JPS62156107A - Method and apparatus for minimizing formation of polymer aggregate or lump in polypropylene gaseous phase polymerization reactor - Google Patents

Method and apparatus for minimizing formation of polymer aggregate or lump in polypropylene gaseous phase polymerization reactor

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JPS62156107A
JPS62156107A JP29332186A JP29332186A JPS62156107A JP S62156107 A JPS62156107 A JP S62156107A JP 29332186 A JP29332186 A JP 29332186A JP 29332186 A JP29332186 A JP 29332186A JP S62156107 A JPS62156107 A JP S62156107A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は、反応器からのオフガスが循還される、気相急
冷反応容器中のモノマーの気相重合方法に関するもので
ある。さらに特定的にいえば、本発明は、ポリプロピレ
ン気相重合において使用する反応器の中のポリマー凝集
体または塊状物の形成を、一方では反応器中への触媒注
入位置および他方では反応器中への助触媒および変性剤
の注入位置を制御しつつ、触媒収率および立体特異性並
びにポリマーの物理性質を維持することによって、最少
化する方法と装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention This invention relates to a process for the gas phase polymerization of monomers in a gas phase quench reaction vessel in which off-gas from the reactor is recycled. More specifically, the present invention provides a method for controlling the formation of polymer aggregates or lumps in a reactor used in polypropylene gas phase polymerization, on the one hand, at the location of catalyst injection into the reactor, and on the other hand, at the location of catalyst injection into the reactor. The present invention relates to a method and apparatus for minimizing catalyst yield and stereospecificity and polymer physical properties by controlling the injection location of cocatalysts and modifiers.

従来技術の説明 気相急冷反応器を用いる気相重合方法は、本明細書にお
いて文献として組込まれている米国1詩許3.957,
448; 3,965,083 ; 3,971,76
8;4.101,289を含む多数の米国特許において
記載されておシ、これらを参考のため本明細書に含める
。これらの文献は水平式攪拌床反応器中でガス状モノマ
ーからJ IJママ−形成される重合方法および装置を
記述している。
Description of the Prior Art Gas phase polymerization processes using gas phase quench reactors are described in U.S. 1 Ver. 3.957, incorporated herein by reference.
448; 3,965,083; 3,971,76
8; 4,101,289, which are incorporated herein by reference. These documents describe polymerization processes and apparatus in which JIJ polymers are formed from gaseous monomers in horizontal stirred bed reactors.

代表的には、その種の方法と装置の運転においては、ポ
リマーの粒子は固体触媒粒子の周シで形成される。
Typically, in the operation of such methods and apparatus, particles of polymer are formed around solid catalyst particles.

水平式反応器には代表的にはその底へ水素ガス゛ と−
緒に導入される循還プロピレンガスがある。
Horizontal reactors typically have hydrogen gas and −
There is recycled propylene gas introduced at the same time.

そのとき、液状プロピレンが、急冷液として、反応器頂
部から反応器の中へ注入される。水素は分子量調節のた
めに提供される。
Liquid propylene is then injected into the reactor from the top of the reactor as a quenching liquid. Hydrogen is provided for molecular weight control.

反応器内部の水かき車または他のタイプの攪拌器は反応
器内容物を攪拌する。
A water wheel or other type of agitator inside the reactor stirs the reactor contents.

反応器のいわゆる上流端において、反応器頂部の中へ一
点において注入される触媒から成る触媒系と、その触媒
の注入点に隣接する一点で注入される助触媒および変性
剤は、反応器頂部の中へ注入される。
At the so-called upstream end of the reactor, a catalyst system consisting of a catalyst injected at a point into the top of the reactor, and cocatalysts and modifiers injected at a point adjacent to the injection point of the catalyst, are placed in the top of the reactor. injected inside.

固体ポリプロピレン粉末は反応器中でつくシ出され、そ
れの下流から抜出される。
Solid polypropylene powder is pumped out in the reactor and withdrawn downstream thereof.

ポリマー粒子をできるだけ早くつくシ出すことが望まし
く、この目的のために各種の高活性触媒系が多数開発さ
れてきた。
It is desirable to deposit polymer particles as quickly as possible, and a number of different highly active catalyst systems have been developed for this purpose.

しかし、気相急冷式の水平式反応器を用いるその種の気
相重合法および装置に関しておこった問題の一つは、反
応器内の粉末ポリマー生成物の中における塊状物の形成
である。
However, one of the problems encountered with such gas phase polymerization processes and apparatus using horizontal reactors with gas phase quenching is the formation of agglomerates within the powdered polymer product within the reactor.

製品中の塊状物は不均一寸法の製品を生じ、反応器内部
の塊状物は工程の中断をもたらし、工程を継続すること
ができるには反応器の清浄化を必要とする。これはきわ
めてコストのかかるものであり、時間のかかるものであ
る。
Lumps in the product result in a product of non-uniform size, and clumps inside the reactor result in process interruptions requiring cleaning of the reactor before the process can continue. This is extremely costly and time consuming.

