JP2003192705A - Method for producing olefin polymer - Google Patents

Method for producing olefin polymer

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JP2003192705A
JP2003192705A JP2001394563A JP2001394563A JP2003192705A JP 2003192705 A JP2003192705 A JP 2003192705A JP 2001394563 A JP2001394563 A JP 2001394563A JP 2001394563 A JP2001394563 A JP 2001394563A JP 2003192705 A JP2003192705 A JP 2003192705A
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JP
Japan
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polymerization
olefin
molecular weight
hydrogen
polymer
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Application number
JP2001394563A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Yugawa
潔 湯川
Toshihiko Sugano
利彦 菅野
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Japan Polychem Corp
Original Assignee
Japan Polychem Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method which can polymerize an olefin in the presence of a metallocene catalyst to control rapidly a hydrogen concentration in the polymerization system so that an olefin polymer having a desired molecular weight may be easily produced. <P>SOLUTION: The method for polymerizing the olefin in the presence of a metallocene catalyst to produce an olefin polymer comprises controlling a hydrogen concentration in the polymerization system so that the olefin polymer may have an adjusted molecular weight, wherein (1) an amount of gas to be purged from the system is increased to decrease the hydrogen concentration in the polymerization system so that the olefin polymer may be converted from the lower to the higher in its molecular weight, while (2) the amount of the gas to be purged from the system is decreased to increase the hydrogen concentration in the polymerization system so that the olefin polymer may be converted from the higher to the lower in its molecular weight. The method is particularly effective for continuously producing a product group of polymers with various molecular weights. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、オレフィン重合体
の製造法に関する。詳しくは、メタロセン触媒を用いて
オレフィンを重合してオレフィン重合体を製造する際、
所望の分子量を有するオレフィン重合体を容易に効率よ
く得ることのできるオレフィン重合体の製造法に関する
ものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an olefin polymer. Specifically, when polymerizing an olefin using a metallocene catalyst to produce an olefin polymer,
The present invention relates to a method for producing an olefin polymer, which allows an olefin polymer having a desired molecular weight to be easily and efficiently obtained.

【0002】[0002]

【従来の技術】エチレン、プロピレンの単独重合体、あ
るいはこれらと他のα−オレフィンの共重合体であるオ
レフィン重合体は、各種成形材料として広く利用されて
いる。このようなオレフィン重合体は、従来、溶液重
合、懸濁重合、バルク重合あるいは気相重合法により、
チタン、マグネシウム、ハロゲンを主成分とする、いわ
ゆるチーグラー触媒の存在下にオレフィンを重合させる
ことによって製造されている。オレフィン重合体の目的
とする重要な製品インデックスの一つに分子量がある
が、これは例えば反応温度、系内α‐オレフィン濃度、
系内水素濃度などにより制御をしている。なかでも系内
水素濃度は製品の分子量に重大な影響を及ぼすことが知
られている。ここで、重合反応系内とは重合反応器およ
び存在する場合は循環系を含む重合反応系を示し、これ
以降もこの定義を用いて説明するものとする。
BACKGROUND OF THE INVENTION Homopolymers of ethylene and propylene, or olefin polymers which are copolymers of these with other α-olefins are widely used as various molding materials. Such olefin polymers have been conventionally produced by solution polymerization, suspension polymerization, bulk polymerization or gas phase polymerization.
It is produced by polymerizing an olefin in the presence of a so-called Ziegler catalyst containing titanium, magnesium and halogen as main components. One of the important target product indexes of olefin polymers is molecular weight, which includes, for example, reaction temperature, in-system α-olefin concentration,
It is controlled by the hydrogen concentration in the system. It is known that the hydrogen concentration in the system has a significant influence on the molecular weight of the product. Here, the term "inside the polymerization reaction system" refers to a polymerization reaction system including a polymerization reactor and a circulation system, if any, and will be described below using this definition.

【0003】通常、系内の水素濃度をコントロールする
には、測定装置、例えばガスクロマトグラフィー等によ
って系内水素濃度を測定し、それを基に反応器内部にフ
ィードする水素量を手動または自動で変化させる方法が
従来から採用されている。ところで、近年オレフィン重
合用触媒としてチーグラー触媒の他に、ジルコニウム、
チタンなどの周期表第4族金属のメタロセン錯体化合物
を含む触媒成分と有機アルミニウム化合物等の助触媒成
分とからなる触媒系が開発されている。これらはメタロ
セン触媒(又はメタロセン系触媒)と通称され、従来の
チーグラー触媒(又はチーグラー系触媒)と比較して、
触媒設計により、分子量分布や各種の規則性を制御でき
るという利点がある。
Usually, in order to control the hydrogen concentration in the system, the hydrogen concentration in the system is measured by a measuring device such as gas chromatography, and the amount of hydrogen fed into the reactor is determined manually or automatically based on the measured hydrogen concentration. The method of changing is conventionally adopted. By the way, recently, in addition to Ziegler catalyst as a catalyst for olefin polymerization, zirconium,
A catalyst system has been developed which comprises a catalyst component containing a metallocene complex compound of a Group 4 metal of the periodic table such as titanium and a promoter component such as an organoaluminum compound. These are commonly referred to as metallocene catalysts (or metallocene catalysts), and compared with conventional Ziegler catalysts (or Ziegler catalysts),
The catalyst design has the advantage that the molecular weight distribution and various regularities can be controlled.

【0004】メタロセン触媒の存在下にオレフィンを重
合させる場合も、製品の分子量のコントロールは、工業
的には、チーグラー触媒と同様に、反応温度、系内α‐
オレフィン濃度、系内水素濃度等を制御することによっ
て行なうことができる。しかしながら、メタロセン触媒
の場合は、チーグラー触媒に比べて、重合槽内に存在す
る水素は生成重合体の分子量により一層大きな影響を及
ぼすので、ある程度の分子量を確保するためには、低水
素濃度下での重合を行う必要がある。さらには、メタロ
セン触媒による重合反応は重合しながら水素を発生する
という特異な問題がある。その発生水素によって、重合
槽内の水素濃度が上がってしまい、所望する目的の分子
量が得られないという事態が生じ易い。
When the olefin is polymerized in the presence of a metallocene catalyst, the molecular weight of the product can be controlled industrially in the same manner as the Ziegler catalyst, the reaction temperature and the α-in-system.
It can be performed by controlling the olefin concentration, the hydrogen concentration in the system, and the like. However, in the case of the metallocene catalyst, the hydrogen present in the polymerization tank has a greater effect on the molecular weight of the produced polymer, as compared with the Ziegler catalyst. It is necessary to polymerize Furthermore, the polymerization reaction using a metallocene catalyst has a peculiar problem that hydrogen is generated during polymerization. Due to the generated hydrogen, the concentration of hydrogen in the polymerization tank increases, and the desired molecular weight cannot be obtained easily.

【0005】重合槽内の水素濃度は、メタロセン触媒に
よる重合においても、重合系内にフィードする水素の量
でコントロールするものである。発生する水素量を勘案
しながら、所望の分子量の製品を得るのに、チーグラー
触媒と比較して非常に少ない量の水素濃度で重合を行な
う。また、非常に僅かな水素濃度範囲で大きく分子量が
変化することも少なくない。メタロセン触媒はチーグラ
ー触媒に比べて水素濃度依存性が高いので、系内の水素
濃度の制御が極めて重要となる。もし、水素濃度が高す
ぎる場合には高分子量の重合体を生成させることが難し
くなるために所望の重合体を生成させることが困難とな
る。
The hydrogen concentration in the polymerization tank is controlled by the amount of hydrogen fed into the polymerization system even in the polymerization with a metallocene catalyst. In consideration of the amount of hydrogen generated, in order to obtain a product having a desired molecular weight, the polymerization is carried out at a much lower hydrogen concentration than that of the Ziegler catalyst. In addition, it is not uncommon for the molecular weight to change greatly within a very small hydrogen concentration range. Since the metallocene catalyst has a higher hydrogen concentration dependence than the Ziegler catalyst, it is extremely important to control the hydrogen concentration in the system. If the hydrogen concentration is too high, it becomes difficult to form a high molecular weight polymer, and thus it becomes difficult to form a desired polymer.

