JP2007502874A - エチレンの重合用の方法と装置 - Google Patents
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Abstract
Description
a)エチレンを、任意に1以上の3〜12炭素原子を有するα−オレフィンコモノマー類と共に、気相反応器中、水素の存在下で重合させ、
b)エチレンと1以上の3〜12炭素原子を有するα−オレフィンコモノマー類とを、他の気相反応器中、工程a)より少ない水素の量の存在下で共重合させ、
そこで、前記気相反応器中の少なくとも1つで、成長するポリマー粒子が、急速な流動化または移送条件下で第1の重合ゾーン(上昇管)を通って上方に流動し、その上昇管を出て、ポリマー粒子が重力の作用下で下方に流動する第2の重合ゾーン(降下管)に入り、その降下管を出て、上昇管に再導入されて、前記2つの重合ゾーン間でポリマーの循環を確立する、
ことからなる。
分離ゾーン4'から、ポリマーは降下管2'に入り、一方ガス混合物は、圧縮手段7'により圧縮され、2つに分けられ、管路6'を通して集められる。その混合物の第1の部分は、管路28を通って濃縮器22に送られ、そこでモノマーと任意の不活性ガスが部分的に濃縮される温度に冷却される。その混合物の第2の部分は、冷却手段8'により冷却され、ついで管路9'を通って連結ゾーン5'と管路10'を通って上昇管1'の底部に供給される。分離容器24が濃縮器22の下流に設けられる。水素が多い分離されたガス混合物は、管路26を通ってリサイクル管路6'に循環される。一方、分離した液体は管路27を通って降下管2'に供給される。その液体は、容器24を便宜な高さに設け重力によるかまたはポンプ25のような何れかの適する手段により降下管2'に供給される。
好ましいエステル類は、C1〜C20の脂肪族カルボン酸のアルキルエステル類、特に酢酸エチル、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸プロピル、酢酸i-プロピル、酢酸n-ブチル、酢酸i-ブチルのような脂肪族モノカルボン酸のC1〜C8アルキルエステル類である。
その上、aが0であり、cが3であり、R2が分枝アルキルまたはシクロアルキル基であり、R3がメチルであるシリコン化合物も好ましい。このような好ましいシリコン化合物の例は、シクロヘキシルトリメトキシシラン、t-ブチルトリメトキシシランとテキシルトリメトキシシランである。
b)少なくともアルモキサン又はアルキルメタロセンカチオンを形成し得る化合物、
c)および任意に有機アルミニウム化合物。
[式中、Mは元素周期律表の4、5属またはランタノイドあるいはアクチノイド属に属する遷移金属であり:好ましくはMはジルコニウム、チタニウムまたはハフニウムであり;
pは金属Mの酸化状態マイナス2に等しい整数であり;
nは0または1であり;nが0のときには、ブリッジLは存在せず;
Lは1〜40の炭素原子を含有し、任意に5つまでの珪素原子を含有し、CpとAを橋かけする2価の炭化水素分子であり;
より好ましくはLはSi(CH3)2、SiPh2、SiPhMe、SiMe(SiMe3)、CH2、(CH2)2、(CH2)3またはC(CH3)2から選択され;
Cpは任意に、1以上の置換あるいは非置換、飽和、不飽和または芳香族環と結合した、置換または非置換シクロペンタジエニル基であり;
AはCpと同一意味であるか、またはNR7 (ここで、R7は1〜40の炭素原子含有の炭化水素基である)、-O、S分子である]。
の少なくとも1つのグループを含有する線状、分枝状または環状化合物であることが考えられる。
のアルモキサン類が線状化合物の場合に使用でき、また、式:
記述された性質は、次の方法に従って測定された。
メルトインデックスF(MIF):ASTM-D 1238、条件190/2,16
メルトインデックスP(MIP):ASTM-D 1238、条件190/2,15
度合の比(F/P):メルトインデックスFとメルトインデックスPとの比
密度:ASTM-D 792
曲げ弾性率(MEF):テストはASTM-D 790に従って行われた。
フルノッチクレープテスト(FNCT)による耐応力亀裂性:応力方向に垂直に4つの側面(side)にノッチしたポリマーサンプル(小さな棒10×10×100mm)を95℃でARCOPALの水溶液(2モル%)に浸した。4.5 MPaの一定負荷をサンプルに長手方向に付加し、破断時間を測定する。
固体触媒成分の製造
重合は、EP541760の7頁、1〜16行に記載の手法で作られた固形触媒成分を含むチグラー・ナッタ触媒の存在下で行われる。
実施例1〜3で、この発明の方法は、図1に示した2つの一連に結合した気相反応器からなるプラント中で連続条件下で行った。
プロピレンと予備重合した触媒を、図1の第1の気相重合反応器に管路12を介して供給した。エチレンは、第1反応器中で、分子量調整剤としてH2を使用し、不活性希釈材としてプロパンの存在下で重合させた。エチレン、水素とプロパンの量は、表1に特定される。第1反応器にコモノマーは供給されない。仕上げプロパン、エチレンと分子量調整剤としての水素が管路13を介して供給された。エチレンと水素も管路18を介して降下管2に直接供給された。第1反応器で作られたポリエチレン樹脂の性質を分析した。ポリエチレン樹脂は、約120 g/10分のメルトインデックスMIEを有しており、これはポリマーの比較的低分子量と0.968 kg/dm3の比較的高い密度を表している。第1反応器は、第1と第2反応器の両方で作られた最終ポリエチレン樹脂の全量に対し、約45重量%(スプリットwt%)を生産した。
この発明の方法を実施例と同じ構成と同じ重合触媒で行った。
