SU738514A3

SU738514A3 - Способ получени полиэтилена

Info

Publication number: SU738514A3
Application number: SU772512754A
Authority: SU
Inventors: Кита Синитиро; Хики Фумихико; Симизу Масаюки; Кондоу Акира
Original assignee: Сумитомо Кемикал Компани Лимитед (Фирма)
Priority date: 1976-08-13
Filing date: 1977-08-12
Publication date: 1980-05-30
Also published as: JPS5322582A; DE2736477A1; DE2736477C3; NL7708835A; US4123600A; FR2361429A1; FR2361429B1; JPS5415905B2; HU179795B; BR7705320A; DE2736477C2; GB1544032A; MX4776E; NL184736B; NL184736C; CA1074499A

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНА

Изобретение относитс к технологии получени полиэтилена низкой плотности и может быть использовано в нефтехимической пролмошленности . Известен способ получени полиэтилена полимеризацией этилена при 1000-2800 кг/см в присутствии радикальных инициаторов в двух последовательно соединенных автоклавнЁк реакторах при подаче свежего этилена в оба реактора и охлаждении реакционной смеси, передаваемой из первого реактора во второй {1. При этом процесс проводитс в одиозоиных реакторах и температура в первом реакторе не превышает 140-200°, поэтому количество тепла, требуемое дл отвода с помощью теплообменника, расположенного между реакторами, мало, так как температура реакционной смеси, подаваемой ВОвторой реактор, не может быть ниже 120° С. Вследствие этого увеличение выхода реакщш по полиэтилену крайне мало, т.е. дл производства полиэтилена низкого давлени выход реакции растет пропорционально разности теплосодержани и теплоотБоду. Вместе с тем пол)аемый но известному способу полиэтилен имеет относительно низкие характеристики по оптическим свойствам и перерабатьтаемости . Црлью изобретени вл етс увеличение выхода полимера, улучшение его перерабатываемости и оптических свойств. Эта цель достигаетс тем, что в известном способе получени полиэтилена полимеризацией этилена при 1000-2800 кг/см в присутствии радикальных инициаторов в двух последовательно соединенных автоклавных реакторах при подаче свежего этилена в оба реактора и охлаждении реакционной смеси, передаваемой из первого реактора во второй, процесс провод т в реакторах с верхней и нижней реакционной зоной при 130-200° С в верхних зонах и 220-280° С в нижних зонах, при этом 60-95 вес.% свежего этилена подают в верхнюю зону первого реактора и реакционную смесь из первого реакто ра в нижнюю или верхнюю реакционную зону второго реактора. Сущность насто щего изобретени заключает с в полимеризации этилена в услови х высо3738

кой температурь и высокого дав глгл при использованик батареи из двух автогазавных реакторов , соед генных последовательно Tpy6oiip o-водами и снабжс-ннь х теплообменником, а котором выведенна из первого реактора реакционна смесь охлаждаетс , и охлажденна реак- . циокна смесь подаетс во второй реактор. При этом значительную долю иодаваемого этнлена направл ют в верхнюю реакгдионную зону первого реактора,,имеющего верхнюю и нижнюю реак1шонные зоны, оставшуюс долю подггзаемого этилена направл ют в BcpxisMio зону второго реактора, имеющего верхнюю и нижнюю реакционньге зоны, полимеризутот эхи-Ю - в верхней реакиионной зоне первого реактора под дквтткм 1000-2800 кг/слг и при 13() в присутствии ипиплатора полимеризгодкн. Ввод т таким путем полученную peaKsosoHHjno смесь в нижнюю реакцконную зону первого релзстора и тюлимеризуют в ней смесь при 220--280°С в присутствии инициатора полимеризащш, охлаждают выведенную из 1шжней част ггерзото реактора реакционную смесь до хег-лператзфы более высокой, чем , тю более низкой, чем темaeijaTypa реакции в циж ей реак11;и;онной зоне первого реактора ца 20° С или большую иелниину с помощью теплообменника,- предусглотренного между реа5 :торами, после чего иапргзллют Охлажденную реакцио1 1г/ю смесь во второй реактор и полимеризуют в нем указанную смесь под дазленкем 1000-2800 кг/см в присутстЕки инициатора полимеризаци ,

