CS209829B2 - Catalytic method of making the ethylene copolymeres - Google Patents
Catalytic method of making the ethylene copolymeres Download PDFInfo
- Publication number
- CS209829B2 CS209829B2 CS797970A CS797079A CS209829B2 CS 209829 B2 CS209829 B2 CS 209829B2 CS 797970 A CS797970 A CS 797970A CS 797079 A CS797079 A CS 797079A CS 209829 B2 CS209829 B2 CS 209829B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- catalyst
- composition
- compound
- titanium
- complex
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
Vynález se týká katalytické kopolymerace ethylenu za použití vysoce aktivních komplexních katalyzátorů obsahujících hořčík a titan postupem v plynné fázi za vzniku kopolymerů ethylenu s hustotou od 910 kg/m3 včetně do 940 kg/m3 včetně a poměrem rychlostí toku taveniny (definovaným dále] v rozmezí od 26 včetně do 40 včetně.The invention relates to catalytic copolymerization of ethylene using highly active complex catalysts containing magnesium and titanium in a gas phase process to produce ethylene copolymers having a density of from 910 kg / m 3 inclusive to 940 kg / m 3 inclusive and a melt flow rate ratio (defined below). ranging from 26 inclusive to 40 inclusive.
Aby byly katalyzátory užitečné při průmyslovém postupu v plynné fázi, jako při postupu ve fluidním loži podle patentu USA č. 3 709 853, 4 003 712 a 4 011 382, kanadského patentu 991 798 a belgického patentu 839 380, musí mít vysokou aktivitu, tj. musí mít produktivitu alespoň 50 000 a před nostně alespoň 100 000 kg polymeru na kg hlavního kovu, který tvoří katalyzátor nebo vyšší. Je tomu tak proto, poněvadž se při takových způsobech v plynné fázi obvykle nepoužívá žádných postupů pro odstraňování zbytků katalyzátoru. Zbytky katalyzátoru v polymeru musí proto být tak malé, aby je bylo možno v polymeru ponechat bez toho, že by vznikly nežádoucí obtíže při výrobě pryskyřic, zpracování pryskyřice nebo/a při aplikaci hotových výrobků u konečného zákazníka. Tam kde se úspěšne používá vysoce aktivních katalyzátorů při takových postupech ve fluidním loži bývá obsah těžkého kovu v pryskyřici řádově 20 ppm hlavního kovu nebo nižší při produktivitě alespoň 50 000 nebo vyšší. Nízký obsah zbytků katalyzátoru je rovněž důležitý v tom případě, že katalyzátor obsahuje látky obsahující chlor, jako chloridy titanu, hořčíku a/nebo hliníku, používané v tzv. Zieglerových nebo Ziegler-Nattových katalyzátorech. Vysoký obsah chloru ve tvarovací pryskyřici může způsobovat důlkovou korozi a jinou korozi kovových povrchů tvarovacích zařízení. Obsah chloru 200 ppm nebo vyšší je pro průmyslovou výrobu neúnosný.In order to be useful in an industrial gas phase process, such as in the fluidized bed process of U.S. Patent Nos. 3,709,853, 4,003,712 and 4,011,382, Canadian Patent 991,798 and Belgian Patent 839,380, catalysts must have a high activity, i.e. It must have a productivity of at least 50,000 and preferably at least 100,000 kg of polymer per kg of catalyst metal or greater. This is because, in such gas-phase processes, no processes are generally used to remove catalyst residues. The catalyst residues in the polymer must therefore be so small that they can be left in the polymer without causing undesirable difficulties in the production of resins, resin processing and / or in the application of finished products to the end customer. Where highly active catalysts are successfully used in such fluidized bed processes, the heavy metal content of the resin is of the order of 20 ppm or less at a productivity of at least 50,000 or greater. The low content of catalyst residues is also important when the catalyst contains chlorine-containing substances, such as titanium, magnesium and / or aluminum chlorides, used in so-called Ziegler or Ziegler-Natta catalysts. The high chlorine content of the forming resin can cause pitting and other corrosion of the metal surfaces of the forming apparatus. A chlorine content of 200 ppm or higher is unacceptable for industrial production.
Britský patent č. 1 310 547 zveřejněný v březnu 1973 popisuje přípravu homopolymerů nebo kopolymerů ethylenu s vysokou hustotou (>960 kg/m3] za použití katalyzátoru na nosiči. Tento katalyzátor je reakčním produktem produktu připraveného společným mletím (přednostně v kulovém mlýně) buď 1. halogenidu hořečnatého a adicí sloučeniny titanu nebo 2. sloučeniny vícemocného titanu, elektrondonoru sloučeniny a organokovové sloučeniny nebo hydridu kovu ze skupiny I až III, jako hliníku. Příklady tohoto patentu popisují přípravu homopolymerů a kopolymerů suspenzním postupem.British Patent No. 1 310 547, published in March 1973, describes the preparation of high density (> 960 kg / m 3 ) ethylene homopolymers or copolymers using a supported catalyst, which is the reaction product of a co-milling product (preferably ball mill) either 1. a magnesium halide and addition of a titanium compound, or 2. a polyvalent titanium compound, an electron donor compound and an organometallic compound, or a metal hydride of Group I to III, such as aluminum, Examples of this patent describe the preparation of homopolymers and copolymers by slurrying.
Patent USA č. 3 888 835 vydaný v červnuU.S. Patent No. 3,888,835 issued June
1975, popisuje homopolymeraci nebo kopo209829 lymeraci ethylenu v suspenzi při vysoké teplotě v přítomnosti katalyzátoru sestávajícího' z A, společně rozmělněné (v kulovém mlýně rozemleté] směsi halogenidu titanu, komplexu halogenidu hlinitého a etheru a halogenidu hořečnatého a B. z organohlinité sloučeniny. Uvádí se, že polymerační aktivita, tohoto katalyzátoru je velmi vysoká. Další výhodou použití tohoto katalyzátoru, která je . uvedena v citovaném patentu, je že použitý komplex halogenidu hliníku a etheru je rozpustný v uhlovodíkovém rozpouštědle a odstraňuje se z polymerního produktu filtrací.1975, describes the homopolymerization or copolymerization of ethylene in suspension at high temperature in the presence of a catalyst consisting of A, a co-ground (milled ball mill) mixture of titanium halide, aluminum halide-ether-magnesium halide complex and B. of an organoaluminum compound. Another advantage of using the catalyst disclosed in the cited patent is that the aluminum halide / ether complex used is soluble in the hydrocarbon solvent and is removed from the polymer product by filtration.
Patent USA č. 3 991 260, vydaný v listopadu 1976, popisuje homopolymeracl nebo kopolymeraci ethylenu v přítomnosti katalyzátoru připraveného společným rozmělňováním (mletím v kulovém mlýně) halogenidu hořečnatého, určitých sloučenin hliníku a sloučenin vanadu nebo titanu, jako je chlorid titanatý nebo chlorid titanitý, přičemž molární poměr Mg/Al v katalyzátoru leží od 1:0,01 do 1:1. Polymerační reakce se provádí v suspenzi při vysoké teplotě. Uvádí se, že katalyzátor má vysokou aktivitu.U.S. Patent No. 3,991,260, issued November 1976, discloses the homopolymerization or copolymerization of ethylene in the presence of a catalyst prepared by co-milling (ball mill milling) magnesium halide, certain aluminum compounds, and vanadium or titanium compounds such as titanium tetrachloride or titanium tetrachloride, wherein the molar Mg / Al ratio in the catalyst is from 1: 0.01 to 1: 1. The polymerization reaction is carried out in suspension at high temperature. The catalyst is said to have high activity.
Tyto patenty, popisující použití určitých katalyzátorů obsahujících hořčík a titan rozemletých v kulovém mlýně, uvádějí tedy použití hlavně při postupech v suspenzi a nikoliv při postupu v plynné fázi za tlaku pod 6,87 MPa.Thus, these patents, describing the use of certain magnesium and titanium containing catalysts milled in a ball mill, disclose their use mainly in slurry processes and not in the gas phase process at pressures below 6.87 MPa.
Z patentů firmy Union Carbide Corporation je též známo, že kopolymery ethylenu s hustotou 910 až 960 kg/m3, poměrem rychlostí toku taveniny (definovaným dále) od 22 do 32, včetně mezních hodnot a poměrně, nízkým obsahem zbytků katalyzátoru lze vyrobit v granulované formě při poměrně vysoké produktivitě tak, že se ethylen kopolymeruje s' jedním nebo více C3 až Ca aolefiny postupem v plynné fázi za použiti specifického vysoce aktivního komplexního katalyzátoru obsahujícího hořčík a titan, který je smíšen s inertním nosičem.It is also known from the patents of Union Carbide Corporation that ethylene copolymers having a density of 910-960 kg / m 3 , a melt flow rate ratio (defined below) of from 22 to 32, including limit values, and a relatively low content of catalyst residues can be produced in granulated to a relatively high productivity such that the ethylene is copolymerized with one or more C3 to Ca aolefins by a gas phase process using a specific highly active complex catalyst comprising magnesium and titanium, which is mixed with an inert carrier.
Dále je z patentů firmy Union Carbide Corporation , známo, že kopolymery ethylenu, ,s hustotou 910 až 940 kg/m3, relativně nízkým obsahem zbytků katalyzátoru a relativně vysokou sypnou hmotností, lze vyrobit při poměrně vysoké produktivitě tak, že se ethylen kapolymeruje s jedním něho více C3 až Cs a-olefiny v plynné fázi v přítomnosti vysoce aktivního komplexního katalyzátoru obsahujícího hořčík a titan, který je napuštěn v pórovitém inertním nosiči.Furthermore, it is known from the patents of Union Carbide Corporation that ethylene copolymers having a density of 910 to 940 kg / m 3 , a relatively low catalyst residue content and a relatively high bulk density can be produced at relatively high productivity by ethylene capolymerizing with one of which is a plurality of C3 to Cs α-olefins in the gas phase in the presence of a highly active complex catalyst comprising magnesium and titanium, which is impregnated in a porous inert carrier.
Způsoby přípravy katalyzátorů uvedené ve starších patentech jsou však poměrně složité a prekursory obsahující hořčík, titan a elektrondonorní sloučeninu se při těchto postupech připravují krystalizaci nebo srážením. Kromě toho má pro získání účinných katalyzátorů podle těchto patentů rozhodující význam způsob aktivace. Aktivace se provádí některým ze dvou způsobů. Podle prvního způsobu se prekursor úplně aktivuje mimo reaktor. Podle druhého způsobu se prekursor aktivuje mimo reaktor jen částečně a vzniklý částečně aktivovaný prekursor se uvádí do polymeračního reaktoru, kde se aktivace dokončí přídavným množstvím aktivační sloučeniny. Polymery vyrobené za použití katalyzátorů podle starších patentů mají dále poměrně úzkou distribuci molekulových, hmotností, odpovídající hodnotě Mw/Mn asi 2,7 až 3,8.However, the processes for the preparation of the catalysts mentioned in the earlier patents are relatively complex, and precursors containing magnesium, titanium and an electron donor compound are prepared by crystallization or precipitation in these processes. In addition, the activation method is of decisive importance for obtaining effective catalysts according to these patents. Activation is performed in one of two ways. According to the first method, the precursor is completely activated outside the reactor. According to a second method, the precursor is only partially activated outside the reactor and the resulting partially activated precursor is fed to the polymerization reactor, where activation is completed with an additional amount of activating compound. Furthermore, the polymers produced using the catalysts of the earlier patents have a relatively narrow molecular weight distribution, corresponding to an Mw / Mn value of about 2.7 to 3.8.
Kromě toho vyžadují katalyzátory podle starších amerických patentů použití poměrně vysoké koncentrace komonomeru v reaktoru pro výrobu kopolymerů popsaných v těchto přihláškách. To má za následek vyšší výrobní náklady těchto kopolymerů ethylenu.In addition, the catalysts of the earlier US patents require the use of relatively high comonomer concentrations in the reactor to produce the copolymers described in these applications. This results in higher production costs of these ethylene copolymers.
Nyní se neočekávaně zjistilo, že- kopolymery ethylenu, které mají hustotu od asi 910 do asi 940 kg/m3 poměr rychlostí toku taveniny asi od 26 do 40 včetně mezních hodnot a které obsahují poměrně máta zbytků katalyzátoru, lze vyrobit při poměrně vysoké produktivitě, vhodné pro průmyslové účely postupem v plynné fázi, který není zatížen některými z nevýhod postupů podle starších patentů USA. Podstatou způsobu podle vynálezu je, že se ethylen kopolymeruje s jedním nebo více C3 až Cs a-olefiiny v přítomnosti vysoce aktivního komplexního katalyzátoru obsahujícího hořčík a titan, který se připravuje dále popsaným způsobem.It has now unexpectedly been found that ethylene copolymers having a density of from about 910 to about 940 kg / m 3 melt flow rate ratios of from about 26 to 40, including limit values, and which contain relatively mint catalyst residues, can be produced at relatively high productivity. suitable for industrial purposes by a gas-phase process which is not burdened with some of the disadvantages of the earlier US patents. The essence of the process of the invention is that ethylene is copolymerized with one or more C 3 -C 8 α-olefins in the presence of a highly active complex catalyst comprising magnesium and titanium, which is prepared as described below.
Úkolem předloženého vynálezu je tedy vyvinout způsob výroby kopolymerů ethylenu o hustotě od asi 910 do asi 940 kg/m3, poměru rychlostí toku taveniny asi 26 až 40 včetně mezních hodnot s poměrně- nízkým obsahem zbytků katalyzátoru, postupem v plynné fázi za nízkého· tlaku s poměrně vysokou produktivitou.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a process for producing ethylene copolymers having a density of from about 910 to about 940 kg / m 3 , a melt flow rate ratio of about 26 to 40 including limit values with relatively low catalyst residue. with relatively high productivity.
Obr. II graficky znázorňuje· účinek-πϊοnomerního poměru buten/et-hylen v recyklovaném plynném proudu za podmínek reakční rovnováhy na hustotu polymeru ethylenu a butenu v případě různých druhů katalyzátoru.Giant. II graphically illustrates the effect of π ποοomeromeric ratio of butene / ethylene in the recycle gas stream under reaction equilibrium conditions on the density of the ethylene and butene polymer for the various catalyst types.
Obr. II znázorňuje reakční systém s fluid2 ním ložem pro postup v plynné fázi, ve kterém lze použít katalytického systému podle vynálezu.Giant. II illustrates a reaction system with a fluid bed for 2 it gas-phase process in which the catalyst system can be used according to the invention.
Nyní se zjistilo, že požadované· kopolymery ethylenu, které mají poměr rychlostí toku od 26 do 40, včetně mezních hodnot a hodnotu asi 910 až 940 kg/m3 lze snadno vyrobit s poměrně vysokou produktivitou nízkotlakým postupem v plynné fázi ve f luidním loži tak, že se monomerní násada polymeruje za specifického souboru· pracovních podmínek, které jsou uvedeny -dá4· le, v přítomnosti specifickým způsobem vyrobeného vysoce aktivního katalyzátoru, který je rovněž podrobněji popsán dále.· Za použití katalyzátorů podle vynálezu je třeba, aby byla v reaktoru přítomna podstatně nižší koncentrace komonomeru pro získáni polymeru určité hustoty ve srovnání s postupy, při kterých se používá katalyzátorů vyrobených způsoby popsanými ve starších patentech USA. Společně rozmělňované katalytické systémy vyrobené podle vynálezu lze přímo uvádět do pclymeračního reaktoru, aniž by je bylo nutno předem aktivoval aktivačními postupy uvedenými ve starších amerických patentech. Tím se z postupu vyloučí stupeň redukce katalyzátoru. Katalytické systémy podle vynálezu mají při nízkotlaké polymeraci v plynné fázi v reaktoru s fluidním ložem velmi vysokou produktivitu. Kromě toho příprava společně rozmělňovaných katalytických systémů podle t vynálezu je jednodušší ve srovnání s přípravou prekursorů popsaných ve starších amerických patentech.It has now been found that the desired ethylene copolymers having a flow rate ratio of from 26 to 40, including limit values and a value of about 910 to 940 kg / m 3, can be easily produced with relatively high productivity by a low pressure gas phase fluidized bed process. the monomer charge is polymerized under a specific set of operating conditions · listed -da 4 · le in the presence of a specific manner produced a highly active catalyst which is also described in more detail below. · in the catalysts of the invention are required to be in The concentration of comonomer present in the reactor was substantially lower to obtain a polymer of a certain density compared to processes using catalysts produced by the methods described in the earlier US patents. The co-comminuted catalyst systems produced according to the present invention can be directly fed into a polymerization reactor without having to be activated beforehand by the activation procedures disclosed in earlier US patents. This eliminates the catalyst reduction step. The catalyst systems of the present invention have a very high productivity in a low pressure gas phase polymerization in a fluidized bed reactor. In addition, the preparation of the co-comminuted catalyst systems of the present invention is simpler compared to the preparation of precursors described in earlier US patents.
Kopolymery ethylenu vyrobené způsobem f podle vynálezu mají v mnoha případech širší_distribuci molekulových hmotnostíThe ethylene copolymers produced by the process f according to the invention have in many cases a broader molecular weight distribution
Mw/Mn a vyšší poměr rychlostí toku taveniny než kopolymery připravené podle starších amerických patentů. To umožňuje použít výsledných polymerů v širším rozsahu konečných aplikací. Kopolymery vyrobené podle vynálezu mají též zlepšenou pevnost taveniny oproti kopolymerům ethylenu připraveným za použití katalyzátorů popsaných ve starších amerických patentech.Mw / Mn and a higher melt flow rate ratio than copolymers prepared according to earlier US patents. This allows the resulting polymers to be used in a wider range of end applications. The copolymers produced according to the invention also have improved melt strength over ethylene copolymers prepared using the catalysts described in earlier US patents.
