms; X 'is halogen and b is 0, 1 or 2.

Kokatalyytin yhtä moolia kohden käytetään noin 0, 1 - 10, edullisesti noin 0,2-2 moolia edistäjää.About 0.1 to 10, preferably about 0.2 to 2 moles of promoter are used per mole of cocatalyst.

Katalyytti valmistetaan valmistamalla ensin kantajaan sidottu esiaste. Eräässä suoritusmuodossa vanadiiniyhdiste valmistetaan liuottamalla vanadiinitrihalogenidi elektroninluovutta-jaan lämpötilassa, joka on noin 20 ’C:sta elektroninluovutta-jan kiehumispisteeseen, sekoittaen muutaman tunnin ajan. Sekoittaminen tapahtuu edullisesti noin 65 ’ C: n lämpötilassa noin 3 tuntia tai kauemmin. Tämän jälkeen kantaja kyllästetään tällä1 tavalla saadulla vanadiini yhdisteellä. Kyllästäminen voidaan toteuttaa lisäämällä kantaja kuivana jauheena tai elektroninluovuttajassa tai muussa inertissä liuottimessa olevana lietteenä. Neste poistetaan kuivaamalla noin 100 *C: ta pienemmässä lämpötilassa muutama tunti, edullisesti noin 45 90 ' C: n lämpötilassa noin 3-6 tuntia. Tämän jälkeen inert- tiin liuottimeen, kuten hiilivetyyn, liuotettu muokkaaja sekoitetaan vanadiinillä kyllästettyyn kantajaan. Neste poistetaan kuivaamalla muutaman tunnin ajan lämpötilassa, joka on pienempi kuin noin 70 ’ C, edullisesti noin 45 - 65 *C: n lämpötilassa noin 3 tuntia.The catalyst is prepared by first preparing a support-bound precursor. In one embodiment, the vanadium compound is prepared by dissolving the vanadium trihalide in its electron donor at a temperature of about 20 ° C to the boiling point of the electron donor with stirring for a few hours. Stirring is preferably performed at a temperature of about 65 ° C for about 3 hours or longer. The support is then saturated with the vanadium compound thus obtained. Impregnation can be accomplished by adding the carrier as a dry powder or as a slurry in an electron donor or other inert solvent. The liquid is removed by drying at a temperature below about 100 ° C for a few hours, preferably at a temperature of about 45 ° C for about 3-6 hours. The modifier dissolved in an inert solvent such as a hydrocarbon is then mixed with a vanadium-saturated support. The liquid is removed by drying for a few hours at a temperature of less than about 70 ° C, preferably at a temperature of about 45-65 ° C for about 3 hours.

Kokatalyytti ja edistin lisätään kantajaan sidottuun esiasteeseen joko ennen polymerointireaktiota tai sen aikana. Kokatalyytti ja edistin lisätään joko yhdessä tai toisistaan erillään,* ja joko samanaikaisesti tai peräkkäin polymeroinnin aikana. Kokatalyytti ja edistin lisätään edullisesti toisistaan erillään inerttiin liuottimeen kuten isopentaaniin liuotettuna polymeroinnin aikana.The cocatalyst and promoter are added to the support-bound precursor either before or during the polymerization reaction. The cocatalyst and promoter are added either together or separately, * and either simultaneously or sequentially during the polymerization. The cocatalyst and promoter are preferably added separately dissolved in an inert solvent such as isopentane during the polymerization.

1010

Edellä kuvatut katalyytit laitetaan yleensä yhdessä polymeroi-tavien materiaalien kanssa reaktoriin, jossa on laajennettu osa suorasivuisen osan yläpuolella. Kierrätettävää kaasua johdetaan reaktoriin sen pohjalta ja se kulkee ylöspäin kaasun jakelulevyn läpi leijupetiin, joka sijaitsee reaktioastian suorasivuisessa osassa. Kaasun jakelulevyn tehtävänä on huolehtia kaasun asianmukaisesta jakautumisesta sekä kannattaa hartsipetiä, kun kaasuvirtaus pysäytetään.The catalysts described above are generally placed together with the materials to be polymerized in a reactor with an expanded section above the straight side section. The recirculated gas is introduced into the reactor at its bottom and passes upwards through the gas distribution plate to a fluidized bed located in the straight side part of the reaction vessel. The function of the gas distribution plate is to ensure the proper distribution of the gas and to support the resin bed when the gas flow is stopped.

Leijupetistä poistuva kaasu kuljettaa mukanaan hartsihiukkasia. Suurin osa näistä hiukkasista eroaa kaasusta sen kulkiessa laajennetun osan läpi, jolloin sen nopeus pienenee.The gas leaving the fluidized bed carries resin particles with it. Most of these particles differ from the gas as it passes through the expanded portion, thereby reducing its velocity.

Jotta etyleenihartsien tiettyihin lopullisiin sovellutuksiin kuten kalvosovellutukseen, ruiskuvalu- ja pyörövalusovellu-tuksiin liittyvät vaatimukset saataisiin tyydytetyiksi, poly-meroinnissa ollaan käytetty tyyppien IV ja V katalyyttejä yhdessä alkyylialumiinikokatalyyttien kanssa. Kuitenkin eräät yritykset tuottaa tiettyjä etyleenihartseja käyttäen alkyyli-alumiinikokatalyyttejä yhdessä tyypin IV ja V katalyyttien, jotka on sidottu huokoisen piidioksidisubstraatin pintaan, kanssa eivät ole olleet täysin tyydyttäviä käytännössä kaupal- liselta kannalta. Tämä johtuu pääasiallisesti "levyjen" muodostumisesta reaktorissa j onki npi tule en käyttöjakson jälkeen. Nämä "levyt" voidaan luonnehtia yhteensulautuneeksi polymeerimateriaaliksi.In order to meet the requirements for certain final applications of ethylene resins, such as film application, injection molding and rotational molding applications, type IV and V catalysts have been used in the polymerization together with alkylaluminum cocatalysts. However, some attempts to produce certain ethylene resins using alkylaluminum cocatalysts in combination with type IV and V catalysts bound to the surface of a porous silica substrate have not been entirely satisfactory in practice from a commercial point of view. This is mainly due to the formation of "plates" in the reactor after a period of operation. These "sheets" can be characterized as a fused polymeric material.

Ollaan todettu, että staattinen mekanismi myötävaikuttaa levyn-muodostumisilmiöön, jossa katalyyttiä ja hartsihiukkasia tarttuu reaktorin seinämiin staattisten voimien seurauksena. Mikäli liiallisten lämpötilojen olemassaolo sallitaan riittävän kauan reaktioympäristössä, ne voivat johtaa siihen, että hiukkasia sulautuu yhteen. Staattisille varauksille on olemassa lukuisia syitä. Niistä voidaan mainita erilaisten materiaalien välisen hankauksen aiheuttama sähköistyminen, rajoittunut staattinen hajoaminen, staattisuutta edistävien aineiden pienten määrien joutuminen prosessiin, katalyyttien liiallinen 11 91415 aktiivisuus, jne. Levynmuodostukeen ja liiallisten staattisten negatiivisten tai positiivisten varausten läsnäolon välillä todetaan voimakasta riippuvuutta. Tämä nähdään staattisten pitoisuuksien äkillisistä muutoksista ja niitä läheisesti noudattavista lämpötilapoikkeamista reaktorin seinämän lähellä. Nämä lämpötilapoikkeamat ovat joko suuria tai pieniä. Matalat lämpötilat osoittavat hiukkasten tarttumisen, mikä aiheuttaa petin lämpötilasta eristävän vaikutuksen. Suuret poikkeamat osoittavat, että vyöhykkeissä, joissa lämmönsiirto on rajoittunutta, tapahtuu reaktioita. Tämän seurauksena lei-juuntumisen häiriöt ovat yleensä ilmeisiä, katalyytin syötössä voi esiintyä katkoksia, tuotteen poistojärjeetelmä tukkeutuu ja rakeisessa tuotteessa havaitaan ohuita yhteensulautuneita kasautumia (levyjä).It has been found that the static mechanism contributes to the plate formation phenomenon in which catalyst and resin particles adhere to the reactor walls as a result of static forces. If excessive temperatures are allowed to exist for a sufficient time in the reaction environment, they can result in the particles fusing together. There are numerous reasons for static charges. These include electrification due to abrasion between different materials, limited static decomposition, small amounts of static promoters entering the process, excessive activity of catalysts, 11 91415, etc. A strong dependence is found between the plate support and the presence of excessive static negative or positive charges. This is seen in the sudden changes in static concentrations and the temperature deviations close to them near the reactor wall. These temperature deviations are either large or small. Low temperatures indicate particle adhesion, which has an insulating effect on the temperature of the bed. Large deviations indicate that reactions occur in zones where heat transfer is limited. As a result, Lei entrapment disorders are usually evident, catalyst feed interruptions can occur, the product removal system becomes clogged, and thin fused agglomerates (plates) are observed in the granular product.

Levyjen koko vaihtelee suuresti, mutta ne ovat samankaltaisia monessa suhteessa. Niiden paksuus on tavallisesti noin 1/4. . . 1/2 tuumaa (n. 0, 95. . . 1, 3 cm) ja niiden pituus on noin 1. . . 5 jalkaa (n. 0,3...1,5 m), joidenkin levyjen ollessa jopa pitempiä. Niiden leveys on noin 3. . . 18 tuumaa (n. 7, 6. . . 45, 7 cm) tai enemmän. Levyissä on sulanutta polymeeriä oleva ydin, joka polymeeri on suuntautunut levyjen pituuden suuntaisesti, ja niiden pinta on peittynyt rakeisella hartsilla, joka on sulanut yhteen ytimen kanssa. Levyjen reunat voivat olla sulanutta polymeeriä olevien säikeiden johdosta "karvaisia".The size of the plates varies greatly, but they are similar in many respects. Their thickness is usually about 1/4. . . 1/2 inch (about 0, 95... 1, 3 cm) and their length is about 1.. . 5 feet (approx. 0.3 ... 1.5 m), with some plates even longer. Their width is about 3.. . 18 inches (about 7, 6... 45, 7 cm) or more. The sheets have a core of molten polymer oriented parallel to the length of the sheets, and their surface is covered with a granular resin fused to the core. The edges of the sheets may be "hairy" due to the filaments of molten polymer.

Näin tolien oheisen keksinnön tavoitteena on saada aikaan menetelmä levynmuodostuksen olennaiseksi vähentämiseksi tai eliminoimiseksi, jota levynmuodostusta esiintyy polymeroitaessa al-fa-olefiineja matalassa paineessa leijupetissä käyttäen katalyyttinä titaaniin perustuvia yhdisteitä tai vanadiiniin perustuvia yhdisteitä yhdessä kokataiyytteinä toimivan alkyylialu-miinin kanssa.Thus, it is an object of the present invention to provide a process for substantially reducing or eliminating the sheet formation that occurs when polymerizing alpha-olefins in a low pressure fluidized bed using titanium-based compounds or vanadium-based compounds in combination with alkylaluminum as cocatalysts.

Keksinnön toisena tavoitteena on saada aikaan menetelmä levynmuodostuksen vähentämiseksi polyolefiinihartsien valmistukseen käytetyissä leijupetireaktoreissa, jossa valmistuksessa käyte- 12 tään titaaniin tai vanadiiniin perustuvia katalyyttejä yhdessä aikyyli aiumiini kokataiyyttien kans s a.Another object of the invention is to provide a process for reducing sheet formation in fluidized bed reactors used in the preparation of polyolefin resins, in which titanium or vanadium-based catalysts are used in combination with alkylamine coca-cytes.

Keksinnön nämä ja muut tavoitteet ovat ilmeisiä seuraavan kuvauksen ja liitteenä olevan piirustuksen perusteella, joka piirustus esittää yleisesti tyypillistä kaasufaasina leiju-petissä toteutettavaa polymerointiprosessia suuritiheyksisten ja pienitiheyksisten polyolefiinien valmistamiseksi, jota prosessia on muokattu hieman oheisen keksinnön mukaisesti.These and other objects of the invention will be apparent from the following description and the accompanying drawing, which shows a generally typical gas phase fluidized bed polymerization process for the production of high density and low density polyolefins, which process has been slightly modified in accordance with the present invention.

Keksintö määritellään oheisissa patenttivaatimuksissa. Siten keksinnössä saadaan aikaan menetelmä levynmuodostuksen vähentämiseksi polymeroitaessa alfa-olefiineja leijupetireaktorissa, jossa vallitsee alhainen paine, ja jossa käytetään katalyytteinä titaaniin tai vanadiiniin perustuvia yhdisteitä yhdessä alkyylialumiinikokatalyyttien kanssa, jossa menetelmässä reaktoriin johdetaan vettä määränä, joka riittää säilyttämään sähköstaattiset pitoisuudet levyjen mahdollisessa muodostumis-kohdassa arvoissa, joilla vältetään levynmuodostus katalyyttien tehokkuutta olennaisesti muuttamatta.The invention is defined in the appended claims. Thus, the invention provides a process for reducing sheet formation in the polymerization of alpha-olefins in a low pressure fluidized bed reactor using titanium or vanadium-based compounds as catalysts in combination with alkylaluminum cocatalysts. which avoid sheet formation without substantially altering the efficiency of the catalysts.

