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DE2924750A1 - Ethylene! polymer prodn. - in high pressure tubular reactors with controlled cooling of the reactor walls - Google Patents

Ethylene! polymer prodn. - in high pressure tubular reactors with controlled cooling of the reactor walls

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Publication number
DE2924750A1
DE2924750A1 DE19792924750 DE2924750A DE2924750A1 DE 2924750 A1 DE2924750 A1 DE 2924750A1 DE 19792924750 DE19792924750 DE 19792924750 DE 2924750 A DE2924750 A DE 2924750A DE 2924750 A1 DE2924750 A1 DE 2924750A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reactor
temperature
reaction
zone
wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19792924750
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German (de)
Inventor
@@ Bucka Hartmut Dipl Ing
Gunther Dipl Chem Dr Eckhardt
Manfred Prof Dipl Che Raetzsch
Arnulf Dipl Ing Ulrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leuna Werke GmbH
Original Assignee
Leuna Werke GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leuna Werke GmbH filed Critical Leuna Werke GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F10/02Ethene

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

Prodn. of ethylene (co)polymers is carried out in high pressure tubular reactors with a length/dia. ratio of 1000:1 to 20000:1, at a pressure of 150-350 MPa and temps. of >370 K, and in the presence of initiators and opt. chain regulators, inhibitors and comonomers. The heat of polymerisation is removed in three ways: (a) by escape with the prod. stream, (b) by direct cooling and (c) by indirect cooling of the reactor walls. The indirect cooling is controlled such that the fall in temp. between the core stream of the reactor and the inner wall of the reactor at all points between the first reaction zone and the point of max. temp., is 30 K, esp. 10 K. The corresp. fall in temp. in the second and subsequent reaction zones at all points between the feed point of the monomer mixt. which is cold in relation to the reaction mixt. from the previous reaction zone and the point of max temp. of the second and further zones is 60 K, pref. 30 K. The temp. fall between the core stream and the inner wall of the reactor in all reaction zones downstream of the point of max. temp. and the point of feeding the relatively cold monomer or the end of the reactor is 120 K, pref. 80 K. Process gives ethylene (co)polymers which are free from very high mol. wt. material and which have improved pressing properties, high gloss, low clouding and good shock resistance.

Description

Titel der Erfindung:Title of the invention:

Verfahren zur Herstellung von Aethylenhomo- und -kopolymerisaten Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Homo-und Kopolymeren des Aethylens mit verbesserten Eigenschaften.Process for the production of ethylene homopolymers and copolymers. Field of application of the invention The invention relates to a process for the production of homo- and Copolymers of ethylene with improved properties.

Charakteristik der bekannten technischen Loesungen Die Polymerisation des Aethylens ist eine stark exotherme Reaktion. Die Einhaltung vorgegebener Kennwerte, wie Sahmelzindex und Dichte, sowie die Gefahr einer thermischen Zersetzung des Reaktionsgemisches erfordern die Gewaehrloistung bestimmte Temperaturen oder Temperaturbereiche im Reaktor von Hochdruckpolymerisationsanlagen.Characteristics of the known technical solutions Polymerization of ethylene is a strongly exothermic reaction. Compliance with specified parameters, such as melting index and density, as well as the risk of thermal decomposition of the reaction mixture the warranty requires certain temperatures or temperature ranges in the High pressure polymerisation plant reactor.

Es ist bekannt, die Temperaturen im Reaktor durch Abt uhren der Polymerisationswaerme und geregelte Zufuehrung initiierender Subetansen auf vorgegebenen Werten zu halten. Fuer die Abfuehrung der Polymerisationswaerme sind drei Meeglichkeiten bekannt: Waermeabfuehrung durch das Reaktionsgemisch, direkte Kuehlung durch Monomer-Nachspeisung, indirekte Kuehlung durch die Reakterwand.It is known that the temperatures in the reactor by turning off the heat of polymerization and to keep the regulated supply of initiating subetanses at predetermined values. There are three known ways of dissipating the heat of polymerization: Heat dissipation through the reaction mixture, direct cooling through monomer make-up, indirect cooling Cooling through the reactor wall.

Mit dem Reaktionsgemisch wird in technischen Reaktoren die Hauptmenge der Polyierisationswaerme aus dem Re akt ionsraum ausgetragen Die se ZU entfernende Waermemenge wird durch die hoeohste zulaessige Temperatur im Reaktor begrenzt. Der durch die Reaktorwand hindurchgehende Anteil der Polymerisationswaerme wird bei Rohrreaktoren an ein Kuehlmedium abgegeben.The main amount is with the reaction mixture in industrial reactors The heat of polymerization is discharged from the reaction room. These are to be removed The amount of heat is limited by the highest permissible temperature in the reactor. Of the The portion of the polymerization heat passing through the reactor wall is at Tubular reactors delivered to a cooling medium.

