JPH10176004A - Fluidized bed reaction using unsupported type catalyst - Google Patents

Fluidized bed reaction using unsupported type catalyst

Info

Publication number
JPH10176004A
JPH10176004A JP35950896A JP35950896A JPH10176004A JP H10176004 A JPH10176004 A JP H10176004A JP 35950896 A JP35950896 A JP 35950896A JP 35950896 A JP35950896 A JP 35950896A JP H10176004 A JPH10176004 A JP H10176004A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reactor
catalyst
fluidized bed
gas
bed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP35950896A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
James Schreck David
デイビッド・ジェイムズ・シュレック
Todd Benzel Timothy
ティモシー・トッド・ベンツェル
Gregory Good Mark
マーク・グレゴリー・グッド
Curtis Williams Clark
クラーク・カーティス・ウィリアムズ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Union Carbide Chemicals and Plastics Technology LLC
Original Assignee
Union Carbide Chemicals and Plastics Technology LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Union Carbide Chemicals and Plastics Technology LLC filed Critical Union Carbide Chemicals and Plastics Technology LLC
Priority to JP35950896A priority Critical patent/JPH10176004A/en
Publication of JPH10176004A publication Critical patent/JPH10176004A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the removal of heat by a polymerization reaction from a fluidized bed reactor and to improve the space time yield of an exothermic polymerization reaction carried out in the fluidized bed reactor by the removal of heat, by maintaining the temperature of the fluidized bed reactor at a fixed level. SOLUTION: A gas flow comprising one or more fluid monomers is continuously fed to a vapor-phase reactor in the presence of a soluble catalyst of unsupported type under a reaction condition. A polymerization product and unreacted fluid monomers are taken out, a part or the whole of the unreacted fluid monomers, are cooled to form a two-phase mixture of the gas and the liquid taken with it. The two-phase mixture together with supplemental monomers in amounts sufficient to supply monomers which are polymerized and taken out as a reaction product are reintroduced into the reactor to maintain the temperature of the reactor at a fixed temperature. For example, a reaction product of methylaminooxane and a cyclopentadienylzirconium trisalkyl carbamate is preferably used as the catalyst.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の技術分野】本発明は、非支持型遷移金属触媒を
使用して流動反応器中で行われる発熱重合反応におい
て、反応器から連続的に引出されるガスを、ガスの露点
温度以下の温度に冷却し、得られる二相混合物を反応器
に戻して流動床反応器の温度を所望のレベルに維持する
ことにより、反応器から重合反応の熱の除去を増大し、
それにより流動反応器中で行われる発熱反応重合反応の
空時収率を向上する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an exothermic polymerization reaction carried out in a fluidized reactor using an unsupported transition metal catalyst, whereby a gas continuously withdrawn from the reactor is cooled to a temperature below the dew point of the gas. Increasing the removal of heat of the polymerization reaction from the reactor by cooling to temperature and returning the resulting two-phase mixture to the reactor to maintain the temperature of the fluidized bed reactor at the desired level;
The present invention relates to a method for improving a space-time yield of an exothermic reaction polymerization reaction performed in a fluidized reactor.

【0002】[0002]

【従来の技術、発明により解決すべき課題】連続気相流
動床重合法において凝縮モードの動作を使用することは
米国特許第4543399号及び第4588790号に
記載されている。同方法によると、循環流の一部又は全
部を冷却して気相及び液相の両者を含む混合物を形成
し、その混合物を反応器に再導入し、循環流の液体部分
を蒸発させる。これによると、気相法の生産速度と冷却
能力が大きく向上する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The use of a condensing mode of operation in a continuous gas phase fluidized bed polymerization process is described in U.S. Pat. Nos. 4,543,399 and 4,588,790. According to the method, part or all of the circulation is cooled to form a mixture containing both gas and liquid phases, and the mixture is reintroduced into the reactor to evaporate the liquid part of the circulation. According to this, the production rate and cooling capacity of the gas phase method are greatly improved.

【0003】最近になって、米国特許第5352749
号及び5436304号に各種の凝縮モードが提案され
ている。米国特許第5317036号には可溶性非支持
型触媒に適する凝縮モードが記載されている。その後、
米国特許第5405922号及び第5462999号に
おいて支持型メタロセン触媒と共に使用する凝縮モード
が開示された。本発明によると、可溶性非支持型触媒と
共に凝縮モードを使用すると、非支持型触媒成分の移動
(migration)が従来技術の意図しなかった態様で助勢さ
れることが見いだされた。
[0003] More recently, US Patent No. 5,352,749.
No. 5,436,304 propose various condensation modes. U.S. Pat. No. 5,317,036 describes a condensation mode suitable for soluble, unsupported catalysts. afterwards,
U.S. Pat. Nos. 5,405,922 and 5,462,999 disclosed condensation modes for use with supported metallocene catalysts. In accordance with the present invention, it has been found that the use of a condensing mode with a soluble unsupported catalyst facilitates the migration of unsupported catalyst components in an unintended manner in the prior art.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、流動反応器
中で行われる発熱反応重合反応において、循環流(リサ
イクル流)をその露点以下に冷却し、得られる二相流体
流を反応器に戻して流動床反応器の温度を循環流の露点
以上の所望のレベルに維持することにより、流動反応器
中で行われる発熱反応重合反応の空時収率を向上する方
法を提供する。循環流の冷却能力は、流入してくる循環
流と反応器との大きい温度差と、循環流に連行されてい
る凝縮流体の蒸発との両者により増大する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an exothermic reaction polymerization carried out in a flow reactor, in which a circulating stream (recycle stream) is cooled below its dew point and the resulting two-phase fluid stream is passed to the reactor. A method is provided for improving the space-time yield of an exothermic reaction polymerization reaction performed in a fluidized reactor by returning and maintaining the temperature of the fluidized bed reactor at a desired level above the dew point of the circulating stream. The cooling capacity of the circulating stream is increased both by the large temperature difference between the incoming circulating stream and the reactor and by the evaporation of the condensed fluid entrained in the circulating stream.

【0005】凝縮量とそれによる生産速度の向上は循環
流の露点を上げるように動作条件を修正することにより
更に増大する。
[0005] The improvement in the amount of condensate and consequently the production rate is further increased by modifying the operating conditions to increase the dew point of the circulation.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明によると、非支持型触媒と
組み合わせて凝縮モードを実行する方法が提供される。
発熱反応であるかぎり特定の重合反応の形式には依存し
ないが、本発明は特に次に挙げる一種以上の単量体の重
合を含む重合反応に適している。 I.オレフィン類:エチレン、プロピレン、ブテン−
1、ペンテン−1、4−メチルペンテン−1、ヘキセン
−1、スチレン。 II.極性ビニル単量体:塩化ビニル、酢酸ビニル、アク
リル酸ビニル、メチルメタクリレート、テトラフルオロ
エチレン、ビニルエーテル、アクリロニトリル。 III.ジエン類(共役、非共役):ブタジエン、1,4−
ヘキサジエン、イソプレン、エチリデンノルボルネン。 IV.アセチレン類:アセチレン、メチルアセチレン等の
置換アセチレン。 V.アルデヒド類:ホルムアルデヒド。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a method of performing a condensation mode in combination with an unsupported catalyst.
While not dependent on the particular type of polymerization reaction as long as it is exothermic, the present invention is particularly suitable for polymerization reactions involving the polymerization of one or more of the following monomers. I. Olefins: ethylene, propylene, butene
1, pentene-1, 4-methylpentene-1, hexene-1, styrene. II. Polar vinyl monomers: vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl acrylate, methyl methacrylate, tetrafluoroethylene, vinyl ether, acrylonitrile. III. Diene (conjugated, non-conjugated): butadiene, 1,4-
Hexadiene, isoprene, ethylidene norbornene. IV. Acetylenes: substituted acetylenes such as acetylene and methylacetylene. V. Aldehydes: formaldehyde.

【0007】上記の単量体の流動床重合に使用できる非
支持型触媒は、極く通常の場合には次のものとなろう。 I.配位陰イオン性触媒。 II.エチレン単独重合体に対しては陽イオン性触媒:こ
の型の他のものは遊離ラジカル触媒を要する。 III.遊離ラジカル触媒又は配位陰イオン性触媒。 IV.配位陰イオン性触媒。 V.陰イオン性触媒。
[0007] Unsupported catalysts which can be used for the fluidized-bed polymerization of the above-mentioned monomers will very usually be: I. Coordinating anionic catalyst. II. Cationic catalysts for ethylene homopolymers: others of this type require free radical catalysts. III. Free radical catalysts or coordinating anionic catalysts. IV. Coordinating anionic catalyst. V. Anionic catalyst.

【0008】好ましくは、触媒は米国特許第53170
36号、第5405922号、第5462999号、及
び米国特許出願第08/412964号(1995年3
月29出願)に記載されているものを使用する。より好
ましくは、触媒はメチルアルミノオキサン又はその変性
物と、シクロペンタジエニル(又は置換シクロペンタジ
エニル)ジルコニウムトリスアルキルカルバメート(又
はカルボキシレート)との反応生成物である。
[0008] Preferably, the catalyst is US Pat.
36, 5405922, 5462999, and US patent application Ser. No. 08 / 412,964 (March 1995).
). More preferably, the catalyst is the reaction product of methylaluminoxane or a modification thereof with cyclopentadienyl (or substituted cyclopentadienyl) zirconium trisalkyl carbamate (or carboxylate).

【0009】本発明は特定の重合反応形式に限定される
ものではないが、以下で行う方法動作の説明は、本発明
が特に遊離であると認められたオレフィン型単量体の重
合に関連して説明する。
Although the present invention is not limited to a particular type of polymerization reaction, the following description of the process operation relates to the polymerization of olefinic monomers which the present invention has been found to be particularly free. Will be explained.

【0010】一般に、従来技術による樹脂、特に単量体
から製造される重合体の流動床式方法は、一種以上の単
量体を含む気相流を、反応条件下で且つ触媒の存在下
に、流動床反応器へ連続的に流すことにより実施され
る。未反応の気体状単量体を含有する気相流は反応器か
ら連続的に引出されて、圧縮され、冷却され、そして反
応器に循環される。生成物は反応器から引出される。ま
た、補充単量体が循環流に追加される。
In general, fluidized bed processes of the prior art resins, especially polymers prepared from monomers, involve the formation of a gas phase stream containing one or more monomers under reaction conditions and in the presence of a catalyst. , By continuous flow to a fluidized bed reactor. A gas phase stream containing unreacted gaseous monomers is continuously withdrawn from the reactor, compressed, cooled and circulated to the reactor. The product is withdrawn from the reactor. Also, make-up monomers are added to the circulation.