あとで非常に詳しく記述するとおり、本発明の方法と装
置はポリマーの凝集体または塊状物の形成を最少化する
。ポリマー凝集体または塊状物のこの種の最少化は、触
媒を反応器中へ反応器上流端に隣接して導入し、次いで
助触媒と変性剤とを反応器中へ触媒導入点から下流の十
分な距離において導入する場合に、ポリマー凝集体まだ
は塊状物の形成が、完全には避けられないとしても、最
少化されるという発見によって、もたらされたのである
As will be described in greater detail below, the methods and apparatus of the present invention minimize the formation of polymer aggregates or lumps. This type of minimization of polymer aggregates or lumps involves introducing the catalyst into the reactor adjacent to the upstream end of the reactor and then introducing the cocatalyst and modifier into the reactor well downstream from the point of catalyst introduction. This resulted from the discovery that the formation of polymer aggregates is minimized, if not completely avoided, when introduced at a distance of approximately

絶対的確かさで以て知られているわけではないが、触媒
と助触媒および変性剤との導入を分離することが、触媒
をポリマー物質と反応器内で、高濃度の触媒および変性
剤とポリマー物質および触媒との相互作用の前に、完全
に混合することによって、触媒の緩慢な活性化を容易に
し、反応器内でのポリマー塊状物の形成を、完全には回
避できないとしても、減少させるものと考えられる。
Although it is not known with absolute certainty that separating the introduction of catalyst and cocatalyst and modifier can reduce the amount of catalyst and cocatalyst and modifier in the polymeric material and reactor with high concentrations of catalyst and modifier. Thorough mixing prior to interaction of polymeric material and catalyst facilitates slow activation of the catalyst and reduces, if not completely avoids, the formation of polymer agglomerates in the reactor. It is considered that

発明の要約 本発明によると、オレフィンモノマーまたはオレフィン
モノマー混合物を重合触媒系と水素の存在下で反応器中
において接触させてポリマー生成物の形成することから
成る、水平式反応容器中の急冷気相オレフィンモノマー
重合方法が提供されるのであり、その改良は、触媒系の
チタン含有触媒成分を反応器頂部側の中へその反応器上
流端に隣接して導入し、触媒系の助触媒プラス変性剤成
分を反応器の頂部側の中へチタン含有触媒成分導入点の
下流のある距離において導入し、その下流距離が反応器
内径の少くとも25%に等しい、ことから成る。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a quenched gas phase in a horizontal reaction vessel comprises contacting an olefin monomer or a mixture of olefin monomers with a polymerization catalyst system in the presence of hydrogen in a reactor to form a polymer product. An improved method for polymerizing olefin monomers is provided in which the titanium-containing catalyst component of the catalyst system is introduced into the top side of the reactor adjacent to the upstream end of the reactor, and the cocatalyst plus modifier of the catalyst system is The components are introduced into the top side of the reactor at a distance downstream of the point of introduction of the titanium-containing catalyst component, the downstream distance being equal to at least 25% of the reactor internal diameter.

さら(C本発明によると、オレフィンモノマーあるいは
オレフィンモノマー混合物を重合触媒系と水素存在下で
反応器中で接触させてポリマー生成物を形成する手段か
ら成る、水平式反応器中のオレフィンモノマー急冷気相
重合系が提供され、その改良は、触媒系の触媒成分を反
応器上流端とできるだけ近接した位置に置かれた反応器
頂部側の中へ導入する手段と、触媒系の助触媒プラス変
性剤成分を触媒成分導入手段の下流距離において反応器
中へ導入する手段とから成シ、その下流距離は反応器内
径の少くとも25チに等しい。
Further, according to the present invention, an olefin monomer quench in a horizontal reactor comprises means for contacting an olefin monomer or a mixture of olefin monomers with a polymerization catalyst system in the presence of hydrogen in the reactor to form a polymer product. A phase polymerization system is provided, the improvement of which includes a means for introducing the catalyst components of the catalyst system into the top side of the reactor located as close as possible to the upstream end of the reactor, and a cocatalyst plus modifier of the catalyst system. means for introducing the components into the reactor at a distance downstream of the catalyst component introduction means, the downstream distance being equal to at least 25 inches of the reactor internal diameter.

ここで図面をきわめて詳細に参照すると、第1図には、
例えば米国特許第3,965,083号のような上記引
用の米国特許に開示される方法におけるタイプの気相重
合法と装置において利用する反応器10が描かれている
Referring now to the drawings in great detail, FIG.
A reactor 10 is depicted for use in a gas phase polymerization process and apparatus of the type in the methods disclosed in the above cited US patents, such as US Pat. No. 3,965,083.