Таким образом, те лпература ргакцки в тг,кней реакццониой зоне цервого реактора .может бьггь погщ та до более высокого значени , чем л-емпература реакции в первом реакторе, использованном в двухзонном Tiponecce полимеризадни согласно известному способу, в результа ё ч го неизбеж1 о растет разность теьшератур, обеслеч.иваема охлаждением реакщюнной смееи с помохцьге . теплообменника, и тем самым растет отвод тепла Извне и повышаетс выход реакции по полигллтгену .

При реализащи; изобретени непользуютс реакторы автоклавного тила, имеюпще существенно щ- Линдрическую Hjn-i почти цилиндрическую форму при отношеики длина - д Iaмeтp iiopHiiKa 2-20 предцочтитезьно 5-15.

Каждый из автоклавных реакторов разделен на две зоны, (верхнюю реакционную зоку и нижнюю реакционную зону) с помощью перегородки (разделительной пластины) или других разделительных средств. Полимеризаци этилема в зтих двух зонах, проводитс при разных ре ак1щонных температурах.

Объемное oTiiomemie между верхней и нижней реакционными, зонами от i до 6. Это отнощепие у цервого и второго реакторов. Гуюжет различатьс .

)44

Дл получени Ioлиэти., имеюпшго более BbjCOKjic оптические харакетристики и перерабатываемость , предпочтительно, чтобы но длине реактора было предусмотрено два или более

(лугше 2-10) ввода ,дл питани этиленом и инишматороь полимеризации в верхней реакциОМ1ЮЙ зоне первого и/или второго реактора. Инициатор полимеризаций может подаватьс из тех же вводов, что и этилен, инк из других.

-„

возможны; раз.чичкые комои15адии

ПВ.ОДОЗ подаваемого этилена и инициатора полии1ериза;1ВР .1} верхнюю реакционную зону, .Ц1Я реа.пизации указанной и.ели существенно сделать „ такой выбор, который обеспечит возм:ождо боль1пую однородности распределен) температуры реакции в верх1 ей реакдионпой зоне.

Хдвлснйе реакции иолимернзгщин зтилена вь5бнрг;01с 3 ;ти;д1азоне 000-2800 KI/CM ; ,„ предг оч1итсльно i 100-2500 кг/см.

Вслмгпна давледи после вычит ди потерь давлени , возникающих в грубо:опт--:-;да/ ко второму реактору, из дав. ро; ;.:-ити в перBOi ; реакторе, оказываетс макоп:- г;;:;ной пелдг , чкной давлени во второ.м реа сирг, -ак что давление реакшти может в спу-лс необходимости регулироватьс в И5ггервале с помощью вентил регулировки даз: -:л , предусмотрсидого на ) первого реактора. ,. Г1ред1ючт пел; ный интервал :о:- п-:ра,тур реакщи 130--200°С, цредцотпелг)г:о А-Ю-190 С тп верхней реа)ашонной зонь;, j: 220-280°С, предпочштельно 230-2704 дл :,кхс; с;:-: рзаканоккой зоньь соответстве;т1 о к;ис :;:; лервом, ТУК к за втором реакторах.

Температура реакдци в верхпей реакшюнной зоне быть различной в первом и втором реакторах.