【0011】重合体を形成する反応は発熱反応であり、
何らかの方法で反応器内の気体流の温度を、樹脂及び触
媒の劣化温度よりも低く、しかも重合反応中に生成した
樹脂粒子の融着と付着を生じる温度以下に維持する必要
がある。これは、生成物として連続的に除去することが
できない重合体の固まりの急速な成長による反応器の閉
塞を阻止するために必要なのである。従って、特定の期
間内に所定の寸法の流動床反応器で製造できる重合体の
量は、流動床から引出すことができる熱量に正比例する
ことが理解される。
The reaction forming the polymer is an exothermic reaction,
In some manner, the temperature of the gas stream in the reactor must be maintained below the degradation temperature of the resin and catalyst and below the temperature at which the resin particles formed during the polymerization reaction will fuse and adhere. This is necessary to prevent reactor blockage due to the rapid growth of polymer mass that cannot be continuously removed as a product. Thus, it is understood that the amount of polymer that can be produced in a given size fluidized bed reactor within a particular time period is directly proportional to the amount of heat that can be drawn from the fluidized bed.

【0012】本発明によると、循環気体流は二相の気液
混合物を形成するために意図的に露点以下に冷却され
る。冷却は気液混合物の液相が、少なくとも流動床の入
口から蒸発するまであるいは流動床に侵入するまで気液
混合物の気相に連行されるような条件下に行われる。空
時収率の相当に大きい増加は、本発明によると、生成物
特性及び生成量には実質的な影響を生じないで得られ
る。ここに記載されているように実施すると、全体の工
程は連続的且つ円滑に進行して動作上の格別の困難は生
じない。
According to the present invention, the circulating gas stream is intentionally cooled below the dew point to form a two-phase gas-liquid mixture. Cooling is performed under conditions such that the liquid phase of the gas-liquid mixture is entrained in the gas phase of the gas-liquid mixture at least until it evaporates from the inlet of the fluidized bed or enters the fluidized bed. A considerable increase in space-time yield is obtained according to the invention without having a substantial effect on the product properties and the yield. When implemented as described herein, the entire process proceeds continuously and smoothly without any particular operational difficulties.

【0013】ある場合には循環気体流の露点を上げて更
に熱除去を増大することが望まれる。露点の上昇は次の
ようにして行うことができる。(1)反応体の動作圧力
の上昇、(2)循環流中の凝縮性気体の濃度の増大、及
び/又は(3)循環流中の非凝縮性気体の濃度の減少。
本発明の一実施例によると、循環流の露点は触媒、反応
体及び重合反応生成物に対して不活性の凝縮性流体を循
環流に加えることにより上昇できる。この不活性の凝縮
性流体の追加は補充流体と共に、あるいは系の任意の箇
所に追加することができる。これらの流体の例は飽和炭
化水素、例えばブタン、ペンタンまたはヘキサンであ
る。
In some cases, it is desirable to increase the dew point of the circulating gas stream to further increase heat removal. The dew point can be raised as follows. (1) increasing the operating pressure of the reactants, (2) increasing the concentration of condensable gas in the circulation, and / or (3) decreasing the concentration of non-condensable gas in the circulation.
According to one embodiment of the present invention, the dew point of the recycle stream can be increased by adding a condensable fluid inert to the catalyst, reactants and polymerization reaction products to the recycle stream. This addition of inert condensable fluid can be added with make-up fluid or at any point in the system. Examples of these fluids are saturated hydrocarbons, such as butane, pentane or hexane.

【0014】凝縮度に対する主な限界は、凝縮性成分の
溶解性及びその重合体粒子に対する軟化作用である。こ
れは凝縮剤、その濃度、温度や圧力のような循環気体組
成の反応条件、重合体の分子量、密度及び分岐鎖分布等
により左右される。適当な凝縮動作は、米国特許第53
52749号の記載にも拘らず、低及び高流動嵩密度に
おいて達成される。
The main limitations on the degree of condensation are the solubility of the condensable components and their softening effect on the polymer particles. This depends on the condensing agent, its concentration, the reaction conditions of the circulating gas composition such as temperature and pressure, the molecular weight, density and branch chain distribution of the polymer. A suitable condensation operation is described in US Pat.
Despite the description of the '52749, low and high flow bulk densities are achieved.

【0015】実際の実験によると、20重量%以上の凝
縮は重合体の軟化による制限を超えないで行われること
が示された。
Practical experiments have shown that condensation of more than 20% by weight takes place without exceeding the limits imposed by the softening of the polymer.

【0016】二相循環流の入口箇所は、流動床(重合帯
域)を懸濁状態に維持するために好ましくは流動床の下
側である。連行された液体を含んでいる循環流は反応器
の下側部分の箇所、最も好ましくは反応器の底に導入さ
れ、これにより流動床を上方に流れる流体流の均一性を
確保する。他の入口箇所は反応器の側部に沿って設けら
れ流動床に直接連絡した任意数の開口であり、放出は、
壁から、あるいは流動床の本体部分へ延びた管から行わ
れる。同様に、導入は分配板を貫通して流動床に延びる
管から行うことができる。噴霧または噴射ノズルを使用
して流れを流動床中に分布させることも可能である。
The point of entry of the two-phase circulation is preferably below the fluidized bed in order to keep the fluidized bed (polymerization zone) in suspension. A circulating stream containing entrained liquid is introduced at the lower part of the reactor, most preferably at the bottom of the reactor, thereby ensuring the homogeneity of the fluid stream flowing up the fluidized bed. The other inlet points are any number of openings provided along the side of the reactor and directly connected to the fluidized bed, the discharge
This can be done from a wall or from a tube extending to the body part of the fluidized bed. Similarly, the introduction can take place from a tube extending through the distributor plate and into the fluidized bed. It is also possible to use a spray or spray nozzle to distribute the stream in the fluidized bed.

【0017】邪魔板その他、循環流入口箇所の近傍の低
い気体速度の領域の形成を防ぐための手段を設けること
により、上昇する循環流中に固体及び液体を連行状態に
維持することができる。このような手段の一つは米国特
許第4877587号及び第4933149号に記載さ
れている。
By providing baffles and other means for preventing the formation of low gas velocity regions near the circulating inlet, solids and liquids can be maintained entrained in the rising circulating flow. One such means is described in U.S. Pat. Nos. 4,877,587 and 4,933,149.

【0018】明らかな利益はないが、二相循環流を2以
上の別個の流れに分割し、その1つ以上を直接重合帯域
に入れることができる。ただし、床を懸濁状態に維持す
るために床の下側及び床を通して充分な気体速度が与え
られる場合とする。すべての場合に、気体流の組成は実
質的に一様に保持され、除去不能な固形分が形成される
ような死空間は形成されないように流れる。
With no apparent benefit, the two-phase circulating stream can be split into two or more separate streams, one or more of which can enter the polymerization zone directly. Provided that sufficient gas velocity is provided below and through the bed to maintain the bed in suspension. In all cases, the composition of the gas stream is kept substantially uniform and flows such that no dead space is formed, which forms non-removable solids.

【0019】必要なら、二相流体を形成するような条件
下に気体と液体を別個に噴射することにより、噴射点で
反応器内に二相流体流を形成し得ることは明らかであろ
う。しかし、冷却後に気相と液相を分離する際に不要な
負担が増すため、気体と液体のこのような動作にはほと
んど利益は見いだされない。WO94/28032号
(1994年12月8日発行)には、この動作モードに
関してこれに反する見解が表明されている。しかし、補
充単量体をこのようにして反応器に注入することは望ま
しい。液体または気体状の補充単量体を反応器の二相流
体循環流の入口箇所への、反応器の他の箇所への、ある
いは循環流への注入は本発明の意図するところである。
It will be apparent that, if necessary, a two-phase fluid stream may be formed in the reactor at the point of injection by separately injecting the gas and liquid under conditions such as to form a two-phase fluid. However, little benefit is found in such operation of gas and liquid because of the additional burden on separating the gas and liquid phases after cooling. WO 94/28032 (issued December 8, 1994) expresses a contradictory view on this mode of operation. However, it is desirable to inject the replenishment monomer into the reactor in this manner. The injection of liquid or gaseous make-up monomer at the inlet of the two-phase fluid circulation of the reactor, at other points in the reactor, or into the circulation is contemplated by the present invention.

【0020】本発明の利益はポリオレフィンの製造に限
定されない。本発明は気相流動床において実施される任
意の発熱反応重合法と関連して実施できる。本発明の従
来技術より優れた利益は、循環流の露点が流動床内部の
反応温度に近い程大きい。
The benefits of the present invention are not limited to the production of polyolefins. The present invention may be practiced in connection with any exothermic reaction polymerization process performed in a gas phase fluidized bed. The advantages over the prior art of the present invention are greater when the dew point of the circulating stream is closer to the reaction temperature inside the fluidized bed.

【0021】本発明の任意の重合体製造に対する適用可
能性は、次の式を使用して判定できる。 X=P・Hrxn /Gmass・CPgas (Trxn −T
limit ) ここに、 P=重合体の所望の生成速度で、本発明でないと1.0
未満を与えるような速度に制限される。 Hrxn =製造される特定の重合体の重合熱。 Gmass=循環流の質量流量で、床内の適宜の流動化と混
合の必要性による最低値と、固形分の連行による最大値
により限定される。 CPgas =循環流の熱容量。 Trxn =反応帯域(流動床)の温度で、循環流の圧力に
おける重合体の付着温度及び/または触媒の性能に依存
する最大値と、触媒の性能に依存する最低値を有する。 Tlimit =反応帯域に流入する循環流の最低温度。この
温度は循環流の露点、または熱交換器帯域の冷却限界の
いずれか高い方の温度である。Tlimit が循環流の露点
ならば発明は単に流れを露点以下の温度に冷却すること
により実施される。Tlimit が熱交換器帯域で制御され
る場合には、発明は凝縮性流体を添加して循環流の露点
を熱交換器帯域の冷却限界以上に上昇することにより実
施される。
The applicability of the present invention to the production of any polymer can be determined using the following equation: X = P · H rxn / G mass · CP gas (T rxn −T
limit ) where P = the desired production rate of the polymer, which is 1.0
Limited to speeds that give less. H rxn = the heat of polymerization of the particular polymer produced. G mass = mass flow rate of the circulating stream, limited by the minimum due to the need for appropriate fluidization and mixing in the bed and the maximum by entrainment of solids. CP gas = heat capacity of the circulation. T rxn = the temperature of the reaction zone (fluidized bed), with a maximum depending on the polymer deposition temperature and / or the performance of the catalyst at the pressure of the circulating stream and a minimum dependent on the performance of the catalyst. T limit = minimum temperature of the circulating stream entering the reaction zone. This temperature is the higher of the dew point of the circulation stream or the cooling limit of the heat exchanger zone. If T limit is the dew point of the circulating stream, the invention is implemented simply by cooling the stream to a temperature below the dew point. Where T limit is controlled in the heat exchanger zone, the invention is practiced by adding a condensable fluid to raise the dew point of the circulating stream above the cooling limit of the heat exchanger zone.