その種の反応器10は細長く、上流端12と下流端14
とをもち、第1図に示すとおシに、一般的には水平位置
で設置されている。
Such a reactor 10 is elongated with an upstream end 12 and a downstream end 14.
It is generally installed in a horizontal position, as shown in Figure 1.

軸18は反応器10の上流端14の中へ延び、その上に
水かき車または他のタイプの攪拌器(図示されずかつ図
からかくれている)が反応器10内でとりつけられてい
る。これらの水かき車または攪拌器(図示されず)はポ
リプロピレンのようなポリマー物質を反応器10内でそ
の中へ導入される他物質と混合する。
A shaft 18 extends into the upstream end 14 of the reactor 10 on which a paddle wheel or other type of agitator (not shown and hidden from the figure) is mounted within the reactor 10. These paddle wheels or agitators (not shown) mix the polymeric material, such as polypropylene, within reactor 10 with other materials introduced therein.

図示のとおり、プロピレンのような循還ガスと水素の一
緒になったものを反応器10の水平に置かれた底部側1
8の中へ注入配管20を経て導入する。
As shown, a combination of recycle gas, such as propylene, and hydrogen is fed to a horizontally placed bottom side 1 of a reactor 10.
8 through the injection pipe 20.

次に、円筒状反応器10の水平にある頂部側22の中へ
、液状プロピレンのような急冷用液体を注入配管24を
経て導入する。まだ、水平位の円筒状反応器10の頂部
側の中へ、洗滌された循還ガスを注入配管26と弁28
を経て導入してもよい。
A quenching liquid, such as liquid propylene, is then introduced into the horizontal top side 22 of the cylindrical reactor 10 via injection line 24 . The rinsed recirculating gas is injected into the top side of the cylindrical reactor 10, which is still in the horizontal position, through the injection pipe 26 and the valve 28.
It may be introduced through

本発明によると、担持された高活性不均質固体触媒、例
えばマグネシウム化合物上で担持された塩化チタンのよ
うな触媒成分を注入配管30を経て、反応器10の上流
端12に近接する位置32において導入する。上流端1
2からのこの距離は第1図中のLl として示されてい
る。
According to the present invention, a catalyst component such as a supported highly active heterogeneous solid catalyst, for example titanium chloride supported on a magnesium compound, is introduced via an injection line 30 at a location 32 proximate to the upstream end 12 of the reactor 10. Introduce. Upstream end 1
This distance from 2 is shown as Ll in FIG.

次に、触媒系の助触媒と変性剤との一緒にしたものを注
入配管34を経て、円筒状反応器10の頂部側の、位置
32から下流にある位置36において導入する。代表的
には、距離L2は反応器20の内径りの関数である。
The cocatalyst and modifier combination of the catalyst system is then introduced via injection line 34 to the top side of cylindrical reactor 10 at location 36 downstream from location 32 . Typically, distance L2 is a function of the inner diameter of reactor 20.

本発明において有用であるチタン含有成分は一般的には
炭化水素不溶性のマグネシウム含有化合物の上で電子供
与体化合物と組合せで担持される。
The titanium-containing components useful in the present invention are generally supported on a hydrocarbon-insoluble magnesium-containing compound in combination with an electron donor compound.

このような担持されたチタン含有オレフィン重合触媒成
分は代表的には、チタンGV)−ハロゲン化物、有機質
電子供与体化合物、およびマグネシウム含有化合物を反
応させることによって形成される。任意的には、そのよ
うな担持チタン含有反応生成物はさらに、粉砕、あるい
は追加的電子供与体またはルイス酸化学種によってさら
に処理することによって、さらに処理され、あるいは変
性される。
Such supported titanium-containing olefin polymerization catalyst components are typically formed by reacting a titanium GV)-halide, an organic electron donor compound, and a magnesium-containing compound. Optionally, such supported titanium-containing reaction products are further processed or modified by milling or further treatment with additional electron donors or Lewis oxidizing species.

ここで述べるハロゲン化チタン・ベースのマグネシウム
含有融媒成分の化学的構造は現在では知られていないけ
れども、それらの成分は好ましくは約1から約6重世襲
のチタン、約10から約25重量%のマグネシウム、お
よび約45から約65重量%のハロゲンを含む。本発明
に従ってつくられる好ましい触媒成分は、約1から約2
重量%のチタン、約15から約21重量%のマグネシウ
ム、および約55から約65重量%の塩素を含む。
Although the chemical structure of the titanium halide-based magnesium-containing flux components described herein is not presently known, they are preferably comprised of about 1 to about 6 hepatic titanium, about 10 to about 25% by weight. of magnesium, and about 45 to about 65% by weight halogen. Preferred catalyst components made in accordance with the present invention are from about 1 to about 2
% titanium, about 15 to about 21% magnesium, and about 55 to about 65% chlorine.