【0006】そして、メタロセン触媒では、系内の水素
濃度の制御が不十分で水素濃度に変動が生じた場合に
は、生成重合体の分子量ないし分子量分布が不安定にな
りやすいといえる。この問題は、原料オレフィンを重合
系に連続的に供給して重合反応及び生成重合体の抜き出
しを連続的に行なう、所謂連続重合法においては重大で
ある。すなわち、連続重合法では、未重合(未反応)オ
レフィンを回収して重合反応器に循環させることが一般
に行なわれるところ、この循環オレフィン中の水素濃度
をも考慮しなければならないからである。
It can be said that in the metallocene catalyst, when the control of the hydrogen concentration in the system is insufficient and the hydrogen concentration fluctuates, the molecular weight or molecular weight distribution of the produced polymer tends to be unstable. This problem is serious in a so-called continuous polymerization method in which the raw material olefin is continuously supplied to the polymerization system to continuously carry out the polymerization reaction and the withdrawal of the produced polymer. That is, in the continuous polymerization method, unpolymerized (unreacted) olefin is generally recovered and circulated in the polymerization reactor, and the hydrogen concentration in the circulating olefin must also be considered.

【0007】特開平9−216913号公報には、メタ
ロセン触媒を用いたオレフィンの重合において、重合反
応系内の水素を選択的に除去する発明が記載され、系内
の水素を、接触水素化能を有する水素添加触媒にて除去
することが提案されている。また、特開平10−204
123号公報には、重合槽内のガスの一部を抜き出し、
抜き出したガス中の水素を、水素化触媒を用いてオレフ
ィンに付加反応させて、重合槽内の水素濃度を低下させ
て、水素量を制御する方法が開示されている。しかしな
がらこれらのような方法での制御は、水添触媒の性能変
化により安定性に欠ける上、系内の水素を低濃度に維持
するだけのものであって、正確に所望の分子量を有する
重合体を得るためには未だ不十分である。また、工業的
に見ても、水素化触媒へのポリマーや触媒の付着による
閉塞、飛散したポリマーや触媒による水添触媒の劣化や
能力ダウン等が見られ、長期の連続運転には不十分であ
る。
JP-A-9-216913 describes an invention for selectively removing hydrogen in a polymerization reaction system in the polymerization of olefins using a metallocene catalyst. The hydrogen in the system is catalytically hydrogenated. It has been proposed to remove with a hydrogenation catalyst having. In addition, JP-A-10-204
No. 123 publication discloses that a part of the gas in the polymerization tank is extracted,
A method is disclosed in which hydrogen in the extracted gas is subjected to an addition reaction with an olefin using a hydrogenation catalyst to reduce the hydrogen concentration in the polymerization tank and control the amount of hydrogen. However, control by such methods is not stable due to changes in the performance of the hydrogenation catalyst, and is only for maintaining a low concentration of hydrogen in the system, and a polymer having exactly the desired molecular weight is obtained. Is still insufficient to obtain. Also from an industrial point of view, clogging due to the adhesion of polymers and catalysts to hydrogenation catalysts, deterioration of hydrogenation catalysts due to scattered polymers and catalysts, and reduction in capacity were observed, which is not sufficient for long-term continuous operation. is there.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従って、メタロセン触
媒の存在下にオレフィンを重合させるに際して、系内の
水素濃度を所望の分子量が得られるように制御する技
術、すなわち、高い分子量の製品を得る際には、それに
合致した水素濃度を直ちに達成し、低い分子量の製品を
得る際には、直ちにこれに合致する水素濃度にすること
ができる制御技術の出現が望まれる。
Therefore, in polymerizing an olefin in the presence of a metallocene catalyst, a technique for controlling the hydrogen concentration in the system so as to obtain a desired molecular weight, that is, in obtaining a product having a high molecular weight Therefore, it is desired to develop a control technique capable of immediately attaining a hydrogen concentration matching with the hydrogen concentration and immediately obtaining the hydrogen concentration matching with the hydrogen concentration when obtaining a low molecular weight product.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
なメタロセン触媒を用いるオレフィン重合体の製造法に
おいて、所望の製品分子量が設定されれば、これに直ち
に対応した水素濃度を発現させ、所望の分子量のものが
正確に得られる運転方法について鋭意研究したところ、
系内のガスをパージする方法を適用してコントロールす
ることにより、所望の水素濃度設定に合致した水素濃度
制御が可能となって、所望の分子量のオレフィン重合体
を得ることができることを見いだして、本発明を完成す
るに至った。したがって、本発明は、メタロセン触媒を
用いてオレフィンを重合し、製造されるオレフィン重合
体の分子量が重合反応系内の水素濃度により調節される
オレフィン重合体の製造法であって、(1)該重合体の
分子量を低い方から高い方に変更する際は、重合反応系
外へのガスパージ量を増加することにより重合反応系内
の水素濃度を減少させ、(2)該重合体の分子量を高い
方から低い方に変更する際は、重合反応系外へのガスパ
ージ量を減少することにより重合反応系内の水素濃度を
増加させることを特徴とするオレフィン重合体の製造法
である。
Means for Solving the Problems In the method for producing an olefin polymer using such a metallocene catalyst, the present inventors immediately develop a hydrogen concentration corresponding to a desired product molecular weight if the desired product molecular weight is set. As a result of diligent research on the driving method that can accurately obtain the desired molecular weight,
By applying and controlling the method of purging the gas in the system, it became possible to control the hydrogen concentration in accordance with the desired hydrogen concentration setting, and found that an olefin polymer having a desired molecular weight can be obtained. The present invention has been completed. Therefore, the present invention provides a method for producing an olefin polymer, which comprises polymerizing an olefin using a metallocene catalyst and controlling the molecular weight of the olefin polymer produced according to the hydrogen concentration in the polymerization reaction system. When the molecular weight of the polymer is changed from the lower one to the higher one, the hydrogen concentration in the polymerization reaction system is decreased by increasing the gas purge amount outside the polymerization reaction system, and (2) the molecular weight of the polymer is increased. When changing from one to a lower one, the method is a process for producing an olefin polymer characterized by increasing the hydrogen concentration in the polymerization reaction system by decreasing the amount of gas purged to the outside of the polymerization reaction system.

【0010】また、更に本発明は、メタロセン触媒を用
いてオレフィンを重合し、製造されるオレフィン重合体
の分子量が重合反応系内の水素濃度により調節されるオ
レフィン重合体の製造法であって、所望の分子量のオレ
フィン重合体を得るために、重合反応系外へのガスパー
ジ量を、重合反応器内の発生水素量に対応して決定する
ことを特徴とするオレフィン重合体の製造法である。本
発明によれば、メタロセン触媒の存在下において、オレ
フィンを重合させるに際して、系内の水素濃度を所望の
分子量を達成する水素濃度に速やかにコントロールする
ことができ、特に各種の分子量を有する製品群を連続運
転により製造する場合にその効果は大である。なお、本
発明でいう分子量とは、すべて重量平均分子量を意味す
るものとして記述した。
Further, the present invention is a method for producing an olefin polymer, in which an olefin polymer is produced by polymerizing an olefin using a metallocene catalyst, and the molecular weight of the produced olefin polymer is controlled by the hydrogen concentration in the polymerization reaction system. In order to obtain an olefin polymer having a desired molecular weight, a method for producing an olefin polymer is characterized in that the amount of gas purged to the outside of the polymerization reaction system is determined in accordance with the amount of hydrogen generated in the polymerization reactor. According to the present invention, in the presence of a metallocene catalyst, when polymerizing an olefin, the hydrogen concentration in the system can be rapidly controlled to a hydrogen concentration that achieves a desired molecular weight, and particularly, a product group having various molecular weights. The effect is great when the is manufactured by continuous operation. The molecular weight as used in the present invention is described as meaning all weight average molecular weights.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】重合系内の水素濃度は、以下に説
明するような水素バランスから成り立っている。水素バ
ランスは、(1)流入・発生する水素と(2)流出・消
費する水素に区分される。(1)は、系内にフィードさ
れる水素と系内で発生する水素の和、(2)は、系外へ
出ていく水素と系内で消費される水素の和である。これ
をさらに内容により区分して捉えると以下のようにな
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The hydrogen concentration in a polymerization system consists of a hydrogen balance as described below. The hydrogen balance is divided into (1) hydrogen that flows in and out and (2) hydrogen that flows out and consumes. (1) is the sum of hydrogen fed into the system and hydrogen generated in the system, and (2) is the sum of hydrogen going out of the system and hydrogen consumed in the system. It is as follows when this is further classified according to the contents.