Způsobem podle vynálezu lze vyrobit kopolymery obsahující jako hlavní molární podíl ethylen (^90 % ] a jako vedlejší molární podíl (elO %) jeden nebo více C3 až Ce α-olefinů. C4 až Cs α-olefiny by neměly obsahovat žádná rozvětvení na žádném ze svých atomů uhlíku, který je bližší k hlavnímu řetězci kopolyméru, než čtvrtý atom uhlíku. Přednostními α-olefiny jsou prcpylen, 1-buten, l-penten, 1-hexan, 4-methyl-l-penten a 1-okten.The process according to the invention makes it possible to produce copolymers containing, as the main molar part, ethylene (9090%) and, as the minor molar part (O10%), one or more C3 to C6 alpha olefins. The preferred α-olefins are propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexane, 4-methyl-1-pentene and 1-octene.
Kopolymery mají poměr rychlostí toku taveniny od asi 26 do 40, přednostně od asi 28 do 35, včetně mezních hodnot. Poměr rychlostí toku taveniny je jiný způsob charakterizace distribuce molekulových hmotností polymeru. Hodnota poměru rychlostí • toku taveniny (MFR) 26 až 40 (včetně mezních hodnot) odpovídá hodnotě Mw/Mn v rozmezí od asi 3,0 do 6,0 a hodnota MFR od 28 do 35 (včetně mezních hodnot] od* povídá poměru Mw/Mn asi 3,2 až 5,5.The copolymers have a melt flow rate ratio of from about 26 to 40, preferably from about 28 to 35, including limit values. The melt flow rate ratio is another way of characterizing the molecular weight distribution of a polymer. The melt flow rate (MFR) of 26-40 (including cut-offs) corresponds to a Mw / Mn of between about 3.0 and 6.0, and an MFR of 28 to 35 (cut-offs) of * refers to a Mw ratio / Mn about 3.2 to 5.5.
Kopolymery mají hustotu asi 910 až 940, přednostně 917 až 935 kg/m3, včetně mezních hodnot. Hustotu kopolyméru lze při daném indexu toku taveniny regulovat především množství C3 až Cs komonomeru, který se má kopolymerovat s ethylenem. V nepřítomnosti komonomeru by ethylen homopolymeroval s katalyzátorem podle předloženého vynálezu za vzniku homopolymerů s hustotou asi 2:0,96. Přidávání vzrůstajících množství komonomerů k polymerům má za následek postupné snižování hustoty kopolymeru. Za stejných reakč iích podmínek se množství každého z různých C3 až Cs komonomerů potřebných pro dosažení stejného výsledku mění od monomeru k monomeru.The copolymers have a density of about 910 to 940, preferably 917 to 935 kg / m 3 , including limit values. In particular, the amount of the C3 to Cs comonomer to be copolymerized with ethylene can be controlled at a given melt flow index. In the absence of comonomer, ethylene would homopolymerize with the catalyst of the present invention to form homopolymers having a density of about 2: 0.96. Adding increasing amounts of comonomers to the polymers results in a gradual decrease in copolymer density. Under the same reaction conditions, the amount of each of the various C 3 to C 8 comonomers needed to achieve the same result varies from monomer to monomer.
Pro dosažení stejných výsledků, tj. stejné hustoty při určitém indexu toku taveniny je zapotřebí vzrůstajících molárníeh množství komonomerů v řadě C3 > C4 > > C5 > C6 > C7 > Ce.Increasing the molar amount of comonomers in the series C3 > C4 > C5 < 6 >
Index toku taveniny polymerů je odrazem jeho molekulové hmotnosti. Polymery s relativně vysokou molekulovou hmotností mají . poměrně nízký index toku taveniny. Polymery ethylenu s ultravysokou molekulovou hmotností mají index toku taveniny při větším zatížení (HLMI) asi 0,0! a polymery s velmi vysokou molekulovou hmotností mají index toku taveniny při větším zatížení asi 0,0 až asi 1,0 g/10 min. Takové vysokomolekulární polymery se obtížně tvarují v běžných vstřikovacích strojích a někdy je to vůbec nemožné. Kopolymery' vyrobené způsobem podle předloženého1 vynálezu se naproti tomu v takovém zařízení snadno tvarují. Mají index toku taveniny při normálním zatížení (MI) v rozmez! od ž0,0 do asi 100, přednostně v rozmezí od asi 0,5 do 80 a index toku taveniny při větším zatížení (HLMI) od asi 11 do asi 2000. Index toku taveniny polymerů vyrobených způsobem podle vynálezu je závislý na kombinaci reakční teploty při polymeraci, hustotě kopolyméru a poměru vodík/monomer v reakčním systému. Index toku taveniny se zvyšuje se zvyšováním polymerační teploty nebo/a se snižováním hustoty polymeru nebo/a se zvyšováním poměru vodík/monomer. Kromě vodíku lze též pro další zvýšení indexu toku taveniny kopolymerů použít jiných přenašečů řetězce, jako dialkylzinečnatých sloučenin.The melt index of the polymers is a reflection of its molecular weight. Polymers with a relatively high molecular weight have. relatively low melt index. The ultra-high molecular weight ethylene polymers have a HLMI of about 0.0% . and very high molecular weight polymers have a melt flow index at a higher load of about 0.0 to about 1.0 g / 10 min. Such high molecular weight polymers are difficult to mold in conventional injection molding machines and sometimes even impossible. Copolymers' produced by the present invention, one the other hand in such a device can be readily molded. They have a melt flow index at normal load (MI) in the range! from about 1.0 to about 100, preferably from about 0.5 to 80, and a high load melt index (HLMI) of from about 11 to about 2000. The melt index of the polymers produced by the process of the invention is dependent on the combination temperature reaction at polymerization, copolymer density, and hydrogen / monomer ratio in the reaction system. The melt flow index increases with increasing polymerization temperature and / or decreasing polymer density and / or increasing hydrogen / monomer ratio. In addition to hydrogen, other chain transfer agents such as dialkyl zinc compounds can also be used to further increase the melt index of the copolymers.
Kopolymery podle vynálezu obsahují šl a obvykle k0,l až s0,3 dvojných vazeb C = C na 1000 atomů uhlíku.The copolymers of the present invention contain from about 0.1 to about 0.3 C = C double bonds per 1000 carbon atoms.
Kopolymery vyráběné způsobem podle předloženého vynálezu mají obsah složek extrahovatelných n-hexanem (při 50 °C] nižší než asi 5 % a přednostně nižší než asi 2 % hmotnostní.The copolymers produced by the process of the present invention have a content of n-hexane extractables (at 50 ° C) of less than about 5% and preferably less than about 2% by weight.
Kopolymery podle vynálezu obsahují jako zbytky katalyzátoru řádově od 0 do 2 ppm Ti včetně při produktivitě 500 000 nebo vyšší a od 0 do 0,5 ppm Ti včetně při produktivitě 2 000 000 nebo vyšší. Pokud se týče zbytků Cl, Br nebo I, závisí obsah těchto prvků v kopolymerů na jejich obsahu v prekursoru. Z hodnoty poměru množství titanu k chloru, bromu nebo jodu v původním pre kursoru lze na základě známé hodnoty produktivity, vztažené na samotný titanový zbytek vypočítat obsah zbytků chloru, bromu nebo jodu. Mnohé z kopolymerů podle vynálezu, vyráběné pouze za použití složek katalytického systému obsahujících chlor mají poměr Cl/Tl v rozmezí od 80 do 350, Při poměru Cl/Ti 80 je výpočtem zjištěná hodnota zbytků chloru od >0 do sl60 ppm při produktivitě 2500 000 a od >0 do ž40 ppm při produktivitě ž2 000 000. Při způso209829 bu podle vynálezu se kopolymery snadno vyrábějí při produktivitě až do asi 2 500 000.The copolymers of the invention contain, as catalyst residues, of the order of 0 to 2 ppm Ti inclusive at a productivity of 500,000 or more and from 0 to 0.5 ppm Ti inclusive at a productivity of 2,000,000 or more. With respect to residues Cl, Br or I, the content of these elements in the copolymers depends on their content in the precursor. From the ratio of the amount of titanium to chlorine, bromine or iodine in the original precursor, the chlorine, bromine or iodine residue content can be calculated based on the known productivity value relative to the titanium residue itself. Many of the copolymers of the present invention, manufactured using only chlorine-containing catalyst system components, have a Cl / Tl ratio ranging from 80 to 350. At a Cl / Ti 80 ratio, the calculated chlorine residue is from> 0 to sl60 ppm at a productivity of 2500,000; from> 0 to 4040 ppm at a productivity of 22,000,000. In the method of the invention, copolymers are readily produced at a productivity of up to about 2,500,000.
Kopolymery podle vynálezu jsou granulami látky, které mají střední velikost částic řádově asi 0,127 až asi 2,03 mm a přednostně asi 0,5 až asi 1 mm. Velikost částic je důležitá pro snadnou fluidizaci polymerních částic v reaktoru s fluidním ložem, jak je uvedeno dále. Kopolymery podle vynálezu mají objemovou hmotnost od asi 243,1 do asi 421,5 kg/m3.The copolymers of the invention are granules of a substance having an average particle size of the order of about 0.127 to about 2.03 mm, and preferably about 0.5 to about 1 mm. The particle size is important for the easy fluidization of the polymer particles in the fluidized bed reactor as described below. The copolymers of the invention have a bulk density of from about 243.1 to about 421.5 kg / m 3 .
Ve srovnání s homogenními kopolymery podle USP č. 3 645 992, jsou kopolymery podle vynálezu heterogenní. Jejich teplota tání je asi 121 °C nebo vyšší.Compared to the homogeneous copolymers of USP No. 3,645,992, the copolymers of the invention are heterogeneous. Their melting point is about 121 ° C or higher.
Oproti kopolymerům vyrobeným za použití katalytických systémů uvedených ve starších amerických přihláškách, mají kopolymery připravené za použiti katalyzátorů podle předloženého vynálezu vyšší pevnost taveniny. Proto lze kopolymery vyrobené podle vynálezu vytlačovat na fólie podstatně větší rychlostí než polymery podle starších amerických patentových přihlášek. Kopolymery podle vynálezu poskytují rovněž ve srovnání s kopolymery podle starších přihlášek vyšší stabilitu vaku při výrobě fólií rozfukováním vytlačené hadice a chlazením vzniklého vaku vzduchem přiváděným vysokou rychlostí.Compared to copolymers produced using the catalyst systems disclosed in the earlier US applications, copolymers prepared using the catalysts of the present invention have a higher melt strength. Therefore, the copolymers produced according to the invention can be extruded into films at a substantially higher rate than the polymers of the earlier US patent applications. The copolymers of the present invention also provide greater bag stability in the production of films by blowing the extruded hose and cooling the resulting bag with high speed air as compared to the copolymers of the earlier applications.
Vysoce účinný katalyzátor používaný podle vynálezu se připravuje společným zpracováním na prášek alespoň jednoho halogenidu hořečnatého a komplexu získaného uvedením alespoň jedné sloučeniny titanu do styku s esterem, etherem, ketonem nebo aminem.The high performance catalyst used in the present invention is prepared by co-processing into a powder of at least one magnesium halide and a complex obtained by contacting at least one titanium compound with an ester, an ether, a ketone or an amine.
Sloučenina hořčíku má strukturu odpovídající obecnému vzorciThe magnesium compound has a structure corresponding to the general formula
MgXz kdeMgXz where
X představuje chlor, brom, jod nebo jejich směs.X represents chlorine, bromine, iodine or a mixture thereof.
Těchto sloučenin hořčíku lze používat jednotlivě nebo v kombinacích a zahrnují sloučeniny vzorců MgClz, MgBrz a Mglz. Z horečnatých sloučenin se obzvláštní přednost dává bezvodému chloridu hořečnatému.These magnesium compounds can be used singly or in combination and include compounds of the formulas MgCl 2, MgBr 2 and Mgl 2. Of the magnesium compounds, anhydrous magnesium chloride is particularly preferred.
Sloučenina titanu má strukturu odpovídající obecnému vzorciThe titanium compound has a structure corresponding to the general formula
Ti(OR)aXb kdeTi (OR) and X b where
R představuje Ci až C14 alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek nebo zbytek obecného vzorce COR‘, kde R‘ předsta vuje Ci až Ct4 alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek,R represents a C 1 -C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical or a radical of formula COR ‘, wherein R‘ represents a C 1 -C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical,
X představuje chlor, brom, jod nebo jejich směs, a představuje číslo 0, 1 nebo 2, b představuje číslo 2 až 4 včetně, přičemž součet a + b má hodnotu 3 nebo 4.X is chlorine, bromine, iodine, or a mixture thereof, and is 0, 1 or 2, b is from 2 to 4 inclusive, wherein the sum of a + b is 3 or 4.
Sloučenin titanu lze používat jednotlivě nebo ve směsích a zahrnují sloučeniny vzorcůThe titanium compounds can be used singly or in mixtures and include compounds of the formulas
TiCl3,TiCl3,
T1C14,T1C14,
Ti(OCH3)Cl3,Ti (OCH 3) Cl 3,
TÍ(OC6H5]Cl3,Ti (OC6H5) Cl3,
Ti(OCOCH3)Cl3 a Ti(OCOC6H5)Cl3.Ti (OCOCH 3) Cl 3 and Ti (OCOC 6 H 5) Cl 3.
Pod estery, ethery, ketony a aminy se rozumějí takové sloučeniny, jako alkylestery alifatických a aromatických karboxylových kyselin, alifatické ethery, cyklické ethery a alifatické ketony, di- a polyaminosloučeniny, jako 1,2,4-trimethylpiperazin, N,N,N‘,N‘-tetramethylethylendiazln, N,N,N‘,N‘-tetraethylethylendiamin, 2-dimethylaminopyridin, N,N‘-dimethylpiperazin, o-fenylendiamin, N,N‘-dihenzylethylendia'min, N,N‘,N'‘-dibenzylethylendiamin a 2,3,N,N‘-dimethylnaftylendiamin. Přednostními estery a ethery jsou alkylestery Ci až Cio nacycených alifatických karboxylových kyselin, alkylestery C7 až Cis aromatických karboxylových kyselin, C2 až Ce a přednostně C3 až C4 alifatické ethery, C3 až Cs cyklické ethery a přednostně C4 cyklické mono- nebo diethery. Přednostním aminem je Ν,Ν,Ν',Ν1-tetraethylethylendiamin. Nejvýhodnějšími sloučeninami jsou ethylanisát a tetrahydrofuran.Esters, ethers, ketones and amines are understood to be compounds such as alkyl esters of aliphatic and aromatic carboxylic acids, aliphatic ethers, cyclic ethers and aliphatic ketones, di- and polyamino compounds such as 1,2,4-trimethylpiperazine, N, N, N ' , N'-tetramethylethylenediazine, N, N, N ', N'-tetraethylethylenediamine, 2-dimethylaminopyridine, N, N'-dimethylpiperazine, o-phenylenediamine, N, N'-dihenzylethylenediamine, N, N', N '' -dibenzylethylenediamine and 2,3, N, N'-dimethylnaphthylenediamine. Preferred esters and ethers are alkyl esters of C 1 to C 10 saturated aliphatic carboxylic acids, alkyl esters of C 7 to C 18 aromatic carboxylic acids, C 2 to C 6 and preferably C 3 to C 4 aliphatic ethers, C 3 to C 5 cyclic ethers and preferably C 4 cyclic mono- or diethers. The preferred amine is Ν, Ν, Ν ', Ν 1 -tetraethylethylenediamine. Most preferred compounds are ethylanisate and tetrahydrofuran.
Sloučeniny hořčíku se používá v množství asi 5 až 200 a přednostně 10 až 80 molů na mol komplexu získaného uvedením sloučeniny titanu do styku s esterem, etherem, ketonem nebo aminem. Estery, ethery, ketony a aminy jsou dále označovány jako elektrondonorní sloučeniny (ED-sloučeniny).The magnesium compound is used in an amount of about 5 to 200 and preferably 10 to 80 moles per mole of the complex obtained by contacting the titanium compound with an ester, an ether, a ketone or an amine. Esters, ethers, ketones and amines are hereinafter referred to as electron donor compounds (ED compounds).
Aktivační sloučenina má strukturu odpovídající obecnému vzorciThe activating compound has a structure corresponding to the general formula
Al(R“)cX‘dHe kdeAl (R ') c X' d H e where
X‘ představuje chlor nebo skupinu obecného vzorce OR‘“ a každý ze symbolůX ‘represents chlorine or a group of the formula OR‘ 'and each of the symbols
R“ a R‘“, které jsou stejné nebo různé, představuje Ci až C14 nasycený uhlovodíkový zbytek, d představuje číslo 0 až 1,5, e představuje číslo 1 nebo 0, přičemž platí, že součet c + d + e má hodnotu 3.R 'and R' ', which are the same or different, represent a C 1 to C 14 saturated hydrocarbon radical, d is a number from 0 to 1.5, e is a number of 1 or 0, the sum of c + d + e being 3 .
Aktivačních sloučenin lze používat jednotlivě nebo v kombinacích a jako jejich příklady lze uvést látky vzorceThe activating compounds may be used singly or in combination and exemplified by compounds of the formula
A1(C2H5)3,A1 (C2H5) 3
A1(C2H5)2C1,A1 (C 2 H 5) 2c1,
Al(i-C4H9)3,Al (i-C4H9) 3,
Al2(C2H5)3Cl3,Al2 (C2H5) 3Cl3,
Al(i-C4H9)2H,Al (i-C 4 H 9) 2H,
Al(C6Hl3)3,Al (C6H13) 3,
Al(C8Hl7)3,Al (C8H17) 3,
A1(C2«s)2H a ’ A1(C2H5)2'(OC2H5).A1 (C2 's) 2H and' A1 (C2H5) 2 '(OC2H5).
Při aplikaci katalyzátorů používaných podle vynálezu se používá asi 10 až 400 a • přednostně asi 50 až 150 molů aktivační sloučeniny na 1 mol sloučeniny titanu.In the application of the catalysts used according to the invention, about 10 to 400 and preferably about 50 to 150 moles of activating compound are used per mole of titanium compound.