Выгрчу/етема из {шжней 4acj i ре ., ат.-ц.копной 3O}ibi первого реактора оеакокопна смесь охлаж1лаетс до 120 С, но эолеа дизкой, КМ температура реакции п ппжней реакциошюй зоне первого реактора на 20°С, клк большую зсличзпгу, с помощью теплообмеипика, уетанов ,j лешюго мейщу 5еакторами. Охлаздеппа смесь подаетс в верх.пюю ил1-Е нижнюго реакционную зону второго реактора.1- спо1;ьзуемым инициатором полимеризации в верхних реакщюнньк зовах реакторов вл етс инидиатор, который распадаетс при 40- 60° С с достижеггием периода полураспада 10 ч, примерам.; подобньлх имщиаторов влл:ютс ди:13опроп)1лперсксйдакарбонат, дп- 2- этилгексилпероксидШСарбокат ,- /реч-бурипшрокс дивалат, 1ерекись 3,5,5-трИлМет}шгексаноила. перекись октажлла, перекись )|ека;1оила, перекись лаурокла , перекис пропионила, урсг-бужлперокси- 2- эти Л1-е к саноат, трет- бути лперок с ииз о бути рат и т. . Количество инициатора в верхних реакщ онных зонах обоих реакторов составл ет 50-1000 вес.ч. на 1000000 вес.ч. этилена. Используемый в нижних реакционных зонах обоих реакторов инициатор полимеризащш желательно должен относитьс к распадающимс при 70-140° С с полураспадом 10 ч. Примерами таких инициаторов вл ютс трег-бутллперокси-2-этилгексаноат , трег-бутилпероксиизобут рат, трет-бутилпероксилаурат, трег-бути перокси изопропилкарбонат, трег-бутилпероксиацетат, трег-бутилпероксибензоат, дикумилперекись, трег-бутилгидроперекись, ди-грег-бутилперекись и т.п. Количество инициатора в нижних реакционных зонах обоих реакторов составл ет 5-500 вес.ч. на 1000000 вес.ч. этилена. Инициаторы полимеризации могут примен ть с отдельно или в комбинации в количестве, которое используетс как в верхних, так на нижних реакционных зонах реакторов. Используемый в качестве исходного материала этилен может содержать агент передачи цепи , обычно в количестве 0,1-10 мол.%, в расче те на количество подаваемого этилена. Примерами агентов передачи цепи . вл ютс парафиновые углеводороды, такие как этан, про пан, бутан, пентан, гексан и гептан; а-олефиаы такие как пропилен, бутен-1, гексен-1 и з-метилifpsreHt-1; альдегиды такие как формальдегид,ацетальдегид и пропиональдегид; кетоны, такие как ацетон, метилэтилкетон, диэтилкетон и циклогексанон; ароматические углеводороды, такие как- бензол, толуол и ксилол. Агенты передачи цепи могут использоватьс отдельно или в ком бинации. На фиг. 1, 2 и 3 представлены блок-схема предпочтительных вариантов реакторов, используемых дл реализации способа согласно описываемому изобретению; -на фиг. 4- блоксхема обычной реакторной системы, приведенна дл сравенни . На этих рисунках аналогичные позиции использоваш.1 дл обозначени схожих узлов или линий. Процесс проводитс согласно блок-схеме фиг. 1., в двух автоклавных реакторах 1 и 2, разделенных нерегородками 3 и 4 на верхние реакционные зоны 5 и 6 и нижние реакционные зоны 7 и 8. Объемное соотношение между верх ней и нижней реак1щон} ыми зонами в реактоpax 1 и 2 составл ло 1. Каждый реактор снабжен мешалкой дл перемешивани реакционной смеси и перегородка смонтирована на мешалке, П- р и м е р 1. 88 кг/ч этиленового питани , содержащего 1,5 мол.% этана и наход щегос- под давлением 1300 кг/см, подавали по трубопроводу 9 и загружали в верхнюю реакционную зону 5 реактора 1 через патрубки 10 и 11 с расходами 22 ц 44 кг/ч соответственно. 7 6 а остальные 22 кг/ч подаваемого этилена направл ли в верхнюю реакционную зону 5 другого реактора 2 по трубопровод} 12. Кроме того, в верхнюю реакционную зону 5 по датрубкам 13 и 14 подавали 33,4 г/ч перекиси октанои.ла, инициатора полимеризации, и этилен полимеризоиали под давлением 1300 КГ/СМ и при 170°с. Реакционную смесь из верхней реакционной зоны 5 вводили в нижнюю реакционную зону 7, в которзю также подавали 2,1 г/ч трег-бутилперекиси , инигщатора полимеризации, через патрубок 15, и смесь затем подвергали полимеризации при 260° С. Таким путем полимеризованную реакционную смесь выгрзокали из нижней части автоклавного реактора 1 через вентиль регулировки давлешш 16 в теплообменник 17, в результате реакционную смесь охлаждали до 140° С, а затем ввод1 ли в нижнюю реакционную зону 8 автоклавного реактора 2. В верхней реакционной зоне реактора 2 вместе с подаваемым туда этиленом вводили 6,8 г/ч перекиси октаноила из патрубка 18 и проводили полилюризащпо при 1200 кг/см и 170° С, после чего реакционную смесь подводили в нижнюю реакционную зону 8 к сменшвали с реакционной смесью, поступившей из реактора I и введеш ой в гшжнюю, реакодонную зону 8 реактора 2 через теплообмешшк 17. В смесь из патрубка 19 загрз жали 4,6 г/ч D i-2pcT-бутнлперекиси, иш1Щ1атора полимеризации , и затем смесь подвергали полимеризации при 260°С. Давлеш е реакцнонной смеси, выгруженной из 1;ижд1ей реакштонно.й зоны 8 сбрасывали до уровн обычного используемого д:1 разделени давлешг -с помощью вентил регулировки давлени 20, и затек смесь раздел ли на нолучоипын по.п этилсн и на Непрореагировавшин о;-лгн. После сжати непрореагировавший этилен рзци.ркул 1ровали в реакционную систему. Количество таким образом получаемого полиэтилена составл ло 19,4 кг/ч при выходе реакции по полиэтилену 22,1%. Плотность продукта , нзмерс.чна в соответствии со стандартом ASTMD-1505, составл ла 0,922 г/см, индекс расплава, измеренный в соответствии со стандартом ASTMD-1238, составл л 2 г/10 мин. Характеристики мутности и гл нцевитости полиэтиленовой пленки, измеренные в соответствии со стандартами ASTMD- 003 и ASTIViD-523 и D-2103, соответственно 2,8 н 130%. Перерабатывасмость полиэтилена в тонкие пленки выражалась минимальной толщиной ленки, котора может быть достигнута при