【0012】(1)流入・発生する水素 下記(イ)〜(ニ)の和となる。 (イ)発生水素量:HEV (mol/kg-Polymer) × W (kg/
hr) HEVは、生成重合体の単位重量当たりの水素発生量(mol
/kg-Polymer)であり、Wは重合体生成量(kg/hr)であ
る。 (ロ)前段からの持込み水素量:C (mol/hr) オレフィンの重合を2段重合で行うような場合には、前
段からの持ち込まれる水素があり、これが持込み水素量
Cであり、これは実測可能である。1段目重合において
はC=0である。 (ハ)モノマー混入水素量: ΣMi (mol/hr) ×
[H2]Mi (molar fraction) 原料オレフィンモノマー中に混入することにより持ち込
まれる水素の量は、オレフィンモノマーをi種類使う場
合に、i番目のモノマーフィード量Miとi番目モノマー
中の水素濃度 [H2]Mi との積の総和となる。なお、未
反応オレフィンの循環系がある場合、モノマーとして
は、新規供給オレフィンと循環オレフィンの両者につい
て考慮する必要がある。 (ニ)水素フィード量 :HFD (mol/hr) 単独で重合系内に導入する水素の量を表す。
(1) Inflowing / generating hydrogen The sum of the following (a) to (d) is obtained. (A) Amount of generated hydrogen: HEV (mol / kg-Polymer) × W (kg /
hr) HEV is the hydrogen generation amount (mol) per unit weight of the produced polymer.
/ kg-Polymer), and W is the polymer production amount (kg / hr). (B) Brought-in hydrogen amount from the previous stage: C (mol / hr) When the olefin polymerization is carried out by two-stage polymerization, there is hydrogen introduced from the preceding stage, and this is the carried-in hydrogen amount C. It can be measured. In the first-stage polymerization, C = 0. (C) Amount of hydrogen mixed with monomer: ΣMi (mol / hr) ×
[H 2 ] Mi (molar fraction) The amount of hydrogen brought in by mixing in the raw material olefin monomer is the i-th monomer feed amount Mi and the hydrogen concentration in the i-th monomer when i kinds of olefin monomers are used. It is the sum of products with H 2 ] Mi. When there is a circulating system of unreacted olefin, it is necessary to consider both the newly supplied olefin and the circulating olefin as the monomer. (D) Hydrogen feed amount: H FD (mol / hr) alone represents the amount of hydrogen introduced into the polymerization system.

【0013】(2)流出・消費する水素 下記(ホ)〜(ト)の和となる。 (ホ)消費水素量:HCS (mol/kg-Polymer) × W (kg/
hr) 重合反応系で、重合体への連鎖移動等で消費される水素
で、これは生成重合体の単位重量当たりの水素消費量H
CS (単位:mol/kg-Polymer)と重合体生成量W(単位:
kg/hr)の積である。 (ヘ)系外へのパージ水素量:GPG (mol/hr) × [H2]
RA (molar fraction) 系外へのガスパージにより持ち出される水素量は、ガス
パージ量GPG と反応器内水素濃度[H2]RA の積であ
る。 (ト)ポリマー抜出し同伴水素量:GAC (mol/hr) ×
[H2]RA (molar fraction) 製造された重合体を、系外に抜き出す際に随般されて系
内から失われる水素量は、同伴ガス量GACと反応器内水
素濃度 [H2]RAの積である。
(2) Hydrogen that flows out and is consumed The sum of the following (e) to (g) is obtained. (E) Hydrogen consumption: H CS (mol / kg-Polymer) × W (kg /
hr) Hydrogen consumed by chain transfer to the polymer in the polymerization reaction system, which is the hydrogen consumption amount H per unit weight of the produced polymer.
CS (unit: mol / kg-Polymer) and polymer production amount W (unit:
kg / hr). (F) Amount of purged hydrogen outside the system: G PG (mol / hr) × [H 2 ]
RA (molar fraction) The amount of hydrogen carried out by gas purging to the outside of the system is the product of the gas purge amount G PG and the hydrogen concentration [H 2 ] RA in the reactor. (G) Amount of hydrogen accompanying polymer extraction: G AC (mol / hr) ×
[H 2 ] RA (molar fraction) The amount of hydrogen generally lost when the produced polymer is extracted from the system is the amount of entrained gas G AC and the hydrogen concentration in the reactor [H 2 ] It is the product of RA .

【0014】定常状態では、(1)流入・発生する水素
と(2)流出・消費する水素とがバランスしているか
ら、 (HEV × W)+C+( ΣMi × [H2]Mi )+HFD =( HCS × W)+(GPG × [H2]RA )+(GAC × [H2]RA )・・・(I) となる。重合反応器において、実際に観測できる見かけ
の水素発生量HEVobsは、HEVobs = HEV - HCS
あることから、上式(I)を変形すると、 (HEVobs× W) + C + ( ΣMi × [H2]Mi )+HFD = [( GPG +GAC ) × [H2]RA ] ・・・・・・・・・(II) となる。
In the steady state, (1) inflowing / generating hydrogen and (2) outflowing / consuming hydrogen are balanced, so that (H EV × W) + C + (ΣMi × [H 2 ] Mi ) + H FD = a (H CS × W) + ( G PG × [H 2] RA) + (G AC × [H 2] RA) ··· (I). In the polymerization reactor, actually observable hydrogen generation amount H EVOBS The apparent, H EVobs = H EV - since it is H CS, By transforming the above formula (I), (H EVobs × W) + C + ( ΣMi × [H 2 ] Mi ) + H FD = [(G PG + G AC ) × [H 2 ] RA ] ... (II)