本発明において使用する担持チタン含有触媒成分は第■
族または第■族の金属アルキルを含めた助触媒と代表的
には1個または1個よシ多くの変性剤化合物とを含む重
合触媒系において用いられる。
The supported titanium-containing catalyst component used in the present invention is
They are used in polymerization catalyst systems that include a cocatalyst, including a Group or Group I metal alkyl, and typically one or more modifier compounds.

有用で、ちる第■族および第■族の金属アルキルは式M
Rmの化合物であり、Mは第■族または第1A族の金属
であり、各Rは独立に炭素原子数が1個から約20個の
アルキル基であり、mはMの原子価に相当する。有用な
金属Mの例はマグネシウム、カルシウム、カド9ミウム
、アルミニウムおよびガリウムを含む。適当なアルキル
基Rの例はメチル、エチル、ブチル、ヘキシル、デシル
、テトラデシル、およびエイコシルを含む。
Useful Group I and Group II metal alkyls have the formula M
is a compound of Rm, where M is a Group II or Group 1A metal, each R is independently an alkyl group having from 1 to about 20 carbon atoms, and m corresponds to the valence of M; . Examples of useful metals M include magnesium, calcium, cadmium, aluminum and gallium. Examples of suitable alkyl groups R include methyl, ethyl, butyl, hexyl, decyl, tetradecyl, and eicosyl.

触媒成分性能の観点からは、好ましい第■族および第■
族の金属アルキルはマグネシウム、亜鉛、およびアルミ
ニウムのものでアシ、それらにおいて、アルキル基は1
個から約12個の炭素原子を含む。その種の化合物の特
定例はMg(CH3)2゜Mg(C2Hs)2. Mg
(C2H5)(C4Hg)、 Mg(C4Hg)2゜M
g(C6Hta)2. Mg(Ct2H2s)2.Zn
(CHa)z。
From the viewpoint of catalyst component performance, preferred group
Group metal alkyls are those of magnesium, zinc, and aluminum, in which the alkyl group is 1
1 to about 12 carbon atoms. Specific examples of such compounds are Mg(CH3)2°Mg(C2Hs)2. Mg
(C2H5) (C4Hg), Mg (C4Hg) 2゜M
g(C6Hta)2. Mg(Ct2H2s)2. Zn
(CHa)z.

Zn(C2H5)2.Zn(C4H9)2.Zn(C4
H9)(C8H1□)。
Zn(C2H5)2. Zn(C4H9)2. Zn(C4
H9) (C8H1□).

Zn(C6J3)2. zn(c12H25)2. ”
L(CHa)a−AI(C2H5)3.Aft(C3H
7)3.Afl、(C4H9)3゜AI(C6H13)
3およびA4(C1□H25)3を含む。さらに好まし
くは、アルキル基あたり1個から約6個の炭素原子を含
むマグネシウム−1亜鉛−1またはアルミニウムーアル
キルが用いられる。最良の結果はアルキル基あたり1個
から約6個の炭素を含むトリアルキルアルミニウム、特
にトリエチル−アルミニウムおよびトリイソブチルアル
ミニウムまたはそれらの組合せの使用を通じて達成され
る。
Zn(C6J3)2. zn(c12H25)2. ”
L(CHa)a-AI(C2H5)3. Aft(C3H
7)3. Afl, (C4H9)3゜AI (C6H13)
3 and A4(C1□H25)3. More preferably, magnesium-1 zinc-1 or aluminum-alkyl containing from 1 to about 6 carbon atoms per alkyl group are used. Best results are achieved through the use of trialkylaluminum containing from 1 to about 6 carbons per alkyl group, especially triethyl-aluminum and triisobutylaluminum or combinations thereof.

希望する場合には、1個または1個よシ多くのハロゲン
基または水素化物基をもつ金属アルキルを使用すること
ができ、例えば、エチルアルミニウムジクロライ1、ジ
エチルアルミニウムクロライド、エチルアルミニウムセ
スキクロライド、ジインブチルアルミニウムハイド9ラ
イド、などである。
If desired, metal alkyls with one or more halogen or hydride groups can be used, for example ethylaluminum dichloride 1, diethylaluminum chloride, ethylaluminum sesquichloride, diyne Butyl aluminum hydride 9ride, etc.

重合において有用であるかもしれない助触媒変性剤はシ
ラン、鉱酸、硫化水素の有機金属カルコゲナイド誘導体
、有機酸、有機酸エステルおよびそれらの混合物を含む
Cocatalyst modifiers that may be useful in the polymerization include silanes, mineral acids, organometallic chalcogenide derivatives of hydrogen sulfide, organic acids, organic acid esters, and mixtures thereof.

本発明において有用である助触媒変性剤として有用な有
機質電子供与体は酸素、珪素、窒素、硫黄、および/ま
たは燐を含む有機化合物である。
Organic electron donors useful as cocatalyst modifiers useful in the present invention are organic compounds containing oxygen, silicon, nitrogen, sulfur, and/or phosphorus.

