Способ газофазной полимеризации олефинов

Номер патента: 22659

Опубликовано: 29.02.2016

Авторы: Аль-Обаиди Фахад, Малек Абул Кадер, Банат Яхья

Есть еще 3 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ газофазной полимеризации одного или более олефиновых мономеров в реакторе с псевдоожиженным слоем в сухом режиме или в сверхконденсированном режиме с газовым потоком, включающим инертный газ, характеризующийся тем, что инертный газ представляет собой смесь инертных компонентов, представляющих собой:

(1) 5-60 мол.% азота;

(2) 10-90 мол.% средства, увеличивающего теплоемкость газа, которое регулирует точку росы и в то же самое время улучшает теплоемкости потока пара;

(3) 1-50 мол.% средства, повышающего сорбцию, которое способствует повышению локальной концентрации этилена и α-олефинов на растущих микрочастицах полимера, причем сорбция таких ингредиентов на полиэтилене увеличивает локальную концентрацию этилена и/или α-олефинов относительно микроокружения активных центров катализатора; и

(4) 0,1-10 мол.% агента, способствующего набуханию полимера, который выступает в качестве модификатора физических и вязкоупругих свойств полимера, действующего непосредственно во время роста полимера, за счет набухания и пластификации полимера, образующегося в процессе роста, который влияет на характеристики кристаллической фазы, причем средство, увеличивающее теплоемкость газа, является насыщенным (С23)углеводородом или смесью указанных углеводородов, средство, повышающее сорбцию, представляет собой n-бутан и агент, способствующий набуханию полимера, представляет собой насыщенный (С520)углеводород или смесь по меньшей мере двух различных насыщенных (С520) углеводородов, и общее количество инертных компонентов (1), (2), (3) и (4) составляет 100%.

2. Способ по п.1, в котором реактор включает реакционную зону, которая ограничена со стороны нижней поверхности газораспределительной пластиной и с верхней стороны - торцевой поверхностью, причем псевдоожиженный слой удерживают между нижней и верхней сторонами, по меньшей мере часть газового потока, выводимого из верхней части реактора, охлаждают, и по меньшей мере часть полученного двухфазного потока возвращают в реактор, причем газовый поток содержит инертный газ, включающий смесь инертных компонентов (1), (2), (3) и (4), определенных в п.1.

3. Способ по п.1 или 2, характеризующийся тем, что инертный газ включает:

(1) 10-50 мол.% азота;

(2) 25-80 мол.% (С23)углеводорода;

(3) 1-45 мол.% n-бутана и

(4) 0,2-7 мол.% (С520)углеводорода,

причем общее количество компонентов (1), (2), (3) и (4) составляет 100%.

4. Способ по любому из пп.1-3, характеризующийся тем, что средство, увеличивающее теплоемкость газа, представляет собой этан.

5. Способ по любому из пп.1-4, характеризующийся тем, что агент, способствующий набуханию полимера, представляет собой n-пентан или изопентан.

6. Способ по любому из пп.1-5, характеризующийся тем, что олефиновый мономер представляет собой этилен, причем количество этилена в подаваемом материале составляет 50-95 мас.% относительно общей массы олефиновых мономеров.

7. Способ по п.1 или 2, характеризующийся тем, что инертный газ включает:

(1) 5-60 мол.% азота;

(2) 10-90 мол.% этана;

(3) 1-50 мол.% n-бутана и

(4) 0,1-10 мол.% n-пентана или изопентана,

причем общее количество ингредиентов (1), (2), (3) и (4) составляет 100%.

