JPH0320403B2 - - Google Patents

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JPH0320403B2
JPH0320403B2 JP3808582A JP3808582A JPH0320403B2 JP H0320403 B2 JPH0320403 B2 JP H0320403B2 JP 3808582 A JP3808582 A JP 3808582A JP 3808582 A JP3808582 A JP 3808582A JP H0320403 B2 JPH0320403 B2 JP H0320403B2
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JP
Japan
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polymerization
zone
upstream
polymerization zone
liquid medium
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Expired
Application number
JP3808582A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS58157807A (en
Inventor
Hideo Mineshima
Haruyuki Kanda
Ryoichi Yamamoto
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsui Petrochemical Industries Ltd filed Critical Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority to JP3808582A priority Critical patent/JPS58157807A/en
Publication of JPS58157807A publication Critical patent/JPS58157807A/en
Publication of JPH0320403B2 publication Critical patent/JPH0320403B2/ja
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【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、還移金属化合物触媒成分と有機金属
化合物触媒成分から形成される触媒の存在下に、
少なくとも二個の直列に連結された別個の重合帯
域で、オレフインを連続多段重合するオレフイン
の重合方法の改善に関する。 特に本発明は、上流側重合帯域とそれに続く下
流側重合帯域との間に両帯域に連結された液媒交
換帯域を設け、該交換帯域下部に別に液媒を供給
して、該交換帯域に於て、上流側スラリー重合帯
域から導入された分散媒と上記別に供給された液
媒との交換を可能とすることによつて、該スラリ
ー中の生長不充分な微粉重合体や触媒、分子量調
節剤などを含有する主として上流側重合帯域から
の分散媒からなる部分を、該上流側重合帯域へ循
環すると共に、一方、生長した重合体を主として
なる固体重合体部分を該交換帯域下方に優先的に
沈降させて、主として上記別に供給した液媒中該
生長固体重合体からなる流れを下流側重合帯域へ
供給することを可能とし、斯くて、下流側重合帯
域における重合条件の設定が上流側重合帯域にお
ける重合条件によつて不都合に影響されるトラブ
ル、重合体の均一性や品質の変動のトラブルなど
が有利に回避でき、簡単な付加手段及び容易な操
作で、オレフイン連続多段重合における上記トラ
ブルを克服できる改善方法に関する。 更に詳しくは、本発明は、還移金属化合物触媒
成分と有機金属化合物触媒成分から形成される触
媒の存在下に、少なくとも二個の直列に連結され
た別個の重合帯域で、オレフインを連続多段重合
する方法に於て、 (i) 上流側重合帯域における重合をスラリー重合
条件下に行うこと、 (ii) 該上流側重合帯域から排出される固体重合体
含有スラリーを、該上流側重合帯域とそれに続
く下流側重合帯域との間に連結された液媒交換
帯域の上部に設けられた上部供給口へ供給する
と共に、該交換帯域の下部に設けられた下部供
給口から別に液媒を該交換帯域へ供給するこ
と、及び (iii) 該交換帯域の上部に設けられた上部排出口か
らの排出流を上記上流側重合帯域へ循環すると
共に、該交換帯域の下部に設けられた下部排出
口からの排出流を上記下流側重合帯域へ供給す
ること を特徴とするオレフインの重合方法に関する。 尚、本発明において、オレフインの重合なる用
語は、オレフインの単独重合のみならずオレフイ
ン同志の共重合をも包含した意で用いられること
があり、同様に重合体なる用語は、単独重合体の
みならず共重合体を包含した意で用いられること
がある。 種々の分子量分布及び/又は組成分布を有する
オレフイン重合体を連続的に製造するために、重
合条件の異なる二以上の直列に連結された別個の
重合帯域を用いて順次的にオレフイン重合を行う
という所謂オレフインの連続多段重合について
は、すでに多くの提案がある。 このような連続多段重合における上流側重合帯
域での重合をスラリー状で行うときには、通常は
該帯域から排出される重合体含有スラリーは、フ
ラツシユして、あるいは一部濃縮して、あるいは
そのまま下流側の重合帯域に供給されて重合が続
けられる。 この場合、上流側重合帯域で使用した未反応オ
レフイン、分子量調節剤例えば水素、重合触媒成
分例えば有機アルミニウム化合物触媒成分や電子
供与体触媒成分、などが下流側重合帯域への供給
流中に同伴されて、下流側重合帯域における重合
に影響を与え、その結果、下流側重合帯域に於け
る重合条件設定に困難を伴うことが多い。 さらにまた、チーグラー型触媒を使用した槽型
重合器における連続多段重合においては、各触媒
粒子の滞留時間に滞留時間分布が生ずるため、重
合体の均一性や品質において充分に満足すべき結
果が得られないことが多い。 本発明者等は、オレフインの連続多段重合にお
ける上述の如きトラブルを有利に克服できる改善
方法を提供すべく研究を続けてきた。 その結果、(i)上流側重合帯域における重合をス
ラリー重合条件下に行い、且つ(ii)該上流側重合帯
域から排出される固体重合体含有スラリーを、該
上流側重合帯域とそれに続く下流側重合帯域との
間に連結された液媒交換帯域の上部に設けられた
上部供給口へ供給すると共に、該交換帯域の下部
に設けられた下部供給口から別に液媒を該交換帯
域へ供給すること、及び(iii)該交換帯域の上部に設
けられた上部排出口からの排出流を上記上流側重
合帯域へ循環すると共に、該交換帯域の下部に設
けられた下部排出口からの排出流を上記下流側重
合帯域へ供給することによつて、上記トラブル
が、容易な手段及び操作で好都合に克服できるこ
とが発見された。 本発明者等の研究によれば、上記(i)、(ii)及び(iii)
の本発明要件を充足する条件下にオレフインの連
続多段重合を行うことによつて、該液媒交換帯域
において、充分に生長した固体重合体の優先的な
下降が起こるから該固体重合体を分散している分
散媒を、上流側重合帯域における分散媒から主と
して交換帯域の下方から新たに供給される液媒に
置き換えることが可能となることがわかつた。そ
してその結果、上流側重合帯域から排出される分
散媒が優先的に該上流側重合帯域に戻されること
になる一方、下流側重合帯域には、上記液媒交換
帯域で別に供給した液媒から主として成り、上流
側液組成と異なる液媒と共に固体重合体を送るこ
とができることがわかつた。斯くて、上流側のオ
レフインや水素、触媒成分などの影響に支配され
ることなしに、下流側重合帯域における重合条件
を設定できるという利点があり、重合体の品質設
計が容易となることがわかつた。 さらに、上流側重合帯域からの重合体中の微粉
部分は、成長粒子に比較して沈降が遅いため、液
媒交換帯域の上部排出口からの循環流に伴なつて
重合帯域に戻すことができる。このような微粉部
分は、触媒のシヨートパスによつて生ずるものが
多く、製品品質の均一性を損なつていたが、それ
らをこのような方法でカツトできるので、製品の
粒度分布及び品質の改良にも役立つことになる
し、触媒の効率的な利用も行えることがわかつ
た。更にまた、下流側重合帯域の重合を気相状態
で行う場合には、流動性の改善をももたらすこと
になることがわかつた。 従つて、本発明の目的はオレフインの連続多段
重合方法における従来法のトラブルを有利に克服
できる改善方法を提供するにある。 本発明の上記目的及び更に多くの他の目的なら
びに利点は、以下の記載から一層明らかとなるで
あろう。 本発明方法の実施に際して用いる還移金属化合