Během společného zpracování katalyzátoru na prášek mohou být ve směsi přítomny pevná inertní ředidla. Těmito ředidly mohou být anorganické látky, jako je uhličitan vápenatý, kysličníky křemíku a hliníku, které v podstatě neobsahují hydroxyskupiny a organické látky, jako aromatické uhlovodíky. Ředidla mají být suchá, tj. nemají obsahovat absorbovanou vodu. Sušení se normálně provádí tak, že se ředidlo zahřívá v proudu suchého inertního plynu před použitím. Když se jako ředidla používá kysličníku křemičitého, může se zpracovat asi 1 až 8 o/o hmotnostními jedné nebo více shora uvedených alkylhlinitých sloučenin, aby se odstranily hydroxyskupiny. Ředidla se přidávají ke katalyzátoru v takových množstvích, aby byl hmotnostní poměr ředidla k halogenidů hořečnatému v katalyzátoru asi 1:1 až 5:1.Solid inert diluents may be present in the mixture during co-processing of the catalyst to a powder. These diluents may be inorganic substances such as calcium carbonate, silicon and aluminum oxides which are substantially free of hydroxy groups and organic substances such as aromatic hydrocarbons. Diluents should be dry, ie they should not contain absorbed water. Drying is normally carried out by heating the diluent in a dry inert gas stream prior to use. When silica is used as a diluent, about 1 to 8% by weight of one or more of the above-mentioned alkyl-aluminum compounds can be treated to remove the hydroxy groups. The diluents are added to the catalyst in amounts such that the weight ratio of diluent to magnesium halide in the catalyst is about 1: 1 to 5: 1.
Katalyzátor používaný při způsobu podle vynálezu se připraví tak, že se nejprve připraví směs halogenidů hořečnatého, sloučeniny titanu a ED-sloučeniny popsané výše a pak se na tuto směs působí shora uvedeným aktivátorem.The catalyst used in the process of the invention is prepared by first preparing a mixture of magnesium halides, a titanium compound and an ED compound as described above, and then treating the mixture with the above activator.
* Uvedená směs se připravuje společným zpracováváním halogenidů hořečnatého a komplexu připraveného uvedením sloučeniny titanu do styku s ED-sloučeninou na i prášek.The mixture is prepared by co-treating the magnesium halide and the complex prepared by contacting the titanium compound with the ED compound to form a powder.
Společné zpracování na prášek se může provádět za použití běžných kulových mlýnů nebo jiných rozmělňovacích zařízení, například vibračních mlýnů. Zpracováváním na prášek se může provádět buď po dávkách nebo kontinuálně. Obvykle se provádí při teplotě místnosti, ale může se provádět i při nižších nebo vyšších teplotách, například 0 až 100 CC. Může se pracovat v dusíkové atmosféře nebo v atmosféře jiného inertního, plynu, jako argonu nebe helia.The powder co-processing may be carried out using conventional ball mills or other comminution equipment, for example vibratory mills. Powder treatment may be carried out either batchwise or continuously. It is usually carried out at room temperature, but it can also be carried out at lower or higher temperatures, for example 0 to 100 [ deg .] C. It can be carried out under a nitrogen or other inert gas such as argon or helium.
V případě, že se po zpracování na prášek používá rotačního kulového mlýnu, přednostně se pro získání požadovaného produktu postupuje následujícím způsobem. Do čtyřlitrové nádoby porcelánového kulového mlýnu, který může pojmout 60 až 400 porcelánových koulí o průměru 19,05 mm, se uvede 20 až 600 g složek katalyzatické kompozice. Složky se pak melou asi.l až 500 hodin nebo déle, přednostně alespoň 10 až 70 hodin. Normálně se pracuje při teplotě místnosti a není zapotřebí žádného zahřívání ani chlazení.In the case where a rotary ball mill is used after processing into a powder, the following procedure is preferably used to obtain the desired product. 20 to 600 g of the components of the catalyst composition are introduced into a 4 liter porcelain ball mill which can accommodate 60-400 porcelain balls with a diameter of 19.05 mm. The components are then milled for about 1 to 500 hours or more, preferably at least 10 to 70 hours. Normally working at room temperature and no heating or cooling is required.
Halogenid hořečnatý se před použitím obvykle vysuší při teplotě 100 až 400 °C za atmosférického nebo za sníženého tlaku. Je výhodné, když je halogenid hořečnatý co nejlépe zbaven vody. Přítomnost vlhkosti však lze tolerovat v takovém rozsahu, pokud nezhoršuje použitelnost katalyzátoru.The magnesium halide is usually dried at 100 to 400 ° C under atmospheric or reduced pressure before use. It is preferred that the magnesium halide is best dehydrated. However, the presence of moisture can be tolerated to the extent that it does not impair the usefulness of the catalyst.
Komplex sloučeniny titanu a ED-sloučeniny se připraví rozpuštěním sloučeniny, titanu v nasyceném alifatickém uhlovodíku, jako n-hexanu. ED-sloučenina se pak rozpustí v nasyceném alifatickém uhlovodíku a vzniklý roztok se přidá k rozpuštěné sloučenině titanu při teplotě 0 až 50 °C. Obvykle se používá 0,5 až 1,0 molu sloučeniny titanu na mol esterové ED-sloučehiny.The complex of the titanium compound and the ED compound is prepared by dissolving the titanium compound in a saturated aliphatic hydrocarbon such as n-hexane. The ED compound is then dissolved in a saturated aliphatic hydrocarbon and the resulting solution is added to the dissolved titanium compound at 0 to 50 ° C. Typically, 0.5 to 1.0 mole of the titanium compound is used per mole of the ester ED compound.
Sraženina, která je tvořena vzniklým komplexem, se pak odfiltruje, promyje·a vysuší. Pak se halogenid hořečnatý a komplex sloučeniny titanu a ED-sloučeniny společně zpracovávají na prášek shora uvedeným způsobem.The precipitate formed by the complex is then filtered off, washed and dried. Then, the magnesium halide and the titanium compound compound and the ED compound are co-formulated as above.
Postupuje-li se shora uvedeným způsobem, má katalytická kompozice složení odpovídající následujícímu empirickému vzorciWhen the above procedure is followed, the catalyst composition has a composition corresponding to the following empirical formula
MgmTi1(OR)nXp[ED]q kde m představuje číslo větší nebo rovné. 5 a menší nebo rovné 200, n představuje číslo 0 nebo 1, p představuje číslo větší nebo rovné 10 a menší nebo rovné 400, q představuje číslo větší než 0 a menší nebo rovné 3,Mg m Ti 1 (OR) n X p [ED] q where m represents a number greater than or equal to. 5 and less than or equal to 200, n is 0 or 1, p is greater than or equal to 10 and less than or equal to 400, q is greater than 0 and less than or equal to 3,
R představuje Ci až Ci4 alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek, nebo zbytek obecného vzorceR represents a C 1 to C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical, or a radical of formula
COR‘ kdeCOR ‘where
R‘ představuje Ci až Ci4 alifatický nebo aromatický uhlovodíkový zbytek,R 1 represents a C 1 to C 14 aliphatic or aromatic hydrocarbon radical,
X představuje chlor, brom, jod nebo jejich směs aX is chlorine, bromine, iodine or a mixture thereof;
ED představuje kapalnou elektrondonorní sloučeninu zvolenou ze skupiny zahrnující alkylestery alifatických a aromatických karboxylových kyselin, alifatické ethery, cyklické ethery, alifatické ketony a di- a polyaminosloučeniny.ED is a liquid electron donor compound selected from the group consisting of alkyl esters of aliphatic and aromatic carboxylic acids, aliphatic ethers, cyclic ethers, aliphatic ketones, and di- and polyamino compounds.
Společně rozmělněná kompozice obsahující hořčík a titan se může částečně, aktivovat mimo polymerační reaktor aktivační sloučeninou v uhlovodíkové suspenzi. Pak se uhlovodíkové rozpouštědlo odstraní vysušením a částečně aktivovaná na prášek zpracovaná kompozice se uvádí do polymeračního reaktoru, kde se aktivace dokončí dalším množstvím aktivační sloučeniny. Částečná aktivace kompozice obsahujícíThe co-comminuted magnesium and titanium composition may be partially activated outside the polymerization reactor by the activating compound in the hydrocarbon slurry. Then, the hydrocarbon solvent is removed by drying and the partially activated powdered composition is fed into a polymerization reactor where activation is completed with an additional amount of activating compound. Partial activation of a composition comprising
- hořčík a titan se může provádět též během Zpracování na prášek tak, že se přidá požadované množství aktivátoru k rozmělňované směsi. Přednostně se však společně rozmělněná směs úplně aktivuje až v polymeračním reaktoru.- magnesium and titanium can also be carried out during powdering by adding the required amount of activator to the comminuted mixture. Preferably, however, the co-comminuted mixture is only fully activated in the polymerization reactor.
Když se rozmělněná kompozice částečně aktivuje mimo polymerační reaktor, nechá se částečně redukovat reakcí s takovým množstvím aktivátoru, aby se získala částečně aktivovaná rozmělněná směs, ve které je molární poměr aktivátoru k titanu asi 1 až 35:1. Tato částečná redukce se přednostně provádí v kulovém mlýně nebo v suspenzi uhlovodíkového rozpouštědla, načež se výsledná směs vysuší, aby se zbavila rozpouštědla, při teplotě 20 až 80, s výhodou 50 až 70 °G.When the comminuted composition is partially activated outside the polymerization reactor, it is allowed to be partially reduced by reacting with an amount of activator so as to obtain a partially activated comminuted mixture in which the molar ratio of activator to titanium is about 1 to 35: 1. This partial reduction is preferably carried out in a ball mill or in a hydrocarbon solvent suspension, after which the resulting mixture is dried to remove the solvent, at a temperature of 20 to 80, preferably 50 to 70 ° C.
Výsledný produkt má povahu sypké pevné látky ve formě částic a lze ho snadno uvádět do polymeračního reaktoru.The resulting product is in the form of a particulate solid and can be readily fed into a polymerization reactor.
Aby se částečně aktivovaná rozmělněná kompozice nebo neaktivovaná rozmělněná kompozice převedla na formu, která je aktivní při polymeraci ethylenu, musí se do polymeračního reaktoru uvést aktivátor. Tím dojde k úplné aktivaci rozmělněné kompozice v polymeračním reaktoru. Aktivační Sloučenina a společně rozmělněná kompozice se do reaktoru přednostně uvádějí oddělenými potrubími. Přídavná aktivační sloučenina se může do reaktoru vstřikovat ve formě roztoku v uhlovodíkovém rozpouštědle, jako isopentanu, hexanu nebo minerálním oleji. Tento roztok obvykle obsahuje asi 2 až 30 % hmotnostních aktivační sloučeniny. Aktivační sloučenina se do reaktoru přidává v takovém množství, aby se v reaktoru dosáhlo spolu s množstvím aktivační sloučeniny a sloučeniny titanu uvedenými ve formě částečně aktivovaného prekursoru celkového molárního poměru Al/Ti asi 10 až 400 a přednostně asi 50 KomonomerIn order to convert the partially activated comminuted composition or unactivated comminuted composition to a form that is active in ethylene polymerization, an activator must be introduced into the polymerization reactor. This completely activates the comminuted composition in the polymerization reactor. The activator compound and the co-comminuted composition are preferably fed to the reactor via separate lines. The additional activating compound can be injected into the reactor as a solution in a hydrocarbon solvent such as isopentane, hexane or mineral oil. This solution typically contains about 2 to 30% by weight of the activating compound. The activator compound is added to the reactor in an amount such that a total activated Al / Ti molar ratio of about 10 to 400, and preferably about 50, comonomer is achieved in the reactor together with the amount of activator compound and titanium compound present as the partially activated precursor.
Molární % potřebná v kopolymerů až 150. Přídavné množství aktivační sloučeniny zavedené do reaktoru zreaguje se sloučeninou titanu a dokončí aktivaci sloučeniny titanu přímo v reaktoru.The molar% required in copolymers up to 150. The additional amount of activator compound introduced into the reactor reacts with the titanium compound and completes the activation of the titanium compound directly in the reactor.
Při kontinuálním postupu v plynné fázi, jako je postup prováděný ve fluidním loži, popsaný dále, se do reaktoru v průběhu polymerace kontinuálně uvádějí jednotlivé oddělené dávky částečně aktivované nebo neaktivované rozmělněné kompozice za současného uvádění oddělených dávek přídavně aktivační sloučeniny potřebné pro dokončení aktivace částečně aktivované společně rozmělněné kompozice nebo pro aktivaci neaktivované společně rozmělněné kompozice. Tím se během polymerace nahrazují aktivní místa katalyzátoru, která byla v průběhu reakce spotřebována.In a continuous gas phase process such as the fluidized bed process described below, separate batches of partially activated or non-activated comminuted composition are continuously fed into the reactor during polymerization, while providing separate batches of the additional activating compound needed to complete the activating partially activated together. the comminuted composition or to activate the non-activated co-comminuted composition. This replaces the active sites of the catalyst that have been consumed during the reaction during the polymerization.
Polymerace se provádí tak, že se proud monomerů uvádí v plynné fázi, například postupem ve fluidním loži popsaném dále, v podstatě v nepřítomnosti katalytických jedů, jako vlhkosti, kyslíku, kysličníku uhelnatého, kysličníku uhličitého a acetylenu, do styku s katalyticky účinným množstvím úplně aktivované společně rozmělněné směsi za tlaku a teploty, které jsou dostatečné pro iniciaci polymerace.The polymerization is carried out by contacting the monomer stream in the gas phase, for example in the fluidized bed process described below, substantially in the absence of catalytic poisons such as moisture, oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide and acetylene, with a catalytically effective amount of fully activated co-comminuted mixtures at pressure and temperature sufficient to initiate polymerization.
Aby se dosáhlo požadovaného rozmezí hustoty kopolymerů, je nutné kopolymerovat s ethylenem dostatečné množství komonomerů s uhlíkatým řetězcem o počtu 3 nebo více atomů uhlíku, aby byl obsah C3 až Cs komonomerů v kopolymerů 1,0 až 10 mol. %. Množství komonomerů potřébné pro dosažení tohoto výsledku závisí na konkrétně použitém komonomerů nebo komonomerech.In order to achieve the desired density range of the copolymers, it is necessary to copolymerize with ethylene a sufficient amount of carbon chain comonomers of 3 or more carbon atoms so that the C3 to Cs content of the comonomers in the copolymers is 1.0 to 10 moles. %. The amount of comonomers required to achieve this result depends on the particular comonomers or comonomers used.
Následující tabulka uvádí několik různých komonomerů, kterých lze použít pro kopolymeraci s etylenem za účelem vyrobení polymerů, které mají hustotu v požadovaném rozmezí při jakémkoli daném indexu toku taveniny. V tabulce je uvedeno jednak množství komonomerů potřebné v kopolymerů pro dosažení těchto vlastností a jednak potřebná relativní molární koncentrace komonomerů vzhledem k ethylenu v recyklovaném plynném proudu monomerů za podmínek reakční rovnováhy v reaktoru.The following table lists several different comonomers that can be used for copolymerization with ethylene to produce polymers having a density within the desired range at any given melt index. The table shows both the amount of comonomers needed in the copolymers to achieve these properties and the relative molar concentration of comonomers relative to ethylene in the recycled monomer gas stream under reaction equilibrium conditions in the reactor.
Molární poměr Cx/C2 v plynné fázi za rovnovážných podmínekGas-phase C x / C 2 molar ratio under equilibrium conditions
Reakční systém s fluidním ložem, kterého lze použít při provádění způsobu podle vynálezu, je ilustrován na obr. 2. Reaktor 10 se skládá z reakční zóny 12 a ze zóny 14 snižující rychlost.The fluidized bed reaction system that can be used in the process of the invention is illustrated in FIG. 2. The reactor 10 consists of a reaction zone 12 and a speed reducing zone 14.
Reakční zóna 12 obsahuje lože rostoucích částic polymeru, vytvořené částice polymeru á menší množství katalyzátoru fluidizovaného kontinuálním tokem polymerizovatelných a modifikačních plynných složek tvořených doplňovaným plynem a plynem recyklovaným do reakční zóny. Aby se fluidní lože udrželo ve fluidizo-vaném stavu, musí mít hmotnostní průtok plynu ložem vyšší hodnotu, než je hodnota minimálního průtoku vyžadovaná pro fluidizaci. Přednostně je vhodný hmotnostní průtok plynu ložem asi 1,5 až asi 10x vyšší, s výhodou asi 3 až 6x vyšší než minimální hmotnostní průtok plynu nutný pro fluidizaci (Gmf). Označení Gmf pro minimální hmotnostní průtok plynu nutný pro dosažení fluidizace navrhli C. Y. Wen a Y. H. Yu, „Mechanics of Fluidization“, Chemical Engineering Progress Symposium Series, svazek 62, str. 100 až 111 (1966).Reaction zone 12 comprises a bed of growing polymer particles, formed polymer particles, and minor amounts of catalyst fluidized by the continuous flow of polymerizable and modifying gaseous components formed by the make-up gas and the gas recycled to the reaction zone. To maintain the fluidized bed in a fluidized state, the gas mass flow rate through the bed must be greater than the minimum flow rate required for fluidization. Preferably, a suitable gas mass flow rate through the bed is about 1.5 to about 10 times higher, preferably about 3 to 6 times higher than the minimum gas flow rate necessary for fluidization (Gmf). The Gmf designation for the minimum gas mass flow rate required to achieve fluidization was suggested by C. Y. Wen and Y.H. Yu, "Mechanics of Fluidization," Chemical Engineering Progress Symposium Series, Vol. 62, pp. 100-111 (1966).