Текст

Смотреть все

СПОСОБ ГАЗОФАЗНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ОЛЕФИНОВ Изобретение относится к способу газофазной полимеризации одного или большего числа олефиновых мономеров в реакторе с псевдоожиженным слоем в сухом режиме или в сверхконденсированном режиме с газовым потоком, включающим инертный газ,характеризующийся тем, что инертный газ представляет собой смесь инертных компонентов: (1) азот, (2) средство, увеличивающее тепломкость газа, (3) средство, повышающее сорбцию, и (4) агент, способствующий набуханию полимера. Инертный газ может включать (1) 5-60 мол.% азота,(2) 10-90 мол.% этана, (3) 1-50 мол.% n-бутана и (4) 0,1-10 мол.% n-пентана или изопентана.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: САУДИ БЕЙСИК ИНДАСТРИЗ КОРПОРЕЙШН (САБИК) (SA) Изобретение относится к способу полимеризации мономеров олефинов, предпочтительно мономеров этилена газофазной полимеризацией в реакторе с псевдоожиженным слоем. Полимеризация олефинов является очень экзотермической реакцией. Необходимо непрерывно отводить тепло, для того чтобы поддерживать температуру в реакторе на требуемом уровне. Такой отвод может быть осуществлн газовым потоком, который выходит из реактора при более высокой температуре, чем та, при которой он податся в реактор. В газофазной полимеризации отвод тепла от слоя растущего полимера, как правило, является стадией, лимитирующей скорость. Обычно процессы газофазной полимеризации выполняют непрерывно, поэтому температура в реакторе с псевдоожиженным слоем регулируется на постоянном уровне непрерывным отводом тепла полимеризации путм циркуляции газа, выходящего из псевдоожиженного слоя в холодильник/теплообменник вне реактора, и рециркуляции охлажднного потока газа назад в реактор. Когда температура рециркуляционного потока, вводимого или возвращаемого в псевдоожиженный слой реактора полимеризации, выше температуры точки росы, жидкость, по существу, отсутствует. Этот процесс известен как "сухой режим" процесса. Один из способов максимизировать возможности отвода тепла при выполнении операции состоит в снижении до минимально возможного значения температуры газового потока, подаваемого в реактор. В процессе с "режимом конденсации" двухфазную смесь направляют в псевдоожиженный слой в качестве псевдоожиженной среды, жидкая часть которой испаряется под действием тепла реактора. Жидкость образуется охлаждением рециркуляционного потока ниже температуры точки росы, тем самым превращая часть газа в жидкость, и поток охлажднного рециркуляционного потока вводится в псевдоожиженный слой реактора полимеризации. Цель состоит в использовании эффекта охлаждения,вызванного испарением, т.е. доведением температуры псевдоожиженного слоя до точки, в которой можно избежать деструкции полимера и катализатора и предотвратить агломерацию и фрагментацию полимера. Жидкая фаза создатся из части рециркуляционных газов, которые включает мономеры и жидкие низкокипящие углеводороды, инертные в условиях реакции, необходимые для полимеризации и конденсации. Процессы в режиме конденсации в реакторе полимеризации в псевдоожиженном слое раскрыты,например, в US 4543399 и US 4588790. Эти публикации описывают введение инертной жидкости в рециркуляционный поток для увеличения температуры точки росы рециркуляционного потока и возможности проводить процесс с содержанием жидкости на уровне до 17,4 мас.% относительно общей массы охлажднного рециркуляционного потока. Режим конденсации процесса является предпочтительным изза его способности отводить большее количество тепла полимеризации, увеличивающей производительность по полимеру реактора полимеризации с псевдоожиженным слоем. Обычно используемым жидким углеводородом является изопентан, который кипит при температуре около 27C и, следовательно, переходит в пар в линии рециркуляции с учтом тепла рециркуляционных газов. Рециркуляционные газы,выходящие из реактора, охлаждают и затем конденсируют до образования паровой и жидкой фазы. Скорость рециркуляционной смеси газ/жидкость должна быть достаточной для сохранения псевдоожиженного слоя, но достаточно медленной, чтобы избежать чрезмерного захвата мелкодисперсных частиц. Охлаждающая способность должна быть достаточной для улучшения производительности относительно пространства/времени/выхода. Процессы в "сверхконденсированном режиме" в реакторе полимеризации с псевдоожиженным слоем проводят с содержанием жидкости выше 17,4 мас.% в охлажднном рециркуляционном потоке, как описано, например, в US 5352749. Они должны быть ограничены более конкретными и жсткими условиями в ограниченном диапазоне условий эксплуатации, чтобы избежать дестабилизации псевдоожиженного слоя, которая нарушает процесс. Процессы в конденсированном и сверхконденсированном режимах ограничены несколькими факторами, в том числе только контролем/наблюдением оценки количества жидкости, поступающего в слой. Отрицательный факт состоит в ограничении производительности, т.