Dieser Anteil ist abhaengig von der Temperaturdifferenz zwischen Kuehlmedium und Reaktionsgemisch, der Art und Stroemungsgeschwindigkeit des Kuehlmediums, der Austauschflaeche sowie vom thermodynamischen Zustand des Reaktionsgemisches als Polymer-Loesungsmittel-System. So wird beispielsweise diese Art Kuehlung erreicht, indem um die Reaktorrohre ein Mantel angeordnet wird, in welchem eine Uebertragungsfluessigkeit, bevorzugt Druckwasser, bei Temperaturen zwischen 300 C und 1400C zirkuliert (GB-PS 1 038 215). Nachteilig bei dieser Methode der Waermeabfuehrung ist die Ausbildung eines radialen Temperaturgefaelles, das sich mit Vergroesserung der Temperaturdifferenz zwischen Reaktiona- und Kuehlmedium erhoeht und besonders in Wandnaehe zu einer physikalischen Veraenderung des Polymer-Monomer-Systeme fuehrt. Die Folge einer solchen Veraenderung ist die Ausbildung von Wandschichten, die dem Waermedurchgang einen erhoehten Widerstand entgegensetzen Csogenannter Wandfilm). Indem diese wandnahen Schichten laenger als die Kernstroemung im Polymerisationsreaktor verweilen und in ihnen besonders unguenstige, von der Kernstroemung stark unterschiedlichte Reaktionsbedingungen vorliegen, kommt es in den wandnahen Schichten zur Bildung sehr hochmolekularer, vorwiegend stark verzweigter Anteile, die die Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften des Aethylenpolymeren mindern.This proportion depends on the temperature difference between the cooling medium and reaction mixture, the type and flow rate of the cooling medium, the Exchange area and the thermodynamic state of the reaction mixture as Polymer-solvent system. For example, this type of cooling is achieved by placing a jacket around the reactor tubes in which a transmission fluid, preferably pressurized water, circulated at temperatures between 300 C and 1400 C (GB-PS 1 038 215). The disadvantage of this method of heat dissipation is the training a radial temperature gradient, which increases as the temperature difference increases between reaction and cooling medium and especially close to a wall physical change in the polymer-monomer systems. The consequence of a such change is the formation of wall layers, which allow the passage of heat oppose an increased resistance (so-called wall film). By doing this close to the wall Layers linger longer than the core flow in the polymerization reactor and in them particularly unfavorable reaction conditions which are very different from the core flow are present, very high molecular weight is formed in the layers close to the wall, predominantly heavily branched parts that affect the processing and usage properties of the ethylene polymer.

Es sind eine Reihe von Verfahren bekannt, die eine Verringerung des hochmolekularen Anteils zum Inhalt haben. So ist bekannt, die Stroemungsgeschwindigkeit im Reaktor beispielsteise durch Druckabsenkung in Abhaengigkeit verschiedener Fuehrungsgroessen kurzzeitig zu erhoehen, um die Wandschichten abzuloesen (US-PS 2 852 501, GB-PS 1 000 308, DE-OS 2 063 190).A number of methods are known which reduce the have high molecular weight content. So it is known the speed of the current in the reactor, for example, by lowering the pressure as a function of various Leadership sizes for a short time in order to remove the wall layers (US-PS 2,852,501, GB-PS 1 000 308, DE-OS 2 063 190).

Den bekannten Verfahren ist neben dem erhoehten technischen Aufwand gemeinsam, dass die Auswirkungen der Ausbildung von Wandschichten in gewissen Grenzen gehalten werden koennen, jedoch die Ursachen der Ausbildung von Wandschichten sowie die Bildung sehr hochmolekularer Anteile nicht verhindert werden.The known method is next to the increased technical effort in common that the effects of the formation of wall layers are within certain limits Can be held, however, which causes the formation of wall layers as well the formation of very high molecular weight fractions cannot be prevented.

Ziel der Erfindung Die Erfindung hat das Ziel, die Herstellung von Homo- und Kopolymerisaten des Aethylens in Rohrreaktoren so durchzufuehren, dass die Polymerisate sehr gute Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften besitzen.Object of the invention The invention has the aim of producing To carry out homo- and copolymers of ethylene in tubular reactors so that the polymers have very good processing and performance properties.