【0015】式(II)において、 C 、Mi 、 [H2]
Mi 、HFD 、 GPG 及び[H2]RA はそれぞれ実測可能
であり、GACは全体の物質収支バランスから算出可能で
あり、さらに、HEVobs は事前に実験で測定可能であ
る。これらのうち、C、[H2]Mi、GAC、HEVobsは、使
用する触媒やプロセスによって決定される値であるた
め、それらが決まれば、値が決定される。それ以外のM
i、HFD、GPG及び[H2]RAは、重合条件によって変化す
るものであるが、これらのうちで2つ以外の変数を固定
すれば、残った2つの変数は1:1対応となる。例え
ば、MiとGPGを固定すれば、[H2]RA とHFDは1:1
対応となり、HFDを動かすことによって[H2]を調整す
る。チーグラー触媒では、HFD や [H2]RA の値が他
と比較して十分大きいので、水素濃度コントロールは水
素フィード量 HFD で行うことが常識である。しかし、
メタロセン触媒では、HEVobs の値がHFD や [H2]
RA の値と同程度で、さらに極端な場合にはHFD = 0と
いう条件もとり得るため、ガスパージ量 GPGによって
[H2]RAをコントロールする態様は、特に微妙かつ精密
な水素濃度コントロールとして重要な意味が出てくる。
In the formula (II), C, Mi, [H 2 ]
Mi , H FD , G PG and [H 2 ] RA can be measured respectively, G AC can be calculated from the overall mass balance, and HE Vobs can be measured in advance by experiments. Of these, C, [H 2 ] Mi , G AC , and HEVObs are values determined by the catalyst and process used, and thus if they are determined, the values are determined. Other M
i, H FD , G PG, and [H 2 ] RA change depending on the polymerization conditions, but if variables other than two of these are fixed, the remaining two variables are in a 1: 1 correspondence. Become. For example, if Mi and G PG are fixed, [H 2 ] RA and H FD are 1: 1.
Correspondingly, adjust [H 2 ] by moving H FD . In the Ziegler catalyst, the values of H FD and [H 2 ] RA are sufficiently larger than the others, so it is common sense to control the hydrogen concentration with the hydrogen feed amount H FD . But,
The metallocene catalyst, the value of H EVOBS is or H FD [H 2]
The value is almost the same as the value of RA , and in the more extreme case, the condition of H FD = 0 is also possible. Therefore, depending on the gas purge amount G PG
The aspect of controlling [H 2 ] RA has an important meaning as a delicate and precise hydrogen concentration control.

【0016】メタロセン触媒による場合は、2段重合に
おいても、前段の重合反応器から持ち込まれる水素量C
は、チーグラー触媒に比較して極端に少なく、例えば、
濃度でいうと、100モルppm(本明細書におけるガ
ス中の水素濃度は全てモル基準であるので、以下単にp
pmと表示する)程度以下であり、ほぼ無視できる。ま
た、原料のオレフィンモノマーは、通常ポリマーグレー
ド用のものであるから、その水素濃度は0ないしはほぼ
無視できる程度である。したがって、C =0、ΣMi
× [H2]Mi =0 、となるため、式(II)は HEVobs× W + HFD = ( GPG+GAC )× [H2]RA ・・・・(III) と近似できる。ここで、フィードする水素量HFDを0あ
るいは一定量にコントロールすれば、HEVobsは、使用
するメタロセン触媒では、重合条件が決定されれば一定
の値となる。また、重合体生成量Wも定常重合状況下で
はほぼ一定である。そして、ポリマーの抜き出しで随搬
される同伴ガス量GAC もほぼ一定であるから、結局の
ところ、反応器内の水素濃度 [H2]RA のコントロール
は、ガスパージ量 GPGで行うことが可能であるという
ことになる。
In the case of using a metallocene catalyst, the amount of hydrogen C introduced from the polymerization reactor of the previous stage even in the two-stage polymerization
Is extremely less than the Ziegler catalyst, for example,
In terms of concentration, 100 mol ppm (since the hydrogen concentration in the gas in the present specification is on a molar basis, hereinafter simply referred to as p
(displayed as pm)), which can be almost ignored. Further, since the olefin monomer as a raw material is usually for a polymer grade, the hydrogen concentration thereof is 0 or almost negligible. Therefore, C = 0, ΣMi
Since [H 2 ] Mi = 0, the formula (II) can be approximated as HEVObs × W + H FD = (G PG + G AC ) × [H 2 ] RA ... (III). Here, if the fed hydrogen amount H FD is controlled to 0 or a constant amount, H EVobs becomes a constant value in the metallocene catalyst used if the polymerization conditions are determined. Also, the polymer production amount W is almost constant under steady-state polymerization conditions. Also, since the amount of accompanying gas G AC carried in withdrawing the polymer is almost constant, it is possible to control the hydrogen concentration [H 2 ] RA in the reactor with the gas purge amount G PG after all. It means that

【0017】本発明の製造法は、このような重合反応解
析と多くの試行錯誤に基づきなされたもので、今まで困
難であったメタロセン触媒によるオレフィン重合体の製
造法において、所望の分子量を正確に制御できる技術を
提供するものである。
The production method of the present invention was carried out based on such a polymerization reaction analysis and many trials and errors. In the method for producing an olefin polymer using a metallocene catalyst, which has been difficult until now, the desired molecular weight can be accurately determined. The technology that can be controlled is provided.

【0018】以下、さらに詳細に本発明を説明する。本
発明でのメタロセン触媒は、従来から公知のものが使用
できる。メタロセン触媒は、通常(A)メタロセン系遷
移金属化合物(メタロセン錯体)、と助触媒成分あるい
はその他の成分を用いたものが使用される。これらは、
いずれも公知であり、例えば、特開平9−216913
号公報の段落番号0015〜0053に記載されたもの
等が全て使用可能である。メタロセン系遷移金属化合物
(成分A)の具体例としては、遷移金属をZrにして例
をあげれば、イソプロピリデン‐ビス(インデニル)ジ
ルコニウムジクロライド、イソプロピリデン‐ビス(イ
ンデニル)ジルコニウムジメチル、ジメチルシリル(シ
クロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジ
メチル、エチレン‐ビス(シクロペンタジエニル)ジル
コニウムジクロライド、ジメチルシリル‐ビス(シクロ
ペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、イソプロ
ピリデン‐ビス(インデニル)ジルコニウム(クロライ
ド)(テトラフェニルボレート)テトラヒドロフラン、
ジメチルシリレンビス[2−メチル−4−(2−フルオ
ロ−4−ビフェニル)−4H−アズレニル]ジルコニウ
ムジクロライド錯体等を例示することができる。また、
ジルコニウム以外の他の周期表第4、5および6族金属
の、特にはチタン、ハフニウムが好ましい金属である
が、それらの錯体についても、上記と同様の化合物を挙
げることができる。
The present invention will be described in more detail below. As the metallocene catalyst in the present invention, a conventionally known one can be used. As the metallocene catalyst, a metallocene (A) metallocene transition metal compound (metallocene complex) and a promoter component or other component are usually used. They are,
All of them are known, and for example, JP-A-9-216913.
All of those described in paragraph numbers 0015 to 0053 of the publication can be used. As a specific example of the metallocene-based transition metal compound (component A), when the transition metal is Zr, isopropylidene-bis (indenyl) zirconium dichloride, isopropylidene-bis (indenyl) zirconium dimethyl, dimethylsilyl (cyclo Pentadienyl) (fluorenyl) zirconium dimethyl, ethylene-bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride, dimethylsilyl-bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride, isopropylidene-bis (indenyl) zirconium (chloride) (tetraphenylborate) ) Tetrahydrofuran,
Examples thereof include dimethylsilylene bis [2-methyl-4- (2-fluoro-4-biphenyl) -4H-azurenyl] zirconium dichloride complex and the like. Also,
Of the metals of Groups 4, 5 and 6 of the periodic table other than zirconium, titanium and hafnium are particularly preferable metals, and also for the complexes thereof, the same compounds as mentioned above can be mentioned.

【0019】メタロセン系遷移金属化合物と組み合わせ
て用いられる助触媒成分等(成分B)としては、公知の
ものが使用でき、代表的には、トリアルキルアルミニウ
ム等の有機アルミニウム化合物、アルミノキサン等の有
機アルミニウムオキシ化合物、トリメチルアルミニウム
とメチルボロン酸の2:1の反応物、塩化アルミニウ
ム、テトラフェニルホウ素、テトラキス(ペンタフルオ
ロフェニル)リン、成分等の[A]と反応して成分
[A]をカチオンに交換することが可能なイオン性化合
物、粘土鉱物等が好ましく使用される。粘土鉱物として
は、カオリン、ベントナイト、ウンモ群、モンモリロナ
イト群、バーミキュライト、リョクデイ石群、カオリナ
イト、ナクライト、ディッカイト、ハロイサイト等があ
る。
As the cocatalyst component and the like (component B) used in combination with the metallocene type transition metal compound, known compounds can be used, typically, an organoaluminum compound such as trialkylaluminum and an organoaluminum such as aluminoxane. An oxy compound, a 2: 1 reaction product of trimethylaluminum and methylboronic acid, aluminum chloride, tetraphenylboron, tetrakis (pentafluorophenyl) phosphorus, reacts with [A] such as a component to exchange the component [A] for a cation. It is preferable to use an ionic compound, a clay mineral, or the like that can be used. Examples of clay minerals include kaolin, bentonite, hummo group, montmorillonite group, vermiculite, ryokdeite group, kaolinite, nacrite, dickite, and halloysite.