物触媒成分は、チタン、バナジウム、クロム、ジ
ルコニウムなどの還移金属の化合物であつて、使
用条件下に液状のものであつても固体状のもので
あつてもよい。これらは単一化合物である必要は
なく、他の化合物に担持されていたりあるいは混
合されていてもよい。さらに他の化合物との錯化
合物や複化合物であつてもよい。好適な(A)成分
は、上述のように、還移金属1ミリモル当り約
5000g以上、とくに約8000g以上のオレフイン重
合体を製造することができる高活性還移金属触媒
成分であつて、その代表的なものとしてマグネシ
ウム化合物によつて活性化された高活性チタン触
媒成分を例示することができる。 例えば、チタン、マグネシウム及びハロゲンを
必須成分とする固体状のチタン触媒成分であつ
て、非晶化されたハロゲン化マグネシウムを含有
し、その比表面積は、好ましくは約40m2/g以
上、とくに好ましくは約80ないし約800m2/gの
成分を例示することができる。そして電子供与
体、例えば有機酸エステル、ケイ酸エステル、酸
ハライド、酸無水物、ケトン、酸アミド、第三ア
ミン、無機酸エステル、リン酸エステル、亜リン
酸エステル、エーテルなどを含有していてもよ
い。この触媒成分は、例えば、チタンを約0.5な
いし15重量%、とくには約1ないし約8重量%含
有し、チタン/マグネシウム(原子比)が約1/2
ないし約1/100、とくには約1/3ないし約1/50、ハ
ロゲン/チタン(原子比)が約4ないし約100、
とくに約6ないし約80、電子供与体/チタン(モ
ル比)が0ないし約10、とくには0ないし約6の
範囲にあるものが好ましい。これらの触媒成分に
ついてはすでに数多く提案されており、広く知ら
れている。 又、触媒を構成する他方の成分である有機金属
化合物触媒成分は、周期律表第1族ないし第3族
の金属と炭素の結合を有するこれら金属の有機金
属化合物であつて、その具体例としては、アルカ
リ金属の有機化合物、アルカリ土類金属の有機金
属化合物、有機アルミニウム化合物などが例示で
きる。これらの具体例としては、アルキルリチウ
ム、アリールナトリウム、アルキルマグネシウ
ム、アリールマグネシウム、アルキルマグネシウ
ムハライド、アリールマグネシウムハライド、ア
ルキルマグネシウムヒドリド、トリアルキルアル
ミニウム、ジアルキルアルミニウムモノハライ
ド、アルキルアルミニウムセスキハライド、アル
キルアルミニウムジハライド、アルキルアルミニ
ウムヒドリド、アルキルアルミニウムアルコキシ
ド、アルキルリチウムアルミニウム、これらの混
合物などを例示できる。 前記触媒構成2成分に加え、立体規則性、分子
量、分子量分布などを調節する目的で、電子供与
体触媒成分、例えば有機酸エステル、ケイ酸エス
テル、アルコキシシラン、カルボン酸ハライド、
カルボン酸アミド、第三アミン、酸無水物、エー
テル、ケトン、アルデヒドなどあるいはハロゲン
化炭化水素を使用してもよい。電子供与体触媒成
分は、重合に際し、予め有機金属化合物触媒成分
と錯化合物(又は付加化合物)を形成させてから
使用してもよく、またトリハロゲン化アルミニウ
ムのようなルイス酸の如き他の化合物と錯化合物
(又は付加化合物)を形成した形で使用してもよ
い。 重合に用いられるオレフインの例としては、エ
チレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテ
ン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、
4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペ
ンテン、スチレン、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−ノルボルネンなどが例示で
きる。 本発明方法によれば、上流側重合帯域における
重合はスラリー重合条件下に行われる。上流側ス
ラリー重合帯域で用いる液媒(分散媒)は、重合
すべきオレフインそれ自身であつてもよいし、不
活性炭化水素であつてもよい。不活性炭化水素の
例としては、プロパン、ブタン、ペンタン、イソ
ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカ
ン、灯油などを例示することができる。下流側重
合帯域での重合を気相条件下で行う場合には、上
記例示中、炭素数3〜5程度のオレフイン及び/
又は不活性炭化水素からえらんだ液媒中で重合を
行うのが好ましい。 重合に際して、分子量を調節する目的で水素を
共存させてもよい。とくに下流重合帯域で上流重
合帯域と同一のオレフイン重合を行う場合には、
上流側重合帯域で分子量の小さい重合体を製造し
ておく方が、触媒活性の面から有利である。 重合温度は重合すべきオレフインの種類によつ
ても異なるが、スラリー重合が可能な範囲であつ
て、例えばオレフイン重合体の融点以下、好まし
くは融点より10℃以上低く、かつ室温ないし約
130℃、とくには約40℃ないし約110℃程度であ
る。また重合圧力は、例えば大気圧ないし約150
Kg/cm2、好ましくは約2ないし約70Kg/cm2の範囲
がよい。 前記の如き、還移金属化合物触媒成分、有機金
属化合物触媒成分、電子供与体触媒成分等を用い
る場合には、液媒1当り、還移金属化合物触媒
成分が還移金属原子に換算して約0.0005ないし約
1ミリモル、とくには約0.001ないし約0.5ミリモ
ル、有機金属化合物触媒成分を、該金属/還移金
属(原子比)が約1ないし約2000、とくには約1
ないし約500となるような割合で用いるのが好ま
しい。また電子供与体触媒成分を、有機金属化合
物触媒成分1モル当り、0ないし約1モル、とく
に0ないし約0.5モル程度の割合で用いるのが好
ましい。 スラリー重合は実質的に連続的に行われる。す
なわち各触媒成分、原料オレフイン、水素、場合
によつては不活性溶媒が連続的に上流側重合帯域
に供給される。これら成分は新たに及び/又は交
換帯域からの循環流として供給される。各触媒成
分は、不活性溶媒に溶解もしくは懸濁させて各々
別途重合帯域に供給してもよいし、あるいは重合
帯域に供給する前に、少量のオレフインの存在下
もしくは不存在下に予備的に接触させておいても
よい。 重合帯域として利用しうる装置として種々の公
知のものを挙げることができるが、最も典型的な
ものは撹拌機付槽型重合装置であり、本発明にお
いて好適に利用することができる。 上流側重合帯域におけるスラリー濃度は、約50
ないし約700g/程度とするのが好ましく、こ
のような固体重合体含有スラリーを該重合帯域か
ら実質的に連続的に抜き出し、液媒交換帯域の上
部に設けられた上部供給口へ供給する。該交換帯
域に於ては、このようなスラリーと交換帯域下部
に設けられた下部供給口から別に供給される液媒
とが接触し、固体重合体が下方に移行し易いよう
な形状の装置とすればよい。この際上流側重合帯
域から供給される固体重合体含有スラリーを構成
する液媒は、できるだけ液媒交換帯域の上方部に
残して上部排出口から排出し、上流側重合帯域へ
循環することが好ましいので、ピストンフロー型
の液液交流接触器あるいは液体サイクロンの如き
装置を用いるのが好ましい。 液媒交換帯域下部に供給する液媒としては、上
流側スラリー重合帯域における液媒として例示し
たと同様に、液状のオレフイン及び/又は不活性
炭化水素が挙げられ、好ましくは炭素数3ないし
10のものである。そして好ましくはこれらは下流
側重合帯域で使用されるオレフイン又は希釈剤
(媒体)の中から選択される。ここでの液媒の供
給量は、上流側重合帯域から微粉状ポリマーなど
の好ましくない成分が下流側重合帯域に移行する
のを十分に阻止するためには、交換帯下部排出口
から下流側重合帯域に排出させる重合体含有液量
と少なくとも等量とすることが好ましい。かかる
溶媒としては、上流側重合帯域で重合熱により気
化したオレフイン等を、冷却液化したものを使用
することもできる。 下流側重合帯域における重合を気相で行う場
合、この排出液の気化によつて重合熱の除去を行
うことができるので、その目的のために排出液量
の調節を行うこともできる。 かくして、液媒交換帯域から下流側重合帯域に
供給される重合体に、上流側重合帯域に存在して
いた下流側重合帯域に不要な成分が必要量以上同
伴してくることを防止できるので、下流側重合帯
域における条件設定を上流側重合帯域の重合条件
に影響されることなしに行うことが可能である。 下流側重合帯域における重合は、スラリー状あ
るいは気相で行うことができる。とくに気相重合
を行う場合には、本発明を採用することにより、
微粉状ポリマーのカツトがなされているので、流
動性の改善や排ガス系の詰り防止などの効果も認
められる。さらに前記したように重合熱制御も流
入させるべき液量の調節によつて容易に行うこと
ができる。下流側重合帯域において、気相重合を
行うに当たつては、液媒交換帯域からの重合体ス