Reaktoriin syötettävä vesimäärä riippuu reaktorissa vallitsevasta staattisesta jännitteestä, ja se voi yleensä olla 0, 1. . . 2 ppm syötetystä etyleenistä laskien. Typpi virtausta säädetään yleensä siten, että typpivirtaus on noin 0...11 lb/h (n. 0...5 kg/h), kun etyleenisyöttö on noin alueella 0...50 000 lb/h (n. 0...22680 kg/h). Vesi sylinteri n lämpötila O'Brien: in laatikossa voi olla yleensä noin 10...40 * C. Typen ylipaine voi yleensä vaihdella noin alueella 200...400 psi (paine n. 1, 48...2, 86 MPa), edullisesti noin alueella 320...370 psi (paine n. 2,31...2,65 MPa).The amount of water fed to the reactor depends on the static voltage in the reactor and can generally be 0, 1. . 2 ppm based on the ethylene fed. The nitrogen flow is generally adjusted so that the nitrogen flow is about 0 to 11 lb / h (about 0 to 5 kg / h) when the ethylene supply is in the range of about 0 to 50,000 lb / h (about 0 lb / h). ..22680 kg / h). The temperature of the water cylinder in the O'Brien box can usually be about 10 ... 40 * C. The nitrogen overpressure can usually vary in the range of about 200 ... 400 psi (pressure about 1, 48 ... 2, 86 MPa) , preferably in the range of about 320 to 370 psi (pressure about 2.31 to 2.65 MPa).

Staattisen jännitteen kriittinen suuruus levynmuodostumista ajatellen riippuu monimutkaisella tavalla hartsin sintrautu-mislämpötilasta, käyttölämpötilasta, vastusvoimista leijupe-tissä, hartsin hiukkaskoon jakautumasta ja kierrätettävän kaasun koostumuksesta. Staattista jännitettä voidaan pienentää 13 91415 lukuisilla tekniikoilla kuten käsittelemällä reaktorin pintaa staattisen sähkön syntymisen vähentämiseksi injektoimalla antistaattista ainetta hiukkasten pinnan sähköjohtavuuden lisäämiseksi, mikä edistää hiukkasten sähkövarauksen purkautumista; asentamalla asianmukaisia, reaktorin seinämiin kytkettyjä laitteita, joiden tehtävänä on edistää sähkövarausten purkautumista luomalla alueita, joiden paikallinen kenttävoi-makkuus on suuri; sekä neutraloimalla varauksia injektoimalla tai saamalla aikaan ioni pareja, ioneja tai varattuja hiukkasia, joiden polaarisuus on vastakkainen hartsipetiin nähden.The critical magnitude of the static voltage for sheet formation depends in a complex manner on the sintering temperature of the resin, the operating temperature, the resistance forces in the fluidized bed, the particle size distribution of the resin, and the composition of the recycled gas. The static voltage can be reduced by a number of techniques such as treating the surface of the reactor to reduce the generation of static electricity by injecting an antistatic agent to increase the electrical conductivity of the surface of the particles, which promotes the discharge of electrical charge from the particles; installing appropriate equipment connected to the walls of the reactor to facilitate the discharge of electrical charges by creating areas with a high local field strength; and by neutralizing charges by injecting or providing ion pairs, ions, or charged particles of opposite polarity to the resin bed.

Oheisen keksinnön mukaisesti veden lisääminen kaasufaasina toteutettavaan matalapaineiseen polyetyleeniprosessiin edesauttaa kasautumien muodostumisen vähenemistä leijupetissä. Tämä johtuu positiivisen staattisen jännitteen pienenemisestä, minkä seurauksena hiukkasten tarttumisvoimat pienenevät reak-tioj ärj estelmässä.According to the present invention, the addition of water to the low pressure polyethylene process as a gas phase helps to reduce the formation of agglomerates in the fluidized bed. This is due to a decrease in the positive static voltage, as a result of which the adhesion forces of the particles in the reaction system decrease.

Kuten liitteenä olevan piirustuksen ainoasta kuviosta nähdään, perinteinen leijupetin käsittävä reaktiojärjestelmä alfa-ole-fiiniien polymeroi mi seksi, jota järjestelmää on muokattu hieman veden lisäämistä varten, käsittää reaktorin 10, joka koostuu reaktiovyöhykkeestä 12 ja nopeutta pienentävästä vyöhykkeestä 14.As can be seen from the sole figure of the accompanying drawing, a conventional fluidized bed reaction system for the polymerization of alpha-olefins, which system has been slightly modified to add water, comprises a reactor 10 consisting of a reaction zone 12 and a rate-reducing zone 14.

Reaktiovyöhyke 12 sisältää kasvavista polymeerihiukkasista, muodostuneista polymeerihiukkasista ja pienestä määrästä katalyytti hiukkasi a muodostuvan petin, jota leijutetaan johtamalla reaktiovyöhykkeen läpi jatkuvasti korvaavana syöttönä polyme-roitavia ja muokkaavia kaasumaisia komponentteja sekä kierrätettävää kaasua. Käyttökelpoisen leijupetin ylläpitämiseksi kaasun massavirtausnopeus petin läpi pidetään leijuttamiseen tarvittavaa pienintä mahdollista virtausta suurempana, sen ollessa edullisesti noin 1,5.. . 10-kertaa Gmf ja edullisemmin noin 3. . . 6-kertaa Gmf. G»t on leijuttamiseen tarvittavan pienimmän kaasuvirtauksen hyväksytty lyhennys, katso C. Y. Wen ja 14 Y. H. Yu, "Mechanics of Fluidization", Chemical Engineering Progress Symposium Series, Vol. 62, sivut 100-111 (1966).The reaction zone 12 contains a bed of growing polymer particles, formed polymer particles and a small amount of catalyst particles, which is fluidized by continuously passing polymerizable and shaping gaseous components and recyclable gas through the reaction zone as a continuous replacement feed. In order to maintain a usable fluidized bed, the mass flow rate of the gas through the bed is considered to be greater than the minimum possible flow required for fluidization, preferably about 1.5. 10 times Gmf and more preferably about 3.. . 6 times Gmf. G »t is an accepted abbreviation for the minimum gas flow required for fluidization, see C. Y. Wen and 14 Y. H. Yu," Mechanics of Fluidization, "Chemical Engineering Progress Symposium Series, Vol. 62, pp. 100-111 (1966).

On erittäin toivottavaa, että peti sisältää aina hiukkasia paikallisten kuumien pisteiden muodostumisen estämiseksi sekä hiukkasmaisen katalyytin pidättämiseksi ja jakamiseksi kaikkialle reaktiovyöhykkeeseen. Käynnistettäessä reaktoriin laitetaan tavallisesti perustaksi hiukkasmaisia polymeerihiukkasia ennen kaasuvirtauksen käynnistämistä. Tällaiset hiukkaset voivat olla luonteeltaan samanlaisia tai erilaisia kuin muodostettava polymeeri. Mikäli ne ovat erilaisia, ne poistetaan toivottujen muodostuneiden polymeerihiukkasten kanssa ensimmäisenä tuotteena. Lopulta toivotuista polymeerihiukkasista muodostuva leijupeti korvaa käynnistyspätin.It is highly desirable that the bed always contain particles to prevent the formation of local hot spots and to retain and distribute the particulate catalyst throughout the reaction zone. At start-up, the reactor is usually filled with particulate polymer particles before starting the gas flow. Such particles may be similar or different in nature to the polymer to be formed. If different, they are removed with the desired polymer particles formed as the first product. Eventually, a fluidized bed of the desired polymer particles replaces the starting pad.

Leijupetissä käytettävää sopivaa katalyyttiä säilytetään edullisesti ennen käyttöä säiliössä 16 sellaista kaasua olevan kerroksen alla, joka kaasu on inerttiä säilytettävään materiaaliin nähden, ja joka on esimerkiksi typpeä tai argonia.A suitable catalyst for use in a fluidized bed is preferably stored prior to use in the tank 16 under a layer of gas which is inert to the material to be stored and which is, for example, nitrogen or argon.

Leijuttaminen toteutetaan kierrättämällä kaasua suurella virtausnopeudella petiin ja sen läpi, tämän virtausnopeuden ollessa tyypillisesti noin 50-kertainen korvaavan kaasun syöttö-nopeuteen nähden. Leijupetin yleinen ulkonäkö on liikkuvien hiukkasten tiheä massa, joka on petin läpi tunkeutuvan kaasun l aikaansaamassa mahdollisimman pyörteettömässä virtauksessa. Painehäviö petin läpi on yhtäsuuri tai vähän suurempi kuin petin massa jaettuna poikkipinnan alalla. Mäin ollen se riippuu reaktorin geometriasta.Fluidization is accomplished by circulating gas at and through the bed at a high flow rate, this flow rate typically being about 50 times the feed rate of the replacement gas. The general appearance of the fluidized bed is a dense mass of moving particles in the most turbulent flow produced by the gas 1 penetrating through the bed. The pressure drop through the bed is equal to or slightly greater than the mass of the bed divided by the cross-sectional area. Thus, it depends on the geometry of the reactor.

Korvaavaa kaasua syötetään reaktoriin nopeudella, joka on yhtäsuuri kuin se nopeus, jolla hiukkasmaista polymeerituotet-ta poistetaan. Korvaavan kaasun koostumus määritetään kaasu-analysaattorilla 18, joka sijaitsee petin yläpuolella. Kaasu-analysaattori määrittää kierrätettävän kaasun koostumuksen ja korvaavan kaasun koostumusta muutetaan vastaavalla tavalla 15 91415 kaasun koostumuksen pitämiseksi olennaisesti muuttumattomana re a ktiovyöhykkees s ä.The replacement gas is fed to the reactor at a rate equal to the rate at which the particulate polymer product is removed. The composition of the replacement gas is determined by a gas analyzer 18 located above the bed. The gas analyzer determines the composition of the recycled gas and the composition of the replacement gas is changed accordingly to keep the composition of the gas substantially unchanged in the reaction zone.

Täydellisen leijuuntumisen takaamiseksi kierrätettävä kaasu ja toivottaessa osa korvaavasta kaasusta tai kaikki korvaava kaasu palautetaan reaktoriin sen pohjasta 20 petin alapuolelta. Kääntymispisteen yläpuolelle sijoitettu kaasun jakelulevy 22 huolehtii kaasun asianmukaisesta jakautumisesta ja se myös kannattaa hartsi petiä, kun kaasuvirtaus pysähtyy.To ensure complete fluidization, the recirculated gas and, if desired, some or all of the replacement gas is returned to the reactor from its bottom below 20 beds. A gas distribution plate 22 located above the inflection point ensures proper distribution of the gas and also supports the resin bed when the gas flow stops.

Kaasuvirran se osa, joka ei reagoi petissä, muodostaa kierrätettävän kaasun, joka poistetaan polymerointivyöhykkeestä johtamalla se edullisesti petin yläpuolella sijaitsevaan, nopeutta pienentävään vyöhykkeeseen 14, jossa kaasun mukana kulkeutuneille hiukkasille annetaan tilaisuus pudota takaisin petiin.The part of the gas stream which does not react in the bed forms a recyclable gas which is removed from the polymerization zone, preferably leading to a speed-reducing zone 14 above the bed, where the entrained particles are allowed to fall back into the bed.

Sitten kierrätettävä kaasu puristetaan kokoon kompressorissa 24 ja sen jälkeen se johdetaan lämmönvaihtimen 26 läpi, jossa lämmönvaihtimessa kaasusta poistetaan reaktiolämpö ennen sen palauttamista petiin. Petin yläosassa ei vaikuta esiintyvän havaittavaa lämpötilagradienttia, kun kaasusta poistetaan jatkuvasti reaktiolämpöä. Petin pohjalla, noin 6...12 tuuman (n. 15...30 cm) paksuisessa kerroksessa esiintyy lämpötilag- radientti, joka vaihtelee sisään tulevan kaasun lämpötilan ja petin loppuosan lämpötilan välissä. Näin ollen ollaan todettu, että peti asettaa lähes välittömästi kierrätettävän kaasun lämpötilan petivyöhykeen tämän pohjakerroksen yläpuolella vastaamaan petin loppuosan lämpötilaa, jolloin peti itse pysyy olennaisesti vakiolämpötilassa vakiintuneissa olosuhteissa. Tämän jälkeen kierrätettävä kaasu palautetaan reaktoriin sen pohjasta 20 ja leijupetiin jakelulevyn 22 läpi. Kompressori 24 voidaan myös sijoittaa lämmönvaihtimen 26 jälkeen.The recirculated gas is then compressed in a compressor 24 and then passed through a heat exchanger 26, where the heat of reaction is removed from the gas before it is returned to the bed. There does not appear to be a detectable temperature gradient at the top of the bed when the heat of reaction is continuously removed from the gas. At the bottom of the bed, in a layer about 6 to 12 inches (about 15 to 30 cm) thick, there is a temperature gradient that varies between the temperature of the incoming gas and the temperature of the rest of the bed. Thus, it has been found that the bed sets the temperature of the gas to be recycled almost immediately in the bed zone above this bottom layer to correspond to the temperature of the rest of the bed, whereby the bed itself remains at a substantially constant temperature under established conditions. The recirculated gas is then returned to the reactor from its bottom 20 and to the fluidized bed through the distribution plate 22. Compressor 24 may also be located after heat exchanger 26.