Je důležité, aby lože vždy obsahovalo částice, které by zabraňovaly vzniku „horkých míst“ a které by zachycovaly a distribuovaly práškovitý katalyzátor v reakční zóně. Při zahájení provozu se do reakční zóny obvykle předloží jako základ polymerní částice před tím, než se začne uvádět proud plynu. Tyto částice mohou být identické s vznikajícím polymerem nebo mohou být odlišné. Když jsou odlišné, odtahují se s částicemi vzniklého polymeru jako přední produkt. Nakonec fluidizované lože částic požadovaného polymeru vytlačí startovací lože. _It is important that the bed always contain particles that prevent "hot spots" and that trap and distribute the pulverulent catalyst in the reaction zone. Upon commencement of operation, a polymeric particle is usually introduced as a base into the reaction zone before the gas stream is introduced. The particles may be identical to the polymer formed or may be different. When different, they are drawn off with the resulting polymer particles as a leading product. Finally, the fluidized bed of the desired polymer particles displaces the starter bed. _
Částečně aktivovaná nebo neaktivovaná společně rozmělněná katalytická kompozice používaná ve fluidním loži se přednostně skladuje v pohotovostním zásobníku 32 pod atmosférou inertního plynu, jako dusíku nebo argonu.The partially activated or unactivated co-comminuted catalyst composition used in the fluidized bed is preferably stored in a standby container 32 under an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon.
Fluidizace se dosahuje vysokou rychlostí plynného recyklu uváděného do lože a skrz lože, která je typicky řádově asi 50 x vyšší než rychlost doplňovaného plynu. Fluidní lože obvykle vypadá jako hustá hmota pohyblivých částic proudících ve volném víru vzniklém průchodem plynu ložem. Tlaková ztráta v loži je rovná nebo poněkud vyšší než hmotnost lože dělená průřezem lože, je tedy závislá na geometrii reaktoru.Fluidization is achieved by a high rate of gaseous recycle introduced into and through the bed, which is typically of the order of about 50 times higher than that of the make-up gas. The fluidized bed usually looks like a dense mass of moving particles flowing in the free vortex created by the passage of gas through the bed. The pressure drop across the bed is equal to or somewhat higher than the weight of the bed divided by the cross-section of the bed, so it is dependent on the reactor geometry.
Doplňovaný plyn se uvádí do lože stejnou rychlostí, jako je rychlost odtahování částic polymerního produktu. Složení doplňovaného plynu se určuje pomocí analyzátoru 16 umístěného nad ložem. Analyzátor plynu určuje plyn, který se recykluje a podle toho se příslušným způsobem nastavuje složení doplňovaného plynu, aby se v reakční zóně udrželo složení plynné směsi v podstatě v ustáleném stavu.The make-up gas is introduced into the bed at the same rate as the withdrawal rate of the polymer product particles. The make-up gas composition is determined by an analyzer 16 located above the bed. The gas analyzer determines the gas to be recycled and the composition of the make-up gas is adjusted accordingly to maintain the composition of the gaseous mixture substantially steady state in the reaction zone.
Aby se zaručila úplná fluidizace, uvádí se potrubím 22 pro recykl do reaktoru recyklovaný plyn a popřípadě též část doplňovaného plynu prostřednictvím přívodu 18 pod ložem. Nad přívodem 18 je umístěna deska 20 rozdělující plyn, která napomáhá fluidizaci lože.To ensure complete fluidization, the recycle gas and possibly part of the make-up gas is fed through the recycle line 22 through the feed 18 under the bed. Above the inlet 18 there is a gas distribution plate 20 which assists fluidization of the bed.
Část plynného proudu, která nezreaguje v loži, tvoří recyklovaný plyn, který se odvádí z polymerační zóny přednostně tak, že se vede přes zónu 14, umístěnou nad ložem, ve které dochází ke snížení rychlosti a k vypadnutí stržených částic zpět do lote.The portion of the gaseous stream that does not react in the bed forms recycled gas, which is discharged from the polymerization zone preferably by passing through a zone 14 located above the bed in which the velocity is reduced and the entrained particles fall back into the lot.
Recyklovaný plyn se pak stlačuje v kom14 presoru 25 a vede tepelným výměníkem 26, kde se před vracením do lože zbavuje reakčního tepla. Teplota lože se udržuje za podmínek ustáleného stavu na konstantní hodnotě odváděním reakčního tepla. V horní části lože nedochází k žádnému patrnému teplotnímu gradientu. Teplotní gradient existuje ve spodních 152 až 304 mm lože, mezi teplotou vstupujícího plynu a teplotou zbytku lože. Recyklovaný plyn se do dna reaktoru uvádí přívodem 18 a do fluidního lože rozdělovači deskou 20. Kompresor 25 může být rovněž umístěn za výměníkem tepla 28 ve smyslu směru toku.The recycle gas is then compressed in the pressurized chamber 25 and passed through a heat exchanger 26 where it is freed from the heat of reaction before returning to the bed. The bed temperature is kept constant at steady state conditions by dissipating the heat of reaction. There is no apparent temperature gradient at the top of the bed. A temperature gradient exists in the lower 152 to 304 mm bed, between the inlet gas temperature and the bed rest temperature. The recycle gas is fed to the bottom of the reactor via an inlet 18 and into the fluidized bed through a distributor plate 20. The compressor 25 may also be located downstream of the heat exchanger 28.
Rozdělovači deska 20 hraje při provozu reaktoru důležitou úlohu. Fluidní lože obsahuje jak rostoucí a vzniklé částice polymeru, tak částice katalyzátoru. Poněvadž polymerní částice jsou horké a možná aktivní, musí se zabránit jejich usazování, poněvadž kdyby došlo, k vytvoření jakékoli klidné hmoty, mohl by aktivní katalyzátor obsažený v těchto částicích způsobit pokračování reakce, s vlivem vzniklého tepla by se částice roztavily. Je proto důležité, aby se ložem nechal procházet rozptýlený recyklovaný plyn rychlostí dostačující k fluidizaci částic lože. K tomu slouží rozdělovači deska 20 a touto deskou může být síto, deska se štěrbinami, perforovaná deska, deska s kloboučky (analogickými jako u pater destilační kolony) apod. Všechny části desky mohou být stacionární, nebo může být deska pohyblivého typu, jako je deska popsaná v patentu USA č. 3 298 792. Ať už je konstrukční uspořádání desky jakékoli, musí deska rozptylovat recyklovaný plyn mezi částicemi u dna lože a udržovat částice lože ve fluidizovaném stavu. Úkolem desky je rovněž podpírat klidné lože částic pryskyřice, když není reaktor v provozu. Pohyblivých částí desky se může použít k vytlačení polymerních částic zachycených na desce nebo v ní.The distributor plate 20 plays an important role in the operation of the reactor. The fluidized bed contains both growing and formed polymer particles and catalyst particles. Since the polymer particles are hot and possibly active, they must be prevented from settling, since if any quiet mass were formed, the active catalyst contained in these particles could cause the reaction to continue, causing the particles to melt due to the heat generated. It is therefore important that diffuse recycle gas is passed through the bed at a rate sufficient to fluidize the bed particles. For this purpose, a separating plate 20 can be used and may be a sieve, a plate with slits, a perforated plate, a plate with caps (analogous to distillation column trays) and the like. All plate parts may be stationary or of a movable type such as plate as described in U.S. Patent No. 3,298,792. Whatever the design of the plate, the plate must disperse recycled gas between the particles at the bottom of the bed and keep the particles of the bed fluidized. The board also aims to support a quiet bed of resin particles when the reactor is not in operation. The movable portions of the plate may be used to extrude polymer particles retained on or within the plate.
Jako přenášeče řetězce se při polymeraci podle vynálezu může použít vodíku. Molární poměr vodík/ethylen, kterého se může použít, leží v rozmezí od asi 0 do asi 2,0 molů vodíku na mol monomeru v plynném proudu.Hydrogen can be used as the chain transfer agent in the polymerization according to the invention. The hydrogen / ethylene molar ratio that can be used is in the range of about 0 to about 2.0 moles of hydrogen per mole of monomer in the gas stream.
V plynném proudu může být též přítomen jakýkoli plyn, který je inertní vůči katalyzátorům a reakčním složkám. Aktivační sloučenina se přednostně přidává do reakčního systému za výměníkem tepla 26 (ve smyslu toku). Přednostně se proto aktivátor zavádí do potrubí s recyklem například ze zásobníku 27 potrubím 27A.Any gas inert to the catalysts and reactants may also be present in the gas stream. The activator compound is preferably added to the reaction system downstream of the heat exchanger 26 (in terms of flow). Preferably, therefore, the activator is introduced into the recycle line from, for example, the container 27 through line 27A.
Jako činidel pro regulaci molekulové hmotnosti, tj. jako přenášečů řetězce se může spolu s katalyzátory podle vynálezu kromě vodíku používat též sloučenin obecného vzorceIn addition to hydrogen, the compounds of the formula I can be used in addition to hydrogen as molecular weight control agents, i.e. as chain transfer agents.
Zn(Ra)(Rb) , kdeZn (R a ) (R b ) where
20S82920S829
IIII
Ra; a Rb jsou stejné nebo - různé Ci až Cii alifatické nebo aromatické uhlovodíkové zbytky. And R; and R b are the same or different C 1 -C 12 aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals.
Tím se dosáhne dalšího zvýšení hodnot indexu- toku taveniny vyrobených kopolymerů. Do plynného proudu uváděného do reaktoru se může,, i přidávat lasioO až. 100 í a přednostně asi 20 aží;:3QT molů.. sloučeniny zinku (počítáno jako, Zií) n.a :mol·; sloučeniny .titanu (počítáno jako: :Ti). : Sloučenina zinku se může do reaktoru uváděípňednostně ve formě zředěného'roztoku (o koncentraci: 2 áž 30; o/ohmotnostních) v uhlovodíkovém rozpouštědle nebo v absorbované formě v pevném ředidle,'!;jako je kysličník křemičitý shora popsaného typu, a to v množství od: asi; 10 do 50 4/:liinotnostních. Tyto látky bývají; pyrofoftcké.:;Sloučenina zinku „se může uvádět samotná nebo> spolu s přídavnou’aktivační sloučeninou/.která se rovněž uvádí do reaktoru;: z dávkovače (není, zakreslen j, který může být umístěn vedle dávkovacíhozařízeníi27;.This further increases the melt index values of the copolymers produced. Lasio 0 to 10 can be added to the gas stream introduced into the reactor. And preferably about 20 to about 30 moles of zinc compound (calculated as Zi). titanium compound (calculated as: Ti). The zinc compound may be fed to the reactor preferably in the form of a dilute solution (concentration: 2 to 30% by weight) in a hydrocarbon solvent or in absorbed form in a solid diluent, such as silica of the type described above, amount from: about; 10 to 50 4 /: liinotnost. These substances tend to be; The zinc compound may be introduced alone or together with an additional activating compound which is also fed to the reactor from a metering device (not shown) which may be placed adjacent to the metering device 27.
Reaktor ;s fluidním-ložemomusí; pracovat při teplotě nižší než je teplota spékání polymerních částic;: aby se zabránilo '.spékání částic. Při Výrobě kopolymerů ethylenu; způsobem podlé vynálezu so přednostně pracuje .při teplotě asi 30 až: asi lOS^C/nejvýhodněji při - teplotě .75 ažvSS-ÍD.·': Teplot -odnksi 75 do 95 °C se -používá/;prurvýrobu produktů s hustotouuasi 9Mi'až:92Q:kg/m?f'a teplot asi· 80 až 100 °C serpoužífráiprxrvyrobu: produktů o hustotě1 asi ;92Q 'áž\94® kg/m?. .Fluidized bed reactor; operating at a temperature below the sintering temperature of the polymer particles to prevent sintering of the particles. In the production of ethylene copolymers; The process according to the invention is preferably operated at a temperature of about 30 ° C to about 10 ° C (most preferably at a temperature of 75 ° C to 50 ° C), and temperatures of from 75 ° C to 95 ° C are used to produce products having a density of 9Mi. up to: 92 ° C / kg and temperatures of about 80 ° C to 100 ° C are used for the manufacture of products having a density of about 1 ° C; .
Reaktor s fhiidnímrložennpnacujeízažtlaku aží. doi asi:';6,87 MPájapřednostněirza«tlaku přibližně: od 1,03 ažr2,40vM'Pa, přičemžcikdyž se. pracuje, za vyšších*, tlaků v tomto; rozmezí· usnadňuje se·:· přenos:.!, tepla; poněvadž zvýšení; tlaku má za následek i zvýšení jednotkové .objemové tepelné fkapaoity plynu.The reactor with a phthalic charge is applied under pressure. to about 6.87 MPa and preferably a pressure of about 1.03 to about 2.40 inMPa while maintaining the pressure. works at higher * pressures in this; Range · easy to carry: · heat transfer; since the increase; pressure also results in an increase in the unit thermal gas flux volume.
Částečně aktivovaný; prekursor nebo neaktivovaná společně·rozmělněná .kompozice se injektuje do lože rychlostí; která; je stejná, .jako rychlost;: kterou .ssíispotřebavává, přívodem 30 umístěným nad .', rozdělovači deskou 2Bl'iKatalyzátor; se. přednostně. injektujei v takovém ;místě lože, kde* dochází k dobrému míšení: Důležitým: rysem, vynálezu je, že se katalyzátor injektuje v místě nad rozdělovači deskou. Poněvadž’jsou katalyzátory používané podle vynálezu vysoce aktivní; mohlo· fby mít ;iníjektovánř Í doc prostoru pod rozdělovači deskou·· za následek zahájení polymerace v 'tomto’, místěpcož :by mohlo .nakonec:.vést až k ucpáni.rozdělovači desky. Injektování katalyzátoru do vířivého lože naopak napomáhá rozdělení katalyzátoru v .loži; a zabraňuje tvorbě míst s : vysokou koncentrací katalyzátoru, která by mohla vést ke vzniku horkých míst. Injektování katalyzátoru dos reaktoru nad. ložem může mít za následek nadměrné unášení katalyzátoru do potrubí pro recykl, kde může dojít k zahájení i polymerace, což by mohlo nakonec vést k ucpání potrubí a výměníku tepla.Partially activated; a precursor or non-activated comminuted composition is injected into the bed at a rate; which; it is the same as the speed it consumes through the inlet 30 located above the manifold plate 24B. se. preferably. An important feature of the invention is that the catalyst is injected at a point above the manifold plate. Since the catalysts used according to the invention are highly active; · f may be given; iníjektovánř Í doc area below the distribution plate for ·· polymerization to begin 'this' místěpcož: could .nakonec: .vést to ucpáni.rozdělovači plate. Injection of the catalyst in the fluidized bed, in turn, aids in the distribution of the catalyst in the bed; and prevents the formation of sites with: a high catalyst concentration that could lead to hot spots. Catalyst dosing of the reactor above. bedding may result in excessive catalyst entrainment into the recycle line, where polymerization may also be initiated, which could eventually result in clogging of the line and heat exchanger.
Pro: zavádění částečně » íredukované nebo neredukované společně . rozmělněné katalytické kompozice do lože. se;;používá plynu, který je inertní vůči katalyzátoru, jako dusíku nebo argonui;;For: introduction partially reduced or not reduced together. the comminuted catalyst composition into a bed. using a gas inert to the catalyst, such as nitrogen or argon;
Produktivita: lože-se..reguluje rychlostí injektování katalyzátoru. > Produktivita lože- se může': jednoduše· zvýšit , zvýšením rychlosti injektování katalyzátoru a snížit snížením rychlosti injektování katalyzátoru. ;Productivity: the bed is regulated by the catalyst injection rate. The bed productivity can be: simply increased by increasing the catalyst injection rate and reduced by reducing the catalyst injection rate. ;
Poněvadž jakákoli změna v rychlosti injektování katalyzátoru má za; následek změnu v rychlosti vývojeireakčního·.tepla, upravuje <se teplota .recyklovaného plynu vstupujícího do' reaktoru·nahoru nebo dolů; aby se -přizpů&obila rychlestíivývoje Tepla. Tím se;, zajistí udržování . v podstatě; konstantní teploty v loži.; Jakufluidizavané; lože, tak;systém chlazení recyklovaného); plynu musí být' samozřejmě vybaveny: příslušnými přístroji pro detekci nzměmvteploty? v ; loži' a chladicím, systému, aby mohla obsluha provést vhodnou ápravu teploty recyklovaného plynu r,Since any change in catalyst injection rate is due to; as a result of a change in the reaction heat evolution rate, the temperature of the recycle gas entering the reactor is adjusted up or down; to make-up & grain fast-spreading heat. This ensures maintenance. in fact; constant bed temperatures .; Jakufluidizavané; bed, so; cooling system recycled); of course, the gas must be equipped with: appropriate instruments for temperature detection? v; bed and cooling system so that the operator can appropriately adjust the temperature of the recycle gas r,
Za- určité kombinaaeuprovozních podmínek se fluidizované lože udržuje v podstatě ve stejné ívýšee: tím,.-žese. část lože odtahuje jako proidukt) 'Stejnou rychlostí;:jako; je 'rychlost.',''tvorby částic polymerního! produktu. Vzhledem k tomu;: že- rychlost· vývoje tepla jeupřímo; úměrnár tvontaěiproduktu·,; .je;·, pro rychlost tvorby částic polymeru- při·.konstantní rychlosti ; plynu; určující měření vzrůstu teploty plynu podél, reaktoru (tj. teplotního· rozdílů mezi teplotou vstupujícího plynu a «teplotou .odcházejícího plynu).For - kombinaaeuprovozních certain conditions, the fluidized bed is maintained at substantially the same ívýšee: by žese .-. a part of the bed is drawn as a proidect at the same rate; is the rate of formation of polymer particles. product. Because: the rate of heat evolution is direct; proportionate to the product · ,; for the rate of formation of polymer particles at a constant rate; gas; determining the measurement of the gas temperature rise along the reactor (i.e., the temperature differences between the temperature of the incoming gas and the temperature of the outgoing gas).