その種の化合物は有機酸、有機酸無水物、有機酸エステ
ル、アルコール、エーテル、アルデヒド、ケトン、シラ
ン、アミン、アミンオキサイド、アミド、チオール、各
種燐酸−エステルおよびアミド、などを含む。有機質電
子供与体の混合物を必要ならば使用できる。
Such compounds include organic acids, organic acid anhydrides, organic acid esters, alcohols, ethers, aldehydes, ketones, silanes, amines, amine oxides, amides, thiols, various phosphoric acid esters and amides, and the like. Mixtures of organic electron donors can be used if desired.

好ましい有機酸およびエステルは安息香酸、ノ・口安息
香酸、7タル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、および
、アルキル基が1個から約6個の原子を含むそれらのア
ルキルエステル、例えばメチル安息香酸、メチルブロモ
安息香酸、エチル安息香酸、エチルクロロ安息香酸、ブ
チル安息香酸、インブチル安息香酸、メチルーアニセー
ト、エチルアニセート、メチルp−トルエート、ヘキシ
ル安息香酸、シクロヘキシル安息香酸、およびジイソブ
チル7タル酸、であり、これらは活性と立体特異性に関
して良好な結果を与えかつ使用に便利であるからである
Preferred organic acids and esters are benzoic acid, no-benzoic acid, heptalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and alkyl esters thereof in which the alkyl group contains from 1 to about 6 atoms, such as methylbenzoic acid, Methylbromobenzoic acid, ethylbenzoic acid, ethylchlorobenzoic acid, butylbenzoic acid, inbutylbenzoic acid, methyl-anisate, ethyl anisate, methyl p-toluate, hexylbenzoic acid, cyclohexylbenzoic acid, and diisobutyl heptatarate. , because they give good results in terms of activity and stereospecificity and are convenient to use.

本発明の上述の触媒はエチレンおよびプロピレンのよう
なアルファーオレフィンの重合において有用であり、3
個または3個よシ多くの炭素原子を含むアルファーオレ
フィン、例えばプロピレン、ブテン−1%ンテンー1.
4−メチルぼンテンー1、およびヘキセン−1、並びに
それらとエチレンとの混合物の立体特異的重合において
最も有用である。本発明の触媒はプロピレンあるいはそ
れと約20モルチまでのエチレンまたは高級アルファー
オレフィンとの立体特異性重合において特に有効である
。プロピレン・ホモ重合が最も好ましい。本発明による
と、高度に結晶性のポリアルファーオレフィンが少くと
も一つのアル7アーオレフインを上述触媒組成物と重合
条件下で接触させることによってつくられる。そのよう
な条件は重合温度と時間、モノマー圧力、触媒汚染の回
避、スラリ一工程中の重合媒体の選択、ポリマー分子量
を調節する添加剤の使用、および当業者にとってよく知
られたその他の条件を含む。スラリー重合、塊状重合お
よび気相重合の方法がここで考えられている。
The above-described catalysts of the present invention are useful in the polymerization of alpha olefins such as ethylene and propylene;
Alpha olefins containing 1 or more than 3 carbon atoms, such as propylene, butene-1% butene-1.
It is most useful in the stereospecific polymerization of 4-methylbontene-1, and hexene-1, and their mixtures with ethylene. The catalysts of this invention are particularly effective in stereospecific polymerizations of propylene or propylene with up to about 20 moles of ethylene or higher alpha olefins. Most preferred is propylene homopolymerization. According to the present invention, highly crystalline polyalphaolefins are made by contacting at least one alpha olefin with the catalyst composition described above under polymerization conditions. Such conditions include polymerization temperature and time, monomer pressure, avoidance of catalyst contamination, selection of polymerization medium during the slurry step, use of additives to control polymer molecular weight, and other conditions well known to those skilled in the art. include. Slurry polymerization, bulk polymerization and gas phase polymerization methods are contemplated here.

触媒使用量は重合技法、反応器寸法、重合させるモノマ
ー、および当業者にとって既知のその他の要因の選択に
応じて変り、以後で示す実施例を基単にしてきめること
ができる。代表的には、本発明の触媒は生成ポリマーの
IIあたシ約0.2から0.05ミリグラムの触媒の範
囲の量で使用される。
The amount of catalyst used will vary depending on the choice of polymerization technique, reactor dimensions, monomers to be polymerized, and other factors known to those skilled in the art, and can be determined based on the examples provided below. Typically, the catalyst of the present invention is used in amounts ranging from about 0.2 to 0.05 milligrams of catalyst per II of polymer product.