Vetyä voidaan käyttää ketjunsiirtoaineena ohessa tarkasteltujen perinteisten polymerointireaktioiden tapauksessa. Siinä tapauksessa, että etyleeniä käytetään monomeerina, käytetty vedyn ja etyleenin välinen suhde vaihtelee noin alueella 0 2, 0 moolia vetyä kaasuvirrassa olevan monomeerin yhtä moolia kohden.Hydrogen can be used as a chain transfer agent in the case of the conventional polymerization reactions discussed below. In the case where ethylene is used as the monomer, the ratio of hydrogen to ethylene used varies in the range of about 0.2 moles of hydrogen per mole of monomer in the gas stream.

1616

KaasuVirrassa voi myös olla läsnä mitä tahansa katalyytin ja reaktanttien suhteen inerttiä kaasua. Kokatalyytti lisätään kierrätettävään kaasuvirtaan ennen kaasuvirran liittymistä reaktoriin, esimerkiksi annostelijasta 28 linjaa 30 pitkin.Any gas inert to the catalyst and reactants may also be present in the gas stream. The cocatalyst is added to the recycle gas stream before the gas stream joins the reactor, for example from dispenser 28 along line 30.

Kuten alalla hyvin tunnetaan, on olennaista käyttää leijupeti-reaktoria lämpötilassa, joka on pienempi kuin polymeerihiuk-kasten sintrautumislämpötila. Näin ollen sen takaamiseksi, ettei sintraantumista tapahdu, sintrautumislämpötiloja pienemmät toimintalämpötilat ovat toivottavia. Etyleenipolymeereja tuotettaessa toimitaan edullisesti noin 90...100 *C:n käyttö-lämpötiloissa pyrittäessä tuotteisiin, joiden tiheys on noin 0, 94. . . 0, 97, kun taas noin 75. . . 95 * C: n lämpötila on edullinen tuotteille, joiden tiheys on noin 0,91...0,94.As is well known in the art, it is essential to operate a fluidized bed reactor at a temperature lower than the sintering temperature of the polymer particles. Therefore, to ensure that no sintering occurs, operating temperatures lower than the sintering temperatures are desirable. In the production of ethylene polymers, it is preferable to operate at operating temperatures of about 90 to 100 ° C, aiming for products with a density of about 0.94. . 0, 97, while about 75.. . A temperature of 95 ° C is preferred for products with a density of about 0.91 to 0.94.

Leijupetireaktoria käytetään normaalisti paineissa, jotka ovat korkeintaan noin 80...110 psi (n. 0, 55...0, 76 MPa) suuri- tiheyksisten tuotteiden tapauksessa ja 65...95 (n. 0,45...0,66 MPa) psi pieni- ja keskitiheyksisten tuotteiden tapauksessa.The fluidized bed reactor is normally operated at pressures up to about 80 ... 110 psi (about 0, 55 ... 0, 76 MPa) for high density products and 65 ... 95 (about 0.45 ... 0 , 66 MPa) psi for low and medium density products.

Katalyyttiä injektoidaan petiin sen kulutusta vastaavana määränä määränä pisteestä 32, joka on jakelulevyn 22 yläpuolella. Katalyytille inerttiä kaasua kuten typpeä tai argonia käytetään katalyytin kuljettamiseksi petiin. Katalyytin injektoiminen jakelulevyn 22 yläpuolella sijaitsevasta pisteestä on tärkeä piirre. Koska normaalisti käytettävät katalyytit ovat erittäin aktiivisia, niin injektoiminen jakelulevyn alapuolella sijaitsevaan alueeseen voi aiheuttaa polymeroitumisen käynnistymisen tässä alueessa, mikä voi lopulta johtaa jakelulevyn tukkeentumiseen. Sitä vastoin injektointi liikkuvaan petiin edesauttaa katalyytin jakautumista koko petiin, minkä seurauksena vältytään sellaisten paikallisten pisteiden muodostumiselta, joissa pisteissä katalyytin pitoisuus on suuri. Tällai- 17 91415 nen suuri pitoisuus voi johtaa kuumien pisteiden muodostumiseen.The catalyst is injected into the bed in an amount corresponding to its consumption in an amount from a point 32 above the distribution plate 22. A gas inert to the catalyst, such as nitrogen or argon, is used to transport the catalyst to the bed. Injecting the catalyst from a point above the distribution plate 22 is an important feature. Because the catalysts normally used are highly active, injection into the area below the distribution plate can cause polymerization to start in that area, which can ultimately lead to clogging of the distribution plate. In contrast, injection into a moving bed promotes the distribution of the catalyst throughout the bed, thereby avoiding the formation of local dots at high catalyst concentrations. Such a high concentration of 17 91415 can lead to the formation of hot spots.

Tietyissä toimintaolosuhteissa leijupetin korkeus saadaan säilymään olennaisesti vakiona poistamalla osa petistä tuotteena nopeudella, joka on yhtäsuuri kuin hiukkasmaisen poly-meerituotteen muodostumisnopeus. Koska muodostunut lämpömäärä riippuu suoraan tuotteen muodostumisesta, niin mitatusta kaasun lämpötilan noususta reaktorin poikki (sisääntulevan kaasun lämpötilan ja poistuvan kaasun lämpötilan väälinen ero) voidaan määrittää hiukkasmaisen polymeerin muodostumisnopeus kaasun nopeuden pysyessä vakiona.Under certain operating conditions, the height of the fluidized bed is maintained substantially constant by removing a portion of the bed as a product at a rate equal to the rate of formation of the particulate polymer product. Since the amount of heat generated depends directly on the formation of the product, the rate of particulate polymer formation while the gas rate remains constant can be determined from the measured increase in gas temperature across the reactor (difference between inlet gas temperature and outlet gas temperature).

Hiukkasmaista polymeerituotetta poistetaan edullisesti pisteestä 34, joka sijaitsee jakelulevyn 22 kohdalla tai sen läheisyydessä. Hiukkasmaista polymeerituotetta poistetaan tarkoituksenmukaisesti ja edullisesti käyttämällä peräkkäin kahta ajastettua venttiiliä 36 ja 38, jotka määrittävät ero-tusvyöhykkeen 40. Kun venttiili 38 on kiinni, venttiili 36 avataan kaasuannoksen ja tuotteen saamiseksi venttiilien 38 ja 36 väliseen vyöhykkeeseen 40, minkä jälkeen venttiili 36 suljetaan. Sitten venttiili 38 avataan tuotteen johtamiseksi laitteiston ulkopuoliseen talteenottovyöhykkeeseen ja tämän johtamisen jälkeen venttiili 38 suljetaan odottamaan seuraavaa tuotteen talteenottotoimenpidettä.The particulate polymer product is preferably removed at a point 34 located at or near the distribution plate 22. The particulate polymer product is expediently and preferably removed by successively using two timed valves 36 and 38 defining a separation zone 40. When the valve 38 is closed, the valve 36 is opened to provide a gas dose and product to the zone 40 between valves 38 and 36, after which the valve 36 is closed. Valve 38 is then opened to direct the product to the external recovery zone, and after this delivery, valve 38 is closed to await the next product recovery operation.

Lopuksi, 1eijupetireaktori on varustettu sopivalla tuuletus-järjestelmällä petin tuulettamiseksi käynnistämisen ja pysäyttämisen aikana. Reaktorissa ei tarvitse käyttää sekoituslai-tetta ja/tai sen seinämää kaapivaa välinettä.Finally, the fluidized bed reactor is equipped with a suitable ventilation system to ventilate the bed during start-up and shut-down. It is not necessary to use a stirrer and / or a wall scraper in the reactor.

Reaktoriastia on normaalisti valmistettu hiiliteräksestä ja se on suunniteltu edellä kuvattuja toimintaolosuhteita varten.The reactor vessel is normally made of carbon steel and is designed for the operating conditions described above.

Tyyppiä IV olevien katalyyttien käyttöön liittyviä ongelmia voidaan havainnollistaa paremmin piirustuksen avulla. Titaaniin perustuvaa katalyyttiä (tyyppi IV) laitetaan reaktoriin , 18 10 pisteestä 32. Perinteisen toiminnan aikana tiettyjä hartseja käyttäen jonkin ajanjakson jälkeen reaktorissa 10 alkaa muodostua levyjä reaktorin seinämän läheisyydessä sijaitsevassa pisteeeseä, joka lisäksi sijaiteee reaktorin puolta halkaisijaa vastaavalla etäisyydellä leijupetin pohjan yläpuolella. Yhteensulautunutta hartsia olevia levyjä alkaa ilmaantua erotusvyöhykkeeseen 40 ja ne tukkivat järjestelmän nopeasti, minkä seurauksena reaktori on pysäytettävä. Tunnusomaisemmin, levynmuodostus alkaa sen jälkeen, kun valmistetun tuotteen määrä vastaa noin 6...10 kertaa reaktorissa 10 olevan hartsipetin painoa.The problems associated with the use of type IV catalysts can be better illustrated by drawing. A titanium-based catalyst (type IV) is charged to the reactor, 18 out of 32 points. During conventional operation using certain resins, after a period of time, reactor 10 begins to form plates at a point near the reactor wall, which is further equidistant above the bottom of the fluidized bed. Plates of fused resin begin to appear in the separation zone 40 and quickly clog the system, causing the reactor to be shut down. More typically, sheet formation begins after the amount of product produced corresponds to about 6 to 10 times the weight of the resin bed in reactor 10.

Monia mahdollisia syitä tutkittiin pyrittäessä havaitsemaan ja eliminoimaan levynmuodostus. Tutkimusten aikana juuri reaktorin seinämien sisäpuolelle asennettiin lämpöpareja siten, että ne sijaitsivat reaktorin 1/4. . . 1/2-halkaisijaa vastaavalla korkeudella kaasun jakelulevyn yläpuolella. Perinteisen toiminnan aikana pinnan (engl. "skin") lämpöparit osoittavat lämpötiloja, jotka ovat yhtäsuuria tai hieman pienempiä kuin leijupetin lämpötila. Levynmuodostukeen aikana nämä lämpöparit voivat osoittaa lämpötilan nousseen jopa 20 *C leijupetin lämpötilaa suuremmaksi, mikä on luotettava osoitus levynmuo-dostuksen esiintymisestä. Tämän lisäkei käytettiin sähköstaattista volttimittaria jännitteen mittaamiseksi 1/2 tuuman (n.Many possible causes were investigated in an effort to detect and eliminate plate formation. During the studies, thermocouples were installed just inside the reactor walls so that they were located in the reactor 1/4. . . At a height corresponding to 1/2-diameter above the gas distribution plate. During traditional operation, surface-to-skin thermocouples show temperatures equal to or slightly less than the fluidized bed temperature. During plate formation support, these thermocouples can indicate that the temperature has risen up to 20 ° C above the fluidized bed temperature, which is a reliable indication of the presence of plate formation. To supplement this, an electrostatic voltmeter was used to measure the voltage at 1/2 inch (approx.