ラリーをそのまま気相重合帯域に供給して、そこ
で液媒を気化させて重合を行う方法を採用するこ
とができるが、勿論、下流側重合帯域に供給する
前に液媒の一部又は全部を気化させておくことも
できるし、予め濃縮させておくこともできる。 下流側重合帯域には、触媒成分を新たに添加し
てもよいが、上流側重合帯域で形成された固体重
合体中に含まれている触媒が存在するので、新た
に触媒成分を添加せずとも充分な重合活性は認め
られる。下流側重合帯域の重合をスラリー状で行
う場合には、上流側重合帯域の重合において説明
したのと同様な条件で行うことができる。また下
流側重合帯域の重合を気相で行う場合には、流動
層、撹拌流動層、撹拌層などの公知の気相重合装
置を用いて、気相重合可能な条件で重合を行う以
外には、スラリー重合で説明したのと同様な条件
を採用することができる。 下流側重合帯域においては、上流側重合帯域の
重合体と分子量や組成の異なる重合体を製造する
ことができる。前記した上流側重合帯域の上流側
に、あるいは下流側重合帯域の下流側にさらに別
の重合帯域を設けてもよい。 本発明の好適態様の一例として、上流側重合帯
域でスラリー重合によつて結晶性のプロピレンも
しくはエチレンの重合体を製造し、下流側重合帯
域で分子量あるいは組成の異なるプロピレン又は
エチレンの重合体を気相重合によつて製造する方
法が例示できる。この場合さらに下流側でプロピ
レンやエチレンの重合を気相で行う工程を設けて
もよい。 本発明によれば所望の物性を有する重合体を容
易に製造することができる。 第1図は本発明の一実施態様を示す図面であ
る。第1重合槽11に管1から触媒を、管2から
オレフインを、それぞれ連続的に供給する。重合
体か液状オレフインに懸濁している重合スラリー
が管3から抜き出され、液媒交換帯域を形成する
向流接触器12の上部に供給される。向流接触器
12の下方に管4を通つて、別に新たな液媒とし
て液状オレフインが供給される。向流接触器上方
から抜き出される液は、管5を通つて第1重合槽
11に循環される。一方、向流接触器下方から抜
き出されるスラリーは、管6から第2重合槽13
に送られ、重合が続けられる。第2重合槽から抜
き出される重合体は管7から重合系外に排出され
る。 実施例 1 第1図において、塩化マグネシウムに四塩化チ
タンとフタル酸ジイソブチルを担持させたチタン
触媒成分、トリエチルアルミニウム及びケイ酸エ
チルから形成される触媒を管1から、また単位時
間当たり、プロピレン1重量部及びガス相の組成
中、3.5%となるように水素を管2からそれぞれ
第1重合槽1に送り、30Kg/cm2、70℃において、
平均滞留時間1時間の条件で連続スラリー重合を
行つた。管3から抜き出された重合体スラリー
は、単位時間当たり、MI=30゜のポリプロピレン
1重量部、プロピレン2重量部からなつていた。
管4から単位時間当たり、2重量部の割合でプロ
ピレンを供給するとともに、管5からプロピレン
として単位時間当たり2重量部を第1重合槽に循
環した。管6から単位時間当り1重量部のポリプ
ロピレンと2重量部のプロピレンが抜き出され
て、第2重合槽13に導かれ、17Kg/cm2、80℃平
均滞留時間1.5時間の条件で気相重合が行われた。
その結果、MI4.5、Mw/Mn=8.0のポリプロピ
レンが、単位時間当り1.7重量部の割合で得られ
た。粒径200μ以下のポリプロピレンは0.7重量%
にすぎなかつた。 理解を助けるために[表1]に、プロピレン及
びポリプロピレンの物質収支を示す。
In the present invention, in the presence of a catalyst formed from a reduction metal compound catalyst component and an organometallic compound catalyst component,
The present invention relates to an improvement in a method for polymerizing olefins in which olefins are continuously polymerized in multiple stages in at least two separate polymerization zones connected in series. In particular, the present invention provides a liquid medium exchange zone between an upstream polymerization zone and a subsequent downstream polymerization zone, which are connected to both zones, and separately supplies a liquid medium to the lower part of the exchange zone. By making it possible to exchange the dispersion medium introduced from the upstream slurry polymerization zone with the separately supplied liquid medium, it is possible to remove the insufficiently grown fine powder polymer, catalyst, and molecular weight adjustment in the slurry. A portion consisting mainly of the dispersion medium from the upstream polymerization zone containing agents and the like is circulated to the upstream polymerization zone, while a solid polymer portion mainly consisting of the grown polymer is preferentially placed below the exchange zone. It is possible to supply a flow consisting mainly of the grown solid polymer in the separately supplied liquid medium to the downstream polymerization zone, so that the setting of the polymerization conditions in the downstream polymerization zone is similar to that of the upstream polymerization. Problems that are unfavorably affected by polymerization conditions in the zone, problems with polymer uniformity and quality fluctuations, etc. can be advantageously avoided, and the above problems in continuous multi-stage polymerization of olefins can be avoided with simple addition means and easy operation. Concerning improvement methods that can be overcome. More particularly, the present invention provides continuous multistage polymerization of olefins in at least two serially connected separate polymerization zones in the presence of a catalyst formed from a reduction metal compound catalyst component and an organometallic compound catalyst component. (i) conducting the polymerization in the upstream polymerization zone under slurry polymerization conditions; (ii) introducing the solid polymer-containing slurry discharged from