【0022】Xが1より大きい場合には、本発明の利益
が得られ、Xの値が増加するにつれて本発明から得られ
る作用効果が大きい。
When X is greater than 1, the benefits of the present invention are obtained, and the effect obtained from the present invention increases as the value of X increases.

【0023】一般に、反応器内の反応帯域の高さと直径
の比は、約2.7:1〜4.6:1の範囲で変わる。こ
の範囲は勿論所望の生産速度に依存してより大きいまた
はより小さい値に変わり得る。その上の減速帯域の断面
積は典型的には約2.6〜2.8に反応帯域の断面積を
乗じたものである。
Generally, the ratio of the height to the diameter of the reaction zone in the reactor will vary from about 2.7: 1 to 4.6: 1. This range can of course vary to larger or smaller values depending on the desired production rate. The cross-sectional area of the deceleration zone above it is typically about 2.6-2.8 multiplied by the cross-sectional area of the reaction zone.

【0024】反応帯域は補充の供給流と循環流の形の連
続した重合性及び改質用の気体成分の連続した流れによ
り流動化された、成長しつつある重合体粒子と、生成し
た重合体粒子と、少量の触媒粒子とを含む。生きた流動
床を維持するには、床を通る見掛け速度が流動に必要な
最低速度を超えなければならず、最低速度よりも少なく
とも0.2ft/秒(60cm/秒)以上大きいことが
好ましい。通常は、見掛けの気体速度は5.0ft/秒
(15.0m)を超えず、約2.5ft/秒(7.5m
/秒)以下で充分である。
The reaction zone comprises growing polymer particles fluidized by a continuous stream of a polymerizable and reforming gaseous component in the form of a replenishment feed and recycle stream; Particles and a small amount of catalyst particles. To maintain a living fluidized bed, the apparent velocity through the bed must exceed the minimum velocity required for fluidization and is preferably at least 0.2 ft / sec (60 cm / sec) greater than the minimum velocity. Typically, the apparent gas velocity does not exceed 5.0 ft / sec (15.0 m) and is about 2.5 ft / sec (7.5 m / sec).
/ S) or less is sufficient.

【0025】局所的な熱点の形成を防ぎ、粒状触媒を捕
捉して反応帯域全体に分布させるには床が常に粒子を含
むことが肝要である。始動時に反応器には気体流の開始
に先立って基本量の粒状重合体粒子が装入される。この
ような粒子は製造すべき重合体と同一でも良いし異なっ
ていても良い。異なっている場合には、これらは所定量
の生成重合体と主に初期生成物として引出される。最終
的には所望の重合体粒子が始動床を置換する。
It is imperative that the bed always contain particles in order to prevent the formation of local hot spots and to trap and distribute the particulate catalyst throughout the reaction zone. At start-up, the reactor is charged with a basic amount of particulate polymer particles prior to the start of the gas stream. Such particles may be the same as or different from the polymer to be produced. If different, they are withdrawn in a given amount of the produced polymer and mainly as initial product. Ultimately, the desired polymer particles displace the starting bed.

【0026】流動床で使用される部分的にまたは全面的
に活性化された前駆組成物及び/または触媒がそれらに
対して不活性な窒素またはアルゴン等のガスの浸した状
態で貯蔵器に蓄えられて使用に備えることが好ましい。
The partially or fully activated precursor composition and / or catalyst used in the fluidized bed may be stored in a reservoir in a gas impregnated with inert gas such as nitrogen or argon. It is preferable to prepare for use.

【0027】流動化は床に流通する流動性循環流を高流
量、典型的には補充流体の供給流量の約50倍程度にす
ることにより達成できる。流動床は一般に流動床を流通
するガスにより形成され移動する粒子の濃密な集団の外
観を有する。床を通る圧力降下は流動床の重量をその断
面積で除した値と同一かあるいは若干大きい。従って、
圧力降下は反応器の形状に依存する。
Fluidization can be achieved by increasing the flow rate of the fluid circulating stream flowing through the bed, typically to about 50 times the feed rate of the make-up fluid. A fluidized bed generally has the appearance of a dense population of moving particles formed by the gas flowing through the fluidized bed. The pressure drop through the bed is equal to or slightly greater than the fluidized bed weight divided by its cross-sectional area. Therefore,
The pressure drop depends on the geometry of the reactor.

【0028】補充流体は床に直接供給しても良いが、循
環路に供給することの方が多い。循環路に供給する場合
には、熱交換器または循環ガス冷却器の前または後に供
給する。補充流の組成は気体分析により測定される。気
体分析器は循環流の組成と補充流の組成を分析して反応
帯域内の気体組成を実質的に定常状態に維持する。
Although the replenishment fluid may be supplied directly to the bed, it is more often supplied to the circuit. When supplying to a circulation path, it supplies before or after a heat exchanger or a circulation gas cooler. The makeup of the make-up stream is determined by gas analysis. The gas analyzer analyzes the composition of the recycle stream and the make-up stream to maintain the gas composition in the reaction zone at a substantially steady state.

【0029】気体分析器としては、慣用の方法で循環流
の組成を表示するように評価して供給流を調整するよう
に適合した、広く市販されている気体分析器を使用でき
る。気体分析器は米国特許第5437179号に記載さ
れているような、より複雑な迅速気体分析器の一つでも
良い。一般に気体分析器は気体を減速帯域と熱交換器と
の間の箇所から受け取るように位置付けられる。
As the gas analyzer, any commercially available gas analyzer adapted to evaluate and indicate the composition of the circulating stream in a conventional manner to adjust the feed stream can be used. The gas analyzer may be one of the more complex rapid gas analyzers described in US Pat. No. 5,437,179. Generally, the gas analyzer is positioned to receive gas from a point between the deceleration zone and the heat exchanger.

【0030】完全な流動化を達成するために、循環流及
び所望ならば更に補充流の一部は循環路を通して床の底
から反応器に戻される。好ましくは気体分配板を戻し点
の上側に設けて床の流動化を助けることができる。床を
流通する際に、循環流は重合反応により生じた反応熱を
吸収する。
To achieve complete fluidization, a portion of the recycle stream and, if desired, a further make-up stream is returned to the reactor from the bottom of the bed through a circuit. Preferably, a gas distribution plate can be provided above the return point to help fluidize the bed. As it flows through the bed, the circulation stream absorbs the heat of reaction generated by the polymerization reaction.

【0031】ある場合には、アルミノオキサンを使用す
ると静電気が発生し易いことがある。誘導及び自然の凝
縮モード動作は静電気を抑制することが分かった。静電
気の消失はイソペンタンのような凝縮媒質を瞬時の供給
流量で反応器に供給することにより主として得られるも
のであり、すでに反応器内に存在しているイソペンタン
の凝縮によるものではないと考えられる。従って、凝縮
媒質の供給速度の変動は反応器の静電気に劇的な作用を
与える。凝縮媒質の噴霧を直接分配板の底に供給するこ
とにより、反応器全体の与えられた凝縮媒質濃度におい
て、凝縮媒質が底または循環路に導入される場合に比し
て、より多くの液体が分配板に当たる。このようにする
利益は、より少量の凝縮媒質で済み、そのため流動床の
溢流(flooding) が回避できることである。
In some cases, the use of aluminoxane can easily generate static electricity. Inductive and natural condensation mode operation has been found to suppress static electricity. The loss of static electricity is mainly obtained by supplying a condensing medium such as isopentane to the reactor at an instantaneous supply flow rate, and is not considered to be due to the condensation of isopentane already existing in the reactor. Thus, fluctuations in the feed rate of the condensing medium have a dramatic effect on the static electricity of the reactor. By supplying the spray of condensed medium directly to the bottom of the distributor plate, at a given condensed medium concentration throughout the reactor, more liquid is produced than when the condensed medium is introduced into the bottom or circuit. Hit the distribution plate. The advantage of this is that less condensed medium is required, so that flooding of the fluidized bed can be avoided.

【0032】床内で作用しない流動床の部分は、重合帯
域から、好ましくはその上の、連行される粒子が床に戻
る機会を与えられる減速帯域を介して、除去される循環
流を構成する。
The portion of the fluidized bed that is not active in the bed constitutes a recycle stream which is removed from the polymerization zone, preferably via a deceleration zone above which entrained particles are given the opportunity to return to the bed. .

【0033】循環流は次に圧縮器で圧縮され、次いで熱
交換帯域に送られてそこで反応熱を除去され、その後床
に戻される。熱交換帯域は典型的には水平又は垂直型で
あり得る熱交換器である。循環流は次に反応器の底から
気体分配板を通して流動床に戻される。気体偏向部材が
好ましくは反応器の入口に設置され、粒子が沈降して固
体の固まりになるのを阻止する。以前に言及された環状
ディスクはこれを行うための一つの手段である。
The circulating stream is then compressed in a compressor and then sent to a heat exchange zone where heat of reaction is removed and then returned to the bed. The heat exchange zone is typically a heat exchanger which may be horizontal or vertical. The circulating stream is then returned to the fluidized bed from the bottom of the reactor through a gas distribution plate. A gas deflecting member is preferably located at the inlet of the reactor to prevent the particles from settling and solidifying. The previously mentioned annular disk is one means for doing this.

【0034】床の温度は反応熱を連続的に除去すること
により定常状態で実質的に一定の温度に制御される。ポ
リエチレンでは床の上部には認められるほどの温度勾配
は存在しないようである。ポリプロピレンでは床の上側
を横切って約1〜2℃の温度勾配が存在することは珍し
くない。温度勾配は床の底部で約6〜12インチ(1
5.2〜30.5cm)層に存在し、流入流体の温度と
床の残りの部分の温度との間の勾配である。
The bed temperature is controlled to a substantially constant temperature at steady state by continuously removing the heat of reaction. With polyethylene, there appears to be no appreciable temperature gradient at the top of the bed. It is not uncommon for polypropylene to have a temperature gradient of about 1-2 ° C across the top of the bed. The temperature gradient is about 6-12 inches (1
5.2-30.5 cm), the gradient between the temperature of the incoming fluid and the temperature of the rest of the bed.