1,27 cm) palloelektrodista, joka sijoitettiin leijupetiin säteen suunnassa 1 tuuman (n. 2, 54 cm) päähän reaktorin seinämästä ja tavallisesti 5...6 jalkaa (n. 1,5...1,8 m) kaasun jakelulevyn yläpuolelle. Tämä sijoituspaikka valittiin, koska levyrtmuodostukeen havaittiin käynnistyvän vyöhykkeessä, joka sijaitsi reaktorin 1/4...3/4-halkaisijaa vastaavalla korkeudella leijupetin pohjan yläpuolella. Kuten syvien leijupetien tapauksessa hyvin tunnetaan, tämä vastaa aluetta, jossa sekoittumis tehokkuue on pienintä seinämän läheisyydessä, eli nollavyöhykettä, jossa hiukkasten liike seinämien läheisyydessä muuttuu yleensä ylöspäin suuntautuneesta liikkeestä yleensä alaspäin suuntautuneeksi liikkeeksi. Tutkittuihin mahdollisiin syihin kuuluivat leijupetissä sekoittumiseen vaikuttavat teki- 19 91415 jät, reaktorin toimintaolosuhteet, katalyytin ja hartsin hiuk-kaskoko, hiukkaskoon jakauma sekä muut syyt. Korrelaatiota todettiin levynmuodostuksen ja reaktorin seinämien läheisyy- t dessä sijaitsevissa hartsihiukkasissa syntyvän staattisen sähkövarauksen välillä. Kun leijupetireaktorissa tietyissä kohdissa reaktorin seinämien läheisyydessä sijaitsevien hart-sihiukkasten staattinen jännite on pieni, reaktori toimii normaalisti ja levyjä ei muodostu. Kun tämä staattinen jännite ylittää näissä kohdissa kriittisen tason, reaktorissa tapahtuu levynmuodostusta, jota ei kyetä hallitsemaan, ja reaktori on pysäytettävä.1.27 cm) from a spherical electrode placed in a fluidized bed radially 1 inch (about 2.54 cm) from the reactor wall and usually 5 to 6 feet (about 1.5 to 1.8 m) above the gas distribution plate . This location was chosen because the plate formation support was found to start in a zone located at a height corresponding to 1/4 to 3/4 of the diameter of the reactor above the bottom of the fluidized bed. As is well known in the case of deep fluidized beds, this corresponds to the area where the mixing efficiency is lowest in the vicinity of the wall, i.e. the zero zone where the movement of particles in the vicinity of the walls generally changes from an upward movement to a generally downward movement. Possible causes investigated included factors influencing mixing in the fluidized bed, reactor operating conditions, catalyst and resin particle size, particle size distribution, and other causes. A correlation was found between plate formation and static electricity charge in resin particles in the vicinity of the reactor walls. When the static voltage of the resin particles in the vicinity of the reactor walls at certain points in the fluidized bed reactor is low, the reactor operates normally and no plates are formed. When this static voltage exceeds a critical level at these points, plate formation occurs in the reactor that cannot be controlled and the reactor must be stopped.

Edelleen havaittiin, että levynmuodostusta voidaan vähentää olennaisesti ja se voidaan eräissä tapauksissa eliminoida täydellisesti säätämällä staattinen jännite leijupetissä reaktorin seinämien läheisyydessä levynmuodostukselle kriittisen tason alapuolelle. Tämä levynmuodostukselle kriittinen taso ei ole kiinteä arvo, vaan se on muuttujista, joita ovat hartsin sintrautumislämpötila, toimintalämpötila, vastusvoimat leijupetissä, hartsin hiukkaskoon jakauma sekä kierrätettävän kaasun koostumus, riippuva monimutkainen funktio.It was further found that sheet formation can be substantially reduced and in some cases completely eliminated by adjusting the static voltage in the fluidized bed in the vicinity of the reactor walls below a level critical for sheet formation. This level critical for sheet formation is not a fixed value, but is a complex function depending on variables such as resin sintering temperature, operating temperature, fluidized bed resistance, resin particle size distribution, and recyclable gas composition.

Kriittinen jännite Vc ajatellen levynmuodostusta etyleenihomo-polymeerien sekä etyleeni-buteeni- ja etyleeni-hekseeni-kopoly-meerien tapauksessa riippuu pääasiassa hartsin sintrautumislämpötilasta, reaktoripetin lämpötilasta ja vedyn pitoisuudesta kierrätettävässä kaasussa.The critical voltage Vc for sheet formation in the case of ethylene homopolymers and ethylene-butene and ethylene-hexene copolymers depends mainly on the sintering temperature of the resin, the temperature of the reactor bed and the concentration of hydrogen in the recycle gas.

Hartsin sintrautumislämpötila reaktorin toimintaolosuhteissa on se lämpötila, jossa sellaisen kaasun, jolla on sama koostumus kuin hartsin valmistamiseen käytetyllä, reaktorissa kierrätettävällä kaasulla, kanssa kosketuksessa oleva laskeutunut hartsi.peti sintrautuu ja muodostaa kasaumia, kun sitä yritetään leijuttaa uudestaan sen jälkeen, kun peti on ollut laskeutuneena 15 minuuttia. Sintrautumislämpötila laskee hartsin tiheyden laskiessa, sulamisindeksin suurentuessa ja liuenneiden monomeerien määrän ja monomeerityypin suurentuessa.The sintering temperature of the resin under reactor operating conditions is the temperature at which the settled resin in contact with a gas having the same composition as the gas used to make the resin in the reactor sinks. The bed sinteres and forms agglomerates when it is attempted to re-fluidize the bed after 15 minutes. The sintering temperature decreases as the density of the resin decreases, the melt index increases, and the amount and type of monomer dissolved increases.

2020

Yhtälössä esiintyvät vakiot määritettiin niistä tiedoista, jotka oli saatu reaktorin toimiessa, juuri kun reaktorissa alkoi esiintyä levynmuodostusta pinnan lämpöparin mittaamien, petin lämpötilan ylittävien lämpötilojen perusteella. Edellä kuvatun jännitekoettimen osoittama jännite vaihteli ajan funktiona leijupetin satunnaisen luonteen seurauksena. Näin ollen kriittinen jännite Vc ilmoitetaan ajan suhteen laskettuna jännitteen keskiarvona. Jännitemittausten tulkitseminen on vaikeata, koska staattisia sähkövarauksia syntyy edelleen staattisen varauksen seurauksena muodostuneen levyn erottuessa reaktorin seinämästä. Lisäksi levynmuodostus voi alkaa hyvin paikallisena ilmiönä ja levitä edelleen, mikä vaikeuttaa jän-nitelukemien tulkitsemista.The constants in the equation were determined from the data obtained during the operation of the reactor, just as plate formation began to occur in the reactor based on the temperatures measured by the surface thermocouple above the bed temperature. The voltage indicated by the voltage probe described above varied as a function of time as a result of the random nature of the fluidized bed. Thus, the critical voltage Vc is expressed as a time-averaged voltage. Interpretation of voltage measurements is difficult because static electrical charges are still generated as the plate formed as a result of static charge separates from the reactor wall. In addition, plate formation can begin as a very local phenomenon and spread further, making it difficult to interpret voltage readings.

Vaikka levynmuodostuksen mekanismia ei täysin ymmärretäkään, niin kuitenkin oletetaan, että leijupetissä syntynyt staattinen sähkö varaa hartsihiukkasia. Kun hiukkasten varaus saavuttaa sellaisen tason, että sähköstaattiset voimat, jotka pyrkivät pitämään varattuja hiukkasia reaktorin seinämän läheisyydessä, ylittävät petissä vaikuttavat vastusvoimat, jotka pyrkivät siirtämään hiukkasen reaktorin seinämästä poispäin, niin tällöin katalyyttiä sisältävä, polymeroituvien hartsihiukkasten kerros muodostaa leijuuntumattoman kerroksen reaktorin seinämän läheisyyteen. Lämmönsiirto tästä kerroksesta ei ole riittävää polymerointilämmön poistamiseksi, koska leijuuntuma-ton kerros seinämän läheisyydessä on vähemmän kosketuksessa leijuttavan kaasun kanssa kuin petin leijmurtuneessa osassa olevat hiukkaset. Polymerointilämpö nostaa reaktorin seinämän läheisyydessä sijaitsevan leijuuntumattoman kerroksen lämpötilaa niin kauan, kunnes hiukkaset sulavat ja sulautuvat yhteen. Tässä vaiheessa leijupetin muut hiukkaset tarttuvat yhteensu-lautuneeseen kerrokseen ja sen koko kasvaa niin kauan, kunnes se irtoaa reaktorin seinämästä. Tiedetään, että eristeen erottuminen johtimesta (levyn erottuminen reaktorin seinämästä) kehittää lisää staattista sähköä, mikä nopeuttaa seuraavan levyn muodostumista.Although the mechanism of plate formation is not fully understood, it is assumed that the static electricity generated in the fluidized bed charges the resin particles. When the charge of the particles reaches a level such that the electrostatic forces tending to hold the charged particles in the vicinity of the reactor wall exceed the resistive forces acting in the bed tending to move the particle away from the reactor wall, the catalyst-containing layer of polymerizable resin particles Heat transfer from this layer is not sufficient to remove the heat of polymerization because the non-fluidized layer in the vicinity of the wall is in less contact with the fluidizing gas than the particles in the fluidized portion of the bed. The heat of polymerization raises the temperature of the non-fluidized bed in the vicinity of the reactor wall until the particles melt and fuse together. At this point, the other particles in the fluidized bed adhere to the fused bed and increase in size until it detaches from the reactor wall. It is known that the separation of the insulation from the conductor (separation of the plate from the reactor wall) generates more static electricity, which accelerates the formation of the next plate.

\ 21 91415\ 21 91415

Alalla on kuvattu lukuisia menetelmiä, joilla staattista jännitettä voidaan pienentää tai se voidaan eliminoida kokonaan. Näissä menetelmissä (1) pienennetään varauksen syntymisnopeutta, (2) suurennetaan sähkövarauksen purkautumisnopeutta ja (3) neutraloidaan sähkövaraus. Eräissä menetelmissä, joita voidaan soveltaa leijupetiin, (2) käytetään lisäaineita hiukkasten johtavuuden parantamiseksi, jolloin saadaan aikaan purkautu-misreitti, (2) leijupetiin asennetaan maadoitusvälineitä, jotta saataisiin aikaan lisäalue sähköstaattisten varausten purkautumiseksi maahan, (3) ionisoidaan kaasua tai hiukkasia sähköpurkauksen avulla, jotta saataisiin syntymään hiukkasten sähköstaattisia varauksia neutraloivia ioneja, ja (4) käytetään radioaktiivisia lähteitä sellaisen säteilyn tuottamiseksi, jonka säteilyn synnyttämät ionit neutraloivat hiukkasten sähköstaattisia varauksia. Näiden tekniikoiden soveltaminen kaupallisiin, leijupetiin perustuviin polymerointireaktoreihin ei saata olla kannattavaa tai käytännöllistä. Kaikki käytetyt lisäaineet eivät välttämättä myrkytä polymerointikatalyyttiä ja eivät välttämättä vaikuta haitallisesti tuotteen laatuun. Tähän saakka ollaan oletettu, ettei vettä, joka on laajimmin käytetty lisäaine hiukkasissa esiintyvän staattisen sähkön pienentämiseksi, voida käyttää, koska se on voimakas katalyytti myrkky.Numerous methods have been described in the art for reducing or eliminating static voltage. These methods (1) reduce the rate of charge generation, (2) increase the rate of discharge of the electric charge, and (3) neutralize the electric charge. Some methods that can be applied to a fluidized bed (2) use additives to improve the conductivity of the particles to provide a discharge path, (2) install grounding means in the fluidized bed to provide an additional area for discharging electrostatic charges to the ground, (3) ionize gas or particles by electric discharge, to generate ions that neutralize the electrostatic charges of the particles, and (4) radioactive sources are used to produce radiation whose ions generated by the radiation neutralize the electrostatic charges of the particles. The application of these techniques to commercial fluidized bed polymerization reactors may not be profitable or practical. Not all additives used may poison the polymerization catalyst and may not adversely affect the quality of the product. Until now, it has been assumed that water, which is the most widely used additive to reduce static electricity in particles, cannot be used because it is a potent catalyst poison.

Keksinnön puitteissa ollaan kuitenkin todettu, että tietyissä spesifisissä reaktioissa, esimerkiksi kun tyyppiä IV ja V olevia katalyyttejä käytetään yhdessä aikyylialumiinikokata-lyyttien kanssa leijutetussa polymerointiprosessissa, hallittujen pienten vesimäärien lisääminen reaktoriin vähentää dramaattisesti levynmuodostumisen esiintymistä vaikuttamatta tällöin kuitenkaan olennaisen haitallisesti katalyytteihin. Reaktoriin syötetty vesimäärä riippuu reaktorissa läsnäolevista staattisista varauksista.However, it has been found within the scope of the invention that in certain specific reactions, for example when type IV and V catalysts are used in combination with alkylaluminum cocatalysts in a fluidised polymerization process, the addition of controlled small amounts of water to the reactor dramatically reduces the occurrence of sheet formation. The amount of water fed to the reactor depends on the static charges present in the reactor.