the upstream polymerization zone into the upstream polymerization zone and the polymerization zone; The liquid medium is supplied to the upper supply port provided at the top of the liquid medium exchange zone connected between the downstream polymerization zone, and the liquid medium is separately supplied to the exchange zone from the lower supply port provided at the bottom of the exchange zone. and (iii) circulating an exhaust stream from an upper outlet provided at the upper part of the exchange zone to the upstream polymerization zone and a lower outlet provided at the lower part of the exchange zone. The present invention relates to a method for polymerizing olefins, characterized in that a discharge stream is supplied to the downstream polymerization zone. In the present invention, the term "polymerization of olefins" is sometimes used to include not only homopolymerization of olefins but also copolymerization of olefins, and similarly, the term "polymer" is used to include not only homopolymerization of olefins but also copolymerization of olefins. It is sometimes used to include copolymers. In order to continuously produce olefin polymers having various molecular weight distributions and/or composition distributions, olefin polymerization is carried out sequentially using two or more separate polymerization zones connected in series with different polymerization conditions. There have already been many proposals regarding so-called continuous multi-stage polymerization of olefins. When polymerization is carried out in the form of a slurry in the upstream polymerization zone in such continuous multi-stage polymerization, the polymer-containing slurry discharged from the zone is usually flushed, partially concentrated, or directly sent to the downstream side. is supplied to the polymerization zone to continue polymerization. In this case, unreacted olefins used in the upstream polymerization zone, molecular weight modifiers such as hydrogen, polymerization catalyst components such as organoaluminum compound catalyst components and electron donor catalyst components are entrained in the feed stream to the downstream polymerization zone. This affects the polymerization in the downstream polymerization zone, and as a result, it is often difficult to set the polymerization conditions in the downstream polymerization zone. Furthermore, in continuous multi-stage polymerization in a tank-type polymerizer using a Ziegler-type catalyst, a residence time distribution occurs in the residence time of each catalyst particle, so it is not possible to obtain sufficiently satisfactory results in terms of polymer uniformity and quality. It is often not possible. The present inventors have continued their research in order to provide an improvement method that can advantageously overcome the above-mentioned troubles in continuous multi-stage polymerization of olefins. As a result, (i) the polymerization in the upstream polymerization zone is conducted under slurry polymerization conditions, and (ii) the solid polymer-containing slurry discharged from the upstream polymerization zone is transferred to the upstream polymerization zone and the subsequent downstream polymerization zone. The liquid medium is supplied to the upper supply port provided at the upper part of the liquid medium exchange zone connected between the polymerization zone and the liquid medium is separately supplied to the exchange zone from the lower supply port provided at the lower part of the exchange zone. and (iii) circulating the discharge stream from the upper outlet provided at the upper part of the exchange zone to the upstream polymerization zone, and circulating the discharge stream from the lower outlet provided at the lower part of the exchange zone. It has been found that by feeding the downstream polymerization zone, the above-mentioned troubles can be advantageously overcome by simple means and operations. According to the research of the present inventors, the above (i), (ii) and (iii)