【0035】良好な気体分布は反応器の動作に重要な役
割を果たす。流動床は成長しつつある粒状重合体と、成
長した粒状重合体と、触媒粒子を含んでいる。重合体粒
子は熱く且つおそらく活性であるから、沈降を防がなけ
ればならない。静的な集合体(mass)が存在すると、そ
の中に含まれる活性な触媒は反応を続行して融着を引き
起こす可能性がある。従って、床を通して流動化を維持
するに充分な流量で循環流を床に分散させることは重要
である。
Good gas distribution plays an important role in the operation of the reactor. The fluidized bed includes a growing particulate polymer, a grown particulate polymer, and catalyst particles. Since the polymer particles are hot and possibly active, sedimentation must be prevented. If a static mass is present, the active catalyst contained therein may continue the reaction and cause fusion. It is therefore important to distribute the circulating stream to the bed at a rate sufficient to maintain fluidization through the bed.

【0036】気体分配板はこの良好な気体分配を達成す
るための好ましい手段の一つであり、例えばメッシュ
板、スロット板、穿孔板、バブルキャップ板等である。
分配板の要素はすべて固定でも良いし、米国特許第32
98192号に記載されているように可動型でも良い。
どのような設計でも、循環流を床の基部の粒子を通して
拡散させて床を流動状態に維持し、また反応器の休止時
に樹脂粒子の静止した床を支持するのに役立たなければ
ならない。
The gas distribution plate is one of the preferable means for achieving this good gas distribution, and is, for example, a mesh plate, a slot plate, a perforated plate, a bubble cap plate or the like.
All elements of the distribution plate may be fixed, or US Pat.
It may be a movable type as described in Japanese Patent No. 98192.
In any design, the circulating stream must be diffused through the particles at the base of the bed to keep the bed fluid and also to support a stationary bed of resin particles during reactor shutdown.

【0037】好ましい気体分配板は一般に金属から形成
され、その表面全体に分布した孔を有する形式のもので
ある。孔は通常は直径約0.5インチ(1.27cm)
である。孔は分配板を通して延び、各孔の上には分配板
に固定された三角形のアングル鋼材が配置される。アン
グル鋼材は流体の流れを分配板の表面に沿って分布させ
て固体の停滞域を回避する。更に、アングル鋼材は床が
沈降する時に孔を通して樹脂が流れるのを阻止する。
The preferred gas distribution plate is of the type generally made of metal and having holes distributed over its surface. Holes are usually about 0.5 inches (1.27 cm) in diameter
It is. The holes extend through the distribution plate, and above each hole is disposed a triangular angle steel fixed to the distribution plate. Angle steel distributes the fluid flow along the surface of the distribution plate to avoid solid stagnation zones. In addition, the angle steel prevents the resin from flowing through the holes as the floor sinks.

【0038】触媒及び反応体に対して不活性な任意の流
体が循環流内に存在することができる。アクチベータ
(賦活剤)化合物が使用される場合には好ましくは熱交
換器の下流において反応系に導入するか、又は直接流動
床に導入することができる。この場合に、凝縮媒質又は
液体単量体のようなキャリア流体と共に導入しても良
い。
Any fluid inert to the catalyst and reactants can be present in the circulation. If an activator (activator) compound is used, it can preferably be introduced into the reaction downstream of the heat exchanger or directly into the fluidized bed. In this case, it may be introduced with a carrier fluid such as a condensing medium or a liquid monomer.

【0039】流動床反応器を重合体粒子の焼結温度より
も低い温度で動作させ、それにより焼結が生じないよう
にすることが重要である。焼結温度は樹脂密度の関数で
ある。一般に、例えば低密度ポリエチレン樹脂は低い焼
結温度を有し、低密度ポリエチレン樹脂は高い焼結温度
を有する。例えば約75℃から95℃の温度は、密度が
約0.91〜0.95g/cm3 のポリエチレン共重合
体を製造するのに使用され、約100℃〜約115℃の
温度は、密度が約0.95〜0.97g/cm3 のポリ
エチレン共重合体を製造するのに使用される。
It is important that the fluidized bed reactor be operated at a temperature below the sintering temperature of the polymer particles so that no sintering occurs. Sintering temperature is a function of resin density. Generally, for example, low density polyethylene resins have low sintering temperatures, and low density polyethylene resins have high sintering temperatures. For example, temperatures from about 75 ° C. to 95 ° C. are used to produce polyethylene copolymers having a density of about 0.91 to 0.95 g / cm 3 , and temperatures from about 100 ° C. to about 115 ° C. It is used to produce about 0.95 to 0.97 g / cm 3 of polyethylene copolymer.

【0040】流動床反応器は約1000psi(70k
g/cm2 )までの圧力で動作でき、ポリエチレン樹脂
の製造に対しては好ましくは約100〜100psi
(7.0kg/cm2 )で動作でき、この範囲内のより
高い圧力での動作では、圧力の増加が気体の単位熱容量
を増すので熱伝達により好ましい。
The fluidized bed reactor is operated at about 1000 psi (70 k
g / cm 2 ), and is preferably about 100-100 psi for polyethylene resin production.
(7.0 kg / cm 2 ), and operation at higher pressures within this range is more favorable for heat transfer as increasing the pressure increases the unit heat capacity of the gas.

【0041】部分的にあるいは全面的に活性化された前
駆体組成物及び/又は触媒(以下単に触媒と呼ぶ)は、
その消費量に相当する割合で床に供給される。好ましく
は、触媒は重合体粒子の良好な混合が生じるような床の
部位に注入される。触媒を分配板の上方の箇所に注入す
ることは流動床の満足な運転に対して重要な因子であ
る。触媒は高度に活性を有するので、触媒を分配板の下
の領域に注入するとその場所で重合を開始させてしま
い、その結果分配板の閉塞を起こす可能性がある。その
代わりに、触媒を流動床に注入すると、触媒の床全体へ
の分布が促進され、熱点の形成を生じる可能性のある触
媒の局部的な高濃度の箇所の形成が阻止される傾向が生
じる。触媒を床の上から反応器に注入すると、過剰な触
媒が循環路に運ばれ、そこで重合が開始して管や熱交換
器の閉塞を生じる可能性がある。
The partially or fully activated precursor composition and / or catalyst (hereinafter simply referred to as catalyst) comprises:
It is supplied to the floor at a rate corresponding to its consumption. Preferably, the catalyst is injected at a site in the bed where good mixing of the polymer particles occurs. Injecting the catalyst at a point above the distribution plate is an important factor for satisfactory operation of the fluidized bed. Since the catalyst is highly active, injecting the catalyst into the area below the distributor plate will initiate polymerization at that location, which can result in blockage of the distributor plate. Instead, injecting the catalyst into the fluidized bed tends to promote the distribution of the catalyst throughout the bed and prevent the formation of localized high concentration spots of the catalyst that can result in the formation of hot spots. Occurs. When catalyst is injected into the reactor from above the bed, excess catalyst is conveyed to the circuit where polymerization can begin and block tubes and heat exchangers.

【0042】触媒は各種の技術により反応器に注入する
ことができる。非支持触媒を噴霧するすべての方法が同
等に効果的なわけではない。触媒を直接床に噴霧するあ
る動作モードでは、触媒が樹脂粒子を被覆したので制御
できない程成長した。数種の好ましい方法が見いだされ
た。一つの方法では、有機金属錯体とアクチベータを別
個に供給する。他の好ましい方法は、これらの組合せ成
分を反応器に供給するが噴霧粒子が床の粒子に接触する
前に蒸発を開始するに充分な時間を与えるようにするこ
とから得られた。更に他の方法では、2つの成分を、そ
れらが供給されている間にその可溶性を喪失し始めさせ
るようなキャリア中に入れて供給し、それにより供給物
が反応器に入る際に活性な触媒の核を形成させるように
した。大きい過剰寸法の支持管路流を有する床への噴霧
ノズルを使用すると、付着物(foul) の形成が阻止され
る傾向があると思われる。同様に分配板を貫通する噴霧
ノズルの使用により、触媒が分配板直上から供給されの
で、同様に付着物の形成をを阻止する傾向が生じる。ど
れが最良かは今のところ分からない。
The catalyst can be injected into the reactor by various techniques. Not all methods of spraying unsupported catalysts are equally effective. In one mode of operation, in which the catalyst was sprayed directly onto the bed, it grew uncontrollably as the catalyst coated the resin particles. Several preferred methods have been found. In one method, the organometallic complex and the activator are provided separately. Another preferred method resulted from feeding these combined components to the reactor, but allowing sufficient time for the spray particles to start evaporating before coming into contact with the particles in the bed. In yet another method, the two components are fed in a carrier that causes them to begin losing their solubility while they are fed, so that the active catalyst as the feed enters the reactor Nuclei were formed. It is believed that the use of a spray nozzle on the bed with a large oversized support line flow tends to prevent the formation of foul. Similarly, the use of spray nozzles penetrating the distributor plate tends to prevent the formation of deposits as well, since the catalyst is supplied directly above the distributor plate. I don't know which one is best for now.

【0043】可溶性触媒の供給に関して経験する一つの
問題点は、触媒液滴が流動床内で重合体粒子に衝突し、
重合体粒子を被覆することである。引き続いて重合によ
り重合体の寸法がどんどん大きくなる。この傾向は、メ
タロセン化合物とアルミノオキサン化合物とを反応器に
供給する際にそれらの反応から固体触媒粒子を形成する
ことにより大幅に減じられ、そして制御される。
One problem experienced with the supply of soluble catalyst is that catalyst droplets impact polymer particles in a fluidized bed,
Coating the polymer particles. Subsequently, the size of the polymer increases steadily due to the polymerization. This tendency is greatly reduced and controlled by forming solid catalyst particles from the reaction of the metallocene compound and the aluminoxane compound as they are fed to the reactor.