Darlegung des Wesens der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das die Heratellung von Homo- und Kopolymerisaten des Aethylens ohne sehr hochmolekulare Anteile in Rohrreaktoren gestattet und einen geringen Aufwand fuer ihre Temperierung erfordert.Statement of the essence of the invention The object of the invention is to provide a Process to develop the manufacture of homo- and copolymers of ethylene without very high molecular weight fractions in tubular reactors permitted and little effort required for their temperature control.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung von Aethylenhemo- und -kopolymerisaten in Hochdruck-Rohrreaktoren lit eines Durchmesser-Laenge-Verhaeltnis von 1tlOOO bis 1:20 000 bei Druecken von 150 bis 350 MPa und Temperaturen eberhalb 370 1 in Anwesenheit von initijerend wirkenden Substanzen und gegebenenfalls K@ttenr@glern, Inhibitoren und Komenomeren bei Aufteilung der abzufuehrenden Polymerisationswurde in den Anteil, der durch die Erwaermung des Reaktionsgemisches und seine kontinuierliche Entspannung aus des Reaktionsraum entfernt wird, in den Anteil, der durch Einspeisung von ii Vergleich zu Reaktionsgemisch kaelteren Monomeren an mindestens iner Stelle entlang des Reaktors infolge direkter Kuehlung beseitigt wird, und in den Anteil, der infolge indirekter Kuehlung durch die Reaktorwand auf ein Temperiermedium, das gegebenenfalls in jeder Reaktorzone in voneinander getrennte und mit unterschiedlichen Temperaturen betriebene Abschnitte unterteilt ist, uebertragen wird, wobei erfindungsgemaess der durch indirekte Kuehlung erzeugte Temperaturabfall von der Kernstroemung des Reaktors zur Reaktorinnenwand an jedem Ort der 1.Reaktionszone bis zum Ort, an dem das Temperaturmaximum auftritt, geringer 30 K, sorzugsweise geringer 10 K, ist, in der 2. und jeder weiteren Reaktionszone an jedem Ort zwischen der Zuspeisung des im Verhaeltnis zur Temperatur des Reaktionsgemisches aus der vorhergehenden Reaktionszone kalten Monomeren und dem Ort des Temperaturmaximums der 2. und jeder weiteren Zone geringer 60 K, vorzugsweise geringer 30 K, ist und in jeder Reaktionszone hinter dem Ort des lemperaturmaximums und dem Ort der Zuspeisung des im Verhaeltnis zum Reaktionsgemisch kalten Monomeren bzw. dem Reaktorende geringer 120 K, vorzugsweise geringer 80 X, betraegt. Vorteilhafterweise wird das Kriterium der Reaktionsbedingungen (E) gemaess mit P - Reaktionsdruck in MPa, TMAX = Reaktormaximaltemperatur in K, XW s mittlere Reaktorinnenwandtemperatur in K, bestimmt als Mittelwert der Wandtemperaturen an dem Ort, an dem die Temperaturen der Wand und des Reaktionsgemisches gleich sind und der am Ort der Reaktormaximaltemperatur erreichten Temperatur der Wand durch Einstellung der Reaktionsbedingungen P, AK und Tw erreicht, wobei fuer die erste Reaktionszone bis zum Ort des Temperaturmaximums E groesser 500 und vorzugeweise E groesser 1 500, fuer die zweite und jede weitere Zone bis zum Ort des Temperaturmaximums E groesser 50 und vorzugsweise E groesser 150, fuer jede Reaktionszone hinter dem Ort des Temperaturmaximums bis zum Ort der Zuspeisung des im Verhaeltnis zum Reaktionsgemisch kalten Monomeren E groesser 5 und vorzugsweise E groesser 15 betraegt.This object is achieved by a process for the production of Aethylene hemo- and copolymers in high-pressure tubular reactors with a diameter-length ratio of 1,000 to 1:20,000 at pressures of 150 to 350 MPa and temperatures above 370 1 in the presence of initiating substances and, if necessary, catalysts, inhibitors and comonomers when the polymerization to be carried out is divided up into the portion that is removed from the reaction space by the heating of the reaction mixture and its continuous relaxation, into the portion that is obtained by feeding in ii compared to the reaction mixture colder monomers is eliminated at least at one point along the reactor as a result of direct cooling, and in the portion that is transferred as a result of indirect cooling through the reactor wall to a temperature control medium, which is optionally divided into separate sections operated at different temperatures in each reactor zone, w whether, according to the invention, the temperature drop generated by indirect cooling from the core flow of the reactor to the inner wall of the reactor at each location in the 1st reaction zone up to the location at which the temperature maximum occurs is less than 30 K, preferably less than 10 K, in the second and every other Reaction zone at each location between the feed of the monomer, which is cold in proportion to the temperature of the reaction mixture from the preceding reaction zone and the location of the maximum temperature of the 2nd and each further zone, is less than 60 K, preferably less than 30 K, and in each reaction zone after the location of the The temperature maximum and the location of the feed of the monomer, which is cold in relation to the reaction mixture, or the end of the reactor is less than 120 K, preferably less than 80 °. The criterion of the reaction conditions (E) is advantageously measured with P - reaction pressure in MPa, TMAX = maximum reactor temperature in K, XW s mean inner reactor wall temperature in K, determined as the mean value of the wall temperatures at the point at which the temperatures of the wall and the reaction mixture are the same and the temperature of the wall reached at the site of the maximum reactor temperature achieved by setting the reaction conditions P, AK and Tw, where for the first reaction zone up to the location of the temperature maximum E greater than 500 and preferably E greater than 1500, for the second and each further zone up to the location of the temperature maximum E greater than 50 and preferably E greater 150, for each reaction zone after the location of the temperature maximum up to the location of the feed of the monomer E greater than 5 and preferably E greater than 15, which is cold in relation to the reaction mixture.