By carrying out the continuous multi-stage polymerization of olefin under conditions that satisfy the requirements of the present invention, a sufficiently grown solid polymer is preferentially lowered in the liquid medium exchange zone, so that the solid polymer can be dispersed. It has been found that it is possible to replace the dispersion medium in the upstream polymerization zone with a liquid medium newly supplied mainly from below the exchange zone. As a result, the dispersion medium discharged from the upstream polymerization zone is preferentially returned to the upstream polymerization zone, while the downstream polymerization zone is supplied with the liquid medium separately supplied in the liquid medium exchange zone. It has been found that the solid polymer can be delivered with a liquid medium that mainly consists of a liquid medium that differs from the upstream liquid composition. In this way, there is an advantage that the polymerization conditions in the downstream polymerization zone can be set without being influenced by the effects of olefin, hydrogen, catalyst components, etc. on the upstream side, making it easy to design the quality of the polymer. Ta. Furthermore, since the fine particles in the polymer from the upstream polymerization zone settle more slowly than the grown particles, they can be returned to the polymerization zone along with the circulating flow from the upper outlet of the liquid medium exchange zone. . Many of these fine powder parts are generated by the shot pass of the catalyst, impairing the uniformity of product quality, but since they can be cut out with this method, it is possible to improve the particle size distribution and quality of the product. It turns out that the catalyst can also be used efficiently. Furthermore, it has been found that if the polymerization in the downstream polymerization zone is carried out in the gas phase, this also results in improved fluidity. Therefore, an object of the present invention is to provide an improved method for the continuous multi-stage polymerization of olefins, which can advantageously overcome the problems of the conventional methods. The above objects and many other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following description. The reduction metal compound catalyst component used in carrying out the method of the present invention is a compound of reduction metal such as titanium, vanadium, chromium, zirconium, etc., and may be liquid or solid under the conditions of use. It's okay. These do not need to be a single compound, and may be supported on other compounds or mixed. Furthermore, it may be a complex compound or composite compound with other compounds. A preferred component (A), as described above, is about 1 mmol of reduced metal.
Highly active reduction metal catalyst components capable of producing olefin polymers of 5,000 g or more, particularly about 8,000 g or more, and a highly active titanium catalyst component activated by a magnesium compound is exemplified as a representative example. can do. For example, a solid titanium catalyst component containing titanium, magnesium, and halogen as essential components, containing amorphous magnesium halide, and having a specific surface area of preferably about 40 m 2 /g or more, particularly preferably can be exemplified by a component of about 80 to about 800 m 2 /g. and contains electron donors such as organic acid esters, silicate esters, acid halides, acid anhydrides, ketones, acid amides, tertiary amines, inorganic acid esters, phosphate esters, phosphites, ethers, etc. Good too. This catalyst component contains, for example, about 0.5 to 15% by weight of titanium, in particular about 1 to about 8% by weight, with a titanium/magnesium (atomic ratio) of about 1/2.