【0044】メタロセン触媒は脂肪族又は芳香族炭化水
素例えばトルエン又はイソペンタン中の希薄溶液として
提供される。アルミノオキサンもまたイソペンタンやト
ルエン等の脂肪族又は芳香族炭化水素の溶液として提供
される。各々が反応器に連続的又は間欠的に供給され、
反応器へ入る前にイソペンタンや他の不活性炭化水素の
キャリア流体と混合される。追加的に、窒素のような不
活性ガスを添加して触媒を反応器に噴霧又は分散させる
ためのキャリア気体として作用するようにしても良い。
メタロセン化合物及びアルミノオキサン化合物はこの方
法ではイソペンタンキャリアに不溶性の活性触媒種を形
成するように反応する。この触媒は沈殿してわずかに数
μ以下の直径の微細固体粒子となり、その後はイソペン
タン中のスラリーとして反応器に送られる。反応とそれ
に続く沈殿は非常に早い。付加物はトルエンに溶解す
る。トルエンは存在することができるが、沈殿できるよ
うにイソペンタンの方がはるかに多量に存在する。これ
により可溶性メタロセン触媒の気相反応器への供給によ
り製造される重合体の形態学的特性が改善される。触媒
とアルミノオキサン化合物は反応してキャリア流体に不
溶性の粒子を形成し、この粒子は重合体のテンプレート
(賦形剤)として作用して良好な形態学的特性、良好な
樹脂かさ密度、及び良好な流動特性を有する重合体粒子
を生成する。この賦形された液体供給触媒を使用する
と、凝縮モードでの全範囲の運転で付着物が減じる。
The metallocene catalyst is provided as a dilute solution in an aliphatic or aromatic hydrocarbon such as toluene or isopentane. Aluminoxane is also provided as a solution of an aliphatic or aromatic hydrocarbon such as isopentane or toluene. Each being fed to the reactor continuously or intermittently;
Prior to entering the reactor, it is mixed with isopentane or another inert hydrocarbon carrier fluid. Additionally, an inert gas such as nitrogen may be added to act as a carrier gas for spraying or dispersing the catalyst into the reactor.
The metallocene compound and the aluminoxane compound react in this manner to form an active catalyst species that is insoluble in the isopentane carrier. The catalyst precipitates into fine solid particles of only a few microns or less in diameter and is then sent to the reactor as a slurry in isopentane. The reaction and subsequent precipitation are very fast. The adduct dissolves in toluene. Toluene can be present, but isopentane is much more abundant so that it can precipitate. This improves the morphological properties of the polymer produced by feeding the soluble metallocene catalyst to the gas phase reactor. The catalyst and aluminoxane compound react to form particles that are insoluble in the carrier fluid, which act as a polymer template (excipient) to provide good morphological properties, good resin bulk density, and Produces polymer particles with good flow properties. The use of this shaped liquid feed catalyst reduces fouling over the full range of operation in condensation mode.

【0045】同様に、アルミノオキサン又は他のアクチ
ベータのトルエン溶液が使用でき、これはキャリアであ
るイソペンタンと接触させることにより沈殿させること
ができる。この接触は、触媒がイソペンタンキャリアに
混合される箇所よりも前の箇所で、あるいは触媒がキャ
リアに添加される箇所で、あるいは触媒がイソペンタン
キャリアに注入される箇所の下流において行うことがで
きる。触媒粒子はイソペンタンあるいは窒素をキャリア
流体とする噴霧ノズルを使用して反応器中に噴霧するこ
とができる。噴霧は分配板を所定位置に有さない反応器
の底から直接上方に指向させることができる。従って、
粒子が床を衝撃するまでに移動しなければならない距離
は極く短い。この時間内に、キャリア流体は蒸発してク
ラスター状に沈殿した触媒粒子を残す。キャリアが蒸発
しない場合でも、沈殿した触媒粒子は分散する傾向を有
する。触媒をこのように供給することは本発明の主題で
はない。もしも触媒を重合体に適正に分散させる対策が
取られているならば、触媒は直接床に導入して良い。
Similarly, a toluene solution of an aluminoxane or other activator can be used, which can be precipitated by contact with isopentane as a carrier. This contacting can occur at a point prior to where the catalyst is mixed with the isopentane carrier, at a point where the catalyst is added to the carrier, or downstream of where the catalyst is injected into the isopentane carrier. The catalyst particles can be sprayed into the reactor using a spray nozzle using isopentane or nitrogen as the carrier fluid. The spray can be directed upward directly from the bottom of the reactor without the distributor plate in place. Therefore,
The distance that particles have to travel before impacting the floor is very short. During this time, the carrier fluid evaporates, leaving the catalyst particles precipitated in clusters. Even when the carrier does not evaporate, the precipitated catalyst particles have a tendency to disperse. Providing the catalyst in this manner is not the subject of the present invention. If measures are taken to properly disperse the catalyst in the polymer, the catalyst may be introduced directly into the bed.

【0046】別法として、少なくとも何種類かの有機金
属錯体とアルミノオキサンアクチベータは良好な生産性
を与えあるいは良好な形態学的特性を与えるために予備
接触をする必要がない。具体的に示されたものは触媒成
分を反応器に特別な供給方法で供給した時に新規な個々
に分離した樹脂粒子が流動床に生成し、落下する樹脂粒
子の凝集が生じないことである。凝集モードでの運転
は、あるいは凝縮モードではないが高水準の凝縮性成分
の存在下での運転でも、触媒前駆体の溶媒和作用及び移
行性が、形成される重合体の全体にわたる点で有利であ
る(前駆体は互いを認識して活性な重合触媒を形成しな
ければならない)。触媒の生産性の劇的な向上はイソペ
ンタンの濃度を、循環気体の露点が20℃から33℃に
上昇するように上げた時に得られる。非常に高い水準の
凝縮、例えば25重量%以上では、触媒前駆体の移行と
活性点の形成が促進される点で有利である。
Alternatively, at least some of the organometallic complexes and the aluminoxane activator do not require pre-contact to provide good productivity or good morphological properties. What is specifically shown is that when the catalyst component is fed to the reactor by a special feeding method, new individually separated resin particles are formed in the fluidized bed, and no agglomeration of the falling resin particles occurs. Operation in agglomeration mode, or even in the presence of high levels of condensable components, but not in condensation mode, is advantageous in that the solvation and migration properties of the catalyst precursor are throughout the polymer formed. (The precursors must recognize each other to form an active polymerization catalyst). A dramatic increase in catalyst productivity is obtained when the isopentane concentration is increased such that the dew point of the circulating gas increases from 20 ° C to 33 ° C. Very high levels of condensation, e.g., greater than 25% by weight, are advantageous in that they promote catalyst precursor migration and active site formation.

【0047】上記のように、凝縮モードにおいて可溶性
の付加物を形成する触媒前駆体の反応は、重合体成長及
び粒子複製のテンプレートを提供することができる。経
験によると、一次樹脂粒子は一般に球形であり約10〜
100ミクロンの範囲の直径を有する固体である。これ
らの粒子はより大きい粒子に凝集し得る。触媒を反応器
内に噴霧する利点の一つは、生成する粒子の寸法を制御
することができることである。噴霧ノズルの寸法とキャ
リアの速度を制御することにより、粒子径を広範囲に調
整することができる。これは特に触媒の生産性を触媒の
熱に対する感受性と調和させる必要がある場合に有利で
ある。重合体の粒子径を増大することは、製造工程中に
製品間の切替えを行う時に床容積を低下させる場合に有
利である。
As mentioned above, the reaction of the catalyst precursor to form a soluble adduct in the condensation mode can provide a template for polymer growth and particle replication. Experience has shown that primary resin particles are generally spherical, with
It is a solid having a diameter in the range of 100 microns. These particles can aggregate into larger particles. One of the advantages of spraying the catalyst into the reactor is that the size of the resulting particles can be controlled. By controlling the size of the spray nozzle and the speed of the carrier, the particle size can be adjusted over a wide range. This is particularly advantageous when the productivity of the catalyst needs to be coordinated with the heat sensitivity of the catalyst. Increasing the particle size of the polymer is advantageous when reducing bed volume when switching between products during the manufacturing process.

【0048】可溶性の付加物に対しては更にいくつかの
追加の利点がある。一つは噴霧された粒子の溶剤が蒸発
するにつれて、非可溶化された成分がテンプレートを形
成して改良された形態学的特性に導き得ることである。
更に、初期重合体は樹脂粒子のテンプレートとして役立
つことができる固い枠を形成する傾向がある。
There are several additional advantages over soluble adducts. One is that as the solvent of the sprayed particles evaporates, the unsolubilized components can form a template leading to improved morphological properties.
Further, the prepolymer tends to form a rigid frame that can serve as a template for the resin particles.

【0049】非支持型触媒は支持型触媒のように固定付
着物に結合する必要がない。非支持型触媒の可動性は凝
縮モードにおいて動作させることにより向上する。なぜ
なら、液体は触媒成分の分散を助けて成分の混合を促進
し、触媒を高能率に形成するからである。触媒の粒子内
への更なる拡散は凝縮剤により重合体を膨潤することに
より促進される。有機金属錯体とアクチベータは樹脂粒
子全体により均一に分散されて改良された触媒生産性と
製品の一様性(均質性)を与える。不溶性触媒を形成す
るために反応しなければならない個々の成分がそれ自体
凝縮媒質に可溶である場合には、触媒とアクチベータの
分散を助けるこの膨潤の考えは、不溶性付加物触媒にも
適用できる。
[0049] Unsupported catalysts do not need to bind to fixed deposits as do supported catalysts. The mobility of the unsupported catalyst is improved by operating in the condensation mode. This is because the liquid helps disperse the catalyst components, promotes mixing of the components, and forms the catalyst with high efficiency. Further diffusion of the catalyst into the particles is facilitated by swelling the polymer with a condensing agent. The organometallic complex and activator are more evenly dispersed throughout the resin particles to provide improved catalyst productivity and product uniformity. If the individual components that must react to form the insoluble catalyst are themselves soluble in the condensing medium, this swelling concept that helps disperse the catalyst and activator is also applicable to insoluble adduct catalysts .

【0050】本発明の利益を達成する他の方法は、触媒
前駆体と反応する前に重合反応器(又は反応器への装入
前に)内で沈殿又はゲル化を行うアクチベータを使用す
ることである。この沈殿は凝縮媒質により不連続層の形
成により引き起こすことができる。例えば、通常のアル
ミノオキサンはトルエン中に入れて供給され、イソペン
タンに可溶である。このものは例えばイソペンタン流と
混合することにより供給管路中で沈殿し得る。また、そ
れはトルエンがしばしばイソペンタンである凝縮剤と混
合することにより分散されるので反応器中でも沈殿す
る。凝縮モードでの運転はアルミノオキサンの沈殿を生
じる。アルミノオキサンの沈殿を行う他の方法には、逆
機能(disfunctional)分子、極性物質(例えばMgCl
2 )又は界面活性剤との反応が含まれる。沈殿したアル
ミノオキサンは次に重合体の複製と成長に対する優れた
テンプレートとして作用する。高凝縮水準での動作は重
合体の膨潤を助け、アルミノオキサン粒子へのメタロセ
ン前駆触媒の拡散を助ける。
Another way to achieve the benefits of the present invention is to use an activator that precipitates or gels in the polymerization reactor (or before charging to the reactor) before reacting with the catalyst precursor. It is. This precipitation can be caused by the formation of a discontinuous layer by the condensing medium. For example, normal aluminoxane is supplied in toluene and is soluble in isopentane. This can be precipitated in the feed line, for example, by mixing with a stream of isopentane. It also precipitates in the reactor as toluene is dispersed by mixing with a condensing agent, often isopentane. Operation in the condensing mode results in precipitation of the aluminoxane. Other methods of performing aluminoxane precipitation include disfunctional molecules, polar materials (eg, MgCl 2).
2 ) or reaction with surfactants. The precipitated aluminoxane then acts as an excellent template for polymer replication and growth. Operation at high condensation levels assists in swelling of the polymer and assists in diffusion of the metallocene procatalyst into the aluminoxane particles.