е. пространство/время/выход, которые зависят от максимальной скорости отвода тепла от реактора; введения углеводородов, отличных от мономеров, которые хотя и считаются инертными могут повлиять на морфологию полимера и электростатические свойства, образование комков и плнки, что осложняет многие режимы полимеризации, захлбывание и пенообразование в нижней части реактора из-за слишком большого количества жидкости; и необходимость в дополнительном оборудовании для охлаждения и конденсации для преобразования рециркуляционного потока в смесь газ/жидкость.polyethylene prodution" (Эффективность металлоценового катализа в газофазном производстве полиэтилена) (1997, Univation Technologies) общую концепцию газофазного процесса с участием олефинов. Обычно в газофазной полимеризации олефинов подаваемый поток проходит через псевдоожиженный или перемешиваемый слой растущих частиц полимера. Растущие частицы полимера приводят в псевдоожиженное состояние рециркуляционным потоком газообразного мономера, сомономера, водорода, азота и инертного конденсирующегося газа. Поток циркулирующего газа подат мономер и сомономер для полимеризации, перемешивает слой и также отводит тепло полимеризации. Циркуляционный газ выходит из верхней части реактора и затем компримируется с помощью компрессора и охлаждается в тепло-1 022659 обменнике до подачи в нижнюю часть псевдоожиженного слоя. В рециркуляционный поток вводят дополнительный поток поступающего материала и возвращают в слой растущего полимера. Мономер в потоке поступающего материала контактирует с катализатором в растущих полимерных частицах и полимеризуется. Предпочтительная система реактора, применяемого для этой газофазной полимеризации, представляет вертикальный удлиннный реактор, в котором слой частиц полимера поддерживается в псевдоожиженном состоянии с помощью восходящего газообразного потока поступающего материала, который содержит газообразный полимеризуемый мономер(ы). Реактор состоит из реакционной зоны, которая ограничена со стороны нижней поверхности газораспределительной пластиной и с верхней стороны торцевой поверхностью, в которой псевдоожиженный слой удерживается между нижней и верхней сторонами и в которой по меньшей мере часть газового потока, выводимого из верхней части реактора, охлаждается до температуры, при которой поток частично конденсируется в жидкость, и при которой по меньшей мере часть полученного двухфазного потока возвращается в реактор через входное отверстие,которое заканчивается в реакторе ниже газораспределительной пластины. Восходящий поток газа может содержать инертный газ и, например, водород в качестве регулятора длины цепи. Инертный газ добавляют для контроля точки росы газовой смеси. Подходящие инертные газы включают, например, азот и инертные углеводороды, такие как (изо)бутан, (изо)пентан и(изо)гексан. Инертный газ может быть добавлен в газовый поток в виде газа или в конденсированной форме в виде жидкости. Газовый поток выходит через верхнюю часть реактора и после некоторых операций переработки к нему добавляется свежий мономер для компенсации мономера(ов), израсходованного в процессе полимеризации, и затем поток газа снова поступает в реактор в виде (части) восходящего потока газа для сохранения слоя. В слой также может быть добавлен катализатор. Недостатком известных способов является необходимость поддержания уровня содержания конденсата в рециркуляционном потоке, необходимого для ввода в сверхконденсированном режиме, требующем такого количества нелетучих составляющих, которые могут нарушить стабильную работу реактора. Для более высокой производительности достижение более высокой способности отвода тепла не является достаточным, так как также важно сохранить стабильную работу. В случае, когда не может быть сохранена стабильная работа, способность отвода тепла больше не является лимитирующим фактором производительности, при этом преимущества работы в конденсированном и сверхконденсированном режимах утрачиваются. Трудности в поддержании стабильности процесса в сверхконденсированном режиме, а также сопутствующие недостатки обсуждаются в US 5352749 и US 5436304. В дополнительных вариантах газофазной полимеризации, в которых сополимеры с длинной цепью и, следовательно, с низкой летучестью, такие как 1-пентен, 1-гексен или 1-октен, применяются в относительно больших количествах для сополимеризации с основным мономером в связи с проблемами, связанными с подходящим отводом тепла и стабильностью слоя в реакторе; сочетание условий процесса с характеристиками таких мономеров может привести к частичной конденсации указанных сомономеров и последующей невозможности проведения процесса с высокой производительностью. ЕР 1196238 описывает способ газофазной полимеризации одного или более олефиновых мономеров в реакторе с псевдоожиженным слоем, реактор включает реакционную зону, которая ограничена со