Der Temperaturabfall von der Kernstroemung zur Reaktorinnenwandtemperatur kann durch Thermoelemente in an sich bekannter Weise an beliebig vielen Stellen des Rohrreaktors bestimmt werden.The temperature drop from the core flow to the reactor inner wall temperature can by means of thermocouples in a known manner at any number of points of the tubular reactor can be determined.

Es hat sich im Hinblick auf die Erreichung sehr guter Verarbeitung- und Gebrauchseigenschaften als guenstig erwiesen, wenn neben dem oben aufgefuehrten, maximal zulaessigen Temperaturabfaellen Jedes Zonenabsohnittes bestimmte Werte fuer wesentliche Reaktionibedingungen eingehalten werden. Besonders guenstige Eigenschaften werden erreicht, wenn die Reaktionsbedingungen so fuer Jeden Reaktionszonenabschnitt eingestellt werdei, dass sie bestimmte Grenzwerte eines Kriteriums ueberschreitet.It has proven itself in terms of achieving very good workmanship and properties of use have proven to be favorable if, in addition to the above, Maximum permissible temperature drops Each zone department has certain values for essential reaction conditions are met. Particularly favorable properties are achieved if the reaction conditions are so for each reaction zone section set so that it exceeds certain limit values of a criterion.

Zur Einleitung der Polymerisation in Jeder Reaktionszone werden initiierend wirkende Substanzen wie Sauerstoff und bzw. oder Peroxyverbindungen zugesetzt, wobei die Art bzw. Zusammenstellung verschiedener Arten sowie die zuge setzte Menge dieser Substanzen den Temperaturverlauf laengs der Reaktionszone bestimmt. Als Kettenregler werden Wasserstoff, Alkane, Alkene, Aldehyde, Alkohole, Ketone oder Amide eingesetzt, wobei die Art und die Konzentration des Kettenreglers so eingestellt wird, dass das entstehende Polymere den gewuenschten Schmelzindex besitzt.Initiate to initiate polymerization in each reaction zone active substances such as oxygen and / or peroxy compounds added, with the type or combination of different types and the added amount of these Substances determines the temperature profile along the reaction zone. As a chain regulator are hydrogen, alkanes, alkenes, aldehydes, alcohols, ketones or amides used, whereby the type and concentration of the chain regulator is adjusted so that the resulting polymer has the desired melt index.

Komponenten, die neben Aethylen zum Einsatz gelangen koennen, sind beispielsweise -Olefine, Vinylaether, Vinylester, Akrylsaeure und ihre Derivate, Methakrylsaeure und ihre Derivate, Maleinsaeureanhydrid und seine Derivate sowie Kohlenoxid und mehrfach ungesaettigte Verbindungen.Components that can be used in addition to ethylene are for example -olefins, vinyl ethers, vinyl esters, acrylic acids and their derivatives, Methacrylic acid and its derivatives, maleic anhydride and its derivatives as well Carbon oxide and multiply unsaturated compounds.

Es ist fuer die Durchfuehrung des erfindungsgemaessen Verfahrens nicht entsoheidend, durch welche technischen Massnahmen die vorgenannten, maximal zulaessigen Temperaturabfaelle und die direkt oder in bekannter Weise einstellbaren Reaktionsbedingungen erreicht werden.It is not necessary for the implementation of the method according to the invention deciding which technical measures allow the above-mentioned maximum Temperature drops and the reaction conditions which can be set directly or in a known manner achieved will.

So kann beispielsweise der Temperaturabfall durch die Temperatur des Temperiermediums, seine Stroemungsgeschwindigkeit, seine spezifische Waerme oder die Waermeaustauschflaeche variiert bzw. eingestellt werden.For example, the temperature drop due to the temperature of the Temperature control medium, its flow speed, its specific heat or the heat exchange surface can be varied or adjusted.

Entscheidend ist jedoch die durch Messung der in Folge der technischen Massnahmen erreichten Reaktorinnenwandtemperaturen erfolgende erfindungsgemaesse Einstellung der maximal zulaessigen Temperaturabfaelle und des Kriteriums der Reaktionsbedingungen fuer jeden Abschnitt des mehrzonigen Reaktors.What is decisive, however, is the result of the technical through measurement Measures achieved reactor inner wall temperatures taking place according to the invention Setting of the maximum permissible temperature drop and the criterion of the reaction conditions for each section of the multi-zone reactor.