【0020】<触媒の形成>本発明において用いられる
メタロセン触媒は、触媒成分Aと必要により前記のよう
な各種成分とを重合槽内で、あるいは重合槽外で、接触
させることにより調製することが出来る。場合により、
これにエチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセン等のオ
レフィンの存在下に接触させて少量重合させた予備重合
処理したものも好ましく使用できる。
<Catalyst Formation> The metallocene catalyst used in the present invention can be prepared by bringing the catalyst component A into contact with the catalyst component A, if necessary, in the polymerization tank or outside the polymerization tank. I can. In some cases
A prepolymerized product obtained by contacting this in the presence of an olefin such as ethylene, propylene, butene, and hexene to polymerize a small amount can also be preferably used.

【0021】<オレフィン重合体の製造>本発明による
オレフィン重合体の製造法は、前述のメタロセン触媒の
存在下にオレフィンを重合させる。重合形態としては、
気相重合、バルク重合、スラリー重合などが採用でき
る。重合媒体が液体または超臨界流体の場合はバルク重
合もしくはスラリー重合となり、重合媒体が気体の場合
には気相重合となる。本発明では、特に気相重合を用い
ることが好ましい。なお、本発明において、重合反応系
とは、重合反応器と必要に応じて外部循環系とを具備し
てなるものであって、この2つの機能を有する機器の外
に必要に応じて重合反応器内容物の攪拌装置、生成重合
体の搬出装置、外部循環系の系内流体圧送装置、その他
の機器が付属することはいうまでもないし、そして、こ
れらの機器、特に重合反応器および外部循環系を含めた
全体を「系内」と呼ぶことがあることは前記した通りで
ある。
<Production of Olefin Polymer> In the process for producing an olefin polymer according to the present invention, an olefin is polymerized in the presence of the above-mentioned metallocene catalyst. As the polymerization form,
Gas phase polymerization, bulk polymerization, slurry polymerization, etc. can be adopted. When the polymerization medium is a liquid or supercritical fluid, bulk polymerization or slurry polymerization is performed, and when the polymerization medium is gas, vapor phase polymerization is performed. In the present invention, it is particularly preferable to use gas phase polymerization. In the present invention, the polymerization reaction system includes a polymerization reactor and, if necessary, an external circulation system, and the polymerization reaction system may be provided outside the equipment having these two functions. Needless to say, a stirring device for the contents of the container, a device for discharging the produced polymer, a device for pumping fluid in the system of the external circulation system, and other devices are attached, and these devices, particularly the polymerization reactor and the external circulation, are attached. As described above, the entire system including the system may be referred to as “inside the system”.

【0022】本発明では、(1)製造すべき重合体の分
子量を低い方から高い方に変更する際は、重合反応系外
へのガスパージ量を増加することにより重合反応系内の
水素濃度を減少させ、(2)製造すべき重合体の分子量
を高い方から低い方に変更する際は、重合反応系外への
ガスパージ量を減少することにより重合反応系内の水素
濃度を増加させる。ここで、分子量の低い重合体として
は、重量平均分子量として1〜20万程度、分子量の高
い重合体としては、20万〜100万程度が想定され
る。ガスパージ量は、製造している重合体物性や製造環
境に左右される。例えば、未反応エチレンを主体とする
循環ガスの重合反応系外へのパージ率を10%として、
重量平均分子量15万のポリエチレンを連続的に製造す
るプロセスにおいて、同分子量を30万に変更する場合
は、前記パージ率を20〜30%に増加する方法をとる
ことができる。増加の割合は、触媒の種類、重合温度、
重合槽内の滞留時間などに左右され、一義的ではない。
パージ率の変更と共に新規に供給されるエチレンモノマ
ー中の水素濃度を変更しても差し支えないが、前記パー
ジ率の変更のみで対処するのが簡便であり、好ましい。
この際、新規に供給されるエチレンモノマー中の水素濃
度は0.01〜10モルppm(本明細書におけるガス
中の水素濃度は全てモル基準である)の範囲で一定に保
持することが好ましい。また、本発明では、所望の分子
量のオレフィン重合体を得るために、重合反応系外への
ガスパージ量を、重合反応槽内の発生水素量に対応して
決定することが特徴である。
In the present invention, (1) when changing the molecular weight of a polymer to be produced from a low molecular weight to a high molecular weight, the hydrogen concentration in the polymerization reaction system is increased by increasing the gas purge amount outside the polymerization reaction system. (2) When changing the molecular weight of the polymer to be produced from the higher one to the lower one, the hydrogen concentration in the polymerization reaction system is increased by decreasing the gas purge amount outside the polymerization reaction system. Here, it is assumed that the polymer having a low molecular weight has a weight average molecular weight of about 100,000 to 200,000 and the polymer having a high molecular weight has a molecular weight of about 200,000 to 1,000,000. The gas purge amount depends on the physical properties of the polymer being manufactured and the manufacturing environment. For example, if the purge rate of the circulating gas mainly composed of unreacted ethylene outside the polymerization reaction system is 10%,
In the process of continuously producing polyethylene having a weight average molecular weight of 150,000, when the molecular weight is changed to 300,000, a method of increasing the purge rate to 20 to 30% can be used. The rate of increase depends on the type of catalyst, polymerization temperature,
It is not unique because it depends on the residence time in the polymerization tank.
The hydrogen concentration in the newly supplied ethylene monomer may be changed along with the change of the purge rate, but it is preferable and convenient to deal with only the change of the purge rate.
At this time, the hydrogen concentration in the newly supplied ethylene monomer is preferably kept constant within the range of 0.01 to 10 ppm by mole (the hydrogen concentration in the gas in the present specification is on a molar basis). Further, in the present invention, in order to obtain an olefin polymer having a desired molecular weight, the amount of gas purged to the outside of the polymerization reaction system is determined according to the amount of hydrogen generated in the polymerization reaction tank.

【0023】本発明で用いられるオレフィンとしては、
炭素数2〜18のα‐オレフィンが好ましく、例として
はエチレン、プロピレン、1‐ブテン、1‐ペンテン、
1‐ヘキセン、4‐メチル‐1‐ペンテン、3‐メチル
‐1‐ペンテン、1‐ヘプテン、1‐オクテン、1‐ノ
ネン、1‐デセン、1‐ウンデセン、1‐ドデセン、1
‐テトラデセン、1‐ヘキサデセン、1‐オクタデセン
などが挙げられる。これらのオレフィンとともにブタジ
エン、イソプレン、1,4‐ヘキサジエン、ジシクロペ
ンタジエン、5‐エチリデン‐2‐ノルボルネンなどの
ポリエン類を共重合させることもできる。これらのポリ
エン類を使用する場合の共重合割合は、共重合体の10
重量%以下、好ましくは0.1〜5.0重量%である。
本発明では、これらのうちでは、エチレンと炭素数3〜
18のα‐オレフィンと共重合、あるいは、一段目でプ
ロピレンの重合を行い引き続きエチレン−プロピレンの
共重合を行うプロピレンブロック共重合体を連続で製造
するプロセスに適用するのが好ましい。
The olefins used in the present invention include:
Α-Olefins having 2 to 18 carbon atoms are preferable, and examples thereof include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene,
1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-pentene, 1-heptene, 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene, 1
-Tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene and the like. Polyenes such as butadiene, isoprene, 1,4-hexadiene, dicyclopentadiene, and 5-ethylidene-2-norbornene may be copolymerized with these olefins. The copolymerization ratio when these polyenes are used is 10% of that of the copolymer.
It is not more than wt%, preferably 0.1 to 5.0 wt%.
In the present invention, among these, ethylene and a carbon number of 3 to
It is preferable to apply it to a process for continuously producing a propylene block copolymer in which 18-α-olefin is copolymerized or propylene is polymerized in the first stage and then ethylene-propylene is subsequently copolymerized.