стороны нижней поверхности газораспределительной пластиной и с верхней стороны - торцевой поверхностью, в которой псевдоожиженный слой удерживается между нижней и верхней сторонами и в которой по меньшей мере часть газового потока, выводимого из верхней части реактора, охлаждается, и в котором по меньшей мере часть полученного двухфазного потока возвращается в реактор и газовый поток содержит инертный газ. Как правило, обычные реакторы с псевдоожиженным слоем, используемые в газофазной полимеризации олефинов, могут иметь цилиндрическую форму секции псевдоожиженного слоя и увеличенную коническую секцию отделения уноса. В ходе полимеризации свежие частицы полимера получаются каталитической полимеризацией олефинов, например этилена. Такие частицы полимера выносятся вверх в секцию отделения потоком газа, и большинство из этих частиц возвращаются в псевдоожиженный слой под действием силы тяжести, так как их скорость уменьшается в секции отделения. Однако некоторые из мелких частиц "фракция очень мелких частиц" отделяются от выносимых частиц и не возвращаются в псевдоожиженный слой под действием силы тяжести. Фракция таких мелких частиц или удаляется потоком газа через выход реактора,или накапливаются в секции отделения. Следовательно, высокое содержание фракции очень мелких частиц в реакторе может значительно затруднить работу или внутри самого реактора, или вне реактора в обвязке, теплообменниках, компрессорах и на газораспределительной сетке ввода в реактор. В псевдоожиженном слое фракции очень мелких частиц считаются основной причиной формирования плнки на стенке. Целью настоящего изобретения является создание способа полимеризации одного или нескольких мономеров олефина газофазной полимеризацией в реакторе с псевдоожиженным слоем, который объединяет работающий реактор с псевдоожиженным слоем с охлаждающей способностью, достаточной для улучшения производительности в сухом режиме и сверхконденсированном режиме полимеризации в реакторе с псевдоожиженным слоем. Кроме того, должны быть получены требуемые свойства полимера, например высокая плотность частиц полимера, высокая насыпная плотность полимера, высокая производительность катализатора и улучшенная морфология полимера. Эта цель достигается способом газофазной полимеризации одного или более мономеров олефина в реакторе с псевдоожиженным слоем в сухом режиме и сверхконденсированном режиме, с газовым потоком, содержащим инертный газ, характеризующийся тем, что инертный газ представляет собой смесь инертных ингредиентов:(1) азот,(2) средство, увеличивающее тепломкость газа, которое регулирует точку росы и в то же время улучшает тепломкость потока пара,(3) средство, повышающее сорбцию, которое способствует повышению локальной концентрации этилена и -олефинов на растущих микрочастицах полимера, где сорбция таких ингредиентов на полиэтилене увеличивает локальную концентрацию этилена и/или -олефинов относительно микроокружения активных центров катализатора, и(4) агент, способствующий набуханию полимера, который выступает в качестве модификатора физических и вязкоупругих свойств полимера, действующего непосредственно во время роста полимера за счт набухания и пластификации полимера, образующегося в процессе роста, и указанный агент влияет на характеристики кристаллической фазы. В соответствии с предпочтительным осуществлением изобретения процесс проводят в реакторе, который включает реакционную зону, которая ограничена со стороны нижней поверхности газораспределительной пластиной и с верхней стороны - торцевой поверхностью, в которой псевдоожиженный слой удерживается между нижней и верхней сторонами и в которой по меньшей мере часть газового потока, выводимого из верхней части реактора, охлаждается, и по меньшей мере часть полученного двухфазного потока возвращается в реактор, и в котором газовый поток содержит инертный газ, включающий смесь инертных ингредиентов:(4) агент, способствующий набуханию полимера. Рециркуляционный поток готовят с дополнительным потоком подаваемого материала и возвращают в слой растущего полимера. Поток подаваемого материала в рециркуляционном потоке включает олефиновые мономеры и смеси инертных ингредиентов. В соответствии с предпочтительным осуществлением олефином является этилен. Когда олефином является этилен, количество этилена в потоке составляет 50-95 мас.% общего количества олефиновых мономеров. Подходящие сомономеры включают, например, 1-бутен, 1-гексен и пропилен. Способ изобретения приводит к улучшению, в частности, пространства/времени/выхода и в то же время обеспечивает более широкий диапазон режимов осуществления процесса полимеризации в реакторе с псевдоожиженным слоем. В соответствии с предпочтительным осуществлением изобретения газофазная полимеризация проходит в сверхконденсированном режиме. В соответствии с предпочтительным осуществлением изобретения инертный газ содержит:(4) 0,1-10 мол.