or about 1/100, especially about 1/3 to about 1/50, halogen/titanium (atomic ratio) about 4 to about 100,
Particularly preferred are those in which the electron donor/titanium (molar ratio) is in the range of from about 6 to about 80, and from 0 to about 10, particularly from 0 to about 6. Many of these catalyst components have already been proposed and are widely known. In addition, the organometallic compound catalyst component, which is the other component constituting the catalyst, is an organometallic compound of a metal from Group 1 to Group 3 of the periodic table and a carbon bond, and specific examples thereof include: Examples include organic compounds of alkali metals, organic metal compounds of alkaline earth metals, and organic aluminum compounds. Specific examples of these include alkyl lithium, aryl sodium, alkyl magnesium, aryl magnesium, alkyl magnesium halide, aryl magnesium halide, alkyl magnesium hydride, trialkyl aluminum, dialkyl aluminum monohalide, alkyl aluminum sesquihalide, alkyl aluminum dihalide, Examples include alkyl aluminum hydride, alkyl aluminum alkoxide, alkyl lithium aluminum, and mixtures thereof. In addition to the two components of the catalyst, for the purpose of adjusting stereoregularity, molecular weight, molecular weight distribution, etc., electron donor catalyst components such as organic acid esters, silicate esters, alkoxysilanes, carboxylic acid halides,
Carboxylic acid amides, tertiary amines, acid anhydrides, ethers, ketones, aldehydes, etc. or halogenated hydrocarbons may also be used. During polymerization, the electron donor catalyst component may be used after forming a complex compound (or addition compound) with the organometallic compound catalyst component in advance, or may be used in combination with other compounds such as Lewis acids such as aluminum trihalides. It may be used in the form of a complex compound (or addition compound) with. Examples of olefins used in polymerization include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-decene,
4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-pentene, styrene, butadiene, isoprene,
1,4-hexadiene, dicyclopentadiene,
Examples include 5-ethylidene-2-norbornene. According to the method of the invention, the polymerization in the upstream polymerization zone is carried out under slurry polymerization conditions. The liquid medium (dispersion medium) used in the upstream slurry polymerization zone may be the olefin itself to be polymerized, or may be an inert hydrocarbon. Examples of inert hydrocarbons include propane, butane, pentane, isopentane, hexane, heptane, octane, decane, kerosene, and the like. When the polymerization in the downstream polymerization zone is carried out under gas phase conditions, in the above examples, olefins having about 3 to 5 carbon atoms and/or
Alternatively, the polymerization is preferably carried out in a liquid medium selected from inert hydrocarbons. During polymerization, hydrogen may be present in order to adjust the molecular weight. Especially when performing the same olefin polymerization in the downstream polymerization zone as in the upstream polymerization zone,
It is advantageous from the viewpoint of catalytic activity to produce a polymer with a small molecular weight in the upstream polymerization zone. The polymerization temperature varies depending on the type of olefin to be polymerized, but it must be within a range where slurry polymerization is possible, for example, below the melting point of the olefin polymer, preferably at least 10°C lower than the melting point, and from room temperature to about
The temperature is about 130°C, especially about 40°C to about 110°C. In addition, the polymerization pressure is, for example, atmospheric pressure to about 150
Kg/cm 2 , preferably in the range of about 2 to about 70 Kg/cm 2 . In the case of using a reduced metal compound catalyst component, an organometallic compound catalyst component, an electron donor catalyst component, etc. as described above, the reduced metal compound catalyst component is converted into reduced metal atoms per one liquid medium. 0.0005 to about 1 mmol, especially about 0.001 to about 0.5 mmol, of the organometallic compound catalyst component in an amount of the metal/reduced metal (atomic ratio) of about 1 to about 2000, especially about 1
It is preferable to use a proportion of from about 500 to about 500. Further, it is preferable to use the electron donor catalyst component in a proportion of 0 to about 1 mol, particularly 0 to about 0.5 mol, per 1 mol of the organometallic compound catalyst component. Slurry polymerization is conducted substantially continuously. That is, each catalyst component, raw material olefin, hydrogen, and in some cases an inert solvent are continuously supplied to the upstream polymerization zone. These components are supplied fresh and/or as a recycle stream from the exchange zone. Each catalyst component may be dissolved or suspended in an inert solvent and separately supplied to the polymerization zone, or it may be preliminarily prepared in the presence or absence of a small amount of olefin before being supplied to the polymerization zone. You may leave them in contact. Although various known devices can be used as the polymerization zone, the most typical device is a tank-type polymerization device with a stirrer, which can be suitably used in the present invention. The slurry concentration in the upstream polymerization zone is approximately 50
Preferably, the solid polymer-containing slurry is substantially continuously withdrawn from the polymerization zone and fed to an upper feed port provided at the top of the liquid medium exchange zone. In the exchange zone, such a slurry comes into contact with a liquid medium separately supplied from a lower supply port provided at the lower part of the exchange zone, and a device having a shape that allows the solid polymer to easily move downward is provided. do it. At this time, it is preferable that the liquid medium constituting the solid polymer-containing slurry supplied from the upstream polymerization zone is left as much as possible in the upper part of the liquid medium exchange zone, discharged from the upper discharge port, and circulated to the upstream polymerization zone. Therefore, it is preferable to use a device such as a piston flow type liquid-liquid exchange contactor or a hydrocyclone. The liquid medium supplied to the lower part of the liquid medium exchange zone includes liquid olefins and/or inert hydrocarbons, preferably those having 3 or more carbon atoms, as exemplified as the liquid medium in the upstream slurry polymerization zone.