【0024】次に本発明の一例として、循環流体が気体
の場合のオレフィンの重合方法(気相重合法)について
図1を参照しながら詳細に説明する。本発明が適用され
る重合方法は、気相重合法の他に、スラリー重合法、溶
液重合法、バルク重合法等特に限定されるものではな
い。従って図1に例示した気相反応器は他の形式の流動
床反応器でもよい。例えば、固気または固液の二相間の
流動接触反応器または液相の反応器であってよい。そし
て、これらの反応器は公知のものが使用できるが、特に
気相重合反応器としては機械的に攪拌を行う機械撹拌式
流動床反応器、分散盤を介して気体を気泡状に分散させ
て流動を行う気泡流動床反応器の両方が包含される。
As an example of the present invention, the olefin polymerization method (gas phase polymerization method) when the circulating fluid is a gas will be described in detail with reference to FIG. The polymerization method to which the present invention is applied is not particularly limited to a gas phase polymerization method, a slurry polymerization method, a solution polymerization method, a bulk polymerization method, or the like. Therefore, the gas phase reactor illustrated in FIG. 1 may be another type of fluidized bed reactor. For example, it may be a fluid contact reactor or a liquid phase reactor between two phases of solid gas or solid liquid. Known reactors can be used as these reactors, but as a gas phase polymerization reactor, a mechanically stirred fluidized bed reactor that mechanically stirs, and a gas is dispersed in the form of bubbles through a dispersion plate. Both bubbling fluidized bed reactors that perform the fluidization are included.

【0025】図1に示す気相反応器1は、攪拌式流動床
形式の重合反応器であり、ガスの循環ライン2、ブロア
3およびパウダー抜き出しライン4と接続され、ガス循
環ライン2の途中にサイクロン5およびガスパージライ
ン6が設置されている。オレフィン重合時はガス循環ラ
イン2中に、原料フィードライン7より原料モノマーま
たは(および)窒素等の不活性ガスおよび必要に応じて
水素が、反応系内の圧力と組成が保持されるようなバラ
ンスで供給され、ブロア3を駆動させて、これらのガス
を循環させる。最終的に循環ガスは再度、気相反応器1
に吹き込まれる。重合反応器内では、事前に投入した粒
子または重合により生じるポリマー粒子と原料モノマ
ー、不活性ガス等からなる流動ガス及び機械的に攪拌す
る攪拌翼によって流動床が形成される。この攪拌翼は、
下部に設置されているモーターにより強制的に回転す
る。このような攪拌翼による流動床の外に、流動ガスを
吹き上げることによる流動床方式も可能であることはい
うまでもない。この気相反応器1に、前述の触媒成分A
およびBを別々にあるいは事前接触させた後にフィード
することによって、または、あらかじめ前段階で重合さ
れたポリマーをフィードすることによって、オレフィン
の重合が行われる。生成した重合体は、パウダー抜き出
しライン4を介して連続的または間欠的に抜き出され
る。
A gas phase reactor 1 shown in FIG. 1 is a stirring type fluidized bed type polymerization reactor, which is connected to a gas circulation line 2, a blower 3 and a powder withdrawal line 4, and is provided in the middle of the gas circulation line 2. A cyclone 5 and a gas purge line 6 are installed. During the olefin polymerization, a balance is maintained in the gas circulation line 2 such that the raw material monomer or (and) an inert gas such as nitrogen and hydrogen, if necessary, from the raw material feed line 7 maintain the pressure and composition in the reaction system. The blower 3 is driven to circulate these gases. Finally, the circulating gas is again used in the gas phase reactor 1
Is blown into. In the polymerization reactor, a fluidized bed is formed by particles introduced in advance or polymer particles generated by the polymerization, a raw material monomer, a fluid gas composed of an inert gas and the like, and a mechanically agitating stirring blade. This stirring blade
It is forcibly rotated by the motor installed at the bottom. It goes without saying that a fluidized bed system in which a fluidized gas is blown up outside the fluidized bed by such a stirring blade is also possible. In the gas phase reactor 1, the catalyst component A
Polymerization of the olefin is carried out by feeding separately and after pre-contacting B and B, or by feeding the polymer previously polymerized in the previous stage. The produced polymer is continuously or intermittently extracted via the powder extraction line 4.

【0026】気相反応器1内の圧力は、通常1〜100
kg/cm2、好ましくは1〜50kg/cm2 で使用
し、温度は通常10〜100℃、好ましくは30〜10
0℃、さらに好ましくは50〜100℃で使用する。あ
る条件下でオレフィンを重合していて、生成重合体の分
子量が所望の値よりも低い場合、パージライン5からの
ガスパージ量を式(I)から計算される量まで増加さ
せ、反応系内の水素濃度を減少させることにより、所望
の分子量の重合体を得ることができる。また、逆に生成
重合体の分子量が所望の値よりも高い場合、パージライ
ン5からのガスパージ量を式(I)から計算される量ま
で減少させ、反応系内の水素濃度を増加させることによ
り、所望の分子量の重合体を得ることができる。このよ
うに本発明は生成重合体の分子量をある所定値から、異
なる所定値に変更する場合に適用できると共に、所望の
分子量を維持管理し、所望値から外れた場合の速やかな
対応法としても有効に適用できる。なお、重合系からパ
ージされたガスは、そのまま焼却などで廃棄される場合
もあるが、通常は蒸留等の精製過程を経て、各々の原料
毎に分離され、その一部は再び重合に使用される。
The pressure in the gas phase reactor 1 is usually 1 to 100.
kg / cm 2, preferably used at 1 to 50 kg / cm 2, the temperature is usually 10 to 100 ° C., preferably 30 to 10
It is used at 0 ° C, more preferably 50 to 100 ° C. When the olefin is polymerized under a certain condition and the molecular weight of the produced polymer is lower than the desired value, the gas purge amount from the purge line 5 is increased to the amount calculated from the formula (I), By reducing the hydrogen concentration, a polymer having a desired molecular weight can be obtained. On the contrary, when the molecular weight of the produced polymer is higher than the desired value, the amount of gas purged from the purge line 5 is reduced to the amount calculated from the formula (I) to increase the hydrogen concentration in the reaction system. Thus, a polymer having a desired molecular weight can be obtained. Thus, the present invention can be applied to the case where the molecular weight of the produced polymer is changed from a predetermined value to a different predetermined value, and the desired molecular weight is maintained and managed, and also as a rapid response method in the case of deviation from the desired value. It can be applied effectively. Although the gas purged from the polymerization system may be discarded as it is by incineration, etc., it is usually separated into each raw material through a purification process such as distillation, and a part of it is reused for polymerization. It

【0027】[0027]