% агента, способствующего набуханию полимера, причем общее количество инертных ингредиентов (1), (2), (3) и (4) составляет 100%. Предпочтительно инертные ингредиенты являются насыщенными соединениями. Средство, увеличивающее тепломкость газа, в потоке подаваемого материала в газовую фазу реактора регулирует точку росы и в то же время улучшает тепломкость потока пара. Предпочтительно средство, увеличивающее тепломкость газа, является насыщенным (С 2C4)углеводородом или смесью по меньшей мере двух различных насыщенных (C2-C4)углеводородов. Более предпочтительно средство, увеличивающее тепломкость газа, является насыщенным (С 2 С 3)углеводородом или смесью этих углеводородов. Наиболее предпочтительно средство, увеличивающее тепломкость газа, является этаном. Средство, повышающее сорбцию, способствует повышению локальных концентраций этилена и олефинов на растущих микрочастицах полимера, где сорбция таких ингредиентов на полиэтилене увеличивает локальную концентрацию этилена и/или -олефинов относительно микроокружения активных центров катализатора. Это физическое явление известно как совместная растворимость. Предпочтительно средство, повышающее сорбцию, является насыщенным (С 4-С 7)углеводородом или смесью по меньшей мере двух различных насыщенных (С 4-С 7)углеводородов. Более предпочтительно средство, повышающее сорбцию, является (С 4)углеводородом, n-бутаном. Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что сорбция углеводородов на растущих частицах полимера повышает активность катализатора. Агент, способствующий набуханию полимера, выступает в качестве модификатора физических и вязкоупругих свойств полимера и действует непосредственно во время роста полимера за счт набухания и пластификации полимера, образующегося в процессе роста. Кроме того, агент, способствующий набуханию полимера, влияет на характеристики кристаллической фазы, такие как кристалличность, толщина слоев и межфазная структура кристаллитов. Кроме того, агент, способствующий набуханию полимера,действует как ингибитор скорости кристаллизации в процессе роста полимера. Соответственно агент,способствующий набуханию, сокращает образование очень мелкой фракции в процессе полимеризации и дополнительно агент, способствующий набуханию, увеличивает плотность частиц путем контроля фрагментации катализатора. Обычно применяют агенты, способствующие набуханию, с температурой кипения при нормальных условиях выше 40C. Предпочтительно агент, способствующий набуханию полимера, представляет собой насыщенный(С 5-С 20)углеводород или смесь по меньшей мере двух различных насыщенных (С 5-С 20)углеводородов. Более предпочтительно агент, способствующий набуханию полимера, является n-пентаном или изопентаном. Можно применить, например, изопентан как средство, способствующее сорбции, и также как агент, способствующий набуханию полимера. В этом случае изопентан может присутствовать в количестве, например, 1,1-60 мол.%. В соответствии с ещ одним предпочтительным осуществлением изобретения смесь содержит:(4) 0,2-7 мол.% (С 5-С 20)углеводорода,в которой общее количество инертных ингредиентов (1), (2), (3) и (4) составляет 100%. В соответствии с другим предпочтительным осуществлением изобретения смесь содержит:(4) 0,2-7 мол.% (С 5-С 20)углеводорода,в которой общее количество инертных ингредиентов (1), (2), (3) и (4) составляет 100%. В соответствии с ещ одним предпочтительным осуществлением изобретения смесь содержит:(4) n-пентан или изопентан,в которой общее количество инертных ингредиентов (1), (2), (3) и (4) составляет 100%. Предпочтительно смесь содержит:(4) 0,1-10 мол.% n-пентана или изопентана,в которой общее количество инертных ингредиентов (1), (2), (3) и (4) составляет 100%. Более предпочтительно смесь содержит:(4) 0,1-45 мол.% n-пентана или изопентана,в которой общее количество инертных ингредиентов (1), (2), (3) и (4) составляет 100%. Процесс полимеризации в соответствии с настоящим изобретением объединяет работающий реактор с псевдоожиженным слоем с охлаждающей способностью, достаточной для улучшения производительности в отношении пространства/времени/выхода и то же время, обеспечивая более широкий диапазон условий осуществления процесса сухого и конденсированного режима полимеризации в реакторе с псевдоожиженным слоем независимо от типа используемого катализатора, и получения полимера с высокой плотностью частиц, насыпной плотностью, повышенной активностью катализатора и улучшенной морфологией полимера для снижения количества мелкодисперсного порошка в процессе получения полиэтилена в псевдоожиженном слое. Другим преимуществом является то, что способ изобретения приводит к снижению содержания фракции очень мелких частиц, например, в процессе производства полиэтилена в реакторе с псевдоожиженным слоем введением средства для повышения локальных концентраций этилена и -олефинов на растущих микрочастицах полимера и одновременным введением быстродействующих