用いる重合法と関係なく、重合は適当な重合速度を保証
しかつ不当に長い反応器滞留時間を避ける十分に高い温
度において実施すべきである。一般的には、約0℃から
120℃の範囲にあシ、約20℃から約95℃が良好な
触媒性能と高い生産速度を得る成魚から好ましい。さら
に好ましくは、本発明による重合は約50℃から約90
℃の範囲の温度において実施される。
Regardless of the polymerization method used, the polymerization should be carried out at a sufficiently high temperature to ensure adequate polymerization rates and avoid unduly long reactor residence times. Generally, temperatures in the range of about 0°C to 120°C are preferred, and temperatures of about 20°C to about 95°C are preferred for adult fish to obtain good catalytic performance and high production rates. More preferably, the polymerization according to the invention is carried out from about 50°C to about 90°C.
It is carried out at a temperature in the range of °C.

本発明によるアルファーオレフィン重合は約大気圧また
はそれを超えるモノマー圧力において実施される。一般
的には、七ツマー圧力は約20から約600 psiの
範囲にあり、ただし、気相重合においては、七ツマー圧
力は重合させるアルファーオレフィンの重合温度におけ
る蒸気圧以下であるべきである。
Alpha olefin polymerizations according to the present invention are carried out at monomer pressures of about atmospheric pressure or greater. Generally, the 7-summer pressure is in the range of about 20 to about 600 psi, with the exception that in gas phase polymerizations the 7-summer pressure should be less than or equal to the vapor pressure at the polymerization temperature of the alpha olefin being polymerized.

循還される洗滌されたガスは水平に看かれた反応器10
の頂部側22の中へ距離L3による位置36から下流に
ある位置38において導入してよい。
The washed gas to be recycled is passed through the horizontally viewed reactor 10.
may be introduced at a position 38 downstream from position 36 by a distance L3 into the top side 22 of.

粉末ポリマー生成物を次に図示のとおりの反応器10内
14に隣接する取出口40を経て抜出す。
The powdered polymer product is then withdrawn through an outlet 40 adjacent to the interior 14 of the reactor 10 as shown.

本発明の教示によると、触媒成分導入位置32と触媒導
入点32の下流の触媒プラス変性剤の導入位置36との
間の距離L2は反応器の直径りの少くとも25%に等し
い。
According to the teachings of the present invention, the distance L2 between the catalyst component introduction point 32 and the catalyst plus modifier introduction point 36 downstream of the catalyst introduction point 32 is equal to at least 25% of the diameter of the reactor.

触媒導入位置と触媒プラス変性剤導入位置とについての
この配置の場合には、触媒は反応器10内部で4リマー
物質と混合せしめられ、触媒プラス変性剤との触媒反応
の時点はおくらされる。触媒はポリマーと混合されると
きに徐々に活性化され、従って、触媒と触媒プラス変性
剤とが反応器中へ互いに隣接して導入されるときの突然
の重合およびポリマー塊状物形成を軽減する。
With this arrangement for the catalyst introduction position and the catalyst plus modifier introduction position, the catalyst is mixed with the 4-limer material inside the reactor 10 and the point of catalytic reaction with the catalyst plus modifier is delayed. The catalyst is gradually activated when mixed with the polymer, thus reducing sudden polymerization and polymer lump formation when the catalyst and catalyst plus modifier are introduced into the reactor adjacent to each other.

実験的テストにおいては、距離L2が大きいほど反応器
10の中でつくシ出されるポリマー塊状物が少なく、取
出口40から抜出す粉末ポリマー生成物中で見出される
塊状物が少ないことが示された。
Experimental tests have shown that the larger the distance L2, the less polymer agglomerates are deposited in the reactor 10 and the less agglomerates are found in the powdered polymer product withdrawn from the outlet 40. .

しかし、反応器内でのポリマー生成物の発生と反応器の
長さは距離L2に制限をつくシ出すことは予想される。
However, it is expected that the generation of polymer product within the reactor and the length of the reactor will place a limit on distance L2.

この点に関しては1、もし触媒プラス変性剤が反応器1
0の下流端14に隣接して導入される場合には、触媒活
性化の極度のおくれが、取出口40から抜出されるポリ
マー生成物をつくシ出すためには、反応器容積の利用度
をわるくすることになる。
In this regard, 1, if the catalyst plus modifier is reactor 1
If introduced adjacent to the downstream end 14 of 0, the extreme lag in catalyst activation will reduce the utilization of the reactor volume in order to produce the polymer product withdrawn from the outlet 40. It will make you feel bad.

距AiL2が反応器の内径りの17%と130%の間で
変動させて行なった実験的テストは、反応器内径のノー
センテージとしての好ましい距離が反応器の内径りの3
0%と80チの間にあることを示している。
Experimental tests conducted with the distance AiL2 varied between 17% and 130% of the reactor internal diameter showed that the preferred distance as no centage of the reactor internal diameter was 3% of the reactor internal diameter.
It shows that it is between 0% and 80ch.