10 things. And preferably they are selected among the olefins or diluents (vehicles) used in the downstream polymerization zone. In order to sufficiently prevent undesirable components such as finely powdered polymer from moving from the upstream polymerization zone to the downstream polymerization zone, the amount of liquid medium supplied here must be adjusted from the outlet at the bottom of the exchange zone to the downstream polymerization zone. Preferably, the amount is at least equal to the amount of polymer-containing liquid discharged into the zone. As such a solvent, it is also possible to use an olefin or the like vaporized by the heat of polymerization in the upstream polymerization zone and liquefied by cooling. When the polymerization in the downstream polymerization zone is carried out in the gas phase, the heat of polymerization can be removed by vaporizing the discharged liquid, so the amount of discharged liquid can be adjusted for this purpose. In this way, it is possible to prevent unnecessary components present in the upstream polymerization zone from being brought into the downstream polymerization zone in excess of the required amount to the polymer supplied from the liquid medium exchange zone to the downstream polymerization zone. It is possible to set conditions in the downstream polymerization zone without being influenced by polymerization conditions in the upstream polymerization zone. Polymerization in the downstream polymerization zone can be carried out in a slurry or gas phase. In particular, when performing gas phase polymerization, by adopting the present invention,
Since the finely powdered polymer is cut, it is also effective in improving fluidity and preventing clogging of the exhaust gas system. Furthermore, as described above, polymerization heat control can be easily performed by adjusting the amount of liquid to be introduced. When performing gas phase polymerization in the downstream polymerization zone, a method is adopted in which the polymer slurry from the liquid medium exchange zone is directly supplied to the gas phase polymerization zone, where the liquid medium is vaporized and polymerized. Of course, part or all of the liquid medium can be vaporized before being supplied to the downstream polymerization zone, or it can be concentrated in advance. A new catalyst component may be added to the downstream polymerization zone, but since the catalyst contained in the solid polymer formed in the upstream polymerization zone is present, no new catalyst component is added. Sufficient polymerization activity was observed in both cases. When the polymerization in the downstream polymerization zone is carried out in the form of a slurry, it can be carried out under the same conditions as described for the polymerization in the upstream polymerization zone. In addition, when polymerization in the downstream polymerization zone is carried out in the gas phase, there are no other methods than conducting the polymerization under conditions that allow gas phase polymerization using a known gas phase polymerization device such as a fluidized bed, a stirred fluidized bed, or a stirred bed. , conditions similar to those described for slurry polymerization can be employed. In the downstream polymerization zone, a polymer having a different molecular weight and composition from the polymer in the upstream polymerization zone can be produced. Another polymerization zone may be provided upstream of the above-mentioned upstream polymerization zone or downstream of the downstream polymerization zone. As an example of a preferred embodiment of the present invention, a crystalline propylene or ethylene polymer is produced by slurry polymerization in an upstream polymerization zone, and a propylene or ethylene polymer having a different molecular weight or composition is produced in a downstream polymerization zone. An example is a method of producing by phase polymerization. In this case, a step of polymerizing propylene or ethylene in a gas phase may be provided further downstream. According to the present invention, a polymer having desired physical properties can be easily produced. FIG. 1 is a drawing showing one embodiment of the present invention. A catalyst is continuously supplied to the first polymerization tank 11 through a tube 1, and an olefin is continuously supplied through a tube 2, respectively. A polymerization slurry in which the polymer is suspended in liquid olefin is withdrawn from tube 3 and fed to the top of a countercurrent contactor 12 forming a liquid medium exchange zone. A liquid olefin is separately supplied as a fresh liquid medium through a pipe 4 below the countercurrent contactor 12 . The liquid withdrawn from above the countercurrent contactor is circulated through the pipe 5 to the first polymerization tank 11 . On the other hand, the slurry extracted from below the countercurrent contactor is transferred from the pipe 6 to the second polymerization tank 13.
to continue polymerization. The polymer extracted from the second polymerization tank is discharged from the polymerization system through a pipe 7. Example 1 In FIG. 1, a catalyst formed from a titanium catalyst component in which titanium tetrachloride and diisobutyl phthalate are supported on magnesium chloride, triethylaluminum and ethyl silicate is introduced from tube 1, and 1 weight of propylene is added per unit time. Hydrogen was sent from tube 2 to the first polymerization tank 1 so that the proportion of hydrogen and the composition of the gas phase was 3.5%, and at 30Kg/cm 2 and 70℃,
Continuous slurry polymerization was carried out under conditions of an average residence time of 1 hour. The polymer slurry drawn out from tube 3 consisted of 1 part by weight of polypropylene and 2 parts by weight of propylene with an MI of 30° per unit time.
Propylene was supplied from pipe 4 at a rate of 2 parts by weight per unit time, and 2 parts by weight of propylene per unit time was circulated to the first polymerization tank from pipe 5. 1 part by weight of polypropylene and 2 parts by weight of propylene are extracted per unit time from the pipe 6 and led to the second polymerization tank 13, where they are subjected to gas phase polymerization under the conditions of 17 kg/cm 2 and an average residence time of 1.5 hours at 80°C. was held.
As a result, polypropylene with MI4.5 and Mw/Mn=8.0 was obtained at a rate of 1.7 parts by weight per unit time. 0.7% by weight of polypropylene with a particle size of 200μ or less
It was nothing more than a simple thing. To aid understanding, [Table 1] shows the mass balance of propylene and polypropylene.

【表】 実施例 2 第1図において、塩化マグネシウムに四塩化チ
タンとフタル酸ジイソブチルを担持させたチタン
触媒成分、トリエチルアンモニウム及びケイ酸エ
チルから形成される触媒を管1から、またガス相
の組成中、3.5モル%となるように水素を管2か
らそれぞれ第1重合槽1に送り、後述する管5か
らの循環プロピレンを30Kg/cm2、70℃において、
平均滞留時間1時間の条件で連続スラリー重合を
行つた。管3から単位時間当たり、MI=30のポ
リプロピレン1重量部、プロピレン1重量部の重
合体スラリーを抜き出し、管4から単位時間当た
り、2重量部の割合でプロピレンを供給するとと
もに、管5からプロピレンとして単位時間当たり
2重量部を第1重合槽に循環した。管6から単位
時間当り1重量部のポリプロピレンと1重量部の
プロピレンを抜き出して、第2重合槽13に導
き、17Kg/cm2、80℃平均滞留時間1.5時間の条件
で気相重合を行つた。その結果、MI=4.0、
Mw/Mn=8.4のポリプロピレンが単位時間当り
1.7重量部の割合で得られた。粒径200μ以下の微
粉ポリマーは0.4重量%にすぎなかつた。 表2に物質収支を示した。
[Table] Example 2 In FIG. 1, a titanium catalyst component in which titanium tetrachloride and diisobutyl phthalate are supported on magnesium chloride, a catalyst formed from triethylammonium and ethyl silicate is introduced from tube 1, and the composition of the gas phase is Hydrogen was sent from tube 2 to the first polymerization tank 1 at a concentration of 3.5 mol%, and circulating propylene from tube 5, which will be described later, was fed at 30 kg/cm 2 at 70°C.