агентов, улучшающих локальные вязкоупругие свойства, кроме того, в то же время обеспечением поддержания работы без проблем со стабильностью слоя реактора или уносом частиц полимера. Способ в соответствии с настоящим изобретением включает (со)полимеризацию исходного газообразного мономера олефина в условиях полимеризации в газофазных реакторах, в конденсированном или не конденсированном режиме, в котором определнная мольная доля рециркуляционного потока состоит из инертных компонентов, смешанных в определнных количествах, указанные композиции обеспечивают максимальные свойства переноса тепла на микроскопическом (на уровне частиц) и макроскопическом уровнях (на уровне реактора). Макроскопические свойства предусматривают общий объм реактора, тогда как микроскопические относятся к непосредственной близости вокруг каталитических центров,где происходит полимеризация. При улучшении охлаждения производительность катализатора и свойства полимера будут улучшаться. В то же время становится более наджной работоспособность реактора,так как снижаются местный перегрев, образование плнок и фрагментация. Использование агента, способствующего набуханию, приводит к улучшенным вязкоупругим свойствам в дополнение к лучшему отводу тепла всеми компонентами и, следовательно, процесс в соответствии с настоящим изобретением приводит к снижению количества фракции очень мелких частиц. Способ в соответствии с настоящим изобретением подходит для производства полиолефинов газофазной полимеризацией одного или большего числа олефиновых мономеров. Полимеры могут быть гомополимерами и сополимерами этилена и/или пропилена или сополимерами этилена или пропилена с одним или большим числом C2-C8 -олефинов, таких как, например, этилен, пропилен, бутен-1, пентен-1, гексен 1,4-метилпентен-1 и октен-1. Также могут быть использованы высшие олефины, например децен-1 или диены, например 1,4-бутадиен, 1,6-гексадиен, дициклопентадиен, этилиденнорборнен и винилнорборнен. Предпочтительно способ является гомополимеризацией этилена или сополимеризацией этилен-олефинов. Предпочтительно давление процесса полимеризации составляет 0,5-10 МПа и температура 30130C. Катализатор также добавляют в слой. В ходе процесса под влиянием присутствующего катализатора непрерывно образуется свежий полимер и в то же время полимер, который сформировался, удаляется из слоя с сохранением, по существу, постоянного объма и массы слоя. Другое преимущество настоящего изобретения состоит в том, что цель достигается независимо от применяемого типа катализатора. Реакция полимеризации может быть проведена в присутствии любой известной подходящей каталитической системы для газофазной полимеризации, например каталитической системы типа ЦиглераНатта, каталитической системы на основе хрома и на основе металлоцена. Катализатор также может быть в виде порошка форполимера, полученного на стадии форполимеризации с помощью вышеописанной каталитической системы. Форполимеризация может осуществляться любым известным способом, например полимеризацией в жидком углеводородном разбавителе или в газовой фазе с использованием периодического полунепрерывного или непрерывного процесса.US 2005/182207 раскрывает непрерывный процесс газовой полимеризации в псевдоожиженном слое для получения полимеров из мономеров, включающий непрерывное пропускание газообразного потока, содержащего мономер, через реактор с псевдоожиженным слоем в присутствии катализатора в условиях реакции; удаление полимерного продукта и потока, содержащего непрореагировавший газообразный мономер; охлаждение указанного потока, содержащего непрореагировавший газообразный мономер, с образованием смеси, состоящей из газовой фазы и жидкой фазы, и повторное введение указанной смеси в реактор с достаточным дополнительным количеством мономера для замены полимеризованного мономера и удалнного в качестве продукта, в котором указанная жидкая фаза испаряется и в котором поток содержит по меньшей мере два инертных конденсирующих агента из группы, состоящей из алканов и циклоалканов. US 2005/0182207 использует по меньшей мере два инертных конденсирующих агента с температурой кипения при нормальных условиях ниже 40C. Технически это означает, что инертные компоненты конденсируются на входе в условиях ниже распределительной пластины. Поэтому этан не используется, поскольку он не конденсируется сам по себе в отсутствие других агентов, индуцирующих конденсацию. Этан не является агентом, индуцирующим конденсацию. Кроме того, этан с низкой концентрацией (0-4 мол.