【0051】変性アルミノオキサンはイソペンタンにあ
る程度可溶であるが、それでも液状イソペンタンのよう
な凝縮媒質が存在しなければ可溶性を急速に失う可能性
がある。この条件は凝縮モードでの運転中にさえも重合
体粒子の流動床内に存在し得る。凝縮した液体は必ずし
も床の全高さに侵入しないので、頂部から床の内部に向
かってある距離下がったところまで乾燥領域が存在す
る。触媒前駆体、アクチベータ、及び新規に形成された
樹脂粒子の乾燥領域及び湿潤領域への連続した出入りは
触媒成分の粒子全体への分散を改善し、更に落下凝集を
生じることなく粒子成長の安定なテンプレートを提供す
る。理論的には、凝縮の程度は樹脂の粒子寸法及び形態
を制御するのに使用できる。
Although the modified aluminoxanes are somewhat soluble in isopentane, they can still lose solubility rapidly in the absence of a condensing medium such as liquid isopentane. This condition may be present in the fluidized bed of polymer particles even during operation in the condensation mode. Since the condensed liquid does not necessarily penetrate the full height of the bed, there is a dry area from the top down a certain distance towards the interior of the bed. The continuous entry and exit of the catalyst precursor, activator, and newly formed resin particles into the dry and wet areas improves the dispersion of the catalyst components throughout the particles, and furthermore ensures stable particle growth without drop aggregation. Provide a template. In theory, the degree of condensation can be used to control the particle size and morphology of the resin.

【0052】乾燥領域への追加は、迅速な核形成と良好
な粒子特性を提供する。湿潤領域への追加は触媒生産
性、粒子の熱点防止のための冷却、付着物の減少、及び
樹脂凝集の抑制を改善する。
[0052] The addition to the dry zone provides rapid nucleation and good particle properties. The addition to the wet zone improves catalyst productivity, cooling to prevent hot spots of particles, reduced deposits, and reduced resin aggregation.

【0053】アルミノオキサンはまたエチレン又はエタ
ンのような超臨界性溶剤に入れて供給することができる
(エチレンは単量体であるからこの使用には明らかな利
益が得られる)。アルミノオキサンは非常に急速に沈殿
して重合体複製のためのテンプレートを形成する。
The aluminoxane can also be supplied in a supercritical solvent such as ethylene or ethane (the use of ethylene being a monomer gives obvious benefits). Aluminoxane precipitates very quickly to form a template for polymer replication.

【0054】アルミノオキサンは噴霧ノズルを通して分
配板を除去した底部円錐部に添加することができ、メタ
ロセン助触媒は反応器の側面から注入管により床に導入
することができる。アルミノオキサン供給流はまた分配
板を所定位置に備えた流動床に直接供給しても良い。触
媒供給管は好ましくはアルミノオキサン供給管よりも約
6インチ(15.4)下方に設けることができるが、そ
れらの相対位置は入れ替えても良いし、更に離間させて
も良い。これらはプロセス又は触媒を有利にするよう
に、反転、離間、又は近接することができる。単純にく
びれ部を有する複数の注入管を設けて適当なキャリア液
体及び気体流を各々に供給することもできる。注入管が
直接流動床に挿入されている場合には、予め接触させた
触媒及びアルミノオキサンはしばしば注入管の閉塞を生
じることに注意すべきである。
Aluminoxane can be added to the bottom cone by removing the distribution plate through a spray nozzle, and the metallocene cocatalyst can be introduced into the bed by an injection tube from the side of the reactor. The aluminoxane feed stream may also be fed directly to a fluidized bed with a distribution plate in place. The catalyst feed tube may preferably be located about 6 inches (15.4) below the aluminoxane feed tube, but their relative positions may be interchanged or further spaced. These can be inverted, spaced apart, or close together to favor the process or catalyst. It is also possible to simply provide a plurality of injection tubes with constrictions to supply a suitable carrier liquid and gas flow to each. It should be noted that if the injection tube is inserted directly into the fluidized bed, the pre-contacted catalyst and aluminoxane often cause plugging of the injection tube.

【0055】更に、アルミノオキサンは分配板よりも前
で循環路に直接加えることができる。循環路に供給する
場合、凝縮モードの運転はアルミノオキサンを反応器に
フラッシュすることを助ける。
Furthermore, the aluminoxane can be added directly to the circuit before the distributor. When fed to the circuit, operation in condensing mode helps to flush the aluminoxane to the reactor.

【0056】流動床への均一重合触媒溶液の供給は、存
在する粒子を新規な重合体により被覆したり、あるいは
低活性に導く液滴の被膜形成(skinning over)を生じる
ために複雑化する。この問題は、触媒活性のない領域に
より分離された離散的領域に触媒活性点を生成すること
により回避することができる。これにより、初期触媒点
に対する最大の表面積−体積比が得られ、これにより最
大の接触速度が得られる。
The supply of the homogeneous polymerization catalyst solution to the fluidized bed is complicated by the coating of the particles present with the new polymer or by the skinning over of the droplets leading to a low activity. This problem can be circumvented by creating catalytically active sites in discrete regions separated by regions without catalytic activity. This results in a maximum surface area-to-volume ratio relative to the initial catalyst point, and thus a maximum contact speed.

【0057】触媒の分離は数種の方法により達成でき
る。一つの方法はメチルアルミノオキサンの飽和炭化水
素中のエマルジョンなど、所定の触媒成分のエマルジョ
ンを使用することである。エマルジョンは重合の性質に
有利な作用を与えるような種々の技術により製造し且つ
安定化できる。エマルジョン形成の一つの例は、鉱油を
アルミノオキサンのトルエン溶液に添加し、次いでトル
エンを追い出す(ストリップ)することである。
The separation of the catalyst can be achieved in several ways. One method is to use an emulsion of a given catalyst component, such as an emulsion of methylaluminoxane in a saturated hydrocarbon. Emulsions can be made and stabilized by a variety of techniques that have a favorable effect on the nature of the polymerization. One example of emulsion formation is to add a mineral oil to a toluene solution of aluminoxane and then drive off (strip) the toluene.

【0058】触媒の分離を達成する他の方法は、触媒成
分を予備混合し、次いで助溶媒を加えて得られる混合物
を不溶性にすることである。この例の一つはメタロセン
をアルミノオキサン−トルエン混合物及び鉱油と混合す
ることである。
Another method of achieving catalyst separation is to premix the catalyst components and then add a cosolvent to render the resulting mixture insoluble. One example of this is to mix the metallocene with an aluminoxane-toluene mixture and mineral oil.

【0059】触媒の分離を達成する他の方法は、触媒成
分の一つと反応する成分を添加し、それらを不溶性にす
ることである。この成分の例としてはエチレングリコー
ル等の、アルミノオキサンとの交差結合と不溶化を導く
二官能性又は三官能性分子である。
Another way to achieve catalyst separation is to add components that react with one of the catalyst components and make them insoluble. Examples of this component are bifunctional or trifunctional molecules that lead to cross-linking and insolubilization with aluminoxane, such as ethylene glycol.

【0060】触媒の分離を達成する他の方法は、分子間
相互作用により1種以上の触媒成分を自身の周りにクラ
スター状に集める少量の吸引成分を添加することであ
る。
Another method of achieving catalyst separation is to add a small amount of suction component that collects one or more catalyst components around itself by intermolecular interactions.

【0061】触媒は好ましくは反応器の壁から反応器直
径の約20〜50%離れた位置であって反応器の下側か
ら、あるいは床の高さの約50%までの高さから、反応
器に供給される。触媒は同様に分配板の箇所又はその直
上であって反応器の壁から反応器直径の約20〜50%
離れた位置に導入されても良いし、分配板の中又は上の
多数の箇所から導入されても良い。
The catalyst is preferably reacted from about 20 to 50% of the reactor diameter from the reactor wall and from the bottom of the reactor or from a height of up to about 50% of the bed height. Supplied to the vessel. The catalyst is likewise located at or just above the distribution plate and from the reactor wall about 20-50% of the reactor diameter
It may be introduced at a remote location, or may be introduced from a number of locations in or on the distribution plate.

【0062】好ましくはエタン、窒素、又はアルゴンの
ような触媒に対して不活性な気体をキャリアに使用して
触媒を床に供給する。
The catalyst is fed to the bed, preferably using a carrier inert gas such as ethane, nitrogen or argon as the carrier.

【0063】床の重合体生成速度は、特に触媒の注入流
量、凝縮媒体の量、及び循環流の単量体濃度に依存す
る。生成速度は単に触媒注入流量を調整することにより
便利に調整できる。
The rate of polymer formation in the bed depends, inter alia, on the catalyst injection flow rate, the amount of condensing medium, and the monomer concentration of the recycle stream. The production rate can be conveniently adjusted simply by adjusting the catalyst injection flow rate.

【0064】触媒注入流量に変動があると反応速度及び
それにより反応熱の発生速度が変動するので、反応器に
流入する循環流の温度を上下方向に調整することにより
反応熱の発生速度の変動を吸収する。これにより床の実
質的に一定の温度が確保できる。流動床と循環流用冷却
装置の完全な計測は、床の温度変動を検出してオペレー
タ又は慣用の自動制御装置が循環流の適正な温度調整を
行うことを可能にする。
If the catalyst injection flow rate fluctuates, the reaction rate and thereby the reaction heat generation rate fluctuate. Therefore, the fluctuation of the reaction heat generation rate is achieved by adjusting the temperature of the circulating flow flowing into the reactor in the vertical direction. Absorb. This ensures a substantially constant temperature of the floor. Complete metering of the fluidized bed and circulating flow cooling system allows the operator or a conventional automatic controller to detect temperature fluctuations in the bed and to properly adjust the temperature of the circulating flow.