Částice ipolynierníhbí· produktu se odebírají ^přednostně kontinuálně;. vedením:;34; v blízkosti rozdělovači desky ,20: Částice se odebírají ve formě suspenze s částí plynného proudu, který sef. odvětrává před; usazením částic, aby se»-zabránilo;;další polymeracit.a .«pékání před tím,, než částice dosáhnou, zóny, kde se - shromažďují. Susponzního plynu lze, jak. ijiž hylp uvedeno, rovněž použít k převádění produktu z jednoho reaktoru do druhého.The particles of the polystyrene product are preferably continuously collected. lead:; 34; near the manifold plate, 20: The particles are collected in the form of a suspension with a portion of the gaseous stream that seph. it ventilates before; depositing the particles to prevent further polymerization and baking before the particles reach the zone where they collect. The suspending gas can be either. As mentioned above, also used to transfer the product from one reactor to another.
Částice polymerního produktu se účelně a přednostně odebírají pomocí dvou postupně pracujících čásově -nastavených ventilů; 36; ,38/mezi: kterými; je upravena, oddělovací zóna 4O;?,Když je ventil 3®,;uzavřen, je ventil·; 38' otevřen, takže: propouští směs plynu a produktu do .'zány'40.íi.Pak-sejventil 38í©tevře;. aby»se,produkt převedl do vnější izolační zóny. Ventil 38Tse pak uzavře a je uzavřen až do okamžiku následujícíhOi Odebírání produktu. Odvětraný plyn obsahující nezreagované monomery se »může-ze'zóny 40· odvádět potrubím 41. Pak'se může stlačovat» v kompresoru 421» uvádět přímo nebo přes čistič 43 a potrubím; 44’tío potrubí 2Z pro plynový recykl: v místě před (ve směru toku) kompresoru 25crecyklu.The polymer product particles are expediently and preferably removed by means of two successive time-adjusted valves; 36; , 38 / among: whom; When the valve 3 is closed, the valve 3 is provided. 38, so that the gas / product mixture is allowed to pass into the vessel. Then, the valve 38 opens. to transfer the product to the outer insulation zone. The valve 38T then closes and is closed until the next product withdrawal. The vent gas containing unreacted monomers can be removed from zone 40 via line 41. Then it can be compressed in compressor 421 directly or through a purifier 43 and via line; 44’This 2Z gas recycle line: at the upstream (downstream) compressor of the 25 cycle.
Konečně je reaktor s fluidním ložem vybaven vhodným odvětrávacím systémem, který umožňuje odvětrávání lože při zaha209829 jování a při ukončení provozu. Reaktor nevyžaduje použití žádných míchacích zařízení nebo/a zařízení k oškrabování stěn. Potrubí 22 pro recyklovaný plyn a zařízení v něm umístěná (kompresor 25, výměník tepla 28) by měly mít hladký povrch a neměly by obsahovat nepotřebné prvky, které by mohly bránit plynulému toku plynu.Finally, the fluidized bed reactor is equipped with a suitable venting system that allows venting of the bed during start-up and shutdown. The reactor does not require the use of any mixing devices and / or wall scraping devices. The recycle gas pipes 22 and the devices located therein (compressor 25, heat exchanger 28) should have a smooth surface and should not contain unnecessary elements that could impede the smooth flow of gas.
Vysoce aktivní katalytický systém podle vynálezu poskytuje ve fluidním loži produkt se střední velikostí částic přibližně 0,127 až 2,03 mm, přednostně přibližně mezi 0,51 až 1,02 mm.The highly active catalyst system of the invention provides a fluidized bed product with an average particle size of about 0.127 to 2.03 mm, preferably between about 0.51 to 1.02 mm.
Zaváděný proud plynného monomeru, popřípadě s inertními plynnými ředidly se do reaktoru uvádí takovou rychlostí, aby se dosáhlo výtěžku vztaženého na prostor a čas asi 32,4 až asi 162,2 kg/hod/m3 objemu lože.The feed monomer gas stream, optionally with inert gaseous diluents, is fed into the reactor at a rate to provide a space and time yield of about 32.4 to about 162.2 kg / hr / m 3 bed volume.
Pod pojmem „surová pryskyřice nebo polymer“ se zde rozumí polymer v granulované formě, jak se získá z polymeračního reaktoru.The term "crude resin or polymer" as used herein refers to a polymer in granular form as obtained from a polymerization reactor.
Následující příklady slouží k bližší ilustraci vynálezu, v žádném směru však rozsah vynálezu neomezují.The following examples serve to illustrate the invention in more detail, but do not limit the scope of the invention in any way.
Vlastnosti polymerů vyrobených v příkladech se stanovují těmito zkušebními metodami:The properties of the polymers produced in the examples are determined by the following test methods:
HustotaDensity
Vyrobí se zkušební destička a ta se 1 hodinu temperuje na 100 CC, aby se přiblížila stavu rovnovážné krystalinity. Měření hustoty se pak provádí v koloně s gradientem hustoty.A test plate is made and tempered at 100 ° C for 1 hour to approach equilibrium crystallinity. The density measurement is then performed in a density gradient column.
Index toku taveniny (MIJMelt Flow Index (MIJ)
ASTM D-1238-Condition E, měření se provádí při 190 3C, údaje v g za 10 minut.ASTM D-1238-Condition E Measured at 190 3 C data g for 10 minutes.
Rychlost toku (index toku taveniny při větším zatížení J (HLMI)Flow rate (melt index at higher load J (HLMI)
ASTM-1238-Condition F. Měření se provádí za použití lOnásobného zatížení, než při při měření Indexu toku taveniny.ASTM-1238-Condition F. Measurements are performed using 10 times the load when measuring the melt index.
Poměr rychlostí = rychIo,st toku index toku taveniny = Speed ratio via flash st melt flow index
ProduktivitaProductivity
Vzorek pryskyřičného produktu se zpopelní a stanoví se hmotností % popela, poněvadž popel je v podstatě tvořen katalyzátorem. Produktivita je tedy udána v kg polymeru vyrobeného na kg celkem spotřebovaného katalyzátoru. Množství titanu, hořčíku a chloru v popelu se určí elementární analýzou.The resin product sample is ashed and is determined by weight of ash as the ash is essentially a catalyst. The productivity is therefore expressed in kg of polymer produced per kg of total catalyst consumed. The amount of titanium, magnesium and chlorine in the ash is determined by elemental analysis.
Střední velikost částicMean particle size
Tato vlastnost se vypočítá z dat sítové analýzy prováděné podle normy ASTM-D-1921, Method A za použití vzorku o> hmotnosti 500 g. Výpočty jsou založeny na hmotnostních podílech zachycených na sítech.This property is calculated from sieve analysis data performed according to ASTM-D-1921, Method A using a sample> 500 g. The calculations are based on the weight fractions collected on the screens.
Objemová hmotnostDensity
Pryskyřice se nasype pomocí nálevky s průměrem stonku 9,5 mm do lOOml odměrného válce až po rysku 100 ml. Během plnění válce se válcem netřepe. Hmotnostní rozdíl se zjistí vážením.The resin is poured into a 100 ml graduated cylinder through a funnel with a 9.5 mm stem diameter up to the 100 ml mark. Do not shake the cylinder during filling. The weight difference is determined by weighing.
Distribuce molekulových hmotností (Mw/Mn)Molecular weight distribution (Mw / Mn)
Tato vlastnost se měří vylučovací chromatografií (High Speed Slze Exclusion Chromatography) za použití kolon naplněných kysličníkem křemičitým ve formě částic o velikosti 10 /ím. Jako rozpouštědla se používá '1,2,4-trichlorbenzenu, měření se provádí při 140 °C, rychlost toku je 1 ml/min a detekce se provádí infračerveným zářením v oblasti 2,42 μία (natahování vazby C—H).This property is measured by High Speed Tide Exclusion Chromatography using 10 µm silica packed columns. 1,2,4-Trichlorobenzene is used as solvent, the measurement is performed at 140 ° C, the flow rate is 1 ml / min and the detection is carried out by infrared radiation in the 2.42 μία region (C-H bond stretching).
Látky extrahovatelné n-hexanem (FDA-zkouška používaná pro polyethylenové fólie, které mají přijít do styku s potravinami.) Vzorek fólie o tloušťce 0,038 mm a ploše 1290 cm2 se nastříhá na proužky o rozměrech 2,54 x 15,24 cm a zváží se s přesností na 0,1 mg. Proužky se umístí do nádoby a extrahují se 300 ml n-hexanu při teplotě 50 ± 1 °C po dobu 2 hodin. Extrakt se pak dekantuje do vyvážené kultivační misky. Po vysušení extraktu ve vakuovém exsikátoru se kultivační miska zváží s přesností na 0,1 mg. Množství extraktu přepočtené na původní hmotnost vzorku se pak uvádí jako hmotnostní zlomek látek extrahovaných n-hexanem.Substances n-hexane extractables (FDA test used for polyethylene film intended to come into contact with food.) The sample film of thickness 0.038 mm and an area 1290 cm 2 is cut into strips 2.54 cm by 15.24 cm and weighed to the nearest 0,1 mg. Place the strips in a flask and extract with 300 ml of n-hexane at 50 ± 1 ° C for 2 hours. The extract is then decanted into a balanced culture dish. After drying the extract in a vacuum desiccator, the culture dish is weighed to the nearest 0,1 mg. The amount of extract calculated on the original sample weight is then reported as the mass fraction of the substances extracted with n-hexane.
NenasycenostUnsaturation
Měření se provádí pomocí infračerveného spektrofotometru (Perkin Elmer Model 21). Z pryskyřice se vyrobí výlisky o tloušťce 0,635 mm, které slouží jako zkušební vzorky. Absorbance se měří při 10,35 /un v případě transvinylidenové nenasycenosti, při 11,0 /im v případě terminální vinylové nenasycenosti a při 11,25 μτα. v případě vinylidenové nenasycenosti v bočních řetězcích. Absorbance na 1 mm tloušťky výlisku je přímo úměrná násobku koncentrace nenasycenosti a absorbtivity. Hodnoty absorbtk vity jsou převzaty z literatury R. J. de Kock a další, J. Polymer Science. Part B, 2, 339 (1964).Measurements are performed using an infrared spectrophotometer (Perkin Elmer Model 21). Resins of 0.635 mm thickness are made from the resin and serve as test specimens. Absorbance is measured at 10.35 / un in the case of transvinylidene unsaturation, at 11.0 / im in the case of terminal vinyl unsaturation and at 11.25 μτα. in the case of vinylidene unsaturation in the side chains. Absorbance per 1 mm of thickness of the compact is directly proportional to the multiple of the concentration of unsaturation and absorbency. Absorbency values are taken from R. J. de Kock et al., J. Polymer Science. Part B, 2, 339 (1964).
PříkladyExamples
I' Příprava společně rozmělněné kompozicePreparation of a co-comminuted composition
Syntetizuje se komplex chloridu titaničitého a ethylanisátu tak, že se hexanový roztok ethylanisátu o koncentraci 5 °/o objemových přidá k roztoku chloridu titaničitého v hexanu o koncentraci 15 % objemových v molárním poměru 1 : 1 při 25 °C. Jasně oranžový pevný komplex, který se vysráží, se několikrát promyje hexanem a vysuší v proudu dusíku při 25 °C.Synthesize the titanium tetrachloride / ethylanisate complex by adding a 5% v / v hexane solution of ethylanisate to a 15% v / v solution of titanium tetrachloride in a 1: 1 molar ratio at 25 ° C. The bright orange solid complex that precipitated was washed several times with hexane and dried in a stream of nitrogen at 25 ° C.
Podobným způsobem se připraví komplexy o složení TiCl4 . THF a TiCl4 . 2 THF za použití chloridu titaničitého a tetrahydrofuranu (THF) v molárním poměru 1:1aIn a similar way, TiCl 4 complexes were prepared. THF and TiCl 4. 2 THF using titanium tetrachloride and tetrahydrofuran (THF) in a 1: 1a molar ratio
I : 2. Tyto komplexy jsou žluté.I: 2. These complexes are yellow.
Bezvodý chlorid horečnatý se suší při 100 až 150 °C ve vakuové sušárně po dobu 12 až 72 hodin.The anhydrous magnesium chloride is dried at 100-150 ° C in a vacuum oven for 12-72 hours.
500 g chloridu horečnatého a 4 až 72 g komplexu chloridu titaničitého s elektrondonorní sloučeninou se umístí do čtyřlitrového kulového mlýnu, který pojme 400 porcelánových koulí o průměru 19,05 mm. Složky se zpracovávají na prášek v dusíkové atmosféře po dobu 10 až 72 hodin při teplotě 25 °C. Výsledná rozmělněná kompozice obsahuje 0,02 až 0,34 mmolu Ti/g a její molární poměr Mg/Ti je 27/1 až 523/1.500 g of magnesium chloride and 4 to 72 g of the titanium tetrachloride-electron donor compound are placed in a 4-liter ball mill which holds 400 porcelain spheres with a diameter of 19.05 mm. The ingredients are powdered under nitrogen for 10 to 72 hours at 25 ° C. The resulting comminuted composition contains 0.02 to 0.34 mmol Ti / g and has a Mg / Ti molar ratio of 27/1 to 523/1.
II Aktivační postupII Activation procedure
Postúp AAdvance
Při tomto postupu se požadovaná navážka společně rozmělněné kompozice přímo uvádí do polymeračního reaktoru. Aktivátor (v těchto příkladech triethylhliník] v inertním uhlovodíkovém rozpouštědle (hexanu) se vstřikuje do reakční zóny.In this process, the desired weight of the co-comminuted composition is directly fed into the polymerization reactor. An activator (in these examples triethyl aluminum) in an inert hydrocarbon solvent (hexane) is injected into the reaction zone.
Společně rozmělněná kompozice se před uváděním do polymerační reakce rovněž může mísit s inertním nosičem, jako kysličníkem křemičitým nebo polyethylenovým práškem. Aktivátor se pak vstřikuje do reakční zóny.The co-comminuted composition may also be mixed with an inert carrier such as silica or polyethylene powder before being introduced into the polymerization reaction. The activator is then injected into the reaction zone.
Postup BProcedure B
Podle tonoto postupu se společně rozmělněná kompozice aktivuje v několika stupních. Společně rozmělněná kompozice je pouze částečně redukuje před zavedením do polymeračního reaktoru a zbytek redukčního postupu se dokončí uvnitř reaktoru.According to this process, the co-comminuted composition is activated in several stages. The co-comminuted composition is only partially reduced prior to introduction into the polymerization reactor and the remainder of the reduction process is completed within the reactor.
Do mísící nádoby nebo bubnu se umístí požadovaná navážka suchého inertního nosiče. V příkladech, které jsou zde popisovány, se jako nosiče používá asi 500 g kysličníku křemičitého nebo asi 1000 g polyethylenového nosiče. Inertní nosič se pak smísí s dostatečným množstvím bezvodého alifatického' uhlovodíkového ředidla, jako isopentanu, aby vznikla suspenze. Obvykle je nutno použít asi 4 až 7 ml ředidla na 1 g inertního nosiče. Požadovaná navážka společně rozmělněné kompozice se pak umístí do mísící nádoby a důkladně se smísí se suspenzí. V případech, které jsou zde uvede20 ny, se pro výrobu katalyzátorů používá asi 50 až 300 g společně rozmělněné kompozice, která obsahuje 0,1 až 0,4 mmolu titanu na gram společně rozmělněné kompozice.The required weight of dry inert carrier is placed in a mixing vessel or drum. In the examples described herein, about 500 g of silica or about 1000 g of polyethylene carrier is used as the carrier. The inert carrier is then mixed with a sufficient amount of an anhydrous aliphatic hydrocarbon diluent, such as isopentane, to form a suspension. Usually about 4 to 7 ml of diluent per g of inert carrier is required. The desired weight of the co-comminuted composition is then placed in a mixing vessel and thoroughly mixed with the suspension. In the cases mentioned herein, about 50 to 300 g of co-comminuted composition containing 0.1 to 0.4 mmol of titanium per gram of co-comminuted composition are used to produce the catalysts.
K obsahu mísící nádoby se přidá požadované množství aktivátoru potřebné pro částečnou aktivaci společně rozmělněné kompozice. Používá se takového množství aktivátoru, aby byl poměr Al/Ti v částečně redukované společně rozmělněné kompozici až 10 : 1. Aktivátor se přidává do mísicího bubnu ve formě roztoku obsahujícího asi 20 % hmotnostních aktivátoru (v těchto příkladech triethylhliníku j v inertním alifatickém uhlovodíkovém rozpouštědle (v těchto příkladech hexanu). Aktivace se provede důkladným promísením a uvedením aktivátoru ve styk se společně rozmělněnou kompozicí. Všechny shora popsané operace se provádějí při teplotě místnosti a za atmosférického tlaku pod inertní atmosférou.The required amount of activator required to partially activate the co-comminuted composition is added to the contents of the mixing vessel. The amount of activator used is such that the Al / Ti ratio in the partially reduced co-comminuted composition is up to 10: 1. The activator is added to the mixing drum as a solution containing about 20% by weight of activator (in these examples triethyl aluminum as inert aliphatic hydrocarbon solvent). All of the operations described above are carried out at room temperature and at atmospheric pressure under an inert atmosphere. The activation is effected by thoroughly mixing and bringing the activator into contact with the co-comminuted composition.
Výsledná suspenze se vysuší proudem suchého inertního plynu, jako dusíku nebo argonu za atmosférického tlaku a při teplotě 60 CC, aby se odstranilo uhlovodíkové ředidlo. To si vyžádá obvykle asi 3 až 5 hodin. Látka má podobu volně pohyblivého materiálu, tvořeného jednotnou směsí aktivované společně rozmělněné kompozice s inertním nosičem. Vysušený nepyroforický produkt se skladuje pod inertním plynem.The resulting suspension is dried under a stream of dry inert gas such as nitrogen or argon at atmospheric pressure and at 60 ° C to remove the hydrocarbon diluent. This usually takes about 3 to 5 hours. The substance is in the form of a freely movable material consisting of a uniform mixture of the activated co-comminuted composition with an inert carrier. The dried, non-pyrophoric product is stored under an inert gas.