相互連結した重合ゾーンを有する正に1つの気相重合反応器からなる装置を利用した。その反応器は、図1に示した題2の気相反応器と同じ構成を有する。
固形触媒成分の製造
約3モルのアルコールを含有するマグネシウムクロリドとアルコールとの付加物を、米国特許第4,399,054号の実施例2に記載の方法に従い、しかし1000RPMの代わりに2000RPMで操作し作った。付加物は、アルコールの重量含量が25%に達するまで、窒素気流中、50〜150℃の温度範囲での熱処理に付した。
工程構成
実施例5〜7で、流動床反応量と図2に示した相互連結した重合ゾーンを有する気相反応器からなるプラント中連続条件下で行った。
プロピレンで予備重合した触媒を、管路34を介して流動床反応器に供給した。その反応器中、エチレンを不活性希釈剤としてプロパンの存在下に水素で重合した。エチレン、水素とプロパンの量は表1に特定される。第1の反応器にコモノマーは供給しなかった。仕上げプロパン、エチレンと分子量調整剤としての水素を、管路36を介して供給した。
この発明の方法を実施例5と同じ装置と重合触媒で行った。
この発明の方法を実施例5と同じ装置と重合触媒を用いて行った。
Claims (25)
- 何れかの相互順序で、次の工程:
a)エチレンを、任意に1以上の3〜12の炭素原子を有するα−オレフィン系コモノマー類と共に、気相反応器中水素の存在下で重合させ、
b)エチレンと1以上の3〜12炭素原子を有するα−オレフィンコモノマー類とを、他の気相反応器中、工程a)より少ない水素の量の存在下で共重合させ、
そこで、前記気相反応器中の少なくとも1つで、成長するポリマー粒子が、急速な流動化または移送条件下で第1の重合ゾーン(上昇管)を通って上方に流動し、その上昇管を出て、ポリマー粒子が重力の作用下で下方に流動する第2の重合ゾーン(降下管)に入り、その降下管を出て、上昇管に再導入されて、前記2つの重合ゾーン間でポリマーの循環を確立する、
ことからなるエチレンの重合触媒の存在下で重合させることによる広い分子量のポリエチレンの製造方法。 - 工程a)が工程b)の上流で行われる請求項1に記載の方法。
- 工程a)で得られるエチレンポリマーが0.955 kg/dm3より高い密度を有する請求項1または2に記載の方法。
- 工程a)で得られるエチレンポリマーが、10〜400 g/10分の範囲の溶融流量MIEを有する請求項1〜3の何れか1つに記載の方法。
- MIEが100〜200 g/10分である請求項4に記載の方法。
- 工程a)で、水素/エチレンモル比が0.5〜5.0の間で、エチレンモノマーが5〜50容量%の間である請求項1〜5の何れか1つに記載の方法。
- 工程a)での操作温度が50〜120℃の間で選択される請求項1〜6の何れか1つに記載の方法。
- 工程a)での操作圧が0.5〜10 MPaの間である請求項1〜7の何れか1つに記載の方法。
- 工程a)が流動床反応器で行われる請求項1に記載の方法。
- 工程a)とb)が一連の2つの気相反応器で行われ、そこで成長するポリマー粒子は急速流動化条件下で上昇管を通して上方に流れ、その上昇管を出て、降下管に入り、そこを通して前記粒子が重力の作用で下方に流れ、降下管を出て、上昇管に再導入される請求項1に記載の方法。
- 工程a)で得られるエチレンポリマーが、全工程で生産される全エチレンポリマーに対して40〜65重量%である請求項1〜10の何れか1つに記載の方法。
- 工程a)から得られるエチレンポリマーと同行ガスが固体/気体分離器を通過させられ、分離したポリマーが工程b)の反応器に供給される請求項1〜11の何れか1つに記載の方法。
- 工程b)の操作温度が65〜95℃の範囲である請求項1〜12の何れか1つに記載の方法。
- 工程b)の操作圧が1.5〜4.0 MPaの範囲である請求項1〜13の何れか1つに記載の方法。
- 工程b)のα−オレフィンコモノマーが、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘプテンと1-オクテンから選択される請求項1〜14の何れか1つに記載の方法。
- 工程b)の反応器が、前記上昇管と前記降下管内でモノマー類とH2濃度の異なる条件を確立して操作される請求項1〜15の何れか1つに記載の方法。
- 前記異なる条件が、ガス及び/又は液体混合物(この混合物は、前記上昇管に存在するガス混合物の組成とは異なる組成を有する)を前記降下管に供給して達成される請求項16に記載の方法。
- 工程b)の前記降下管中の水素/エチレンモル比が0.005〜0.2の間であり、エチレン濃度が1〜20容量%である請求項16または17に記載の方法。
- 工程b)の前記降下管中のコモノマー濃度が前記降下管中に存在するガスの全容量に基づいて、0.3〜5容量%である請求項16〜18の何れか1つに記載の方法。
- 工程b)の前記上昇管中の水素/エチレンモル比が0.05〜0.3の間であり、エチレン濃度が5〜15容量%である請求項16〜19の何れか1に記載の方法。
- 工程b)の前記上昇管中のコモノマー濃度が前記上昇管中に存在するガスの全容量に対して0.1〜3.0容量%である請求項16〜20の何れか1つに記載の方法。
- 少なくとも3峰分子量分布を賦与されたエチレンポリマーが得られる請求項1〜21の何れか1つに記載の方法。
- 前記エチレンポリマーが5〜40 g/10分の範囲のメルトインデックスMIFと0.1〜1 g/10分の範囲のメルトインデックスMIPを有する請求項22に記載の方法
- MIF/MIP比が20〜50の範囲である請求項22〜24の何れか1つに記載の方法。
- 前記エチレンポリマーが、0.935〜0.955 kg/dm3の間の密度を有する請求項22〜25の何れか1つに記載の方法。
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