【0065】与えられた一組の動作条件下に、流動床
は、流動床の一部を粒状重合体生成物の生成速度で製品
として引出すことにより、実質的に一定の高さ及び重量
に維持される。熱の発生速度は生成物の生成速度に比例
するから、反応器を横切る温度上昇(つまり、入口流体
温度と出口流体温度の差)の測定は、揮発性液体が入口
流体に存在しないと仮定すると、一定の流体速度での粒
状重合体の形成速度の指標となる。
Under a given set of operating conditions, the fluidized bed is maintained at a substantially constant height and weight by withdrawing a portion of the fluidized bed as a product at the rate of formation of the particulate polymer product. Is done. Because the rate of heat generation is proportional to the rate of product formation, measuring the temperature rise across the reactor (ie, the difference between inlet and outlet fluid temperatures) assumes that no volatile liquid is present in the inlet fluid. Is an indicator of the rate of formation of the particulate polymer at a constant fluid velocity.

【0066】粒状重合体生成物を反応器から引き出す
と、生成物から流体を分離してそれを循環路に戻すこと
が望ましい。これには多くの公知の方法がある。米国特
許第4543399号参照。別の好ましい製品引き出し
装置は米国特許第4621952号に記載されている。
これらの装置は沈降タンクと、それに直列に接続され且
つ沈降タンクの頂部から分離した気相を流動床頂部に近
い位置で反応器に戻す移送タンクとを含む少なくとも一
対の(並列)タンクを使用している。
As the particulate polymer product is withdrawn from the reactor, it is desirable to separate the fluid from the product and return it to the circuit. There are many known methods for this. See U.S. Patent No. 4,543,399. Another preferred product withdrawal device is described in U.S. Patent No. 4,621,952.
These devices use at least one pair of (parallel) tanks including a settling tank and a transfer tank connected in series with the gas phase separated from the top of the settling tank and returned to the reactor at a location near the top of the fluidized bed. ing.

【0067】流動床反応器は適当な排気系を有しそれに
より始動及び休止期間に排気を行う。反応器は攪拌器や
壁面掻き取り器を必要としない。循環路及びその構成要
素は循環流またはそれに連行される粒子の流れを阻害し
ないように。平滑な表面を有し、不都合な障害物がない
ようにすべきである。
The fluidized bed reactor has a suitable evacuation system, whereby evacuation is performed during start-up and rest periods. The reactor does not require a stirrer or wall scraper. The circuit and its components do not impede the circulation or the flow of particles entrained therein. It should have a smooth surface and be free of unwanted obstacles.

【0068】本発明の方法により製造できる重合体に
は、エチレン、プロピレン、ブテン、又はエチレン、プ
ロピレン又はブテンを過半部としC2 〜C8 アルファオ
レフィンを過半に達しない部分とする共重合体がある。
2 〜C8 アルファオレフィンは4炭素分よりも近い位
置の炭素に分岐を有しないものが好ましい。好ましいC
2 〜C8 アルファオレフィンには、エチレン、プロピレ
ン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、4−メ
チルペンテン−1及びオクテン−1である。
The polymer that can be produced by the method of the present invention includes ethylene, propylene, butene, or a copolymer containing ethylene, propylene or butene as a major part and a C 2 to C 8 alpha-olefin as a minor part. is there.
The C 2 -C 8 alpha-olefin preferably has no branch at a position closer to 4 carbons. Preferred C
The 2 -C 8 alpha-olefin, ethylene, propylene, butene-1, pentene-1, hexene-1, 4-methylpentene-1 and octene-1.

【0069】例えばエチレン共重合体は約22以上のメ
ルトフロー率を有する。メルトフロー率は重合体の分子
量を表す他の方法の一つである。例えばメルトフロー率
(MFR)が22はMw/Mn(通常のサイズ排除クロ
マトグラフィーで測定)約2.7に相当する。
For example, the ethylene copolymer has a melt flow rate of about 22 or more. Melt flow rate is one of the other methods for expressing the molecular weight of a polymer. For example, a melt flow rate (MFR) of 22 corresponds to a Mw / Mn (measured by conventional size exclusion chromatography) of about 2.7.

【0070】エチレン単独重合体は約0.958〜0.
972g/ccの比重を有する。
The ethylene homopolymer is used in an amount of about 0.958 to 0.5.
It has a specific gravity of 972 g / cc.

【0071】エチレン共重合体は約0.96g/ccの
比重を有する。エチレン共重合体の密度は共重合体の与
えられたメルトインデックスにおいてエチレンに共重合
されるC3 〜C8 の共単量体の量により主として規制さ
れる。共単量体がない場合には、エチレンは単独重合し
て密度が約0.96以下の重合体を生成する。従って、
漸進的に多い量の共単量体を添加した共重合体を生成す
ると、共重合体の密度は漸進的に低下する。同一の反応
条件下に同一の結果を達成するために必要な各種C3
8 共単量体の各々の量は単量体ごとに異なる。
The ethylene copolymer has a specific gravity of about 0.96 g / cc. The density of the ethylene copolymer primarily regulated by the amount of comonomer of C 3 -C 8 which is copolymerized with ethylene in the melt index given copolymer. In the absence of a comonomer, ethylene homopolymerizes to produce a polymer having a density of about 0.96 or less. Therefore,
When a copolymer is formed with progressively greater amounts of comonomer added, the density of the copolymer progressively decreases. Various C 3 to C required to achieve the same result under the same reaction conditions
The amount of each of the C 8 comonomer varies from monomer.

【0072】このように、同一の密度とメルトインデッ
クスを有するエチレンの2元共重合体を製造するには、
異なった共単量体はC3 >C4 >C5 >C6 >C7 >C
8 の順に多くする。
As described above, in order to produce a binary copolymer of ethylene having the same density and melt index,
The different comonomers are C 3 > C 4 > C 5 > C 6 > C 7 > C
Increase in the order of 8 .

【0073】ここに記載した流動床法により製造される
エチレン重合体は約15〜32lb/f3 (0.241
〜0.514g/cc)のかさ密度を有し、平均粒子径
約0.005〜0.1インチ(0.127mm〜2.5
4mm)、好ましくは約0.06〜0.10インチ
(1.524〜2.54mm)を有する。粒子寸法は重
合体粒子をここで述べたように流動床反応器内で容易に
流動化する目的で重要である。
The ethylene polymer produced by the fluidized bed process described herein is about 15-32 lb / f 3 (0.241
0.50.514 g / cc) with an average particle size of about 0.005-0.1 inch (0.127 mm-2.5
4 mm), preferably about 0.06 to 0.10 inch (1.524 to 2.54 mm). Particle size is important for the purpose of easily fluidizing the polymer particles in a fluidized bed reactor as described herein.

【0074】本発明の正確な範囲は請求の範囲に記載す
るが、以下の例は本発明のある形態を例示するものであ
り、より具体的にはそれを評価する方法を説明する。し
かし、実施例は例示の目的にのみ説明されるものであっ
て、請求の範囲に規定するものを除いては本発明を限定
するものと解してはならない。すべての部及び百分率は
特に断らない限り重量基準である。
While the exact scope of the invention is set forth in the appended claims, the following examples illustrate certain aspects of the present invention, and more specifically describe methods for evaluating it. However, the examples are described for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the invention except as defined in the appended claims. All parts and percentages are by weight unless otherwise indicated.

【0075】[0075]

【実施例】【Example】

実施例1、1A 触媒 η5-インデニルジルコニウムトリス(ジエチルカルバメ
ート)触媒の0.025モルトルエン溶液。約1Lの触
媒を調製して400psi(28kg/cm2)の圧力
で純窒素で満たした連続攪拌容器に装入する。触媒を容
器から引き出し、高圧注射器ポンプを使用して連続的に
反応器に加える。触媒供給流量を触媒溶液で7.5cc
/hrとするように注射器ポンプで調節する。ぞれぞれ
0.8lb/hr(0.362kg/hr)及び7.0
lb/hr(3.18kg/hr)のイソペンタン及び
窒素の流れに触媒を担持して反応器に送る。触媒及びキ
ャリアは1/8インチ(3.18mm)の注入ノズルの
減少した先端径0.041インチ(1.041mm)を
介して反応器に入り、噴霧化及び分散を助ける。注入管
は分配板の上方2.0フィート(60cm)の箇所で床
中に約3インチ(7.6cm)延びている。
Example 1,1A catalyst eta 5 - indenyl zirconium tris (diethyl carbamate) 0.025 molar toluene solution of the catalyst. About 1 L of catalyst is prepared and charged to a continuous stirred vessel filled with pure nitrogen at a pressure of 400 psi (28 kg / cm 2 ). The catalyst is withdrawn from the vessel and continuously added to the reactor using a high pressure syringe pump. 7.5cc of catalyst supply flow rate with catalyst solution
/ Hr with a syringe pump. 0.8 lb / hr (0.362 kg / hr) and 7.0, respectively.
The catalyst is supported in a stream of lb / hr (3.18 kg / hr) of isopentane and nitrogen and sent to the reactor. The catalyst and carrier enter the reactor via a reduced tip diameter of 0.041 inch (1.041 mm) of the 1/8 inch (3.18 mm) injection nozzle and aid in atomization and dispersion. The injection tube extends about 3 inches (7.6 cm) into the floor at 2.0 feet (60 cm) above the distribution plate.

【0076】アクチベータ 改質メチルアルミノオキサン(MMAO−3A)のイソ
ペンタン中13重量%溶液(Akzo Nobel、2
6重量%溶液から稀釈)を100cc/hrの流量で1
/8インチ(3.18mm)の注入ノズルの減少した先
端径0.041インチ(1.041mm)を介して反応
器へ加える。それぞれ0.8lb/hr(0.362k
g/hr)及び5.0lb/hr(2.27kg/h
r)のイソペンタンキャリア及び窒素キャリアの流れに
よりMMAO−3Aの反応器中での分散と噴霧化を助け
る。MMAO−3Aは分配板より1.5f(45cm)
上方の位置(触媒注入管よりも5インチ(12.7c
m)下方)より反応器に加えられ、そして注入管は約4
インチ(10.2cm)床内に延びている。
Activator A 13% by weight solution of modified methylaluminoxane (MMAO-3A) in isopentane (Akzo Nobel,
Diluted from a 6% by weight solution) at a flow rate of 100 cc / hr.
Add to reactor via reduced tip diameter of 0.041 inch (1.041 mm) of / 8 inch (3.18 mm) injection nozzle. 0.8lb / hr (0.362k
g / hr) and 5.0 lb / hr (2.27 kg / h)
The flow of isopentane carrier and nitrogen carrier in r) assists in dispersing and atomizing MMAO-3A in the reactor. MMAO-3A is 1.5f (45cm) from the distribution plate
Upper position (5 inches (12.7c
m) Bottom) is added to the reactor and the injection tube is about 4
Extends into the inch (10.2 cm) floor.