【実施例】次に本発明を実施例をあげてさらに詳細に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り下記の実施
例に限定されるものではない。なお、実施例における各
物性値の測定方法および装置を以下に示す。 (1)水素濃度 モノマー中および重合槽内の水素濃度はガスクロマトグ
ラフィー(Aligent社製、AligentマイクロG
C)を用いて測定した。 (2)ゴム部分の分子量 得られたポリマーを昇温溶出分別装置(三菱化学社製、
CFC-T-102L)を用いたクロス分別法(TREF)によ
り、40℃以下可溶成分を分離した後、ゲル・パーミエ
ーションクロマトグラフィー(ウォ-タ-ズ社製GPC150C
型の装置と昭和電工製AD80M/Sのカラムを3本使
用)により、溶媒にオルトジクロロベンゼンを用い、測
定温度140℃で行った。 (3)メルトフローレート(MFR) JIS−K6758(230℃、2.16kg荷重)に
準拠し、メルトインデクサー(テクノセブン社製)を用
いて測定した。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. In addition, the measuring method and apparatus of each physical-property value in an Example are shown below. (1) Hydrogen concentration The concentration of hydrogen in the monomer and in the polymerization tank was determined by gas chromatography (manufactured by Alignment Co., Intelligent Micro G).
It was measured using C). (2) The molecular weight of the rubber part The obtained polymer is heated and eluted by a fractionation device (manufactured by Mitsubishi Chemical Co.,
CFC-T-102L) was used to separate soluble components below 40 ° C by a cross fractionation method (TREF), followed by gel permeation chromatography (GPC150C manufactured by Waters).
Type apparatus and three columns of AD80M / S manufactured by Showa Denko were used), and orthodichlorobenzene was used as a solvent at a measurement temperature of 140 ° C. (3) Melt Flow Rate (MFR) Based on JIS-K6758 (230 ° C., 2.16 kg load), it was measured using a melt indexer (manufactured by Techno Seven).

【0028】<実施例1> (1)メタロセン触媒 成分(A)のメタロセン錯体として、ジクロロ{1,
1'−ジメチルシリレンビス[2−エチル−4−(2−
フルオロ−4−ビフェニリル)−4H−アズレニル]}
ハフニウムを使用した。成分(B)の助触媒として、市
販の造粒モンモリロナイト(水澤化学社製、ベンクレイ
SL、平均粒径:28.0μm)を水酸化リチウム及び
過剰の硫酸で化学処理して使用した。蛍光X線により組
成分析を行ったところ、主成分であるケイ素に対する構
成元素のモル比は、Al/Si=0.21、Mg/Si
=0.046、Fe/Si=0.022であった。成分
(A)(B)に加え、さらに成分(C)としてトリエチ
ルアルミニウムを使用して40〜50℃でプロピレンを
予備重合し、成分(B)1g当たりポリプロピレン2.
0gを含む予備重合触媒を得た。
Example 1 (1) As the metallocene complex of the metallocene catalyst component (A), dichloro {1,
1'-Dimethylsilylenebis [2-ethyl-4- (2-
Fluoro-4-biphenylyl) -4H-azulenyl]}
Hafnium was used. As a co-catalyst for the component (B), commercially available granulated montmorillonite (manufactured by Mizusawa Chemical Co., Inc., Benclay SL, average particle size: 28.0 μm) was used after being chemically treated with lithium hydroxide and excess sulfuric acid. When composition analysis was performed by fluorescent X-ray, the molar ratio of the constituent elements to silicon as the main component was Al / Si = 0.21, Mg / Si
= 0.046, Fe / Si = 0.022. In addition to the components (A) and (B), propylene was prepolymerized at 40 to 50 ° C. using triethylaluminum as the component (C), and polypropylene per 1 g of the component (B) was polypropylene 2.
A prepolymerized catalyst containing 0 g was obtained.

【0029】(2)第1段重合 前記の予備重合したメタロセン触媒を、液化プロピレ
ン、水素、トリイソブチルアルミニウム(TIBA)と
共に液相重合反応器に供給し、プロピレンの単独重合体
を製造した。重合条件は、重合温度65℃、水素濃度3
00ppm、TIBA/プロピレン(重量比)は21.
2/90000、平均滞留時間1.25時間とした。得
られたプロピレン単独重合体のMFRは、59.5g/
10分、成分(A)1g当たりのポリプロピレンの収量
は7900gであった。
(2) First Stage Polymerization The prepolymerized metallocene catalyst was supplied to a liquid phase polymerization reactor together with liquefied propylene, hydrogen and triisobutylaluminum (TIBA) to produce a propylene homopolymer. The polymerization conditions are a polymerization temperature of 65 ° C. and a hydrogen concentration of 3
00 ppm, TIBA / propylene (weight ratio) is 21.
It was 2/90000 and the average residence time was 1.25 hours. The MFR of the obtained propylene homopolymer was 59.5 g /
After 10 minutes, the yield of polypropylene per 1 g of the component (A) was 7900 g.

【0030】(3)第2段重合 図1に示す重合システムを使用した。気相反応器1には
前段でメタロセン触媒を用いて重合したプロピレン単独
重合体が、17kg/hrで連続的に供給された。ま
た、プロピレン重合体とともに同伴されるガスをサンプ
リングして、水素濃度を測定したところ、ゼロであっ
た。すなわち、式(I)におけるC=0である。気相反
応器1には、経路6を通りエチレンおよびプロピレン
が、気相反応器1内のガス組成エチレン55mol%、
プロピレン45mol%、重合温度65℃、圧力が1.
2MPa一定となるよう、連続的に供給された。このエ
チレンおよびプロピレンガス中の水素濃度を測定したと
ころ、ゼロであった。すなわち、式(I)における
[H2]Mi =0であった。なお、水素の供給は行わなかっ
たが、重合時の発生水素によって、気相反応器1内の水
素濃度は50ppmとなっていた。生成ポリマーは1
9.3kg/hrで抜き出しライン4から抜き出され
た。このとき、パウダーに同伴して気相反応器1から排
出されるガスは、4.2kg/hrであった。すなわ
ち、気相反応器1における重合体生成量Wは2.3kg
/hrであり、気相重合槽でのパウダーの滞留時間は1
時間、このときパージライン5から系外にパージされて
いたガスパージ量は18.5kg/hrであった。これ
らのデータと式(I)から、この条件におけるHEVobs
は14.4×10 -3mol/kg−polymerと計
算される。前もって相関関係を測定しておいた水素濃度
と分子量の関係(図2)から、水素濃度50ppmの時
の分子量は37万と予想されたが、実測したところ、3
6万であり、予測値にほぼ合致していることが確認され
た。
(3) Second stage polymerization The polymerization system shown in FIG. 1 was used. In the gas phase reactor 1,
Propylene alone polymerized with metallocene catalyst in the first stage
The polymer was continuously fed at 17 kg / hr. Well
In addition, the gas entrained with the propylene polymer is sampled.
When ringing and measuring the hydrogen concentration, it was zero.
It was That is, C = 0 in the formula (I). Conflict
In the reactor 1, ethylene and propylene are passed through the route 6.
Is the gas composition ethylene 55 mol% in the gas phase reactor 1,
Propylene 45 mol%, polymerization temperature 65 ° C., pressure 1.
It was continuously supplied so as to be kept constant at 2 MPa. This d
When the hydrogen concentration in the ethylene and propylene gas was measured
It was zero. That is, in the formula (I)
[H2]Mi Was 0. Note that hydrogen was not supplied
However, due to the hydrogen generated during the polymerization, the water in the gas phase reactor 1
The elementary concentration was 50 ppm. Polymer produced is 1
Extracted from the extraction line 4 at 9.3 kg / hr
It was At this time, it is discharged from the gas phase reactor 1 along with the powder.
The gas discharged was 4.2 kg / hr. Sanawa
The polymer production amount W in the gas phase reactor 1 is 2.3 kg.
/ Hr, the residence time of the powder in the gas phase polymerization tank is 1
Time, at this time purged from the purge line 5 to the outside of the system
The gas purge amount was 18.5 kg / hr. this
From these data and formula (I), H under these conditionsEVobs
Is 14.4 × 10 -3mol / kg-polymer
Calculated. Hydrogen concentration whose correlation was measured in advance
When the hydrogen concentration is 50ppm from the relationship between the molecular weight and
Was predicted to have a molecular weight of 370,000, but actually measured 3
It is 60,000, and it is confirmed that it almost matches the predicted value.
It was