Vettä voidaan lisätä perinteisiä menettelytapoja yksinkertaisesti muokkaamalla. Seuraavassa viitataan jälleen kuvioon 1, 22 jossa inerttikaasua kuten esimerkiksi typpilähteestä saatavaa kuiva,a typpeä johdetaan alalla yleisesti "O'Brien: in laatikkona" tunnettuun kohtaan, jota kuviossa on merkitty numerolla 42. 0' Brien: in laatikko käsittää yleensä yhden tai useamman tislattua vettä sisältävän vesisäiliön, ja se on varustettu lämpötilan ja virtauksen säätölaittein, joita mitään ei olla esitetty. Typpi kuplitetaan yhden vesisäiliön läpi, joka vesisäiliö on yhden litran suuruinen, ruostumattomasta teräksestä tehty, tislattua vettä sisältävä sylinteri, jonka vaipan lämpötilaa voidaan säätää. Tämän jälkeen O'Brien: in laatikosta 42 linjaa 44 pitkin poistuvan, vedellä kyllästetyn typen virtaus säädetään ja se johdetaan lämpötila-anturin käsittävää linjaa pitkin olefiinin, esimerkiksi etyleenin syöttölinjaan 46 ja edelleen reaktiojaksoon. Etyleenissä tuloksena oleva vesipitoisuus on yleensä vähemmän kuin tilavuuden yksi miljoonasosa. Vesilisäys voidaan varmistaa etyleenin syöttölinjassa 46 olevalla kosteusanalysaattorilla 48. Typpivirtaus säädetään tyypillisesti noin alueelle 0. . . 11 lb/h (n. 0. . . 5 kg/h) etyleeni-syötön ollessa 0. . . 50 000 lb/h (n. 0. . . 22680 kg/h). Kun vesi-sylinterin lämpötila on 20 *C ja typen ylipaine 350 pei (paine n. 2,5 MPa), niin vesipitoisuudeksi saadaan 0...0,3 ppm. Tätä pitoisuutta voidaan vaihdella toivotulla tavalla muuttamalla veden lämpötilaa tai typen painetta.Water can be added by simply modifying traditional procedures. Referring again to Figure 1, 22, an inert gas such as dry nitrogen from a nitrogen source is introduced to a point commonly known in the art as an "O'Brien box", designated 42 in the figure. A 'Brien box generally comprises one or more distilled water tank containing water, and is equipped with temperature and flow control devices, none of which are shown. Nitrogen is bubbled through one water tank, which is a one-liter stainless steel cylinder containing distilled water, the temperature of the jacket of which can be adjusted. The flow of water-saturated nitrogen leaving O'Brien's box 42 along line 44 is then controlled and passed along a line comprising a temperature sensor to an olefin, e.g., ethylene, feed line 46 and further to the reaction cycle. The resulting water content in ethylene is generally less than one part per million by volume. The addition of water can be ensured by a moisture analyzer 48 in the ethylene supply line 46. The nitrogen flow is typically adjusted to about 0.. . 11 lb / h (approx. 0... 5 kg / h) with an ethylene feed of 0.. . 50,000 lb / h (approx. 0... 22680 kg / h). When the temperature of the water cylinder is 20 ° C and the nitrogen overpressure is 350 pe (pressure approx. 2.5 MPa), the water content is 0 ... 0.3 ppm. This concentration can be varied as desired by changing the water temperature or nitrogen pressure.

Seuraavassa esitetään pelkästään havainnollisuuden vuoksi tapa, jolla voidaan laskea reaktoriin tehdyllä vesilisäyksellä aikaansaatu pitoisuus: 1. Veden höyrynpaine kyseessä olevassa lämpötilassa O' Brien: in laatikossa määritetään (Phso).For the sake of clarity only, the following is a way to calculate the concentration obtained by adding water to the reactor: 1. The water vapor pressure at the temperature in question in the O 'Brien box is determined (Phso).

2. Typpivirtaus määritetään koko aukkoa käyttäen (WNa).2. The nitrogen flow is determined using the full orifice (WNa).

3. Typen paine määritetään reaktorin pohjalla vallitsevan hydrostaattisen paineen (D*»a) ja linjassa syntyvän painehä-viön summana.3. The nitrogen pressure is determined as the sum of the hydrostatic pressure (D * »a) at the bottom of the reactor and the pressure drop in the line.

4. Etyleenivirtaus reaktoriin määritetään (Hczh*).4. The ethylene flow to the reactor is determined (Hczh *).

5. Typpi oletetaan kyllästyneeksi vedellä: Ρη»ο x Wm2 x _1_8 = Vesivirtaus (WHao)5. Nitrogen is assumed to be saturated with water: Ρη »ο x Wm2 x _1_8 = Water flow (WHao)

Pm2 28 23 91415 WHao x 28 x 10* * ppm HaO: ta etyleenisyötössäPm2 28 23 91415 WHao x 28 x 10 * * ppm HaO in ethylene feed

HcaH4 18 20 * C: n lämpötilassa PHa© = 0, 339 psia (n. 2,34 kPa)HcaH4 18 at 20 ° C PHa © = 0.339 psia (approx. 2.34 kPa)

Pn2 = 325 psia (n. 2,24 MPa), kun reaktorin paine on 300 psig (paine n. 2, 17 MPa)Pn2 = 325 psia (approx. 2.24 MPa) when the reactor pressure is 300 psig (pressure approx. 2, 17 MPa)

Wua = 0... 11,36 ppm tyypillinen virtaus arvolla 3 ppm W©2h4* = 18 000 pphWua = 0 ... 11.36 ppm typical flow at 3 ppm W © 2h4 * = 18,000 pph

Veden pitoisuus = (0, 339) (3) (10) = 0, 174 ppm 325 18 000Water content = (0.333) (3) (10) = 0.174 ppm 325 18,000

Alueella -15 000...+15 000 V vaihtelevaa staattista jännitet tä voidaan seurata reaktorissa sen seinämän läheisyydestä yhdellä tai useammalla staattista jännitettä osoittavalla laitteella 50, jotka on sijoitettu reaktoripetiin noin viisi jalkaa (n. 1,5 m) jakelulevyn yläpuolelle. Reaktion edetessä staattisen jännitteen muuttumista neutraalista positiiviseksi voidaan vastustaa syöttämällä kosteuspitoista typpeä etyleeni-virtaan. Mikäli näin ei menetellä, niin tällöin uhkaava kasautumien muodostuminen johtaa todennäköisesti prosessihäiriöihin. Vettä lisättäessä on noudatettava varovaisuutta liiallisten vesipitoisuuksien välttämiseksi, jotka liialliset vesi-pitoisuudet voivat johtaa epätoivotun suuriin negatiivisiin staattisiin jännitteisiin.Static voltages in the range of -15,000 to +15,000 V can be monitored in the reactor in the vicinity of its wall by one or more static voltage indicating devices 50 located in the reactor bed about five feet (about 1.5 m) above the distribution plate. As the reaction proceeds, the change of the static voltage from neutral to positive can be resisted by supplying moist nitrogen to the ethylene stream. If this is not done, then the imminent formation of agglomerations is likely to lead to process disturbances. Care must be taken when adding water to avoid excessive water concentrations, which can lead to undesirably high negative static voltages.

Järjestelmää käytetään lukuisten virtaus- ja sulkuventtiilien avulla, jotka ovat alalla tavallisia, ja joita ei näin ollen olla esitetty. Tämän lisäksi linja 44 on edullisesti eristetty ja siitä määritetään höyry ennen sen liittymistä kaasun syöttö-linjaan 46.The system is operated by a number of flow and shut-off valves which are common in the art and which are therefore not shown. In addition, line 44 is preferably insulated and steam is determined prior to joining the gas supply line 46.

Oheisen keksinnön pääasiallisena kohteena olevat polymeerit, joihin liittyy edellä kuvattua ongelmallista levynmuodostusta titaanikatalyyttien läsnäollessa, ovat etyleenin lineaarisia homopolymeereja tai etyleenin ja yhden tai useamman Ca...C*-alfa-olefiinin välisiä lineaarisia kopolymeereja, joissa etyleenin mooliosuus on suuri (* 90 %) ja muiden alfa-olefiinien l mooliosuus on pieni (£ 10 %). Cs. . . Ce-alfa-olefiinien mikään \ 24 hiiliatomi ei saisi käsittää yhtään haaraketjua, joka on lähempänä kuin neljäs hiiliatomi. Edullisia Cs. . . Ce-alfa-olefiineja ovat propyleeni, buteeni-i, penteeni-1, hekseeni-1, 4-metyyli-penteeni-1, hepteeni-1 ja okteeni-1. Tämän kuvauksen tarkoituksena ei ole sulkea pois mahdollisuutta soveltaa tätä keksintöä alfa-olefiinin homopolymeeri- ja kopolymeerihartseihin, joissa etyleeni ei ole monomeerina.The polymers which are the main object of the present invention, which involve the problematic sheet formation described above in the presence of titanium catalysts, are linear homopolymers of ethylene or linear copolymers of ethylene and one or more Ca ... C * alpha-olefins with a high molar content of ethylene (* 90%). and the molar fraction of other alpha-olefins is small (£ 10%). Cs. . . No carbon atom of the Ce-alpha-olefins should comprise any branch chain closer than the fourth carbon atom. Preferred Cs. . . Ce-alpha-olefins include propylene, butene-i, pentene-1, hexene-1,4-methyl-pentene-1, heptene-1 and octene-1. This description is not intended to preclude the application of this invention to alpha-olefin homopolymer and copolymer resins in which ethylene is not a monomer.

Näiden homopolymeerien ja kopolymeerien tiheys on noin 0, 97 ... 0,91. Tietyn suiamisindeksin tapauksessa kopolymeerin tiheyttä säätelee pääasiassa etyleenin kanssa kopolymeroidun Cs. . . Ce-komonomeerin määrä. Täten komonomeerien vähitellen suurenevien määrien lisääminen kopolymeeriin johtaa kopolymeerin tiheyden asteittaiseen pienenemiseen. Kunkin lukuisan Cs. . . Ce-komonomeerin se määrä, joka tarvitaan saman tuloksen saavuttamiseen, vaihtelee monomeerista toiseen samoissa reaktio-olosuhteissa. Komonomeerin puuttuessa etyleeni homopolyme-roituu.These homopolymers and copolymers have a density of about 0.97 to 0.91. In the case of a certain suiting index, the density of the copolymer is mainly controlled by Cs copolymerized with ethylene. . . Amount of Ce comonomer. Thus, the addition of gradually increasing amounts of comonomers to the copolymer results in a gradual decrease in the density of the copolymer. Each of the numerous Cs. . . The amount of Ce comonomer required to achieve the same result varies from one monomer to another under the same reaction conditions. In the absence of comonomer, ethylene homopolymerizes.

Homopolymeerin tai kopolymeerin suiamisindeksi riippuu sen molekyylipainosta. Polymeereillä, joiden molekyylipaino on suhteellisen suuri, on suhteellisen suuri viskositeetti ja pieni s uiami s i ndeks i.The suiting index of a homopolymer or copolymer depends on its molecular weight. Polymers with a relatively high molecular weight have a relatively high viscosity and a low viscosity.

Tyypillinen tapa käyttää kyseessä olevaa keksintöä levynmuo-dostuksen vähentämiseksi on se, että esimerkiksi kuvion 1 mukainen reaktoriastia, jossa esiintyy herkästi levynmuodos-tusongelmia polymeroitaessa edellä kuvattuja materiaaleja käyttämällä tyyppiä IV ja V olevia katalyyttejä aikyylialumiini kokataiyytin kanssa, täytetään osittain rakeisella polyety-leenihartsilla, jota huuhdotaan ei-reaktiivisella kaasulla kuten typellä ja joka leijutetaan kierrättämällä mainittua ei-reagoivaa kaasua reaktorin läpi nopeudella, joka on suurempi kuin rakeisen polyetyleenin leijuttamiseen tarvittava vähim-mäisnopeus (Gmf), edullisesti 3-5 Gmf. Reaktori saatetaan toimintalämpötilaan kaasun avulla ja reaktio käynnistetään laittamalla reaktoriin katalyytti ja kokatalyytti. Reaktion 25 91415 aikaria staattisen jännitteen arvot lähestyvät arvoja, jotka johtavat levynmuodostukseen, minkä jälkeen paineen, lämpötilan ja virtauksen säätöä suurennetaan O'Brien: in laatikossa, jotta typpi saataisiin kyllästetyksi vedellä. Vedellä kyllästettyä typpeä johdetaan sitten kaasun syöttölinjaan ja edelleen reaktoriin. Reaktorissa seurataan jännitteiden muutoksia vesipitoisen kaasusyötön seurauksena ja tätä toimenpidettä jatketaan niin kauan, kunnes staattisten jännitteiden arvot saadaan alueille, jotka eivät aiheuta levynmuodostusta.A typical way to use the present invention to reduce sheet formation is, for example, that the reactor vessel of Figure 1, which is prone to sheet formation problems when polymerizing the materials described above using type IV and V catalysts with an alkylaluminum cocaine catalyst, is partially filled with granular polyethylene resin. with a non-reactive gas such as nitrogen and fluidized by circulating said non-reactive gas through the reactor at a rate greater than the minimum rate (Gmf) required to fluidize the granular polyethylene, preferably 3-5 Gmf. The reactor is brought to operating temperature by means of a gas and the reaction is started by placing a catalyst and a cocatalyst in the reactor. For the time of reaction 25,91415, the static voltage values approach the values leading to plate formation, after which the pressure, temperature, and flow control in the O'Brien box is increased to saturate the nitrogen with water. Nitrogen saturated with water is then fed to the gas supply line and further to the reactor. Voltage changes in the reactor as a result of the aqueous gas supply are monitored and this procedure is continued until the values of static voltages are obtained in areas that do not cause plate formation.