【0077】反応器 85lb(3.86kg)の床重量と約8f(2.4
m)の高さを有する直径14インチ(34.3cm)の
反応器を使用する。単量体及び他の循環気体成分をプロ
ペラの背部の圧縮ケースから反応器に加える。追加のイ
ソペンタンにより触媒キャリア流及びアクチベータ流と
は独立に循環気体の露点を調整できるようにする。
The reactor has a bed weight of 85 lb (3.86 kg) and about 8 f (2.4
A 14 inch (34.3 cm) diameter reactor having a height of m) is used. Monomer and other circulating gas components are added to the reactor from a compression case behind the propeller. The additional isopentane allows the dew point of the circulating gas to be adjusted independently of the catalyst carrier stream and the activator stream.

【0078】始動 反応器を実験前に開ける。重合の準備のため、反応器及
びLLDPEシード床を熱した窒素を使用して循環気体
中の水分を約10ppmに乾燥する。イソペンタン中5
重量%TiBAの約500ccを1時間循環させ、単量
体の導入前に反応器を排気して燃やす。MMAO−3A
の添加を、触媒供給が開始する前約30分前に開始させ
る。
Start-up The reactor is opened before the experiment. To prepare for the polymerization, the reactor and the LLDPE seed bed are dried to about 10 ppm of moisture in the circulating gas using hot nitrogen. 5 in isopentane
About 500 cc of weight percent TiBA is circulated for one hour, and the reactor is evacuated and burned prior to monomer introduction. MMAO-3A
Is started about 30 minutes before the start of the catalyst feed.

【0079】 条件 全圧、psig(kg/cm2 g) 375(26.25) エチレン分圧、psi(kg/cm2 ) 180(12.6) 水素分圧、psi(kg/cm2 ) 0 ヘキセン分圧、psi(kg/cm2 ) 5.9(0.41) イソペンタン分圧、psi(kg/cm2 ) 22.0(1.54) (5.65mol%) 窒素分圧、psi(kg/cm2 ) 182(12.7) H2 /C2 モル比 0.0 C6 /C2 モル比 0.015 床温度、℃ 70 入口気体温度、℃ 69.5 循環気体露点、℃ 41.2 循環気体速度、f/秒(m/秒) 1.20(0.36) 生産速度、lb/hr(kg/hr) 16(0.72) 平均滞留時間、hr 5.3 STY、lb/hr/f3 (kg/hr/m3 ) 2.0(32) バラトロール(1,2−ジメトキシベンゼン)を循環気
体路の圧縮器吸入口に加えて循環気体路の付着物を減じ
る。供給流量はイソペンタン中の0.01重量%溶液を
約50cc/hrである。
Conditions Total pressure, psig (kg / cm 2 g) 375 (26.25) Ethylene partial pressure, psi (kg / cm 2 ) 180 (12.6) Hydrogen partial pressure, psi (kg / cm 2 ) 0 Hexene partial pressure, psi (kg / cm 2 ) 5.9 (0.41) Isopentane partial pressure, psi (kg / cm 2 ) 22.0 (1.54) (5.65 mol%) Nitrogen partial pressure, psi ( kg / cm 2 ) 182 (12.7) H 2 / C 2 molar ratio 0.0 C 6 / C 2 molar ratio 0.015 Bed temperature, ° C 70 Inlet gas temperature, ° C 69.5 Circulating gas dew point, ° C 41 .2 Circulating gas velocity, f / sec (m / sec) 1.20 (0.36) Production rate, lb / hr (kg / hr) 16 (0.72) Average residence time, hr 5.3 STY, lb / Hr / f 3 (kg / hr / m 3 ) 2.0 (32) Balatrol ( 1,2-dimethoxybenzene) is added to the compressor inlet of the circulating gas path to reduce fouling in the circulating gas path. The feed rate is about 50 cc / hr of a 0.01% by weight solution in isopentane.

【0080】樹脂 I2メルトインデックス0.86dg/分、I21フロ
ーインデックス16.2dg/分、及び密度0.926
5g/ccの重合体を製造する。樹脂粒子寸法は0.0
75インチ(1.91mm)であり、樹脂のかさ密度は
18.5lb/f3 (0.296g/cm3 )であり、
流動化かさ密度は9.5lb/f3 (0.152g/c
3 )である。
Resin I2 melt index 0.86 dg / min, I21 flow index 16.2 dg / min, density 0.926
A 5 g / cc polymer is produced. Resin particle size is 0.0
75 inches (1.91 mm), the bulk density of the resin is 18.5 lb / f 3 (0.296 g / cm 3 ),
The fluidized bulk density is 9.5 lb / f 3 (0.152 g / c
m 3 ).

【0081】入口気体温度30℃の比較商用性能は8.
7重量%の凝縮レベルに相当する。入口気体温度の範囲
に対する凝縮レベルは下記にまとめる。
The comparative commercial performance at an inlet gas temperature of 30 ° C. is 8.
This corresponds to a condensation level of 7% by weight. Condensation levels for a range of inlet gas temperatures are summarized below.

【0082】イソペンタン濃度を5.65モル%(22
psi=1.54kg/cm2 )かから8モル%(3
1.2psi=2.18kg/cm2 )に増加すると、
10℃入口気体温度で20.4重量%の凝縮が可能にな
る。さらに11モル%(42.9psi=3.0kg/
cm2 )に増加すると、25℃の入口気体温度で22.
6重量%の凝縮を達成する。この温度は冷凍冷却手段を
有する市販のUNIPOL(商品名)の能力の範囲内に
ある。上記の2つの例で使用した条件に対して、窒素量
は追加のイソペンタンを許容するように減少すると、樹
脂のかさ特性はわずかに変動し、露点は高くなる。
When the isopentane concentration was 5.65 mol% (22
psi = 1.54 kg / cm 2 ) to 8 mol% (3
1.2 psi = 2.18 kg / cm 2 )
At 10 ° C. inlet gas temperature, 20.4% by weight of condensation is possible. Further, 11 mol% (42.9 psi = 3.0 kg /
cm 2 ) at an inlet gas temperature of 25 ° C.
A 6% by weight condensation is achieved. This temperature is within the capability of a commercially available UNIPOL ™ with refrigeration and cooling means. For the conditions used in the previous two examples, as the amount of nitrogen is reduced to allow for additional isopentane, the bulk properties of the resin will fluctuate slightly and the dew point will increase.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ティモシー・トッド・ベンツェル アメリカ合衆国ウエストバージニア州チャ ールストン、ポプラ・ロード888 (72)発明者 マーク・グレゴリー・グッド アメリカ合衆国ウエストバージニア州ハリ ケイン、メドウブルック・サークル17 (72)発明者 クラーク・カーティス・ウィリアムズ アメリカ合衆国ウエストバージニア州チャ ールストン、スカイトップ・サークル1105 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Timothy Todd Benzel Poplar Road, Charleston, West Virginia, USA 888 (72) Inventor Mark Gregory Good Meadowbrook Circle, 17 Hurricane, West Virginia, USA (72) Inventor Clark Curtis Williams Skytop Circle 1105, Charleston, West Virginia, USA

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一種以上の流体単量体よりなる気体流
を、可溶性非支持型触媒の存在下で且つ反応条件下に、
気相反応器に連続的に流通し、重合生成物と未反応流体
を引き出し、前記未反応流体の一部又は全部を冷却して
気体とそれに連行される液体との二相混合物を形成し、
前記二相混合物を、重合して生成物として引出された単
量体を補充するに充分な量の補充単量体と共に前記反応
器に再導入することにより、前記反応器の温度を所望の
温度に維持することよりなる、一種以上の流体単量体か
ら重合体を連続的に製造する方法。
1. A gas stream comprising one or more fluid monomers is formed under the reaction conditions in the presence of a soluble, unsupported catalyst.
Continuously flowing through the gas phase reactor, drawing out the polymerization product and unreacted fluid, cooling a part or all of the unreacted fluid to form a two-phase mixture of gas and liquid entrained therein,
Re-introducing the biphasic mixture into the reactor with a sufficient amount of replenishment monomer to replenish the monomer withdrawn as a product from the polymerization, thereby bringing the temperature of the reactor to the desired temperature Continuously producing a polymer from one or more fluid monomers.
JP35950896A 1996-12-17 1996-12-17 Fluidized bed reaction using unsupported type catalyst Pending JPH10176004A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35950896A JPH10176004A (en) 1996-12-17 1996-12-17 Fluidized bed reaction using unsupported type catalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35950896A JPH10176004A (en) 1996-12-17 1996-12-17 Fluidized bed reaction using unsupported type catalyst

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10176004A true JPH10176004A (en) 1998-06-30

Family

ID=18464867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35950896A Pending JPH10176004A (en) 1996-12-17 1996-12-17 Fluidized bed reaction using unsupported type catalyst

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10176004A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4543399A (en) Fluidized bed reaction systems
CA1214000A (en) Fluidized bed reaction systems
JP4799737B2 (en) Fluidized bed polymerization
KR100458668B1 (en) Nozzle
KR100466302B1 (en) Nozzle for atomizing a fluid in a fluidised bed
JP2000512334A (en) Improved control method of droplet size of catalyst solution by foaming spray nozzle
JP2000512335A (en) Improved control method of catalyst solution droplet size by vertical spray nozzle
US5898053A (en) Polymerisation process
JP2004515580A (en) Control of solution catalyst droplets
US6225422B1 (en) Gas fluidized bed polymerization process for olefins
AU2002241588A1 (en) Control of solution catalyst droplets
EP0825204B1 (en) Polymerisation process
SK120596A3 (en) Gas phase polymerization method utilizing not coated catalysts
EP0780404A2 (en) Improvement in fluidized bed reaction systems using unsupported catalyts
JPH10176004A (en) Fluidized bed reaction using unsupported type catalyst
EP0824114A1 (en) Polymerisation process
EP0824117A1 (en) Polymerisation process
EP0814100A1 (en) Polymerisation process
CA2193147A1 (en) Fluidized bed reaction systems using unsupported catalysts
EP0824118A1 (en) Polymerisation process
MXPA96006589A (en) Improvement in fluidized bed reaction systems using catalysts without support
JPH1060017A (en) Vapor-phase polymerization using non-carried catalyst
IE65897B1 (en) A method for controlling the temperature of a fluidized bed especially a process for producing polymers
MXPA99003953A (en) Nozzle for atomizing a fluid in a fluidised bed

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20001121