Ausfuehrungsbeispiele Es wurde ein Rohrreaktor, der in 3 Zonen mit einer anteiligen Laenge von 0,25; 0,4; 0,35 der Gesamtlaenge geteilt war, verwendet. Die Durchmesser der Zonen waren so bemessen, dass eine Stroemungsgeschwindigkeit des Reaktionsgemisches von mindestens 10 m/s aufrechterhalten wurde. Die Abfuehrung der Reaktionswaerme durch indirekte Kuehlung erfolgte mit einem Waermetraeger, der durch den Mantel der Reaktionsrohre zirkulierte. Die Maentel Jeder Reaktionszone waren in zwei Abschnitte unterteilt; im 1.Abschnitt der 1.Zone wurde mit einem gasfoermigen Temperiermedium (Wasserdampf) gearbeitet, waehrend im 2. Absehnitt der 1.Zone und in den Abschnitten der 2. und 3.Zone als Waermetraeger unter Druck stehenden Wasser verwendet wurde.Ausfuehrungsbeispiele It was a tubular reactor in 3 zones with a proportional length of 0.25; 0.4; 0.35 of the total length was divided. The diameter of the zones was dimensioned so that a current velocity of the reaction mixture of at least 10 m / s was maintained. The discharge the heat of reaction by indirect cooling took place with a heat carrier, the circulated through the jacket of the reaction tubes. The coats of each reaction zone were divided into two sections; In the 1st section of the 1st zone, a gas-shaped Tempering medium (steam) worked, while in the 2nd section of the 1st zone and in the sections of the 2nd and 3rd zone pressurized water as a heat carrier was used.

Der Reaktor ist mit Thermoelementen ausgeruestet, die die Temperatur in der Kernstroemung und die Temperatur der Reaktorinnenwand am gleichen Ort des Reaktors, in axialer Richtung gesehen, messen.The reactor is equipped with thermocouples that control the temperature in the core flow and the temperature of the inner wall of the reactor at the same place of the Measure the reactor, seen in the axial direction.

Der erste Abschnitt der ersten Reaktionizone enthaelt 10 solcher Messeinrichtungen, die ersten Abschnitte Jeder weiteren Reaktionszone sind mit 6 und alle zweiten Reaktionszonenabschnitte mit 4 solcher Messeinriohtungen fernsehen.The first section of the first reaction zone contains 10 such measuring devices, the first sections of every further reaction zone are with 6 and all second reaction zone sections watch TV with 4 such measuring devices.

Die Beispiele betreffen kontinuierliche Prozesse, wobei ||Teilei? Massenteile pro Stunde bedeuten.The examples relate to continuous processes, where || Teilei? Mean parts by mass per hour.

Beispiel 1 In die 1.Zone wurden 5625 Teile Ethylen und 60 Teil. Propen mit einer Temperatur von 403 K unter einem Druck von 200 MPa eingespeist. Die Polymerisation wurde durch 2,4 Teile einer Mischung von Dilauroylperoxid und Tert.-butylperbenzoat im Molverhaeltnis 1:1, gelost in n-Hexan, eingeleitet und bis zu einer Reaktormaximaltemperatur von 593 K gotuehrt. Dem Reaktionsgemisch aus der 1.Zone wurden in der 2.Zone 8440 Teile Aethylen und 90 Teile Propen mit einer Temperatur von 353 K zugefuehrt. Die Initiierung erfolgte mit 0,7 Teilen Tert.-butylperoxy-2-aethyl-hexaneat und Sauerstoff, wobei das molare Verhaeltnis von aktivem Sauerstoff des Peroxids und der eingesetzten Sauerstoffienge 1:3 betrug. Die Reaktion wurde bis zu einer Maximaltemperatur von 591 K gefuehrt. Dem aus der 2.Zone kommenden Reaktionsgemisch wurden in der 3.Zone 8440 Teile Aethylen und 90 Teile Propen mit einer Temperatur von 333 K zugefuehrt; die Initiierung erfolgte mit Sauerstoff, die Reaktormaximaltemperatur betrug 588 K.Example 1 In the 1st zone were 5625 parts of ethylene and 60 parts. Propene at a temperature of 403 K under a pressure of 200 MPa. The polymerization was replaced by 2.4 parts of a mixture of dilauroyl peroxide and tert-butyl perbenzoate in a molar ratio of 1: 1, dissolved in n-hexane, introduced and up to a maximum reactor temperature of 593 K. The reaction mixture from the 1st zone was in the 2nd zone 8440 Parts of ethylene and 90 parts of propene are fed at a temperature of 353 K. the Initiation took place with 0.7 parts of tert-butylperoxy-2-ethyl-hexaneate and oxygen, where the molar ratio of active oxygen of the peroxide and the used Oxygen concentration was 1: 3. The reaction was up to a maximum temperature of 591 K guided. The reaction mixture coming from the 2nd zone were in the 3rd zone 8440 parts of ethylene and 90 parts of propene fed at a temperature of 333 K; initiation took place with oxygen, the maximum reactor temperature was 588 K.