7 7385148

переработке полиэтилена в пленку при темпе-Из таблицы положительный эффект изобрературе смолы 160°С, составл ла 13 мк.тени виден по высоким выходам реакции по

Примеры 2-13 осуществлены аналогичнополиэталену, а также улучшенным оптическим

примеру 1. Полученные результаты приведенысвойствам пленки (низка величина

в таблице. Приведенные в таблице дл сравне-j мутности и высока гл нцевидность) и

Claims

ки примеры 1 и 2 сопоставл ютс примерамперерабатываемости в тонкую плени 4.ку. 13 Формула изобретени Способ получени полиэтилена полимеризацией этилена при 1000-2800 кг/см в присутствии радикальных инициаторов в двух последовательно соединенных автоклавных реакторах при подаче свежего этилена в оба реактора и охлаждении реакционной смеси, передаваемой из первого реактора во второй, отличающийс тем, что, с целью увеличени .выхода полимера, улучшени его перерабатьшаемости и оптических свойств, процесс црово73

-П

Г9

13

-wl

н

7J

13

14 д т в реакторах с верхней и нижней реакционной зоной при 130-200° С в верхних зонах и 220-280°|Св нижних зонах, при этом 60-95 вес.% свежего этилена подают в верхнюю зону первого реактора и реакционную смесь из первого реактора ввод т в нижнюю или верхнюю реакционную зону второго реактора. Источники информации, прин тые в во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3875128, кл. 260-86.7, опублик. 01.04.75.

17

,/

(put. 2