Když se aktivátor vstřikuje do polymeračního systému ve formě zředěného roztoku, přednostně se používá koncentrace asi 2 až 10 % hmotnostních.When the activator is injected into the polymerization system in the form of a dilute solution, a concentration of about 2 to 10% by weight is preferably used.
Bez ohledu na způsob zavádění aktivátoru do polymeračního reaktoru za účelem dokončení aktivace společně rozmělněné kompozice, používá se aktivátoru v takovém množství, aby se poměr Al/Ti v polymeračním reaktoru udržel na hodnotě od asi 8 do 400 a přednostně od asi 10 až 100.Regardless of how the activator is introduced into the polymerization reactor to complete activation of the co-comminuted composition, the activator is used in an amount such that the Al / Ti ratio in the polymerization reactor is maintained at about 8 to 400, and preferably about 10 to 100.
Před použitím se kysličník křemičitý suší alespoň 4 hodiny při alespoň 600 °C.The silica is dried at least 600 ° C for at least 4 hours before use.
Postup CProcedure C
Při tomto postupu se částečná aktivace katalyzátoru provádí tak, že se aktivátor přímo přidává do kulového mlýna nebo jiného mísicího zařízení před nebo v průběhu rozmělňování. Výsledného částečně aktivovaného společně rozmělněného produktu se pak ,může dále použít tak jako při aktivačních postupech A a B.In this process, the partial activation of the catalyst is carried out by directly adding the activator to a ball mill or other mixing device before or during comminution. The resulting partially activated co-comminuted product can then be further used as in activation procedures A and B.
Příklad 1Example 1
Ethylen se kopolymeruje s 1-butenem za použití katalyzátoru připraveného z komplexu chloridu titaničitého a ethylanisátu (1 : 1), který obsahuje společně rozemletou kompozici připravenou shora uvedeným způsobem, aktivovanou v polymeračním reaktoru triethylhliníkem ve formě roztoku v hexanu o koncentraci 5 % hmotnostních. Katalyzátor získaný v reaktoru má molární poměr Al/Ti asi 160.Ethylene is copolymerized with 1-butene using a catalyst prepared from a 1: 1 titanium tetrachloride / ethylanisate complex containing a co-ground composition prepared as described above, activated in a polymerization reactor with triethyl aluminum as a 5% by weight solution in hexane. The catalyst obtained in the reactor has an Al / Ti molar ratio of about 160.
i/ ^209 8 29i / ^ 209 8 28
Polymerační reakce se kontinuálně provádí v reakčnlm systému s fluidním ložem po dobu alespoň 1 hodiny od dosažení rovnováhy za tlaku 2,06 MPa teploty 85 °C při rychlosti plynu odpovídající asi pěti-až šestinásobku hodnoty Gmf a výtěžku vztaženému na prostor a čas 42,15 až 76,19 kg/m2/h. Používá se shora popsaného reakčního systému znázorněného na obr. 2. Jeho spodní část je vysoká 3,05 m a její vnitřní průměr je 0,343 m. Horní část je vysoká 4;88 m a její vnitřní průměr je 0,597 m. Výška lože je 1,52 až 2,44 m. Rychlost výroby je 8,63 až 12,26 kg/h.The polymerization reaction is carried out continuously in a fluidized bed reaction system for at least 1 hour after reaching equilibrium at a pressure of 2.06 MPa at a temperature of 85 ° C at a gas velocity of about five to six times Gmf and space / time yield 42.15 up to 76.19 kg / m 2 / h. The reaction system described above is shown in FIG. 2. Its lower part is 3.05 m high and its internal diameter is 0.343 m. The upper part is 4 ; 88 m and its inner diameter is 0.597 m. Bed height is 1.52 to 2.44 m. Production speed is 8.63 to 12.26 kg / h.
P ř í k 1 a d 2Example 1 a d 2
Ethylen se kopolymeruje s 1-butenem v přítomnosti katalyzátoru připraveného z komplexu chloridu titaničitého a ethylanisátu (1:1), který obsahuje společně rozemletou kompozici připravenou shora uvedeným způsobem a smíchanou s 85,5 % hmotnostními shora popsaného kysličníku křemičitého. Aktivace se provádí v polymeračním reaktoru triethylhliníkem ve formě hexanového roztoku o koncentraci 5 % hmotnostních. Získaný katalyzátor má molární poměr Al/Ti 240.Ethylene is copolymerized with 1-butene in the presence of a catalyst prepared from a complex of titanium tetrachloride and ethylanisate (1: 1) containing a co-milled composition prepared as above and mixed with 85.5% by weight of the silica described above. The activation is carried out in a polymerization reactor with triethyl aluminum as a 5% by weight hexane solution. The catalyst obtained has an Al / Ti molar ratio of 240.
Polymerační reakce se provádí způsobem popsaným v příkladě 1.The polymerization reaction was carried out as described in Example 1.
Příklady 3 až 7Examples 3 to 7
V této sérii příkladů se ethylen kopolymeruje s 1-butenem v přítomnosti katalyzátoru připraveného z komplexu chloridu titaničitého a ethylanisátu (1 : 1), který obsahuje společně rozemletou kompozici připravenou shora uvedeným způsobem. Aktivace se provádí aktivačním postupem B. Dokončení aktivace společně rozemleté kompozice se provádí v polymeračním reaktoru triethylhliníkem ve formě roztoku v hexanu o koncentraci 5 o/o hmotnostních.In this series of examples, ethylene is copolymerized with 1-butene in the presence of a catalyst prepared from a complex of titanium tetrachloride and ethylanisate (1: 1) containing a co-ground composition prepared as described above. Activation is performed by activating procedure B. The completion of the activation, together milled compositions is carried out in a polymerization reactor with triethyl aluminum in the form of a solution in hexane at concentration of 5 / o by weight.
Polymerační reakce se provádí způsobem popsaným v příkladě 1.The polymerization reaction was carried out as described in Example 1.
Následující tabulka, vztahující se k příkladům 1 až 7, uvádí různé pracovní podmínky použité v těchto příkladech, tj. typ a množství nosiče (% hmotnostní) použitého ve směsi nosiče a společně rozemleté kompozice, poměr Al/Ti v částečně aktivované společně rozmělněné kompozici, poměr Al/Ti udržovaný v reaktoru, polymerační teplotu, molární poměr vodík/ethylen, molární poměr 1-buten/ethylen v reaktoru a produktivitu katalyzátoru. Tabulka II uvádí vlastnosti granulárních surových pryskyřic vyrobených v příkladech 1 až 7, tj. hustotu, index toku taveniny, poměr rychlostí toku taveniny, obsah popelovin (% hmotnostní), obsah titanu (ppm), objemovou (sypnouj hmotnost a střední velikost částic.The following table, relating to Examples 1 to 7, shows the different operating conditions used in these Examples, ie the type and amount of carrier (% by weight) used in the carrier mixture and co-milled composition, the Al / Ti ratio in the partially activated co-milled composition. the Al / Ti ratio maintained in the reactor, the polymerization temperature, the hydrogen / ethylene molar ratio, the 1-butene / ethylene molar ratio in the reactor, and the catalyst productivity. Table II lists the properties of the granular raw resins produced in Examples 1 to 7, i.e. density, melt flow rate, melt flow rate ratio, ash content (% by weight), titanium content (ppm), bulk (bulk density and mean particle size).
o ca 6οη +ť 44 M > — 44 ř-i 2 O Φ so ca 6ο η + ť 44 M> - 44 ø-i 2 O Φ s
P-1 Cti ca 'cdP-1 Cti ca 'cd
N oN o
f=Jf = J
- φ ň 4D f-i ' 'cd- φ 4 4D f-i '' cd
Xh o ií ftž ň , Έ Ϊ 'fl O ? £ > £ tí η >ω ω § BXh oi ftž,, Έ fl 'fl O? £> £ t η> ω ω § B
I>^ UO CD CO ΙΌ 1?^ rd CM* rd rd rd CM* rdI> ^ UO CD CO ΙΌ 1? ^ Rd CM * rd rd rd CM * rd
in H cn Q M Η 1Ω cm ’φ τη cd oin H cn Q M Η 1Ω cm ’φ τη cd o
Η Η Η H C\1 H CO O* θ O* CO* CD* o O*C Η Η C \ \ C C C C CD CD CD
Reakční podmínky v příkladech 1 až 7 caThe reaction conditions in Examples 1 to 7 ca
4->4->
O cU a) ‘ A • r~,O cU a) ‘A • r ~,
A 3 ZXr < 2 Ch 44 í§2 a > 'ω < § H £ >dj +3 g 44 § « a>cD v-ι ΰ ΰ 2A 3 ZXr <2 Ch 44 §2 a > ' ω <§ H £> dj +3 g 44 § a a> cD v-ι ΰ ΰ 2
P-i « O *0 X; >o 'Φ aP = 0 * X; > o 'Φ a
>ω ň> ω ň
>φ z N> φ from N
N o s e’Sí >CJ ” CDN o s 'CJ' CD
OO
CtCt
CZ3 í> Q *“”' 4-< y w g tí >n a 4-j O 4d ω a. © 2 >CJ co oEN3>> Q * “” '4- <y w g t> n a 4-j O 4d ω a.
ŽOF
Λ >.Λ>.
AAND
TJ cd oTJ cd o
I—I i—II — I i — I
W lr-1 'n* >tM >oW lr-1 '
0-,0-,
ID ID ID ID O ID CD 00 CO 00 CO CD CO CO o o o o o o mID ID ID ID O ID CD 00 CO 00 CO CD CO CO o o o o o m
CD TJ1 00 Tfi CD 00 tv rd CM CM CM rH rdCD TJ1 00 Three CD 00 tv rd CM CM CM rH rd
O rd^CM^CO^CM^ ID ID* O* O* θ rd CO rd in co__ co^ cd_ oo^ ID) cd L·-* CD* rd* CD 00 t> CD CD CO CO oR ^ CM ^ ^ ^ ^ ID ID ID ID ID ID ID ID ID ID))))))))))))))
>co 'í>s '^» 'cd '>·.> what 's> s' ^ »'cd'> ·.
4-> -t—i í_< 4-» 4-» 4—1 —‘ ·— Λ «r-Ι II—I ·(—* ^>o >o >y4-> -t — i _ <4- »4-» 4— 1 - '· - Λ r--II — I · (- * ^>o>o> y
XL) >CJXL)> CJ
S B '> 6 S SS B '> 6 N S
OD Q) o CD Oj OJ >P-M >&_, >t-l >í-| >t-lOD Q) o CD Oj> P-M> &> t-1> | | > t-1
44 § 44 44 44Article 44
4d £ £!4d £ £!
g 'g 43 £ 'g q >O >O ™ XD >O >O • r—I *r-| ~ «1—1 >.-H ’l“H i—M r—I L>\ r—1 i—l <-—(g 'g 43 £' g q> O> O ™ XD> O> O • r — I * r- | ~ «1—1> .- H ´ l“ H i — M r — I L> \ r — 1 i — l <-— (
W c/j -—i CD C/5 CDWc / j CD C / 5 CD
OO
44 Λ 44 44 44 rd CM 00 lf) CO o44 Λ 44 44 44 rd CM 00 (lf) CO o
»>—< ω ř> ' £ X»> - <ω>> £ X
Ό (/) Φ 'Cd £ >O CO *d w ,ω o ΖΓ β OΌ (/) Φ 'Cd £> O CO * dw, ω o ΖΓ β O
CD IS co m 00 CO. rd. CO. 05. rd. 05.CD IS co m 00 CO. rd. WHAT. 05. rd. 05 /
τ-T o rd rd o rd θτ-T o rd rd o rd θ
Vlastnosti polymerů vyrobených v příkladech 1 až 7Properties of the polymers produced in Examples 1 to 7
3=J S CO 'Φ. CD. CO. ^Φ. CO. β Ρ-» θ' O θ' rd θ' θ' θ' o3 = J S CO 'Φ. CD. WHAT. ^ Φ. WHAT. β Ρ- »θ 'O θ' rd θ 'θ' θ 'o
> β> β
O 4~<O 4 ~ <
r—í ω cd o ft βr — í ω cd o ft β
O -M £ a rQ0 -M £ and rQ
O —About -
XJ y βXJ y β
K*·» 2sd oK * · 2sd o
Ph >05 sPh> 05 p
oO
CL, > .3 « s β o 44 r ° M ω >· ΰ S β ‘β βϊ βCL,> .3 s s β o 44 r ° M>> ΰ S β ‘β βϊ β
Μ 5,—I >ΟΜ 5, —I> Ο
Ό cd ι—I λ:Ό cd — — I λ:
>r—4 >Ρ-ι in o in o o o o I> O \fi rd CM 05 *Φ rd lf) ’Φ rd Tfl ID CO CD. O. O. CD. O. O. O. ο θ' o cd o Cd θ'> r — 4> in in o in I>>>> 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 05 CM 05 O. O. CD. O. O. O. ο θ 'o cd o Cd θ'
H N LC O M cn_ co~ co~ ιτγ co mi co^ r-f θ' θ' θ' ď θ' θ'H N LC O M cn_ co ~ co ~ ιτγ co mi co ^ r-f θ 'θ' θ 'ï θ' θ '
CM C0 φΐ ΙΌ CO Ι>CM C0 ΐ ΐ CO Ι>
Příklad 8Example 8
Ethylen se kopolymeruje s 1-butenem za použití katalyzátoru připraveného z komplexu chloridu titaničitého a tetrahydrofuranu o složení TiClá. 2 THF, který obsahuje společně rozemletou kompozici připravenou shora uvedeným způsobem, aktivovanou v polymeračním reaktoru tríethylhliníkem ve formě roztoku v hexanu o koncentraci 5 % hmotnostních. Katalyzátor získaný v reaktoru má molární poměr Al/Ti asi 150.Ethylene is copolymerized with 1-butene using a catalyst prepared from a TiCl 3 / TiCl 2 complex. 2 THF, which contains a co-ground composition prepared as described above, activated in a polymerization reactor with triethyl aluminum as a 5% by weight solution in hexane. The catalyst obtained in the reactor has an Al / Ti molar ratio of about 150.
Polymerační reakce se kontinuálně provádí v reakčním systému s fluidním ložem po dobu alespoň 1 hodiny od dosažení rovnováhy při 85 °C a za tlaku 1,37 MPa při rychlosti plynu odpovídající asi pěti- až šestinásobku hodnoty Gmf a výtěžku vztaženém na prostor a čas 50,25 až 92,4 kg/m3/ /h. Používá se v příkladě 1 popsaného reakčního systému. Výška lože je 1525 mm. Rychlost výroby je 6,36 až 11,80 kg/h. Příklady9ažl0The polymerization reaction is carried out continuously in a fluidized bed reaction system for at least 1 hour after reaching equilibrium at 85 ° C and 1.37 MPa at a gas velocity of about five to six times the Gmf and space / time yield 50, 25 to 92.4 kg / m 3 / h. It is used in the reaction system described in Example 1. The bed height is 1525 mm. The production rate is 6.36 to 11.80 kg / h. Examples9 to 10
Ethylen se kopolymeruje s 1-butenem za použití katalyzátoru připraveného z komplexu chloridu titaničitého a tetrahydrofuranu o složení T1CI4.2 THF, který obsahuje společně rozmělněnou kompozici připravenou shora uvedeným způsobem a smíchanou s 66,7 % hmotnostního shora popsaného kysličníku křemičitého. Aktivace se provádí v polymeračním reaktoru triethylhliníkem ve formě hexanového roztoku o koncentraci 5 % hmotnostních. Katalyzátor získaný v reaktoru má molární poměr Al/Ti 150.Ethylene is copolymerized with 1-butene using a catalyst prepared from a complex of titanium tetrachloride and tetrahydrofuran of the composition TlCl4.2 THF containing a co-comminuted composition prepared as described above and mixed with 66.7% by weight of the silica described above. The activation is carried out in a polymerization reactor with triethyl aluminum as a 5% by weight hexane solution. The catalyst obtained in the reactor has an Al / Ti molar ratio of 150.
Polymerace se provádí postupem uvedeným v příkladě 8.The polymerization was carried out as described in Example 8.
Příklad 11Example 11
Ethylen se kopolymeruje s 1-bytenem za použití katalyzátoru připraveného z komplexu chloridu titaničitého a tetrahydrofuranu o složení TiCk. THF, který obsahuje společně rozmělněnou kompozici připravenou shora uvedeným způsobem a smíchanou s 75,0 % hmotnostními shora popsaného; kysličníku křemičitého. Aktivace se provádí v polymeračním reaktoru triethylhliníkem ve formě hexanového roztoku o koncentraci 5 o/0 hmotnostních. Katalyzátor získaný v reaktoru má molární poměr Al/Ti 150.Ethylene is copolymerized with 1-byte using a catalyst prepared from a TiCl2 complex of titanium tetrachloride and tetrahydrofuran. THF comprising a co-milled composition prepared as described above and mixed with 75.0% by weight of the above; silicon dioxide. Activation is performed in a polymerization reactor with triethyl aluminum as a hexane solution at a concentration of 5/0 by weight. The catalyst obtained in the reactor has an Al / Ti molar ratio of 150.
Polymerace se provádí postupem uvedeným v příkladě 8.The polymerization was carried out as described in Example 8.