Durch die Einstellung der Stroemungsgeschwindigkeit des gasfoermigen Temperiermediums im ersten Abschnitt der ersten Reaktionszone wurde bei einer Temperiermediumstemperatur von 520 K erreicht, dass der jeweilige Temperaturabfall zwischen der Kernstroemung und der Reaktorinnenwand bis zu dem Ort, an dem das Temperaturmaximum auftritt, kleiner 8 K war.By adjusting the flow rate of the gas The temperature control medium in the first section of the first reaction zone was at a temperature control medium temperature of 520 K reaches that the respective temperature drop between the core flow and the inner wall of the reactor up to the point at which the temperature maximum occurs, was less than 8 K.

Im zweiten Abschnitt der ersten Reaktionszone und im ersten Abschnitt der zweiten und dritten Reaktionszone wurde mit 490 K heissem Wasser temperiert.In the second section of the first reaction zone and in the first section the second and third reaction zones were heated with 490 K hot water.

Die Heisswassertemperatur der zweiten Abschnitte der zweiten und dritten Reaktionszone betrug 410 K.The hot water temperature of the second sections of the second and third Reaction zone was 410 K.

Weiterhin wurden die Reaktorinnenwandtemperatur durch Steuerung der gefoerderten Heisswassermengen innerhalb +/- 2 K konstant gehalten. Der Temperaturabfall im zweiten Abschnitt der ersten Reaktionszone zwischen dem Ort, an dem das Temperaturmaximum auftrat und dem Ort der Zufuehrung des kalten Aethylens war < 55 K.Furthermore, the reactor inner wall temperature by controlling the The hot water delivered is kept constant within +/- 2 K. The temperature drop in the second section of the first reaction zone between the location at which the temperature maximum occurred and the place where the cold ethylene was supplied was <55 K.

Analog hierzu wurden in der 2.Zone fuer den 1. Abschnitt zwischen Zuspeisung von kaltem Aethylen und Temperaturmaximum fuer die Temperaturdifferenz zwischen Kernstroemung und Reaktorinnenwand 19 K und fuer den 2. Abschnitt der 2.Zone 75 K ermittelt; die entsprechenden Werte fuer die 3.Zone betrugen 27 K bzw. 95 K.Similarly, in the 2nd zone for the 1st section between Infeed of cold ethylene and temperature maximum for the temperature difference between core flow and inner reactor wall 19 K and for the 2nd section of the 2nd zone 75 K determined; the corresponding values for the 3rd zone were 27 K and 95 K.

Das nach der Gleichung errechnete Kriterium der Reaktionsbedingungen erreichte fuer die einzelnen Abschnitte folgende Zahlenwerte: 1.Zone, 1.Abschnitts E = 1 850 2.Zone, 1.Abschnitt: E n 320 3.Zone, 1.Abschnitt: E = 153.That according to the equation The calculated criterion of the reaction conditions reached the following numerical values for the individual sections: 1st zone, 1st section E = 1,850 2nd zone, 1st section: E n 320 3rd zone, 1st section: E = 153.

Es wurden 4 600 Teile eines Aethylenpolymerisats mit einer Dichte von 0,919 g/cm3 und einem Schmelzindex von 2,4 g/10 min (bei 1900C und 2,16 kp) erhalten. Das Polymerisat wurde nach dem Polienblasverfahren verarbeitet und gestattete sehr hohe Abzugsgeschwindigkeiten des Folienschlauches. Die Folie hatte einen hervorragenden Glanz, eine sehr geringe Truebung und zeichnete sich durch gute Schockfestigkeit aus.There were 4,600 parts of an ethylene polymer with a density of 0.919 g / cm3 and a melt index of 2.4 g / 10 min (at 1900C and 2.16 kp) obtain. The polymer was processed according to the blown polypropylene method and allowed very high take-off speeds of the film tube. The slide had an excellent Gloss, a very low cloudiness and was characterized by good shock resistance the end.