Keksinnön yleinen luonne on näin saatu kuvatuksi ja sen spesifisiä suoritusmuotoja havainnollistetaan seuraavissa esimerkeissä. Huomattakoon kuitenkin, ettei keksintö rajoitu näihin esimerkkeihin, vaan siitä voidaan toteuttaa erilaisia muunnoksia.The general nature of the invention has thus been illustrated and specific embodiments thereof are illustrated in the following examples. It should be noted, however, that the invention is not limited to these examples, but various modifications may be made.

Esimerkit 1 ja 2 toteutettiin perinteisessä petireaktorissa. Käytetty katalyytti oli Ziegler-tyyppinen, titaaniin perustuva katalyytti, joka oli sidottu huokoisen piidioksidin pinnalle aikaisemmin tyypin IV yhteydessä kuvatulla tavalla. Käytetty kokatalyytti oli trietyylialumiinia. Esimerkeissä valmistetut tuotteet olivat etyleenin ja 1-buteenin kopolymeereja. Vetyä käytettiin ketjunsiirtoaineena polymeerin suiamisindeksin säätelemiseksi.Examples 1 and 2 were carried out in a conventional bed reactor. The catalyst used was a Ziegler-type titanium-based catalyst bound to the surface of porous silica as previously described in connection with type IV. The cocatalyst used was triethylaluminum. The products prepared in the examples were copolymers of ethylene and 1-butene. Hydrogen was used as a chain transfer agent to control the suffocation index of the polymer.

Esimerkki 1Example 1

Leijupetireaktori käynnistettiin käyttöolosuhteissa, jotka olivat tarkoitettu kalvolaatua olevan pienitiheyksisen etylee-nikopolymeerituotteen valmistamiseksi, jonka tiheys oli 0,918, s ui amis indeksi 1,0 ja tarttumi s lämpötila 104 * C. Reaktio käyn- i nistettiin syöttämällä katalyyttiä reaktoriin, johon oli laitettu edeltäkäsin valmistettavan tuotteen kaltaista rakeista hartsia oleva peti. Katalyytti oli seos, joka koostui 5,5 osasta titaanitetrakloridia, 8,5 osasta magnesiumkloridia ja 14 osasta tetrahydrofuraania, ja jolla oli pinnoitettu 100 osaa piidioksidia (Davison-laatu 955). Piidioksidi oli kui- 26 vattu 600 *C:n lämpötilassa ja sitä oli käsitelty neljällä osalla trietyylialumiinia ennen pinnoittamista ja katalyytti aktivoitiin 35 osalla tri-n-heksyylialumiinia pinnoittamisen jälkeen. Ennen katalyyttisyötön aloittamista reaktori ja hart-sipeti saatettiin 85 ’ C: n käyttölämpötilaan ja niistä huuhdottiin pois epäpuhtaudet kierrättämällä typpeä hartsipetin läpi. Etyleenin, buteenin ja vedyn pitoisuudet asetettiin 53, 24 ja 11 prosentiksi, vastaavasti. Kokatalyyttiä syötettiin nopeudella 0, 3 osaa tri e tyyli alumiini a katalyytin yhtä osaa kohden.The fluidized bed reactor was started under operating conditions for the production of a film-grade low-density ethylene copolymer product having a density of 0.918, a melt index of 1.0 and a tack temperature of 104 ° C. The reaction was started by feeding the catalyst to a reactor. a bed of granular resin. The catalyst was a mixture of 5.5 parts of titanium tetrachloride, 8.5 parts of magnesium chloride and 14 parts of tetrahydrofuran coated with 100 parts of silica (Davison grade 955). The silica was dried at 600 ° C and treated with four parts of triethylaluminum before coating, and the catalyst was activated with 35 parts of tri-n-hexylaluminum after coating. Prior to starting the catalyst feed, the reactor and resin pipette were brought to an operating temperature of 85 ° C and the impurities were flushed out by circulating nitrogen through the resin bed. Ethylene, butene, and hydrogen concentrations were set at 53, 24, and 11 percent, respectively. The cocatalyst was fed at a rate of 0.3 parts of tri e style aluminum a per part of catalyst.

Reaktori käynnistettiin normaalisti. Sen jälkeen, kun tuotetta 011 tuotettu 29 tuntia, 6, 5-kertaa leijupetin painoa vastaava määrä, lämpötilan todettiin nousseen 1... 2 *C petin lämpötilaa suuremmaksi lämpöpareilla, jotka oli sijoitettu juuri reaktorin seinämän sisäpuolelle, reaktorin puolta halkaisijaa vastaavalle korkeudelle kaasun jakelulevyyn nähden. Aikaisempi kokemus oli osoittanut, että tällaiset lämpötilapoikkeamat ovat positiivinen osoitus siitä, että leijupetissä muodostuu hartsilevyjä. Samanaikaisesti petin jännite (joka mitattiin halkaisijaltaan 1/2 tuumaa (n. 1,7 cm) olevaan pallomaiseen elektrodiin, joka oli sijoitettu yhden tuuman (n. 2,54 cm) päähän reaktorin seinämästä kaasun jakelulevyn yläpuolelle, reaktorin puolta halkaisijaa vastaavalle korkeudelle, kytke- l tyllä sähköstaattisella volttimittarilla) nousi noin arvoista + 1500. . . +2000 V arvoon, joka oli yli +5000 V, ja se putosi sitten takaisin +2000 V: iin 3 minuutin pituisen ajanjakson aikana. Lämpötilan ja jännitteen muuttuminen jatkui arviolta 12 tuntia, muutosten esiintymistiheyden ja suuruuden kasvaessa. Tämän ajanjakson aikana hartsituotteeseen ilmaantui yhteensulautunutta polyetyleenihartsia olevia levyjä. Merkit levynmuodostuksesta voimistuivat, eli lämpötilapoikkeamat kasvoivat niinkin suuriksi kuin 20 'C petin lämpötilan yläpuolelle ja poikkeamat pysyivät suurina pitkien ajanjaksojen ajan, ja samalla jännitteenmuutokset muuttuivat yleisimmiksi. Reaktori pysäytettiin levynmuodostuksen voimakkuudesta johtuen.The reactor was started normally. After the product 011 was produced for 29 hours, 6.5 times the weight of the fluidized bed, the temperature was found to rise 1 ... 2 * C above the temperature of the bed with thermocouples placed just inside the reactor wall, at a height corresponding to half the diameter of the reactor in the gas distribution plate. in relation to. Previous experience had shown that such temperature deviations are a positive indication that resin sheets are formed in the fluidized bed. At the same time, the bed voltage (measured at a 1/2 inch (about 1.7 cm) diameter spherical electrode located one inch (about 2.54 cm) from the reactor wall above the gas distribution plate, at a height corresponding to the reactor side diameter) electrostatic voltmeter) increased by about + 1500.. . +2000 V above +5000 V and then fell back to +2000 V over a 3 minute period. The change in temperature and voltage continued for an estimated 12 hours, with the frequency and magnitude of the changes increasing. During this period, sheets of fused polyethylene resin appeared in the resin product. Signs of plate formation intensified, i.e., temperature deviations grew as large as 20 ° C above the bed temperature and the deviations remained greatest over long periods of time, while voltage changes became the most common. The reactor was shut down due to the intensity of plate formation.

27 9141527 91415

Esimerkki 2Example 2

Esimerkissä 1 käytetty 1eijupetireaktori käynnistettiin ja sillä valmistettiin lineaarista, pienitiheyksistä etyleenikopo-lymeeria, jota voitiin suulakepuhaltaa tai pyörömuovata, ja jonka tiheys oli 0, 934, s ui amis indeksi 5 ja tarttumis lämpötila 118 *C. Reaktio käynnistettiin syöttämällä esimerkissä 1 kuvatun kaltaista katalyyttiä, paitsi että se aktivoitiin 28 osalla tri-n-heksyylialumiinia, reaktoriin, johon oli muodostettu edeltäkäsin valmistettavan tuotteen kaltaisen rakeisen hartsin peti. Ennen katalyyttisyötön aloittamista reaktori ja hartsi-peti saatettiin 85 *C: n käyttölämpötilaan ja niistä huuhdot tiin pois epäpuhtaudet typellä. Reaktoriin syötetyn etyleenin, buteenin ja vedyn pitoisuudet olivat 52 %, 14 % ja 21 %, vas taavasti. Kokatalyyttinä käytettyä trietyylialumiinia syötettiin 0, 3 osaa katalyytin yhtä osaa kohden. Reaktorin annettiin toimia jatkuvasti 48 tuntia ja tämän ajanjakson aikana siitä tuotettiin 9 kertaa petin sisältävä hartsimäärä määrä hartsia. Tämän 48 tuntia kestäneen häiriöttömän toiminnan jälkeen reaktorista alkoi poistua normaalin rakeisen tuotteen mukana yhteensulautuneesta hartsista muodostuneita levyjä. Tällöin jännitteiden, jotka mitattiin jakelulevyn yläpuolelta reaktorin puolta halkaisijaa vastaavalta korkeudelta, keskiarvo oli +2000 V, vaihtelualueen ollessa 0...+10 000 V, kun taas samalla korkeudella sijaitsevat pinnan lämpöparit osoittivat 15 *C: n poikkeamia petin lämpötilan yläpuolelle. Kaksi tuntia sen jälkeen, kun ensimmäiset levyt oli havaittu reaktorista saadussa tuotteessa, katalyytin ja kokatalyytin syöttö reaktoriin oli keskeytettävä hartsin muodostumisnopeuden pienentämiseksi, koska levyt tukkivat hartsin poistojärjestelmän. Katalyytin ja kokatalyytin syöttö käynnistettiin uudestaan tuntia myöhymmin. Levyjen syntyminen jatkui ja kahden tunnin kuluttua katalyytin ja kokatalyytin syöttö keskeytettiin jälleen ja reaktio pysäytettiin hiilimonoksidia injektoimalla. Jännite oli tällöin +12 000 V ja lämpöparin mittaamat poikkeamia esiintyi niin kauan, kunnes reaktoriin injektoitiin myrkkyä. Reaktori oli toiminnassa yhteensä 53 tuntia ja se tuotti 10,5 petitilavuut- ta hartsia ennen reaktion pysäyttämistä levynmuodostuksen seurauksena.The fluidized bed reactor used in Example 1 was started and prepared into a linear, low density ethylene copolymer that could be extruded or rotoformed having a density of 0.934, a melt index of 5, and an adhesion temperature of 118 ° C. The reaction was initiated by feeding a catalyst as described in Example 1, except that it was activated with 28 parts of tri-n-hexylaluminum, into a reactor formed with a bed of granular resin similar to the product to be prepared in advance. Before starting the catalyst feed, the reactor and resin bed were brought to an operating temperature of 85 ° C and the impurities were purged with nitrogen. The concentrations of ethylene, butene and hydrogen fed to the reactor were 52%, 14% and 21%, respectively. Triethylaluminum used as a cocatalyst was fed at 0.3 parts per part of catalyst. The reactor was allowed to operate continuously for 48 hours, during which time 9 times the amount of resin containing the bed was produced. After this 48 hours of trouble-free operation, plates formed of resin fused with the normal granular product began to leave the reactor. In this case, the voltages measured above the distribution plate at a height corresponding to the reactor side diameter were +2000 V, with a range of 0 ... + 10,000 V, while surface thermocouples at the same height showed deviations of 15 ° C above the bed temperature. Two hours after the first plates were detected in the product from the reactor, the feed of catalyst and cocatalyst to the reactor had to be stopped to reduce the rate of resin formation because the plates blocked the resin removal system. Catalyst and cocatalyst feed was restarted one hour later. The formation of plates continued and after two hours the feed of catalyst and cocatalyst was stopped again and the reaction was stopped by injecting carbon monoxide. The voltage was then +12,000 V and the deviations measured by the thermocouple occurred until toxin was injected into the reactor. The reactor was operated for a total of 53 hours and produced 10.5 volumes of resin before stopping the reaction due to plate formation.

2828

Seuraava esimerkki havainnollistaa levynmuodostuksen estämistä lisäämällä kaasusyöttöön vettä silloin, kun reaktorissa esiintyy suuria jännitteitä.The following example illustrates the prevention of plate formation by adding water to the gas feed when high voltages are present in the reactor.