Příklad 12Example 12
Ethylen se kopolymeruje s 1-butenem za použití katalyzátoru připraveného z komplexu chloridu titaničitého a tetrahydrofuranu o složení TiCU. THF, který obsahuje společně rozmělněnou kompozici připravenou shora uvedeným způsobem s tím rozdílem, že se do kulového mlýnu před mletím přidá triisobutylhliník (TIBA) v množství odpovídajícím molárnímu poměru Al/Ti 3 : 1. Výsledná látka se pak smísí s polyethylenovým práškem za vzniku kompozice obsahující 66,0 % polyethylenového prášku. Tato směs se pak dále aktivuje v polymeračním reaktoru triethylhliníkem ve formě hexanového roztoku o koncentraci 5 % hmotnostních. Vzniklý úplně aktivovaný katalyzátor, který se získá v reaktoru, má molární poměr Al/Ti 150.Ethylene is copolymerized with 1-butene using a catalyst prepared from a TiCl4 complex of titanium tetrachloride and tetrahydrofuran. THF containing the co-comminuted composition prepared as above, except that triisobutyl aluminum (TIBA) is added to the ball mill prior to grinding in an amount corresponding to an Al / Ti 3: 1 molar ratio. The resulting material is then mixed with polyethylene powder to form a composition containing 66.0% polyethylene powder. This mixture is then further activated in the polymerization reactor with triethyl aluminum as a 5% by weight hexane solution. The resulting fully activated catalyst obtained in the reactor has an Al / Ti molar ratio of 150.
Polymerační reakce se kontinuálně provádí v reakčním systému s fluidním ložem po dobu alespoň 1 hodiny od dosažení rovnováhy při 85 °C a za tlaku 1,37 MPa při rychlosti plynu odpovídající asi pěti-až šestinásobku hodnoty Gmf a výtěžku vztaženém na prostor a čas 50,25 až 92,4 kg/m3/h. Používá se v příkladě 1 popsaného reakčního systému. Výška lože je 1525 mm. Rychlost výroby je 6,36 až 11,80 kg/h.The polymerization reaction is carried out continuously in a fluidized bed reaction system for at least 1 hour after reaching equilibrium at 85 ° C and 1.37 MPa at a gas velocity of about five to six times the Gmf value and space / time yield 50, 25 to 92.4 kg / m 3 / h. It is used in the reaction system described in Example 1. The bed height is 1525 mm. The production rate is 6.36 to 11.80 kg / h.
Příklad 13Example 13
Ethylen se kopolymeruje s 1-butenem za použití katalyzátoru připraveného· ze společně rozmělněné kompozice připravené způsobem popsaným v příkladě 12 s tím rozdílem, že se do kulového mlýnu přidá uhličitan vápenatý v množství odpovídajícím hmotnostnímu poměru CaCO3/MgCl2 2 : : 1. Tato směs se pak dále aktivuje v polymeračním reaktoru triethylhliníkem ve formě hexanového roztoku o koncentraci 5 % hmotnostních. Vzniklý aktivovaný katalyzátor, který se získá v reaktoru, má molární poměr Al/Ti 150.Ethylene is copolymerized with 1-butene using a catalyst prepared from a co-comminuted composition prepared as described in Example 12 except that calcium carbonate is added to the ball mill in an amount corresponding to a weight ratio of CaCO3 / MgCl2 of 2: 1. it is then further activated in the polymerization reactor with triethyl aluminum as a 5% by weight hexane solution. The resulting activated catalyst obtained in the reactor has an Al / Ti molar ratio of 150.
Polymerace se provádí postupem popsaným v příkladě 12.The polymerization was carried out as described in Example 12.
Dále uvedená tabulka III, vztahující se k příkladům 8 až 13, uvádí různé pracovní podmínky použité v těchto příkladech, tj. typ titanového komplexu použitého v rozmělněné kompozici, poměr Mg/Ti, obsah Ti, množství použitého nosiče (% hmotnostní), polymerační teplotu, molární poměr vodík/ /•ethylen, molární poměr 1-buten/ethylen a produktivitu katalyzátoru.Table III below, relating to Examples 8 to 13, lists the various operating conditions used in these examples, ie the type of titanium complex used in the comminuted composition, the Mg / Ti ratio, the Ti content, the amount of carrier used (% by weight), polymerization temperature. , a hydrogen / ethylene molar ratio, 1-butene / ethylene molar ratio, and catalyst productivity.
Tabulka IV uvádí vlastnosti granulárních surových pryskyřic vyrobených v příkladech 8 až 13, tj. hustotu, index toku taveniny, poměr rychlostí toku taveniny, obsah popelovin (% hmotnostní), obsah titanu (ppm), objemovou hmotnost a střední velikost částic.Table IV lists the properties of the granular crude resins produced in Examples 8-13, i.e. density, melt flow rate, melt flow rate ratio, ash content (% by weight), titanium content (ppm), bulk density and mean particle size.
cd >cd>
£ d£ d
oO
Pd fe ňh d bo £ o fe·Pd fe hh d bo £ o fe ·
4_, d 'cd f-i Ν ω4_, d 'cd f-i ω ω
2? S cd >»2? With cd> »
W r-dW r-d
Cd O Í5 co cd fe cd fe fe τ-Γ OÍ r-Γ CM~ θ' θ' dCd O 55 co cd fe cd fe fe τ Í O r r-Γ CM ~ θ 'θ' d
P-l 'cd oP-l 'cd o
swith
P-l >ω sP-l> ω s
o fe do fe d
ωω
4-» d4- »d
ňn
K*“» rd co σ: lo h c in O) LO T-Η LO 7-1 CO CM CM fefeCO C j θ' θ' θ' θ' θ' θ' £ >ω j5i S 6 SK * “» rd co σ: lo h c in O) LO T-Η LO 7-1 CO CM CM fefeCO C j θ 'θ' θ 'θ' θ 'θ' ω j5i S 6 S
Ο ο ο s ft> Ft ο ο s ft >
t> CD CM KO CO in xfl CO LO *šřl tH cm CM CM fefeCM CM θ' θ' θ' θ' θ' θ't> CD CM KO CO in xfl CO LO * w tH cm CM CM fefeCM CM θ 'θ' θ 'θ' θ 'θ'
Reakční podmínky v příkladech 8 až 13 rG Ο ca g cn g Λ rG OThe reaction conditions in Examples 8 to 13 rG Ο and g cn g Λ rG 0
H 60H 60
Ej ° cd f-d 0 B dE ° cd f-d 0 B d
A 'cdA 'cd
P-d «ι-d >03 E-l oP-d-d> 03 E-10
dl’ &0 fe *fe R. co co ltT ccT co CD t> co '>>·> '£>-> '£*> d—» d—* 4—> >O >o >odl ´ & 0 fe * fe R. what co ltT ccT what CD t> what '>> ·>' £> -> '£ * d' »d— * 4—>> O> o> o
CD CD CD >?-, >tn n fe g Λί m g g >ca M ri4 tr, 'ca >N 'á '3 'g >N >o >o >o >í—1 ·γ—1 ·(—d r—H r—d r~I ω ω ω b*! ί>-| ^*·>CD CD CD>? -,> tn n fe g Λ mgg> ca M ri4 tr, 'ca>N' á ' 3 'g>N>o>o> o — 1 · γ — 1 · (—dr —H r — dr ~ I ω ω ω b *! Ί> - | ^ * ·>
ι\ ι\ ι?ν ιό ιό Ο Η Η Η ο ΟΛ θ' θ' θ' θ' θ' θ' ο ιη ίο σ> ď1 ο CO ΙΌ ΙΌ ΙΌ τ-Ι ΙΌ CM CM ω\ ι ο Η ο ο ο Ο Λ θ 'θ' θ 'θ' θ 'θ' ιη ίο σ> ï 1 ο CO ΙΌ ΙΌ ΙΌ τ-Ι CM CM CM ω
O ω£ o co n s oO ω £ o co n s o
W)W)
Ο Ο Ο Ο Ο C0 o 'd \Ctí 'tá d 'q >ω d 2 a <0 Ο Ο Ο 0 C0 o 'd \ Ctí' ta d 'q> ω d 2 a <
o m nĚLom n GR
Ο Ο Ο Ο 00 00 >CD a00 Ο Ο 00 00> CD a
Ξ3 §g| fe 2 22 g £ fe fe fe fe £ £ Η Η Η CM CM CM ’ςμ Tt< Ttf I3 §g | fe 2 22 g fe fe fe fe CM CM CM CM CM CM ’’ Η Tt <Ttf I
O O o Η Η H fe fe fe fe fe fe Η EH H xfi Tfi xt<O O o Η Η H fe fe fe fe fe Η EH H xfi Tfi xt <
qGoqGo
HHH sHHH s
Ξ >>Ξ >>
d-j dd-j d
rOrO
O cn ctí ό r-d r-d ωO cn honors ό r-d r-d ω
\r-d 'f*’ >t4 >O\ r-d 'f * ’> t4> About
4í34i3
CD ><Λ 'CtíCD> <Λ 'Honored
Pd fe '£>>Pd fe '£ >>
>>
Ó dÓ d
CD i—ICD i-I
ΛΛ
-M-M
CD í>-» r—dCD i> - »r — d
O feO fe
CO 03 O rH CM CO rH Η H rl fa fe LB H feCO 03 O RH CM CO rH Η H rl fa fe LB H fe
Vlastnosti polymerů vyrobených v příkladech 8 až 13Properties of the polymers produced in Examples 8 to 13
Příklad Hustota Index toku Poměr rych- Obsah popělo- Obsah Ti Objemová Střední _ _ Teplota (kg/m3) taveniny lostí toku vin (°/o (ppm) hmotnost velikost částic Mw/Mn * tání (°C) bOExample Density Flow Index Rate- Ash Content- Volume Ti Volume Mean _ _ Temperature (kg / m 3 ) melt flow rate (° / o (ppm) mass particle size Mw / Mn * melting (° C) bO
4tí a4tí a
-4—1 w-4— 1 w
o ao a
•M o• M o
aand
Λ oΛ o
>>
ea aea a
O rH i—I CO CM CM CM CM co^ioco | ιό l oo oo cd in cdO rH i-I CO CM CM CM CM co ^ ioco | ιό l oo oo cd in cd
T-H rH CD a£ rH r-1 t—1 r-1 rH O ιό σχ σγ co oo* θ' co in co cm -Φ -Φ co ’Φ co rH CO CO CO CO CM coT-H rH CD and £ rH r-1 t — 1 r-1 rH O ιό σχ σγ co oo * θ 'co in co cm -Φ-Φ H co rH CO CO CO CO CM co
CO ΙΩ co in CD o r-Γ o o o CM cm oCO ΙΩ co in CD o r-o o o CM cm o
co owhat about
CD oCD o
CD CD ’Φ t>. o o o o r£ CD' OO' in r-T r-Γ rd cm CO oď CO CO CO CO CM CMCD CD's. o o o o r CD 'OO' in r-T r-cm rd cm CO o CO CO CO CO CO CM CM
CD 00 CO CM b> 00 CO' ’Φ' CO^ CO^ CD O Η Η Η Η H θ' CO θ' ’Φ' -’Φ' r-Γ ιο cm co οο *φ CM CM CM CM rH CM O) O) O) O) 05 O)CD 00 CO CM b> 00 CO '' Φ 'CO ^ CO ^ CD O Η Η Η Η H θ' CO θ '' Φ '-'Φ' r-Γ ι cm cm οο * φ CM CM CM CM rH CM O) O) O) 05) O)
CD O rH CM COCD O rH CM CO
Srovnávací příklady A až CComparative Examples A to C
Podle postupů uvedených ve starších přihláškách vynálezů USA č. 892 322 a 012 720 se připraví katalyzátor a pomocí tohoto katalyzátoru se kopolymeruje ethylen s 1-butenem.According to the processes disclosed in earlier U.S. Patent Nos. 892,322 and 012,720, a catalyst is prepared and copolymerized with ethylene with 1-butene.
I. Příprava napuštěného prekursoruI. Preparation of the impregnated precursor
Do 121itrová baňky vybavené mechanickým míchadlem se umístí 41,8 g (0,439 molu) bezvodého chloridu horečnatého a 2,5 1 tetrahydrofuranu (THF). K této směsi se během 0,5 hodiny přikape 27,7 g (0,184 molu chloridu titaničitého. Aby ss látka úplně rozpustila, může být potřeba zahřívat směs po dobu asi 0,5 hodiny na 60 °C.A 121 L flask equipped with a mechanical stirrer was charged with 41.8 g (0.439 mol) of anhydrous magnesium chloride and 2.5 L of tetrahydrofuran (THF). 27.7 g (0.184 mol of titanium tetrachloride) are added dropwise to this mixture over a period of 0.5 hours.
Ke shora uvedenému roztoku se přidá 500 g porézního kysličníku křemičitého a směs ss míchá po dobu 0,25 hodiny. Směs se vysuší profukováním dusíkem při 60 CC po dobu asi 3 až 5 hodin. Získá se suchý volně pohyblivý prášek, který má velikost částic stejnou jako použité částice kysličníku křemičitého.To the above solution is added 500 g of porous silica and the mixture is stirred for 0.25 hours. The mixture was purged with nitrogen at 60 ° C for about 3-5 hours. A dry, free-flowing powder is obtained having a particle size equal to the silica particles used.
II. Aktivační postupII. Activation procedure
Požadovaná navážka impregnovaného prekursoru a aktivační sloučeniny se umístí do mísícího bubnu spolu -s dostatečným množstvím bezvodého alifatického uhlovodíkového ředidla, jako isopentanu, aby vznikla suspenze.The desired weight of impregnated precursor and activating compound is placed in a mixing drum together with a sufficient amount of anhydrous aliphatic hydrocarbon diluent such as isopentane to form a suspension.
Aktivační sloučeniny a prekursoru se používá v takových množstvích, aby se získal částečně aktivovaný prekursor, který má poměr Al/Ti větší než 0, ale menší nebo rovný 10. Přednostní poměr je 4 až 8 : 1.The activator compound and the precursor are used in amounts to obtain a partially activated precursor having an Al / Ti ratio greater than 0 but less than or equal to 10. A preferred ratio is 4 to 8: 1.
Suspenze se důkladně míchá při teplotě místnosti a za atmosférického tlaku po dobu 0,25 až 0,5 hodiny. Výsledná suspenze se vysuší prodem suchého inertního plynu, jako dusíku nebo argonu za atmosférického tlaku a při teplotě 65 ± 10 °C, aby se odstranilo uhlovodíkové ředidlo. To si vyžádá obvykle asi 3 až 5 hodin. Výsledný katalyzátor je ve formě částečně aktivovaného prekursoru napuštěného v pórech kysličníku křemičitého. Látka má podobu volně pohyblivého práškovitého materiálu. Částice odpovídají velikostí a tvarem částicím kysličníku křemičitého. Produkt není pyroforický, pokud je obsah alkylhliníku nejvýše 10 % hmotnostních. Udržuje se pod suchým inertním plynem, jako dusíkem nebo argonem až do svého použití. Je připraven pro zavedení do polymeračního reaktoru, kde se pak provede úplná aktivace.The suspension is stirred vigorously at room temperature and at atmospheric pressure for 0.25 to 0.5 hours. The resulting suspension is dried by selling dry inert gas such as nitrogen or argon at atmospheric pressure and at a temperature of 65 ± 10 ° C to remove the hydrocarbon diluent. This usually takes about 3 to 5 hours. The resulting catalyst is in the form of a partially activated precursor impregnated in the pores of silica. The substance is in the form of a freely movable powdered material. The particles correspond to the size and shape of the silica particles. The product is not pyrophoric when its aluminum alkyl content is not more than 10% by weight. It is kept under a dry inert gas such as nitrogen or argon until use. It is ready for introduction into the polymerization reactor where complete activation is then performed.
Když se do polymeračního reaktoru uvádí přídavná aktivační sloučenina, aby se dokončila aktivace prekursoru, dávkuje se do reaktoru ve formě zředěného roztoku v uhlovodíkovém rozpouštědle, jako v isopentanu. Tyto zredené roztoky obsahují asi 5 až asi 30 % obj. aktivační sloučeniny.When an additional activating compound is introduced into the polymerization reactor to complete activation of the precursor, it is metered into the reactor as a dilute solution in a hydrocarbon solvent such as isopentane. These dilute solutions contain about 5 to about 30% by volume of the activating compound.
Aktivační sloučenina se uvádí do polymeračního reaktoru v takovém množství, aby se poměr Al/Ti v reaktoru udržel na hodnotě od ě 10 do 400 :1, přednostně od 15 do 60 : 1.The activator compound is introduced into the polymerization reactor in an amount such that the Al / Ti ratio in the reactor is maintained at from 10 to 400: 1, preferably from 15 to 60: 1.
III. PolymeraceIII. Polymerization
V každém z následujících srovnávacích příkladů A až C se ethylen kopolymeruje s 1-butenem. Katalytický systém napuštěný v kysličníku křemičitém,' kterého se používá v příkladech A a B, obsahuje 14,5 % hmotnostních prekursoru a katalytický systém napuštěný v kysličníku křemičitém, kterého se používá v příkladu C, obsahuje 20,0 % hmotnostních prekursoru. Kysličník křemičitý, použitý jako nosič pro katalyzátor podle příkladu B se před použitím na přípravu nosičového katalyzátoru zpracovává triethylhliníkem. V každém z příkladů se prekursor částečně aktivuje triethylhliníkem, aby se získal systém kysličníku hlinitého a prekursoru s molárním poměrem Al/Ti 5 ±1. Dokončení aktivace prekursoru v polymeračním reaktoru se provádí 5 o/o (hmotnostní % j roztokem triethylhliníku v isopentanu tak, aby se získal v reaktoru úplně aktivovaný katalyzátor s molárním poměrem Al/Ti 25 až 30.In each of the following Comparative Examples A to C, ethylene is copolymerized with 1-butene. The silica impregnated catalyst system used in Examples A and B contains 14.5 wt% precursor, and the silica impregnated catalyst system used in Example C contains 20.0 wt% precursor. The silica used as support for the catalyst of Example B is treated with triethyl aluminum before being used to prepare the support catalyst. In each of the examples, the precursor is partially activated with triethyl aluminum to obtain an alumina-precursor system with an Al / Ti molar ratio of 5 ± 1. The completion of the activation of the precursor composition in the polymerization reactor was accomplished with a 5 o / o (j wt% solution of triethylaluminum in isopentane so as to obtain in the reactor completely activated catalyst with a molar ratio Al / Ti 25 to 30
Každá z reakcí se provádí v reakčním systému s fluidním ložem, popsaným shora, po dobu alespoň 1 hodiny cd dosažení rovnováhy při 85 °C a za tlaku 2,06 MPa při rychlosti plynu odpovídající asi troj- až šestinásobku hodnoty Gmf a výtěžku vztaženém na prostor a čas asi 71,3 až 102,2 kg/ /m3/h.Each of the reactions was carried out in the fluidized bed reaction system described above for at least 1 hour to reach equilibrium at 85 ° C and 2.06 MPa at a gas velocity of about three to six times the Gmf and the space-based yield. and a time of about 71.3 to 102.2 kg / m 3 / h.