%) будет присутствовать в любом процессе газофазной полимеризации этилена в качестве примеси в исходном этилене или образовываться в реакторе за счет гидрирования этилена или даже как побочный продукт реакции алкилов металлов со следами воды в реакторе. Кроме того, в отличие от US 2005/0182207 в настоящем изобретении используют агенты, способствующие набуханию,которые обычно имеют температуру кипения при нормальных условиях выше 40C.US 6759489 описывает способы непрерывного газофазного получения полимеров в псевдоожиженном слое в присутствии конденсирующего агента в рециркуляционном потоке и также способы контроля и обеспечения непрерывности способов газофазного получения полимеров в псевдоожиженном слое в присутствии конденсирующего агента в рециркуляционном потоке.US 5436304 относится к способу газофазной полимеризации -олефинов в реакторе при значительно более высокой производительности, чем рассмотрены ранее. Изобретение относится к способу газофазной полимеризации -олефинов в реакторе с псевдожиженным слоем и псевдоожижающей средой,где уровень жидкости в псевдоожижающей среде превышает 15 мас.% относительно общей массы псевдоожижающей среды. Кроме того, US 5436304 относится к способу определения стабильного режима работы реактора с псевдоожиженным слоем для газофазной полимеризации определением свойств подходящих для определения стабильности псевдоожиженного слоя и контроля композиции псевдоожижающей среды или рециркуляционного потока для обоснования диапазона значений характеристик для поддержания стабильного режима работы.US 5352749 описывает способ газофазной полимеризации -олефина(ов) в реакторе с псевдожиженным слоем и псевдоожижающей средой, в котором псевдоожижающая среда служит для контроля охлаждающей способности указанного реактора и улучшения процесса, включающего использование уровня жидкости в псевдоожижающей среде, поступающей в реактор, который составляет 17,4-50 мас.% относительно общей массы псевдоожижающей среды и поддержания отношения объмной плотности псевдоожижающей среды к осажднной насыпной плотности выше 0,59.US 2005/182207, US 6759489, US 5436304 и US 5352749 не описывают использование смеси инертных компонентов, содержащих азот, агент, повышающий тепломкость, средство, способствующее сорбции, и агент, способствующий набуханию полимера.US 2005/182207, US 6759489, US 5436304 и US 5352749 не описывают конкретные смеси, содержащие 5-60 мол.% азота; 10-90 мол.% агента, повышающего тепломкость; 1-50 мол.% средства, способствующего сорбции, и 0,1-10 мол.% средства, способствующего набуханию полимера.US 2005/182207, US 6759489, US 5436304 и US 5352749 не описывают конкретные смеси, содержащие 5-60 мол.% азота, 10-90 мол.% этана, 1-50 мол.% n-бутана и 0,1-10 мол.% n-пентана или изопентана. Изобретение будет разъяснено с помощью следующих не ограничивающих примеров. Примеры I-II и сравнительный пример А Процесс полимеризации в псевдоожиженном слое используют для проведения полимеризации этилена и 1-гексена в сухом режиме без конденсации в соответствии с условиями, описанными в примере 9 документа US 4588790. В примере I изопентан частично (около 25%) заменяют на n-пентан. n-Пентан имеет более высокую растворимость, чем изопентан в полиэтилене, примерно на 12% и теплопередача n-пентана более высокая, чем изопентана, примерно на 4%. В примере II изопентан заменяют смесью n-бутана и n-пентана. Растворимость в полиэтилене n-пентана выше, чем изопентана, примерно на 12% и растворимость nбутана ниже примерно на 40%. Кроме того, теплопередача n-пентана более высокая, чем изопентана,примерно на 4%, температура кипения n-бутана - 0,6C, намного ниже по сравнению с температурой кипения изопентана 27,8C и примерно одинаковая теплопередача, что и в случае изопентана. Сравнение примеров I и сравнительного примера показывает увеличение производительности на около 24%, получаемое заменой более 70% азота этаном и использованием n-пентана и изопентана. Сравнение сравнительного примера А и примера II показывает увеличение производительности на около 28% при замене более 70% азота этаном и n-бутаном для получения максимальной теплопередачи на микроскопическом уровне на частицах и макроскопическом уровне в реакторе. Таблица 1 Примеры III-IV и сравнительный пример В Процесс полимеризации в псевдоожиженном слое проводят в соответствии с описанием примера 9 документа US 4588790. Примеры показывают увеличение производительности на около 8 и 11%, соответственно полученное в конденсированном режиме работы заменой более 40% азота этаном (пример III) и более 90% азота этаном (пример IV). Примеры V-VIII и сравнительный пример С Процесс полимеризации этилена и 1-бутена в сухом режиме в псевдоожиженном слое проводят в соответствии с условиями примера 10 документа US 4588790. Сравнение сравнительного примера С и примера V дат увеличение производительности около 11% в сухом режиме заменой более 60% азота этаном без влияния на точку росы рециркуляционного потока на входе. Сравнение сравнительного примера С и примера VI дат увеличение производительности около 26% заменой около 50% азота этаном и также использованием около 25% изопентана в качестве nпентана. В примере VI использование около 68% изопентана (по сравнению со сравнительным примером С) приводит к значительному снижению точки росы