Continuous slurry polymerization was carried out under conditions of an average residence time of 1 hour. A polymer slurry containing 1 part by weight of MI=30 polypropylene and 1 part by weight of propylene is extracted from pipe 3 per unit time, propylene is supplied from pipe 4 at a rate of 2 parts by weight per unit time, and propylene is supplied from pipe 5. 2 parts by weight per unit time was circulated to the first polymerization tank. 1 part by weight of polypropylene and 1 part by weight of propylene were extracted per unit time from the tube 6 and led to the second polymerization tank 13, where they were subjected to gas phase polymerization under the conditions of 17 kg/cm 2 and an average residence time of 1.5 hours at 80°C. . As a result, MI=4.0,
Mw/Mn=8.4 polypropylene per unit time
It was obtained in a proportion of 1.7 parts by weight. The amount of fine powder polymer with a particle size of 200μ or less was only 0.4% by weight. Table 2 shows the material balance.

【表】 比較例 1 第1図において、塩化マグネシウムに四塩化チ
タンとフタル酸ジイソブチルを担持させたチタン
触媒成分、トリエチルアルミニウム及びケイ酸エ
チルから形成される触媒を管1から、また単位時
間当たり、プロピレン3重量部、及びガス相の組
成中、3.5モル%となるように水素を管2からそ
れぞれ第1重合槽1に送り、30Kg/cm2、70℃にお
いて、平均滞留時間1時間の条件で連続スラリー
重合を行つた。管3から抜き出された重合体スラ
リーは、単位時間当たり、MI=30のポリプロピ
レン1重量部、プロピレン2重量部からなつてい
た。今比較例では、管4からのプロピレン供給及
び管5の第1重合器への循環は実施せず、向流接
触器には単にスラリーを通過させた。管6から単
位時間当り1重量部のポリプロピレンと2重量部
のプロピレンを抜き出して、第2重合槽13に導
き、17Kg/cm2、80℃平均滞留時間1.5時間の条件
で気相重合を行つた。その結果、MI=5.5、
Mw/Mn=7.2のポリプロピレンが単位時間当り
1.8重量部の割合で得られた。粒径は200μ以下の
ポリプロピレンは2.1重量%であつた。 [表3]に物質収支を示す。
[Table] Comparative Example 1 In FIG. 1, a catalyst formed from a titanium catalyst component in which titanium tetrachloride and diisobutyl phthalate were supported on magnesium chloride, triethylaluminum and ethyl silicate was fed from tube 1, and per unit time. 3 parts by weight of propylene and 3.5 mol% of hydrogen in the composition of the gas phase were sent from tube 2 to the first polymerization tank 1, under the conditions of 30 kg/cm 2 , 70°C, and an average residence time of 1 hour. Continuous slurry polymerization was performed. The polymer slurry drawn out from tube 3 consisted of 1 part by weight of polypropylene of MI=30 and 2 parts by weight of propylene per unit time. In this comparative example, propylene was not supplied from tube 4 and circulated to the first polymerization reactor through tube 5, but the slurry was simply passed through the countercurrent contactor. 1 part by weight of polypropylene and 2 parts by weight of propylene were extracted per unit time from the tube 6 and led to the second polymerization tank 13, where they were subjected to gas phase polymerization under the conditions of 17 kg/cm 2 and an average residence time of 1.5 hours at 80°C. . As a result, MI=5.5,
Polypropylene with Mw/Mn=7.2 per unit time
It was obtained in a proportion of 1.8 parts by weight. Polypropylene with a particle size of 200 μm or less was 2.1% by weight. [Table 3] shows the material balance.

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

添付第1図は、本発明の一実施態様を示す工程
図である。
The attached FIG. 1 is a process diagram showing one embodiment of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 還移金属化合物触媒成分と有機金属化合物触
媒成分から形成される触媒の存在下に、少なくと
も二個の直列に連結された別個の重合帯域で、オ
レフインを連続多段重合する方法に於て、 (i) 上流側重合帯域における重合をスラリー重合
条件下に行うこと、 (ii) 該上流側重合帯域から排出される固体重合体
含有スラリーを、該上流側重合帯域とそれに続
く下流側重合帯域との間に連結された液媒交換
帯域の上部に設けられた上部供給口へ供給する
と共に、該交換帯域の下部に設けられた下部供
給口から別に液媒を該交換帯域へ供給するこ
と、及び (iii) 該交換帯域の上部に設けられた上部排出口か
らの排出流を上記上流側重合帯域へ循環すると
共に、該交換帯域の下部に設けられた下部排出
口からの排出流を上記下流側重合帯域へ供給す
ること を特徴とするオレフインの重合方法。
[Scope of Claims] 1. Continuous multistage polymerization of olefins in at least two series-connected separate polymerization zones in the presence of a catalyst formed from a reduction metal compound catalyst component and an organometallic compound catalyst component. The method includes: (i) conducting the polymerization in an upstream polymerization zone under slurry polymerization conditions; (ii) transferring a solid polymer-containing slurry discharged from the upstream polymerization zone to the upstream polymerization zone and the subsequent polymerization zone; The liquid medium is supplied to the upper supply port provided at the top of the liquid medium exchange zone connected between the downstream side polymerization zone, and the liquid medium is separately supplied to the exchange zone from the lower supply port provided at the bottom of the exchange zone. (iii) circulating a discharge stream from an upper outlet located at the upper part of the exchange zone to the upstream polymerization zone and a discharge stream from a lower outlet located at the lower part of the exchange zone; A method for polymerizing olefins, characterized in that a flow is supplied to the downstream polymerization zone.
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