Esimerkki 3Example 3

Esimerkkien 1 ja 2 mukaista reaktoria muokattiin kuviossa 1 esitetyllä tavalla, ja siinä tuotettiin jatkuvasti suuritiheyksistä, kalvolaatua olevaa polyetyleenihartsia, jonka tiheys oli 0, 946, virtausindeksi 7,5 ja tarttumi s lämpötila 124 ' C. Tuote oli etyleeni-hekseeni-kopolymeeria, jonka polyme-rointiin käytettiin vanadiiniin perustuvaa katalyyttiä yhdessä alumiinialkyylikokatalyytin kanssa sekä halogeeniedistintä. Katalyytti sisälsi 0, 29 millimoolia vanadiinia esiasteen yhtä grammaa kohden sekä 1,2 % alumiinia, joka oli lisätty dietyy- li alumiini kloridina, ja katalyytti oli sidottu kantajana toimivaan, 30...130 mikronin kokoiseen Davison-piidioksidiin. Reaktion annettiin edetä olosuhteissa, joissa petin lämpötila oli 98 *C, ja joissa oli läsnä reaktorissa vallitsevan 315 psi: n (n. 2,17 MPa) absoluuttisen paineen alaisuudessa 76 % etyleeniä, 1,6 % vetyä, 1,2 % hekseenia, lopun ollessa inerttikaasuj a kuten typpeä, metaania, isopentaania, jne. Kokatalyyttiä säädettiin syöttämällä trietyylialumiinia siten, että pitoisuus pysyi arvossa 200 ppm(v) tuotetussa hartsissa. Edistimeksi syötettiin freonia siten, että trietyylialumiinin kutakin moolia kohden syötettiin 0,7 moolia freonia. Tuotanto-nopeup pidettiin olennaisesti arvossa 20 000 pph, jolloin tila-aika-saanto on 5 mlbs/h/ft3 petitilavuutta.The reactor of Examples 1 and 2 was modified as shown in Figure 1 to continuously produce a high density film grade polyethylene resin having a density of 0.946, a flow index of 7.5 and a tack temperature of 124 ° C. The product was an ethylene-hexene copolymer having a vanadium-based catalyst together with an aluminum alkyl cocatalyst and a halogen extender were used for the polymerization. The catalyst contained 0.29 millimoles of vanadium per gram of precursor and 1.2% aluminum added to diethyl aluminum chloride, and the catalyst was bound to supported 30-30 micron Davison silica. The reaction was allowed to proceed under a bed temperature of 98 ° C and 76% ethylene, 1.6% hydrogen, 1.2% hexene were present at an absolute pressure of 315 psi (about 2.17 MPa) in the reactor. the remainder being inert gases such as nitrogen, methane, isopentane, etc. The cocatalyst was adjusted by feeding triethylaluminum so that the concentration remained at 200 ppm (v) in the resin produced. Freon was fed as a promoter by feeding 0.7 moles of freon for each mole of triethylaluminum. The production rate was kept substantially at 20,000 pph, giving a space-time yield of 5 mlbs / h / ft3 petit volume.

18 tuntia stabiilin tuotannon saavuttamisen jälkeen staattinen jännite, joka mitattiin 5 jalkaa (n. 1,5 m) jakelulevyn yläpuolelta, reaktorin seinämän läheltä, alkoi suurentua vähitellen tuotannon aikana. Jännitteen kehittyminen todettiin 1. . . 5 minuutin välein pieninä, lyhytaikaisina staattisina huippuina, joissa jännite oli 0... 100-300 V. Suuntaus jatkui ylöspäin pe- 29 91415 rusviivan siirtyessä O voltista 1000...5000 volttiin ja staattisten huippujen kasvaessa 10 000. . . 15 000 volttiin niiden esiintymistiheyden kasvaessa koko ajan. Näihin staattisiin huippuihin liittyi 3...6 jalkaa (n. 0,9...1,8 m) jakelulevyn • yläpuolelta, reaktorin seinämästä mitattujen pintalämpötilojen poikkeamia. Nämä poikkeamat olivat yleensä negatiivisia, mikä osoitti seinämään tarttuneen hartsikeräytymän eristävän vaikutuksen. Mikäli reaktion annettaan jatkua, reaktorissa todetaan levynmuodostusta, joka johtaa lopulta välttämättömyyteen pysäyttää reaktori tukkeutuneiden poistojärjestelmien tai tukkeutuneen jakelulevyn seurauksena, tällaisen tukkeutumisen aiheuttaessa lopulta suurien kasautumien muodostumista lei-juuntumisen estyessä.After 18 hours of stable production, the static voltage, measured 5 feet (about 1.5 m) above the distribution plate, near the reactor wall, began to increase gradually during production. Voltage development was noted 1.. . Every 5 minutes as small, short-lived static peaks with a voltage of 0 ... 100-300 V. The trend continued upward as the brown line shifted from 0 volts to 1000 ... 5000 volts and the static peaks increased by 10,000. . 15,000 volts as their frequency increased all the time. These static peaks were associated with deviations in surface temperatures measured 3 to 6 feet (approximately 0.9 to 1.8 m) above the distribution plate, from the reactor wall. These deviations were generally negative, indicating the insulating effect of the resin accumulation adhering to the wall. If the reaction is allowed to continue, sheet formation is observed in the reactor, which ultimately necessitates stopping the reactor as a result of clogged exhaust systems or a clogged distribution plate, such clogging eventually causing large agglomerations to form during Lei entrenching.

Tässä tilanteessa reaktoriin lisättiin vettä johtamalla noin 5 lb/h (n. 2,27 kg/h) oleva typpivirta, jonka lämpötila oli 20 ’C ja paine 350 psig (paine n. 2,51 MPa), ensin tislattua vettä sisältävän sylinterin läpi ja sitten edelleen etyleenin syöttolinjaan. Tuloksena oleva vesipitoisuus etyleenisyötössä oli 0,2 ppm(v). Lisäystä säädettiin siten, että staattinen taso saatiin lähelle nollaa. Tällöin huolehdittiin siitä, ettei syötetty vesimäärä ollut liian suuri, joka liian suuri vesimäärä voi johtaa epätoivottuihin negatiivisiin staattisiin poikkeamiin, jotka voivat myös johtaa levynmuodostukseen.In this situation, water was added to the reactor by passing a nitrogen stream of about 5 lb / h (about 2.27 kg / h) at a temperature of 20 ° C and a pressure of 350 psig (pressure about 2.51 MPa) first through a cylinder containing distilled water. and then further to the ethylene feed line. The resulting water content in the ethylene feed was 0.2 ppm (v). The addition was adjusted to bring the static level close to zero. In this case, care was taken that the amount of water fed was not too large, which too much water can lead to undesired negative static deviations, which can also lead to plate formation.

Staattinen taso saatiin säädetyksi lähelle nollaa, levynmuo-dostukselta vältyttiin ja reaktorin toiminta säilyi stabiilina ilman levynmuodostuksesta johtuvia epätoivottuja seisokkeja.The static level was adjusted to close to zero, plate formation was avoided, and the operation of the reactor remained stable without undesired downtime due to plate formation.

Esimerkki 4Example 4

Esimerkin 3 mukaista muokattua reaktoria käytettiin lineaarisen, pienitiheyksisen kalvohartsin valmistamiseen. Tuotettu hartsi, jonka tiheys oli 0,917 ja sulamisindeksi 2,7, oli etyleeni-hekseeni-kopolymeeria, jonka tarttumislämpötila oli 102 *C. Käytetty katalyytti oli titaanipohjainen ja se oli sidottu kantajana toimivaan piidioksidiin. Titaanipitoisuus oli 0,25 mmol esiasteen yhtä grammaa kohden. Magnesiumklori- 30 dia, dietyylialumiinikloridia ja tri-normaalia heksyylialumii-nia lisättiin siten, että moolisuhteet titaanipitoisuudesta laskien olivat 3, 0,02 ja 0,02, vastaavasti. Piidioksidikanta-ja oli Davison 955, jonka kokoalue oli 10...80 mikronia. Reaktio toteutettiin petin lämpötilan ollessa 76 *C siten, että läsnä oli 29 % etyleeniä, 11 % vetyä, 5 % 1-hekseeniä, loppu-pitoisuuden ollessa inerttiä typpeä, etaania, metaania ja isopentaania. Kokatalyyttiä syötettiin siten, että trietyyli-alumiinin pitoisuudeksi hartsissa saatiin 300 ppm(w). Katalyytin tuottavuus näissä olosuhteissa oli 2200 kg syntynyttä polyetyleeniä katalyytin yhtä kg kohden. Tuotantonopeudet olivat 18 000 lb/h (n. 8170 kg/h) eli tila-aika-saanto oli 4, 5.The modified reactor of Example 3 was used to prepare a linear, low density film resin. The resin produced having a density of 0.917 and a melting index of 2.7 was an ethylene-hexene copolymer having an adhesion temperature of 102 ° C. The catalyst used was titanium-based and bound to a supported silica. The titanium content was 0.25 mmol per gram of precursor. Magnesium chloride, diethylaluminum chloride and tri-normal hexylaluminum were added so that the molar ratios based on the titanium content were 3, 0.02 and 0.02, respectively. The silica base was a Davison 955 with a size range of 10 to 80 microns. The reaction was carried out at a bed temperature of 76 ° C in the presence of 29% ethylene, 11% hydrogen, 5% 1-hexene, with a final concentration of inert nitrogen, ethane, methane and isopentane. The cocatalyst was fed to give a triethylaluminum content of 300 ppm (w) in the resin. The productivity of the catalyst under these conditions was 2200 kg of polyethylene produced per kg of catalyst. Production rates were 18,000 lb / h (about 8170 kg / h), i.e. the space-time yield was 4.5.

Etyleenipitoisuuden nopea suureneminen johti katalyytin aktiivisuuden selvään paranemiseen. Staattinen jännite reaktorin seinämän läheisyydessä suureni lähes nollasta 6000 volttiin 10 minuutin pituisen ajanjakson aikana. Seinämän pintalämpötilojen todettiin nousevan, mikä osoittaa polymeerilevyjen nopean muodostumisen reaktorin seinämällä 6 jalan (n. 1,8 m) korkeu della jakelulevyn yläpuolella. Mikäli reaktion annettiin jatkua, reaktorin pysäyttäminen oli väistämätöntä tuotteen poist,ojärjestelmien tukkeutumisen seurauksena.The rapid increase in ethylene content led to a clear improvement in catalyst activity. The static voltage in the vicinity of the reactor wall increased from almost zero to 6000 volts over a period of 10 minutes. Wall surface temperatures were found to rise, indicating rapid formation of polymer sheets on the reactor wall at a height of 6 feet (about 1.8 m) above the distribution plate. If the reaction was allowed to proceed, shutdown of the reactor was inevitable due to product clogging.

Veden lisääminen aloitettiin johtamalla 4 lb/h (n. 1,81 kg/h) oleva typpivirta vesisylinterin läpi, jonka sylinterin vaipan lämpötila oli säätetty arvoon 20 *C. Tuloksena oleva vesi- pitoisuus etyleenissä oli pienempi kuin 0,2 ppm. Staattinen jännite palautui nopeasti lähelle nollaa. Reaktorin pinta-lämpötilan poikkeamat pienenivät kymmenessä minuutissa ja reaktorin normaali toiminta palautui.The addition of water was started by passing a stream of nitrogen of 4 lb / h (about 1.81 kg / h) through a water cylinder with a cylinder jacket temperature adjusted to 20 ° C. The resulting water content in ethylene was less than 0.2 ppm. The static voltage quickly returned to near zero. Reactor surface temperature deviations decreased in ten minutes and normal reactor operation was restored.

kk

Claims (22)