Beispiel 2 In die 1. Zone wurden 5 480 Teile Aethylen, 0,15 Teile Ditert.-butyl-p-kresol und 350 Teile Vinylazetat mit 405 K unter einem Druck von 170 MPa eingespeist. Zur Initiierung wurde eine Mischung von Dilauroylperoxid und Tert.-butylperbenzoat im Molverhaeltnis 1,5 t 1 benutzt und bis zu einer Maximaltemperatur von 568 K polymerisiert. Dem Reaktionsgemisch aus der 1.Zone wurden 8 220 Teile Aethylen, 0,20 Teile Di-tert.-butylp-kre.ol und 540 Teile Vinylazetat mit 343 K zugefuehrt. Die Initiierung erfolgte mit Tert.-butylperoxi-2-aethylhexanoat und Sauerstoff, wobei das molare Verbaeltnis des aktiven Sauerstoffs fes Peroxids zur eingesetzten Sauerstoffmenge 1 : 4,3 betrug. Die Reaktion in der 2.Zone wurde bis zu einer Maximaltemperatur von 571 K gefuehrt. In der 3.Zone wurden dsm Reaktionsgemisch aus der 2.Zone 8 200 Teile Aethylen und 535 Teile Vinylazetat mit einer Temperatur von 323 K zugefuehrt.Example 2 In the 1st zone 5,480 parts of ethylene, 0.15 part Ditert-butyl-p-cresol and 350 parts of vinyl acetate at 405 K under a pressure of 170 MPa fed in. A mixture of dilauroyl peroxide and Tert-butyl perbenzoate used in a molar ratio of 1.5 t 1 and up to a maximum temperature polymerized by 568 K. The reaction mixture from the 1st zone was 8,220 parts Ethylene, 0.20 parts of di-tert-butylp-cre.ol and 540 parts of vinyl acetate at 343 K. fed. the Initiation took place with tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate and oxygen, the molar ratio of the active oxygen to peroxide to the amount of oxygen used was 1: 4.3. The reaction in the 2nd zone was guided up to a maximum temperature of 571 K. In the 3rd zone dsm reaction mixture from the 2nd zone 8 200 parts of ethylene and 535 parts of vinyl acetate at one temperature of 323 K supplied.

Die Initierung erfolgte mit Tert.-butylperbenzoat und Sauerstoff iii Molverhaeltnis 1 t 5. Es wurde bis zur Maximaltemperatur von 578 K polymerisiert.The initiation took place with tert-butyl perbenzoate and oxygen iii Molar ratio 1 to 5. Polymerization was carried out up to a maximum temperature of 578 K.

Die Temperierung erfolgte analog Beispiel 1, wobei die Temperiermedientemperaturen 510 K im 1.Abschnitt der 1.Reaktionszone, 480 K im 2.Abschnitt der 19Reaktionszone und im 1.The temperature control was carried out as in Example 1, with the temperature control medium temperatures 510 K in the 1st section of the 1st reaction zone, 480 K in the 2nd section of the 19th reaction zone and in the 1st

Abschnitt der 2. und 3.Reaktionszone und 420 K im 2.Abschnitt der 2. und 3.Reaktionszone betrag Es wurden die folgenden Temperatur aelle zwischen Kernstroemung und Reaktorinnenwandtemperatur @ U) sowie die folgenden Zahlenwerte fuer das Kriterium der Reaktionsbedingungen (E) eingehalten: e (K) E 1 .Zone, 1 .Abschnitt 9 1600 2.Abschnitt < 63 -2.Zone, 1.Abschnitt < 24 282 2.Absohnitt < 81 -3.Zone, 1 .Abschnitt < 29 141 2.Abschnitt < 93 -Der Ausstoss betrug 5 100 Teile eines Aethylen-Vinylazetat Kopolymerisates mit einem Vinylazetatgehalt von 7,4 Ma.-% und einem Schmelzindex von 3,1 g/10 min (bei 190°C und 2,16 kp).Section of the 2nd and 3rd reaction zone and 420 K in the 2nd section of the 2nd and 3rd reaction zone amount It was the following temperature aelle between Core flow and reactor inner wall temperature @ U) as well as the following numerical values for the criterion of the reaction conditions (E) complied with: e (K) E 1 .Zone, 1 Section 9 1600 Section 2 <63 - Zone 2, Section 1 <24 282 Section 2 <81 - 3rd zone, 1st section <29 141 2nd section <93 -The output was 5 100 parts of an ethylene-vinyl acetate copolymer with a vinyl acetate content of 7.4% by mass and a melt index of 3.1 g / 10 min (at 190 ° C. and 2.16 kp).

Die Verarbietung des Polymerisates erfolgte nach dem Polienblasverfahren, dabei zeichnete sich die Folie durch sehr hohen Glanz, geringe Truebung und hohe Schockfestigkeit aus. Eine weitere Verarbeitung erfolgte nach dem bottle-pack-Verfahren zur Verpackung oberflaechenaktiver Agentien. Hierbei zeigte das Material sehr geringe Neigung zur Spannungsrisskorrosion.The processing of the polymer was carried out according to the blown polishing method, The film was characterized by very high gloss, low cloudiness and high Shock resistance off. Further processing was carried out using the bottle-pack method to the Packaging of surface active agents. The material showed very little Tendency to stress corrosion cracking.