рециркуляционного потока на входе, что обеспечивает снижение температуры рециркуляционного потока на входе, что способствует дальнейшему улучшению производительности. Пример VII показывает увеличение производительности при замене около 50% азота этаном. Пример VIII показывает увеличение производительности около 70% заменой более 50% азота этаном и также использованием около 39% изопентана (по сравнению со сравнительным примером С) с 25% изопентана в качестве n-пентана. Таблица 3 Примеры IX-X и сравнительный пример D Процесс полимеризации в псевдоожиженном слое используют для полимеризации этилена и 1 бутена в конденсированном режиме в соответствии с примером 10 а документа US 4588790. Табл. 4 показывает, что при сравнении сравнительного примера D с примером IX и примером X получается увеличение производительности около 11 и 37% соответственно. Таблица 4 Примеры XI-XIII и сравнительный пример Е Процесс полимеризации в псевдоожиженном слое используют для полимеризации этилена и 1 бутена в конденсированном режиме в соответствии с примером 6.2 документа US 6759489 В 1. Сравнение сравнительного примера Е и примеров XI, XII и XIII дат увеличение производительности около 16,21 и 16% соответственно. Таблица 5 Примеры XIV-XVI и сравнительный пример F Процесс полимеризации этилена и 1-гексена в конденсированном режиме в псевдоожиженном слое проводят в условиях реакции, раскрытых в примере 3 документа WO 99/06451. Сравнение сравнительного примера F и примеров XIV, XV и XVI в табл. 6 дат повышение производительности около 22,32 и 43% соответственно. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ газофазной полимеризации одного или более олефиновых мономеров в реакторе с псевдоожиженным слоем в сухом режиме или в сверхконденсированном режиме с газовым потоком, включающим инертный газ, характеризующийся тем, что инертный газ представляет собой смесь инертных компонентов, представляющих собой:(2) 10-90 мол.% средства, увеличивающего тепломкость газа, которое регулирует точку росы и в то же самое время улучшает тепломкости потока пара;(3) 1-50 мол.% средства, повышающего сорбцию, которое способствует повышению локальной концентрации этилена и -олефинов на растущих микрочастицах полимера, причем сорбция таких ингредиентов на полиэтилене увеличивает локальную концентрацию этилена и/или -олефинов относительно микроокружения активных центров катализатора; и(4) 0,1-10 мол.% агента, способствующего набуханию полимера, который выступает в качестве модификатора физических и вязкоупругих свойств полимера, действующего непосредственно во время роста полимера, за счт набухания и пластификации полимера, образующегося в процессе роста, который влияет на характеристики кристаллической фазы, причем средство, увеличивающее теплоемкость газа,является насыщенным (С 2-С 3)углеводородом или смесью указанных углеводородов, средство, повышающее сорбцию, представляет собой n-бутан и агент, способствующий набуханию полимера, представляет собой насыщенный (С 5-С 20)углеводород или смесь по меньшей мере двух различных насыщенных(С 5-С 20) углеводородов, и общее количество инертных компонентов (1), (2), (3) и (4) составляет 100%. 2. Способ по п.1, в котором реактор включает реакционную зону, которая ограничена со стороны нижней поверхности газораспределительной пластиной и с верхней стороны - торцевой поверхностью,причем псевдоожиженный слой удерживают между нижней и верхней сторонами, по меньшей мере часть газового потока, выводимого из верхней части реактора, охлаждают, и по меньшей мере часть полученного двухфазного потока возвращают в реактор, причем газовый поток содержит инертный газ,включающий смесь инертных компонентов (1), (2), (3) и (4), определенных в п.1. 3. Способ по п.1 или 2, характеризующийся тем, что инертный газ включает:(4) 0,2-7 мол.% (С 5-С 20)углеводорода,причм общее количество компонентов (1), (2), (3) и (4) составляет 100%. 4. Способ по любому из пп.1-3, характеризующийся тем, что средство, увеличивающее тепломкость газа, представляет собой этан. 5. Способ по любому из пп.1-4, характеризующийся тем, что агент, способствующий набуханию полимера, представляет собой n-пентан или изопентан. 6. Способ по любому из пп.1-5, характеризующийся тем, что олефиновый мономер представляет собой этилен, причм количество этилена в подаваемом материале составляет 50-95 мас.% относительно общей массы олефиновых мономеров. 7. Способ по п.1 или 2, характеризующийся тем, что инертный газ включает:(4) 0,1-10 мол.% n-пентана или изопентана,причм общее количество ингредиентов (1), (2), (3) и (4) составляет 100%.

МПК / Метки

МПК: C08F 10/00, C08F 10/08, C08F 2/34, C08F 10/14

Метки: газофазной, олефинов, полимеризации, способ

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/11-22659-sposob-gazofaznojj-polimerizacii-olefinov.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ газофазной полимеризации олефинов</a>

Похожие патенты