V tabulce V je uveden molární poměr 1-buten/ethylen použitý v příkladech, index toku taveniny, poměr rychlostí toku taveniny a hustota získaných polymerů. Srovnávací příklady D a GTable V shows the 1-butene / ethylene molar ratio used in the examples, the melt flow index, the melt flow rate ratio, and the density of the polymers obtained. Comparative Examples D and G
Podle postupů uvedených ve starších přihláškách vynálezu USA č. 892 325 a 014 414 se připraví katalyzátor a pomocí tohoto katalyzátoru se kopolymeruje ethylen s 1-butenem.According to the processes disclosed in the earlier U.S. Patent Nos. 892,325 and 014,414, a catalyst is prepared and copolymerized with ethylene with 1-butene.
I. Příprava prekursoruI. Preparation of precursor
V 51itrové baňce vybavené mechanickým míchadlem se smísí 16,0 g (0,168 molu) bezvodého chloridu horečnatého pod dusíkem s 850 ml čistého tetrahydrofuranu. Směs se míchá při teplotě místnosti (asi 25 °C) a přikape se 13,05 g (0,069 molu) chloridu titaničitého. Po skončení přidávání se obsah baňky 1/2 hodiny až 1 hodinu vaří pod zpětným chladičem, aby se pevné látky rozpustily. Systém se ochladí na teplotu místnosti a pak se během 1/4 hodiny pomalu přidají 3 litry čistého n-hexanu. Vysráží se žlutá pivná látka. Supernatant se dekantuje a pevná látka se promyje tři209829 krát jedním litrem n-hexanu. Pak se pevné látky odfiltrují a vysuší v rotačním od,pařóváku při 40 až 60 °C. Získá se 55 g pevného prekursoru.In a 50 liter flask equipped with a mechanical stirrer, 16.0 g (0.168 mol) of anhydrous magnesium chloride under nitrogen was mixed with 850 ml of pure tetrahydrofuran. The mixture was stirred at room temperature (about 25 ° C) and 13.05 g (0.069 mol) of titanium tetrachloride was added dropwise. At the end of the addition, the contents of the flask were refluxed for 1/2 hour to 1 hour to dissolve the solids. The system was cooled to room temperature and then 3 liters of n-hexane was slowly added over 1/4 hour. A yellow beer substance precipitates. The supernatant was decanted and the solid was washed three times with one liter of n-hexane three times. The solids are then filtered off and dried in a rotary evaporator at 40 to 60 ° C. 55 g of a solid precursor are obtained.
II. Aktivační postupII. Activation procedure
Aktivace se při tomto postupu provádí tak, že se prekursor před uvedením do polymeračního reaktoru aktivuje jen částečně a dokončení reakce se provede v reaktoru.Activation is carried out in such a way that the precursor is only partially activated before being introduced into the polymerization reactor and the reaction is completed in the reactor.
Do mísící nádoby nebo bubnu se umístí požadovaná navážka suchého inertního nosiče. V příkladech, které jsou zde popisovány se jako nosiče používá asi 500 g kysličníku křemičitého. Inertní nosič se pak smísí s dostatečným množstvím bezvodého alifatického uhlovodíkového ředidla, jako isopentanu, aby vznikla suspenze. Obvykle je nutno použít asi 4 až 7 ml ředidla na 1 g inertního nosiče. Požadovaná hmotnost prekursoru se pak umístí do mísící nádoby a důkladně se smísí se suspenzí. V příkladech, které jsou zde uvedeny se pro výrobu katalyzátorů používá asi 80 až 135 g prekursoru, které obsahují 1 ± 0,1 mmolu titanu na gram prekursoru.The required weight of dry inert carrier is placed in a mixing vessel or drum. In the examples described herein, about 500 g of silica is used as carrier. The inert carrier is then mixed with a sufficient amount of an anhydrous aliphatic hydrocarbon diluent, such as isopentane, to form a suspension. Usually about 4 to 7 ml of diluent per g of inert carrier is required. The desired weight of the precursor is then placed in a mixing vessel and thoroughly mixed with the suspension. In the examples given herein, about 80 to 135 g of precursor are used to produce catalysts, which contain 1 ± 0.1 mmol of titanium per gram of precursor.
K obsahu mísící nádoby se přidá požadované množství aktivátoru potřebné pro částečnou aktivaci prekursoru. Používá se takového množství aktivátoru, aby byl poměr Al/Ti v částečně redukovaném prekursoru až 10:1, a přednostně 4 až 8:1. Aktivátor se přidává do mísícího bubnu ve formě roztoku obsahujícího asi 20 % hmotnostních aktivátoru (v těchto příkladech trlethylhliníku) v inertním alifatickém uhlovodíkovém rozpouštědle (v těchto příkladech hexanu). Aktivace se provede důkladným promísením a uvedením aktivátoru ve styk s prekursorem. Všechny shora popsané operace se provádějí při teplotě místnosti a za atmosférického tlaku pod inertní atmosférou.The required amount of activator required to partially activate the precursor is added to the contents of the mixing vessel. An amount of activator is used such that the Al / Ti ratio in the partially reduced precursor is up to 10: 1, and preferably 4 to 8: 1. The activator is added to the mixing drum in the form of a solution containing about 20% by weight of the activator (in these examples triethyl aluminum) in an inert aliphatic hydrocarbon solvent (in these examples hexane). Activation is accomplished by thoroughly mixing and contacting the activator with the precursor. All operations described above are carried out at room temperature and at atmospheric pressure under an inert atmosphere.
Výsledná suspenze se vysuší proudem suchého inertního plynu, jako dusíku nebo argonu za atmosférického tlaku a při teplotě nejvýše 60 °C, aby se odstranilo uhlovodíkové ředidlo. To si vyžádá obvykle asi 3 až 5 hodin. Látka má podobu volně pohyblivého' práškovitého materiálu, tvořeného jednotnou směsí aktivovaného prekursoru s inertním nosičem. Vysušený nepyroforický produkt se skladuje pod inertním plynem.The resulting suspension is dried under a stream of dry inert gas such as nitrogen or argon at atmospheric pressure and at a temperature of not more than 60 ° C to remove the hydrocarbon diluent. This usually takes about 3 to 5 hours. The substance is in the form of a free-flowing powdered material consisting of a uniform mixture of activated precursor with an inert carrier. The dried, non-pyrophoric product is stored under an inert gas.
Když se do polymeračního reaktoru uvádí přídavný aktivátor za účelem dokončení aktivace prekursoru, absorbuje se nejprve v inertním nosiči, kterým je silikagel.When an additional activator is introduced into the polymerization reactor to complete activation of the precursor, it is first absorbed in an inert carrier, which is silica gel.
Když se aktivátor absorbuje v silikagelovém nosiči, obě látky se spolu mísí v ná28 době obsahující asi 4 ml isopentanu na gram nosiče. Výsledná suspenze se pak suší asi 3 až 5 hodin proudem dusíku za atmosférického tlaku při teplotě 65 ± 10 °C, aby se odstranilo uhlovodíkové ředidlo.When the activator is absorbed in a silica gel carrier, the two materials are mixed together at a time containing about 4 ml of isopentane per gram of carrier. The resulting suspension is then dried for about 3-5 hours with a stream of nitrogen at atmospheric pressure at 65 ± 10 ° C to remove the hydrocarbon diluent.
Když se aktivátor vstřikuje do polymeračního systému ve formě zředěného' roztoku, přednostně se používá koncentrace asi 5 až 10 % hmotnostních.When the activator is injected into the polymerization system in the form of a dilute solution, a concentration of about 5 to 10% by weight is preferably used.
Před použitím se kysličník křemičitý suší alespoň 4 hodiny při alespoň 600 °C.The silica is dried at least 600 ° C for at least 4 hours before use.
III. Polymerace j . ,.r- /III. Polymerization j. ,. r - /
V každém z těchto příkladů se ethylen kopolymeruje s 1-butenem za použití katalyzátoru připraveného shora uvedeným způsobem. Ve všech příkladech má částečně aktivovaný prekursor molární poměr Al/Ti 4,4 až 5,8. Dokončení aktivace prekursoru v polymeračním reaktoru se provádí triethylhliníkem, kterého se používá buď ve formě isopentanového roztoku o koncentraci 5 % hmotnostních (příklady D, E a Fj nebo v adsorbované formě na kysličníku křemičitém, hmotnostně 50/50 (příklad G) v takovém množství, aby se získal v reaktoru úplně aktivovaný katalyzátor s molárním poměrem Al/Ti asi 29 až 140.In each of these examples, ethylene is copolymerized with 1-butene using the catalyst prepared as described above. In all examples, the partially activated precursor has an Al / Ti molar ratio of 4.4 to 5.8. The activation of the precursor in the polymerization reactor is accomplished with triethylaluminum which is used either in the form of a 5% by weight isopentane solution (Examples D, E and Fj) or in adsorbed form on 50/50 silica (Example G) in such an amount, to obtain a fully activated catalyst with an Al / Ti molar ratio of about 29 to 140 in the reactor.
Katalyzátor v příkladu E obsahuje 20,1 % hmotnostních prekursoru a molární poměr Al/Ti v reaktoru je 88,3.The catalyst in Example E contains 20.1% by weight of precursor and the Al / Ti molar ratio in the reactor is 88.3.
Katalyzátor v příkladu G obsahuje 19,8 % hmotnostních prekursoru a molární poměr Al/Ti v reaktoru je 26,7.The catalyst in Example G contains 19.8% by weight of precursor and the Al / Ti molar ratio in the reactor is 26.7.
Katalyzátor v příkladu D obsahuje 6,9 % hmotnostních prekursoru a molární poměr Al/Ti v reaktoru je 42,0.The catalyst in Example D contains 6.9% by weight of the precursor and the Al / Ti molar ratio in the reactor was 42.0.
Katalyzátor v příkladu F obsahuje 8,3 % hmotnostních prekursoru a molární poměr Al/Ti v reaktoru je 80,8.The catalyst in Example F contains 8.3% by weight of precursor and the Al / Ti molar ratio in the reactor is 80.8.
Každá z reakcí se kontinuálně provádí v reakčním systému s fluidním ložem po dobu alespoň 1 hodiny od dosažení rovnováhy za tlaku 2,06 MPa při rychlosti plynu odpovídající asi pěti- až šestinásobku hodnoty Gmf a výtěžku vztaženému na prostor a čas 48,7 až 97,3 kg/mi2/h. Používá se shora popsaného reakčního systému znázorněného na obrázku. Teplota polymerace je 85 CC (příklady D a F) nebo 90 °C (příklady E a G).Each of the reactions is carried out continuously in a fluidized bed reaction system for at least 1 hour after reaching equilibrium at a pressure of 2.06 MPa at a gas velocity of about five to six times the Gmf and a space and time yield of 48.7 to 97, 3 kg / m i2 / h. The reaction system described above is used. The polymerization temperature is 85 ° C (Examples D and F) or 90 ° C (Examples E and G).
Tabulka V uvádí molární poměr 1-buten/ /ethylen použitý v příkladech a index toku taveniny, poměr rychlostí toku taveniny a hustotu polymerů vyrobených v těchto příkladech. Pro srovnání jsou do tabulky V zahrnuty též příklady 8, 11, 9 a 3 prováděné způsobem podle vynálezu a popsané dříve.Table V shows the 1-butene / ethylene molar ratio used in the examples and the melt flow index, the melt flow rate ratio, and the density of the polymers produced in these examples. By way of comparison, Table 8 also includes Examples 8, 11, 9 and 3 carried out by the method of the invention and described previously.
Index toku taveniny Poměr rychlostí toku [g/10 min] taveninyMelt Flow Index The ratio of the flow rates [g / 10 min] of the melt
Data z tabulky V ukazují, že když se ethylen kopolymeruje pomocí katalyzátorů, připravených postupy popsanými ve starších patentech (příklady A a G) USA, je pro výrobu kopolymerů s určitou hustotou zapotřebí použít vysoké koncentrace komonomeru (vysokého poměru 1-buten/ethylen). Při kopolymeraci ethylenu za použití katalyzátorů připravených podle vynálezu (příklady 8, 11, 9 a 3) js pro výrobu kopolymerů, které mají hustotu srovnatelnou s hustotou kopolymerů podle starších patentů USA, zapotřebí použít podstatně nižších koncentrací komonomerů.The data from Table V shows that when ethylene is copolymerized with the catalysts prepared by the procedures described in earlier U.S. patents (Examples A and G), high comonomer concentrations (high 1-butene / ethylene ratio) are required to produce copolymers with a certain density. When ethylene copolymerization using the catalysts prepared according to the invention (Examples 8, 11, 9 and 3), considerably lower comonomer concentrations are required to produce copolymers having a density comparable to that of the copolymers of the earlier US patents.
Na obr. 1 je graficky znázorněn vliv molárního poměru 1-buten/ethylen na hustotu polymeru u polymerů vyrobených za použití katalyzátorů z příkladů A až G (čára A) a u polymerů vyrobených za použití katalyzátorů podle vynálezu z příkladů 12, 8, 11, 9 a 3 (čára B).Figure 1 is a graphical representation of the effect of the 1-butene / ethylene molar ratio on polymer density for polymers produced using the catalysts of Examples A to G (line A) and polymers made using the catalysts of the present invention from Examples 12, 8, 11, 9 and 3 (line B).
Polymery uvedené v tabulce V byly déle za srovnatelných podmínek zpracování zpracovány na fólie za použití technologie rozfukování vytlačené hadice. Polymery vyrobené za použití katalyzátorů podle vynálezu bylo možno vytlačovat vyšší rychlostí než polymery vyrobené za použití katalyzátorů popsaných ve starších patentech USA. Tento jev se vysvětluje tím, že polymery podle vynálezu mají vyšší pevnost taveniny.The polymers listed in Table V have been processed into foils using extruded hose technology under comparable processing conditions. Polymers made using the catalysts of the present invention could be extruded at a higher rate than polymers made using the catalysts described in earlier U.S. patents. This phenomenon is explained by the fact that the polymers of the invention have a higher melt strength.
Claims (13)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US96211278A | 1978-11-20 | 1978-11-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS209829B2 true CS209829B2 (en) | 1981-12-31 |
Family
ID=25505435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS797970A CS209829B2 (en) | 1978-11-20 | 1979-11-20 | Catalytic method of making the ethylene copolymeres |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS56106910A (en) |
CS (1) | CS209829B2 (en) |
IN (1) | IN152450B (en) |
ZA (1) | ZA795834B (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ATE528328T1 (en) * | 1998-10-27 | 2011-10-15 | Westlake Longview Corp | METHOD FOR POLYMERIZING OLEFINS; POLYETHYLENE, AND FILMS, AND ITEMS MADE THEREFROM |
-
1979
- 1979-10-31 ZA ZA00795834A patent/ZA795834B/en unknown
- 1979-11-17 IN IN1193/CAL/79A patent/IN152450B/en unknown
- 1979-11-19 JP JP14902879A patent/JPS56106910A/en active Granted
- 1979-11-20 CS CS797970A patent/CS209829B2/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IN152450B (en) | 1984-01-21 |
ZA795834B (en) | 1980-10-29 |
JPS61847B2 (en) | 1986-01-11 |
JPS56106910A (en) | 1981-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0004645B1 (en) | Low pressure preparation of ethylene copolymers in fluid bed reactor | |
US4482687A (en) | Preparation of low-density ethylene copolymers in fluid bed reactor | |
EP0004647B1 (en) | Process for copolymerizing ethylene | |
US4379759A (en) | Impregnated polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene copolymerization | |
US4293673A (en) | Spheroidal polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene polymerization | |
US4363904A (en) | High tear strength polymers | |
US4349648A (en) | Catalyst composition for copolymerizing ethylene | |
US4359561A (en) | High tear strength polymers | |
US4376062A (en) | Spheroidal polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene polymerization | |
US4521573A (en) | Catalyst impregnated on fine silica, process for preparing, and use for ethylene polymerization | |
CA1190214A (en) | Polymerization catalyst, process for preparing, and use for ethylene polymerization | |
CS232720B2 (en) | Method of flow catalytic production of ethylene polymers | |
CA2488824A1 (en) | Supported polymerization catalyst | |
CS214736B2 (en) | Method of making the heterogenous hydrocarbon polymeres on the base of ethylene in the gaseous phase | |
EP2003151A1 (en) | Improved hydrogen response through catalyst modification | |
WO2010043355A1 (en) | A catalyst for the production of linear low density polyethylene | |
CS209829B2 (en) | Catalytic method of making the ethylene copolymeres | |
EP0011308B1 (en) | Preparation of low density ethylene copolymers in fluid bed reactor | |
US7816296B2 (en) | Hindered polyalicyclic alkyl catalysts and their use in a gas-phase polymerization reactor | |
CS215015B2 (en) | Method of catalytic production of ethylene copolymere | |
CS214686B2 (en) | Method of preparation of catalytic system for polymeration or copolymeration of ethylene | |
CS213374B2 (en) | Method of catalytic production of homopolymeres and copolymeres of ethylene | |
CS215014B2 (en) | Catalytic system and method of preparation thereof | |
CS213373B2 (en) | Method of catalytic production of the ethylene copolymere | |
CS216209B2 (en) | Method of catalytic production of ethylene homopolymere |