以下に示すものは各種の長さL2で以て実施したいくつ
かの実験的テストまたは実施例の作業変数である。
Below are the working variables of some experimental tests or examples carried out with various lengths L2.

実施例1 本実施例においては、米国特許第3,965,083号
に開示されている工程において用いた種類の反応器10
を使用した。
Example 1 In this example, a reactor 10 of the type used in the process disclosed in U.S. Pat. No. 3,965,083 was used.
It was used.

反応器温度、下    160 反応器圧力、psig300 間距離      19 実施例■ 試験時間         7日 反応器温度、F     160 反応器圧力、psig    300 間距離      130 実施例■ もう一つの試験においては、内径が16−インチで長さ
が約48−インチの連続式反応器10の中でポリプロピ
レンを重合させた。反応器内での粉末床は反応器容積の
約40チを占めた。触媒は実施例■および■で使ったの
と同じであり、重合は160Tと300 psigの圧
力において実施し、攪拌器は45 rpmの速度で操作
した。触媒/ヘキサンのスラリー(0,0326g/C
Cの濃度において)を2ガロンのオートクレーブ容器中
に貯え、反応器中へ間けつ的方式で長さ10フイートの
1インチ配管を通して注入した。重合反応中、触媒と助
触媒/変性剤の注入は触媒注入ノズルを助触媒/変性剤
注入ノズルの下流に位置させて操作した。
Reactor temperature, F 160 Reactor pressure, psig 300 Distance 19 Example ■ Test time 7 days Reactor temperature, F 160 Reactor pressure, psig 300 Distance 130 Example ■ In another test, the inner diameter was 16- Polypropylene was polymerized in a continuous reactor 10 approximately 48-inches long. The powder bed within the reactor occupied approximately 40 inches of reactor volume. The catalyst was the same as used in Examples 1 and 2, the polymerization was carried out at 160 T and 300 psig pressure, and the stirrer was operated at a speed of 45 rpm. Catalyst/hexane slurry (0,0326g/C
(at a concentration of C) was stored in a 2 gallon autoclave vessel and injected into the reactor in an intermittent manner through a 10 foot length of 1 inch tubing. During the polymerization reaction, the catalyst and cocatalyst/modifier were injected by placing the catalyst injection nozzle downstream of the cocatalyst/modifier injection nozzle.

その他の変数とそれから生ずるポリマー塊状物の形成は
次のとおりであった。
Other variables and resulting polymer mass formation were as follows.

変 数             変数の値ノズル間の
距離、インチ         27内径のチとしての
距離          17生成粉末のチとしてのポ
リマー塊状物   0.21実施例■ この第四実施例においては、実施例■において与えられ
た基本的変数を使用し、ただし、触媒注入ノズルを助触
媒/変性剤のノズルの上流に置いたが、それらの作業条
件は次のとおりであった。
Variable Value of the variable Distance between the nozzles, inches 27 Distance as the inner diameter 17 Polymer agglomerates as the produced powder 0.21 Example ■ In this fourth example, we use the basics given in Example ■ parameters were used, but the catalyst injection nozzle was placed upstream of the cocatalyst/modifier nozzle, and their operating conditions were as follows:

内径のチとしての距離          42生成粉
末のチとしてのポリマー塊状物   0.016気相重
合水平式配置円筒状反応器、例えば反応器10における
ポリマー塊状物の形成は、高活性触媒・助触媒系を用い
るときに、望ましいことではなく、それは、既知の運転
上の困難が下流の設備において反応器10の中でおこる
からでちることは当然である。塊状物はまたポリマーと
触媒物質の損失をもたらす。また、はげしいポリマー塊
状物の形成は生産装置のコストのかかる運転中止(反応
器10の運転中断)をひきおこす。従って、ポリマー塊
状物生成の防止または少くとも最少化は高活性触媒系の
利用において肝要である。
Distance as part of internal diameter 42 Polymer lumps as part of produced powder 0.016 Formation of polymer lumps in a horizontally arranged cylindrical reactor for gas phase polymerization, e.g. It is understandable that this is not desirable when used, since known operational difficulties occur within the reactor 10 in downstream equipment. Agglomerates also result in loss of polymer and catalyst material. In addition, the formation of severe polymer agglomerates leads to costly shutdowns of the production equipment (interruption of reactor 10). Therefore, prevention or at least minimization of polymer lump formation is essential in the use of highly active catalyst systems.