91415 Patentti vaati muks et91415 The patent was claimed by et al 1. Menetelmä levynmuodostuksen vähentämiseksi polymeroitaessa alfa-olefiineja leijupetireaktorissa, jossa vallitsee alhainen paine, ja jossa käytetään katalyytteinä titaaniin tai vanadiiniin perustuvia yhdisteitä yhdessä aikyylialumiinikokataiyyt-tien kanssa, tunnettu siitä, että menetelmässä mainittuun reaktoriin johdetaan vettä määränä, joka vastaa noin 0,1... 2 ppm etyleenisyötöstä laskien ja joka määrä riittää säilyttämään sähköstaattiset tasot levyjen mahdollisessa muodos-tumiskohdassa arvoissa, joilla vältetään levynmuodostus mainittujen katalyyttien tehokkuutta olennaisesti muuttamatta.A process for reducing sheet formation during the polymerization of alpha-olefins in a low pressure fluidized bed reactor using compounds based on titanium or vanadium as catalysts in combination with alkylaluminum cocatalysts, characterized in that water is introduced into said reactor in an amount corresponding to about 0.1 .. 2 ppm based on the ethylene feed and in an amount sufficient to maintain the electrostatic levels at the potential point of sheet formation at values that avoid sheet formation without substantially altering the efficiency of said catalysts. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eräs alfa-olefiineista on etyleeni.Process according to Claim 1, characterized in that one of the alpha-olefins is ethylene. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vettä lisätään reaktoriin johtamalla paineistettua inerttikaasua säädetyllä virtausnopeudella vettä sisältävän säiliön läpi, jonka säiliön lämpötilaa säädetään, veden lisäämiseksi tähän inerttikaasuun, minkä jälkeen vettä sisältävä inerttikaasu ohjataan säiliöstä, jonka lämpötilaa säädetään, ja sekoitetaan etyleeniin ja sitten tämä seos johdetaan reaktoriin.A method according to claim 2, characterized in that water is added to the reactor by passing a pressurized inert gas at a controlled flow rate through an aqueous tank whose temperature is controlled to add water to this inert gas, after which the aqueous inert gas is directed from the temperature controlled then this mixture is introduced into the reactor. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että inerttikaasu on typpeä.Process according to Claim 3, characterized in that the inert gas is nitrogen. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että typpikaasun virtausnopeutta, etyleenin virtausnopeutta ja mainitun säiliön sisältämän veden lämpötilaa säädetään ja ne määräytyvät reaktorissa esiintyvien staattisten tasojen perusteella.A method according to claim 4, characterized in that the nitrogen gas flow rate, the ethylene flow rate and the temperature of the water contained in said tank are controlled and determined by the static levels present in the reactor. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipitoisuus reaktoriin johdettavassa seoksessa on vähemmän kuin tilavuuden yksi miljoonasosa etyleenisyötöstä laskien.Process according to Claim 5, characterized in that the water content of the mixture fed to the reactor is less than one part per million by volume, based on the ethylene feed. 7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipitoisuus reaktoriin johdettavassa seoksessa on noin tilavuuden 0, 1. . . 2 miljoonasosaa etyleenisyötöstä laskien.Process according to Claim 5, characterized in that the water content of the mixture introduced into the reactor is approximately 0, 1 by volume. . 2 ppm of ethylene feed. 8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että typen virtausnopeus vaihtelee alueella 0... 11 lb/h (n. 0. . . 5 kg/h) etyleenisyötön ollessa noin 0. . . 50000 lb/h (n. 0...22680 kg/h).Process according to Claim 5, characterized in that the nitrogen flow rate varies in the range from 0 to 11 lb / h (approx. 0.... 5 kg / h) with an ethylene feed of about 0.. . 50,000 lb / h (approx. 0 ... 22680 kg / h). 9. Menetelmä levynmuodostuksen vähentämiseksi tuotettaessa polyolefiineja polymeroimalla alfa-olefiineja leijupetireakto-rissa, jossa vallitsee alhainen paine, ja jossa käytetään katalyytteinä titaaniin tai vanadiiniin perustuvia yhdisteitä yhdessä alkyylialumiinikokatalyyttien kanssa, tunnettu siitä, että menetelmässä mainittuun reaktoriin lisätään vettä johtamalla paineistettua inerttikaasua säädetyllä virtausnopeudella vettä sisältävän säiliön läpi, jonka säiliön lämpötilaa säädetään, veden lisäämiseksi tähän inerttikaasuun, vettä sisältävä inerttikaasu ohjataan säiliöstä, jonka lämpötilaa säädetään, ja sekoitetaan alfa-olefiineihin, ja tämä seos johdetaan reaktoriin, ja jossa menetelmässä vettä lisätään mainittuun reaktoriin määränä, joka vastaa noin 0,1. . .2 ppm etyleenisyötöstä laskien ja joka määrä riittää säilyttämään sähköstaattiset tasot levyjen mahdollisessa muodostumis-kohdassa arvoissa, joilla vältetään levynmuodostus mainittujen katalyyttien tehokkuutta olennaisesti muuttamatta.9. A process for reducing sheet formation in the production of polyolefins by polymerizing alpha-olefins in a low pressure fluidized bed reactor using titanium or vanadium-based compounds as catalysts in combination with a stream of water-controlled alkylated aluminum catalysts, characterized in that water is added to said reactor through which the temperature of the tank is controlled to add water to this inert gas, the water-containing inert gas is directed from the temperature controlled tank and mixed with alpha-olefins, and this mixture is introduced into the reactor, and in which water is added to said reactor in an amount corresponding to about 0.1. . .2 ppm based on the ethylene feed and in an amount sufficient to maintain electrostatic levels at the point where the sheets are formed at values that avoid sheet formation without substantially altering the efficiency of said catalysts. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu inerttikaasu on typpeä.A method according to claim 9, characterized in that said inert gas is nitrogen. 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että typpikaasun virtausnopeutta, ai fa-olefiinien virtausnopeutta ja mainitun säiliön sisältämän veden lämpö- 91415 tilaa säädetään ja niitä sovitetaan reaktorissa esiintyvien staattisten tasojen perusteella.Process according to Claim 10, characterized in that the flow rate of nitrogen gas, the flow rate of α1-olefins and the temperature of the water contained in said tank are adjusted and adjusted on the basis of the static levels present in the reactor. 12. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipitoisuus reaktoriin johdettavassa seoksessa on vähemmän kuin tilavuuden yksi miljoonasosa etyleenisyötostä laskien.Process according to Claim 9, characterized in that the water content of the mixture fed to the reactor is less than one part per million by volume, based on the ethylene feed. 13. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipitoisuus reaktoriin johdettavassa seoksessa on noin tilavuuden 0,1...2 miljoonasosaa etyleenisyötostä laskien.Process according to Claim 9, characterized in that the water content of the mixture fed to the reactor is approximately 0.1 to 2 ppm by volume, based on the ethylene feed. 14. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, että typen virtausnopeus vaihtelee alueella 0...11 lb/h (n. 0. . . 5 kg/h) alfa-olefiinisyötön ollessa noin 0...50000 lb/h (n. 0...22680 kg/h).Process according to Claim 10, characterized in that the nitrogen flow rate varies in the range from 0 to 11 lb / h (approximately 0... 5 kg / h) with an alpha-olefin feed of about 0 to 50,000 lb / h (approx. 0 ... 22680 kg / h). 15. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säiliössä olevan veden lämpötilaa säädellään noin alueella 10...40 ' C.A method according to claim 9, characterized in that the temperature of the water in the tank is regulated in the range of about 10 to 40 ° C. 16. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polyolefiinit ovat etyleenin lineaarisia homopoly-meereja tai lineaarisia kopolymeereja, jotka sisältävät suuren mooliosuuden (s 90 %) etyleeniä ja pienen mooliosuuden (s 10 %) yhtä tai useampaa Cs. . . Ce alfa-olefiinia.Process according to Claim 9, characterized in that the polyolefins are linear homopolymers of ethylene or linear copolymers containing a high molar proportion (s 90%) of ethylene and a low molar proportion (s 10%) of one or more Cs. . . Ce alpha-olefin. 17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että polyolefiinit ovat propyleenin, buteenin-1, penteenin-1, hekseenin-1, 4-metyylipenteenin-l, hepteenin-1 tai okteenin-1 homopolymeereja tai kopolymeereja.Process according to Claim 16, characterized in that the polyolefins are homopolymers or copolymers of propylene, butene-1, pentene-1, hexene-1,4-methylpentene-1, heptene-1 or octene-1. 18. Menetelmä levynmuodostuksen vähentämiseksi tuotettaessa polyolefiineja polymeroimalla alfa-olefiineja leijupetireakto-rissa, jossa vallitsee alhainen paine, ja jossa käytetään katalyytteinä titaaniin tai vanadiiniin perustuvia yhdisteitä yhdessä alkyylialumiinikokatalyyttien kanssa, tunnettu siitä, että menetelmässä mainittuun reaktoriin lisätään vettä johtamalla paineistettua typpikaasua noin 0. ..11 lb/h (n. 0. . . 5 kg/h) olevalla virtausnopeudella, kun alfa-olefiinin syöttönopeus on noin 0...50000 lb/h (n. 0...22680 kg/h), noin 10...40 ’ C: sta vettä sisältävän säiliön läpi, jonka säiliön lämpötilaa säädetään, veden lisäämiseksi tähän typpikaasuun, vettä sisältävä typpikaasu ohjataan säiliöstä, jonka lämpötilaa säädetään, ja sekoitetaan alfa-olefiineihin, ja sitten tämä seos johdetaan reaktoriin, ja jolloin vettä lisätään mainittuun reaktoriin määränä, joka on vähemmän kuin noin tilavuuden yksi miljoonasosa etyleenisyötöstä laskien.18. A process for reducing sheet formation in the production of polyolefins by polymerizing alpha-olefins in a low pressure fluidized bed reactor using titanium or vanadium-based compounds as catalysts in combination with alkylaluminum cocatalysts. At a flow rate of 11 lb / h (about 0... 5 kg / h) when the alpha-olefin feed rate is about 0 ... 50,000 lb / h (about 0 ... 22680 kg / h), about 10. ..40 ° C through an aqueous tank whose temperature is controlled to add water to this nitrogen gas, the aqueous nitrogen gas is directed from the temperature controlled tank and mixed with alpha-olefins, and then this mixture is introduced into the reactor, whereby water is added to said to the reactor in an amount of less than about one part per million by volume of ethyl from the feed. 19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että typpikaasun virtausnopeutta, alfa-olefiinien virtausnopeutta ja säiliön sisältämän veden lämpötilaa säädetään ja niitä sovitetaan reaktorissa esiintyvien staattisten tasojen perusteella.Process according to Claim 18, characterized in that the nitrogen gas flow rate, the alpha-olefin flow rate and the temperature of the water contained in the tank are controlled and adjusted on the basis of the static levels present in the reactor. 20. Patenttivaatimuksen 18 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että vesipitoisuus reaktoriin johdettavassa seoksessa on noin tilavuuden 0,1...2 miljoonasosaa etyleenisyötöstä laskien.Process according to Claim 18, characterized in that the water content of the mixture introduced into the reactor is from about 0.1 to 2 ppm by volume, based on the ethylene feed. 21. Patenttivaatimuksen 18 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, että polyolefiinit ovat etyleenin lineaarisia homo-polymeereja tai lineaarisia -kopolymeerej a, jotka sisältävät suuren mooliosuuden (έ 90 %) etyleeniä ja pienen mooliosuuden (s 10 %) yhtä tai useampaa Cs. . . Cs alfa-olefiinia.Process according to Claim 18, characterized in that the polyolefins are linear homopolymers or linear copolymers of ethylene which contain a high molar proportion (έ90%) of ethylene and a low molar proportion (1010%) of one or more Cs. . . Cs alpha-olefin. 22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että polyolefiinit ovat propyleenin, buteenin-1, penteenin-1, hekseenin-1, 4-metyylipenteenin-l, hepteenin-1 tai okteenin-1 homopolymeereja tai kopolymeereja. 91415Process according to Claim 21, characterized in that the polyolefins are homopolymers or copolymers of propylene, butene-1, pentene-1, hexene-1,4-methylpentene-1, heptene-1 or octene-1. 91415
FI885084A 1988-11-03 1988-11-03 Method for reducing sheet formation during polymerization of alpha-olefins FI91415C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI885084A FI91415C (en) 1988-11-03 1988-11-03 Method for reducing sheet formation during polymerization of alpha-olefins

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI885084A FI91415C (en) 1988-11-03 1988-11-03 Method for reducing sheet formation during polymerization of alpha-olefins
FI885084 1988-11-03

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI885084A0 FI885084A0 (en) 1988-11-03
FI885084A FI885084A (en) 1990-05-04
FI91415B true FI91415B (en) 1994-03-15
FI91415C FI91415C (en) 1994-06-27

Family

ID=8527301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI885084A FI91415C (en) 1988-11-03 1988-11-03 Method for reducing sheet formation during polymerization of alpha-olefins

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI91415C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI885084A (en) 1990-05-04
FI885084A0 (en) 1988-11-03
FI91415C (en) 1994-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI90878C (en) Process for reducing disk bubbly during polymerization of alpha-olefins
US4855370A (en) Method for reducing sheeting during polymerization of alpha-olefins
FI87358C (en) Process for reducing disc formation during polymerization of alfaole veneer
US4792592A (en) Process for reducing sheeting during polymerization of alpha-olefins
US4876320A (en) Process for reducing sheeting during polymerization of alpha-olefins
EP0313087B1 (en) Process for reducing sheeting during polymerization of alpha-olefins
FI91415B (en) Method for reducing disc formation during polymerization of alpha-olefins
KR930007502B1 (en) Method for reducing sheeting during polymerization of alpha-olefins
JPH075665B2 (en) Method for reducing sheeting during the polymerization of α-olefins
AU590720B2 (en) Process for reducing sheeting in polymerization of alpha-olefins
RU2790829C1 (en) Method for olefin polymerization, using antistatic agent for olefin polymerization, in presence of metallocene catalyst
CA1312172C (en) Method for reducing sheeting during polymerization of alpha-olefins
NZ226828A (en) Method for preventing polyolefin deposition on reactor walls (sheeting) during olefin polymerisation by addition of water
IE61912B1 (en) "Method for reducing sheeting during polymerization of alpha-olefins"
CZ725688A3 (en) Method of reducing packet formation during alpha-olefin polymerization process
HU206128B (en) Process for reducing lamination in polymerization of alpha-olefins
NO170980B (en) PROCEDURE FOR AA REDUCING ARK CREATION DURING PREPARATION OF POLYOLEFINES
IE58346B1 (en) Process for reducing sheeting during polymerization of alpha-olefins
NZ212052A (en) Method of reducing sheeting during polymerisation of alpha-olefines in fluidised bed reactor
CS250687B2 (en) Method of deposits' formation reduction during ethylene's homopolymerization or copolymerization

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: UNION CARBIDE CORPORATION