【0031】<実施例2>実施例1によるプロピレン・
エチレンブロック共重合体の製造を連続24時間安定運
転した。その後実施例1の第2段重合において、触媒、
重合条件(ガス組成、温度、圧力など)その他の条件は
全く変えずに分子量42万のポリマーを得るために、ガ
ス循環系において運転条件の変更を行った。まず、図2
より必要な水素濃度は15ppmであることがわかっ
た。次に式(I)に上記水素濃度をはじめ、各値を代入
し、算出された71.5kg/hrにガスパージ量を増
加させた。ガスパージ量が安定して約30分後、気相反
応器内の水素濃度を実測したところ、反応器内の水素濃
度は16ppmとなった。また、気相濃度が安定して約
3時間後に得られたパウダー状の重合体の分子量は41
万であり、目標とした分子量に近いポリマーを得られて
いることが確認された。
<Example 2> Propylene according to Example 1
The production of the ethylene block copolymer was stably operated for 24 hours continuously. Then in the second stage polymerization of Example 1, the catalyst,
The operating conditions were changed in the gas circulation system in order to obtain a polymer having a molecular weight of 420,000 without changing the polymerization conditions (gas composition, temperature, pressure, etc.) and other conditions at all. First, FIG.
It was found that the more necessary hydrogen concentration was 15 ppm. Next, the hydrogen concentration and other values were substituted into the formula (I), and the gas purge amount was increased to the calculated 71.5 kg / hr. About 30 minutes after the gas purge amount became stable, the hydrogen concentration in the gas phase reactor was measured, and the hydrogen concentration in the reactor was 16 ppm. The molecular weight of the powdery polymer obtained after about 3 hours when the gas phase concentration was stable was 41.
It was confirmed that a polymer having a molecular weight close to the target was obtained.

【0032】<実施例3>実施例2によるプロピレン・
エチレンブロック共重合体の製造を連続24時間安定運
転した。その後実施例2の第2段重合において、触媒、
重合条件(ガス組成、温度、圧力など)その他の条件は
全く変えずに分子量31万のポリマーを得るために、ガ
ス循環系において運転条件の変更を行った。まず、図2
より必要な水素濃度は100ppmであることがわかっ
た。次に式(I)に上記水素濃度をはじめ、各値を代入
し、算出された7.2kg/hrにガスパージ量を減少
させた。ガスパージ量が安定して約30分後、気相反応
器内の水素濃度を実測したところ、98ppmとなり、
また、気相濃度が安定して約3時間後に得られたパウダ
ー状の重合体の分子量は31万であり、目標とした分子
量に近いポリマーを得られていることが確認された。
<Example 3> Propylene according to Example 2
The production of the ethylene block copolymer was stably operated for 24 hours continuously. Then, in the second stage polymerization of Example 2, the catalyst,
In order to obtain a polymer having a molecular weight of 310,000 without changing the polymerization conditions (gas composition, temperature, pressure, etc.) and other conditions at all, the operating conditions were changed in the gas circulation system. First, FIG.
It was found that the more necessary hydrogen concentration was 100 ppm. Next, each value including the hydrogen concentration was substituted into the formula (I), and the gas purge amount was reduced to the calculated 7.2 kg / hr. About 30 minutes after the gas purge amount became stable, the hydrogen concentration in the gas phase reactor was measured and found to be 98 ppm.
Also, the powdery polymer obtained after about 3 hours with stable gas phase concentration had a molecular weight of 310,000, and it was confirmed that a polymer close to the target molecular weight was obtained.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、メタロセン触媒の存在
下において、オレフィンを重合するに際して、系内の水
素濃度を速やかにコントロールすることができ、所望の
分子量を有するオレフィン重合体を容易に製造すること
ができる。特に各種の分子量の製品群を連続運転によ
り、製造する場合にその効果は大である。
According to the present invention, in the presence of a metallocene catalyst, when polymerizing an olefin, the hydrogen concentration in the system can be rapidly controlled, and an olefin polymer having a desired molecular weight can be easily produced. can do. In particular, the effect is great when a product group of various molecular weights is manufactured by continuous operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】重合システム(気相重合法)の一例を示す。FIG. 1 shows an example of a polymerization system (gas phase polymerization method).

【図2】水素濃度と重量平均分子量の相関関係図の一例
を示す。
FIG. 2 shows an example of a correlation diagram between hydrogen concentration and weight average molecular weight.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:気相反応器 2:ガス循環ライン 3:ブロワ 4:パウダー抜き出しライン 5:サイクロン 6:ガスパージライン 7:原料フィードライン 1: Gas phase reactor 2: Gas circulation line 3: Blower 4: Powder extraction line 5: Cyclone 6: Gas purge line 7: Raw material feed line

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】メタロセン触媒を用いてオレフィンを重合
し、製造されるオレフィン重合体の分子量が重合反応系
内の水素濃度により調節されるオレフィン重合体の製造
法であって、(1)該重合体の分子量を低い方から高い
方に変更する際は、重合反応系外へのガスパージ量を増
加することにより重合反応系内の水素濃度を減少させ、
(2)該重合体の分子量を高い方から低い方に変更する
際は、重合反応系外へのガスパージ量を減少することに
より重合反応系内の水素濃度を増加させることを特徴と
するオレフィン重合体の製造法。
1. A process for producing an olefin polymer, which comprises polymerizing an olefin using a metallocene catalyst, wherein the molecular weight of the olefin polymer produced is controlled by the concentration of hydrogen in a polymerization reaction system. When changing the molecular weight of the coalescence from low to high, decrease the hydrogen concentration in the polymerization reaction system by increasing the amount of gas purged to the outside of the polymerization reaction system,
(2) When the molecular weight of the polymer is changed from a higher one to a lower one, the hydrogen concentration in the polymerization reaction system is increased by decreasing the amount of gas purged to the outside of the polymerization reaction system. How to make a coalesce.
【請求項2】メタロセン触媒を用いてオレフィンを重合
し、製造されるオレフィン重合体の分子量が重合反応系
内の水素濃度により調節されるオレフィン重合体の製造
法であって、所望の分子量のオレフィン重合体を得るた
めに、重合反応系外へのガスパージ量を、重合反応器内
の発生水素量に対応して決定することを特徴とするオレ
フィン重合体の製造法。
2. A method for producing an olefin polymer in which an olefin polymer produced by polymerizing an olefin using a metallocene catalyst is controlled by the concentration of hydrogen in a polymerization reaction system, the olefin having a desired molecular weight. A process for producing an olefin polymer, characterized in that the amount of gas purged to the outside of the polymerization reaction system in order to obtain the polymer is determined according to the amount of hydrogen generated in the polymerization reactor.
【請求項3】オレフィンの重合がメタロセン触媒が流動
する気相で行われることを特徴とする請求項1又は2に
記載のオレフィン重合体の製造法。
3. The method for producing an olefin polymer according to claim 1, wherein the polymerization of the olefin is carried out in a gas phase in which the metallocene catalyst flows.
【請求項4】重合反応器から流出するガスの少なくとも
一部を未反応オレフィンとして元の重合反応器に循環す
ることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載
のオレフィン重合体の製造法。
4. The olefin polymer according to claim 1, wherein at least a part of the gas flowing out from the polymerization reactor is circulated to the original polymerization reactor as unreacted olefin. Manufacturing method.
【請求項5】重合反応器に新規に供給するオレフィン中
の水素濃度が0.01〜10ppmの範囲で一定である
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の
オレフィン重合体の製造法。
5. The olefin polymer according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydrogen concentration in the olefin newly supplied to the polymerization reactor is constant in the range of 0.01 to 10 ppm. How to make a coalesce.
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