本発明は、助触媒プラス変性剤成分の注入を反応器中へ
の触媒成分注入点から下流で反応器内径の少くとも25
%に等しい距離において位置させることが、ポリマー塊
状物の形成を大いに減らすという発見【よって、塊状物
形成問題を解決するものである。また、そのような距離
が好ましくは反応器内径の30%と80チの間にあるべ
きことも、本発明の教示に従って発見された。その上、
触媒が反応器10中へ助触媒/変性剤の注入ノズルの上
流位置において注入されることが肝要である。
The present invention provides for injection of the cocatalyst plus modifier component into the reactor at least 25 mm downstream of the point of catalyst component injection into the reactor.
The discovery that positioning at a distance equal to % greatly reduces the formation of polymer lumps [thus solving the lump formation problem]. It has also been discovered in accordance with the teachings of the present invention that such distance should preferably be between 30% and 80 inches of the reactor inner diameter. On top of that,
It is important that the catalyst is injected into the reactor 10 at a location upstream of the cocatalyst/modifier injection nozzle.

前記の説明から、本発明の方法と装置が、数多くの利点
を提供し、それらのいくつかは上述のとおりであり、そ
の池も固有のものであるということが理解される。特に
、水平式の円筒状反応器の中への、触媒と助触媒プラス
変性剤との注入位置の臨界的な隔たりがポリマー塊状物
の生成を、完全には回避しないとしても、最少化する。
From the foregoing description, it will be appreciated that the method and apparatus of the present invention provide numerous advantages, some of which are described above, and which are also unique. In particular, the critical separation of the injection locations of catalyst and cocatalyst plus modifier into the horizontal cylindrical reactor minimizes, if not completely avoids, the formation of polymer agglomerates.

また、本発明の教示から外れることなく本発明の方法と
装置に対して変更をなし得ることは想像できる。従って
、本発明の領域は特許請求の範囲によって必要とされる
とおりに制限されるだけである。
It is also envisioned that modifications may be made to the method and apparatus of the invention without departing from the teachings of the invention. Accordingly, the scope of the invention is limited only as required by the claims.

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

第1図は、本発明によシ構成された急冷気相オレフィン
重合反応器の側面図である。 (外5名)
FIG. 1 is a side view of a quenched gas phase olefin polymerization reactor constructed in accordance with the present invention. (5 other people)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)オレフィンモノマーまたはオレフィンモノマー混合
物を重合触媒系と水素の存在下で反応器中で接触させて
ポリマー生成物を形成することから成る、水平式反応器
中のオレフィンモノマーの急冷気相重合方法において、
反応器頂部側へ触媒系のチタン含有触媒成分を反応器の
上流端へできるだけ近接した位置において導入し、触媒
をポリマー生成物と反応器中で混合し、触媒系の助触媒
および変性剤成分を反応器の頂部側へ触媒導入位置の下
流のある距離において導入することから成り、その下流
の距離が反応器の内径の少くとも25%に等しいことを
特徴とする方法。 2)下流の距離が反応器内径の30%に等しい、特許請
求の範囲第1項に記載の方法。 3)下流の距離が反応器内径の80%に等しい、特許請
求の範囲第1項に記載の方法。 4)オレフィンモノマーあるいはオレフィンモノマー混
合物を重合触媒系と水素の存在下において反応器中で接
触させてポリマー生成物を形成する手段からなる水平式
反応器中でオレフィンモノマーを急冷気相重合する装置
において、触媒系のチタン含有触媒成分を反応器頂部側
へ反応器上流端に隣接する位置において導入する手段、
および触媒系の助触媒および変性剤成分をチタン含有触
媒成分導入手段の下流のある距離に位置する反応器の中
へ導入する手段を含み、その下流距離が反応器内径の少
くとも25%に等しいことを特徴とする装置。
Claims: 1) A process for producing olefin monomers in a horizontal reactor comprising: 1) contacting an olefin monomer or a mixture of olefin monomers with a polymerization catalyst system in the reactor in the presence of hydrogen to form a polymer product; In the quenched gas phase polymerization method,
The titanium-containing catalyst component of the catalyst system is introduced to the top of the reactor as close as possible to the upstream end of the reactor, the catalyst is mixed with the polymer product in the reactor, and the cocatalyst and modifier components of the catalyst system are A process comprising introducing the catalyst at a distance downstream of the point of introduction into the top side of the reactor, the downstream distance being equal to at least 25% of the internal diameter of the reactor. 2) A method according to claim 1, wherein the downstream distance is equal to 30% of the reactor internal diameter. 3) A method according to claim 1, wherein the downstream distance is equal to 80% of the reactor internal diameter. 4) In an apparatus for the quench gas phase polymerization of olefin monomers in a horizontal reactor comprising means for contacting the olefin monomer or olefin monomer mixture with a polymerization catalyst system in the reactor in the presence of hydrogen to form a polymer product. , means for introducing a titanium-containing catalyst component of the catalyst system into the top side of the reactor at a location adjacent to the upstream end of the reactor;
and means for introducing the cocatalyst and modifier components of the catalyst system into the reactor located a distance downstream of the means for introducing the titanium-containing catalyst component, the downstream distance being equal to at least 25% of the reactor internal diameter. A device characterized by:
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