Claims (2)

Erfindungsanspruch 1. Verfahren zur Herstellung von Homopolymerisaten und Kopolymerisaten des Aethylens in Hochdruck-Rohrreaktoren mit einem Durchmesser-Laenge-Verhaeltnis von 1:1 000 bis 1: 20 000 bei Druecken von 150 bis 350 MPa und Temperaturen oberhalb 370 K in Anwesenheit von initiierend wirkenden Substanzen und gegebenenfalls Kettenreglern, Inhibitoren und Komonomeren bei Aufteilung der abzufuehrenden Polymerisationswaerme in den Anteil, der durch die Erwaermung des Reaktionsgemisches und seine kontinuierliche Entspannung aus dem Reaktionsraum entfernt wird, in den Anteil, der durch Einspeisung von im Vergleich zum Reaktionsgemisch kaelteren Monomeren an mindestens einer Stelle entlang des Reaktors infolge direkter Kuehlung beseitigt wird, und in den Anteil, der infolge indirekter Kuehlung durch die Reaktorwand auf ein Temperiermedium, das gegebenenfalls in jeder Reaktorzone in voneinander getrennte und mit unterschiedlichen Temperaturen betriebene Abschnitte unterteilt ist, uebertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der durch indirekte Kuehlung erzeugte Temperaturabfall von der Kernstroemung des Reaktors zur Reaktorinnenwand an jedem Ort der 1.Reaktionszone bis zum Ort, an dem das Temperaturmaximum auftritt, geringer 30 K, vorzugsweise geringer 10 K, is , in der 2. und jeder weiteren Reaktionszone an jedem Ort zwischen der Zuspeisung des im Verhaeltnis zur Temperatur des Reaktionsgemisches aus der vorhergehenden Reaktionssone kalten monomeren und dem Ort des Temperaturmaxiiums der 2. und jeder weiteren Zone geringer 60 K, vorzugsw.ise geringer 30 K, ist und in Jeder Reaktioszone hinter dem Ort des Temperaturmaximums und des Ort der Zuspeisung des im Verhaeltnig zul Reaktionsgemisch kalten Monomeren bzw. dem Reaktorende geringer 120 k, vorzugsweise geringer 80 X, betraegt.Invention claim 1. Process for the production of homopolymers and copolymers of ethylene in high pressure tubular reactors with a diameter-length ratio from 1: 1,000 to 1: 20,000 at pressures of 150 to 350 MPa and temperatures above 370 K in the presence of initiating substances and possibly chain regulators, Inhibitors and comonomers when dividing the heat of polymerization to be dissipated in the proportion caused by the heating of the reaction mixture and its continuous Relaxation is removed from the reaction space, in the portion that is due to feed of colder monomers in comparison to the reaction mixture at at least one point is removed along the reactor as a result of direct cooling, and in the portion which as a result of indirect cooling through the reactor wall to a temperature control medium that optionally in each reactor zone in separate and with different Temperatures operated sections is divided, is transmitted, characterized in that that the temperature drop from the core flow caused by indirect cooling of the reactor to the inner wall of the reactor at each location of the 1st reaction zone up to the location at which the temperature maximum occurs, less than 30 K, preferably less than 10 K, is, in the 2nd and every further reaction zone at every location between the feed that in relation to the temperature of the reaction mixture from the preceding Reaction zones cold monomers and the location of the maximum temperature of the 2nd and each further zone is less than 60 K, preferably less than 30 K, and in each reaction zone behind the place of the maximum temperature and the place of supply of the relative per reaction mixture of cold monomers or the end of the reactor less than 120 k, preferably less than 80 X, is. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kriterium der Reaktionsbedingungen (E) gemaess iit P w Reaktionsdruch in , - Reaktormaximaltemperatur in K, Tw n mittlere Reaktorinnenwandtemperatur in K, bestimmt als Mittelwert der Wandtemperaturen an dem Ort, an dem die Temperaturen der Wand und des Reaktionsgemisches gleich sind und der am Ort der Reaktormaximaltemperatur erreichten Temperatur der Wand durch Einstellung der Reaktionsbedingungen P, TMAX und TW fuer die erste Reaktionszone bis zum Ort des Temperaturmaximums E groesser 500 und vorzugsweise E groesser 1500; fuer die zweite und jede weitere Zone bis zum Ort des femperaturmaximums E groesser 50 und vorzugsweise E groesser 150; fuer jede Reaktionszone hinter dem Ort des Temperaturmaximume bis zum Ort der Zuspeisung des im Verhaeltnis zum Reaktionsgemisch kalten Monomeren E groesser 5 und vorzugsweise E groesser 15 betraegt.2. The method according to item 1, characterized in that the criterion of the reaction conditions (E) according to iit P w reaction pressure in, - reactor maximum temperature in K, Tw n mean reactor inner wall temperature in K, determined as the mean value of the wall temperatures at the point at which the temperatures of the wall and the reaction mixture are the same and the temperature of the wall reached at the site of the maximum reactor temperature by setting the reaction conditions P, TMAX and TW for the first reaction zone up to the location of the temperature maximum E greater than 500 and preferably E greater than 1500; for the second and each further zone up to the location of the maximum temperature E greater than 50 and preferably E greater than 150; for each reaction zone downstream of the location of the temperature maximum up to the location of the feed of the monomer E greater than 5 and preferably E greater than 15, which is cold in relation to the reaction mixture.
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