多峰型聚烯烃的反应器组成的在线估计方法技术

本发明专利技术方法涉及用于估计和定期控制使用将单体和其它反应剂选择性引入到聚合物组合物中的多种催化剂的α－烯烃聚合的反应器组成的技术。该方法通过使用引入量和反应器组成之间的新型线性关系式快速确定聚合反应器中的瞬时反应器组成和累积组成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在制备含有一种或多种单体的烯烃型聚合物的方法中的反应器控制领域。更具体地说，本专利技术涉及在聚合反应器(例如单级气相反应器)中通过多种催化剂制备的多峰型树脂中的反应器组成(reactor split)(即，特定树脂组分的重量分数)的在线预测和控制。组成的控制是控制树脂性能的基础，并且是保持产品性能所必需的。本专利技术方法依赖于由动力学和物料平衡模型而非组成的物理测量所得出的数学关系式。
技术介绍
双峰型树脂体系，即由一种以上的催化剂体系所制备的树脂产物的产品特性取决于分子种类的分布。在使用一种以上的催化剂和一种或多种单体来制备聚合产品(例如，属于不同均聚物和/或共聚物或三元共聚物的混合物的产品)的情况下，为了达到在生产产品中的重复性，需要精确控制反应器中的多种聚合反应。以往通常通过定期分析反应产物来满足反应器控制的需求。在双峰型树脂体系的制备中，例如，这往往通过在制备材料之后的某些时间点分析聚合物产物来完成。但这种做法具有这样测量的是累积反应器组成(也就是说，从反应器中取样的所制备的产品的时间平均值)的缺陷。此外，虽然获取实际组成数据的分析方法可以使用不同分析技术例如GPC或SEC(凝胶渗透或尺寸排阻摩尔质量或分子量测定法)进行，但它们高度依赖于树脂取样、样品制备、数据的生成和将数据换算为产品中每一种聚合物的分数(例如，必须对SEC数据进行重叠合和对各个分子量分布进行估计)。因为使用该方法测定反应器组成所需的时间可能是几小时(在实际聚合和组成分析之间)，即使取样、测定和数据解释是精确和准确的，数据可能具有很小的用途或是无用的。另外，SEC(尺寸排阻色谱法)测定法是相当成本密集的并且往往会出现误差，因此对于工艺控制，尤其连续工艺控制来说有些不够充分。所以，需要对混合催化剂连续聚合工艺控制进行改进。本专利技术提供了该问题的一些解决办法。专利技术简述本专利技术涉及用于在聚合反应器系统中预测和控制烯烃型聚合物的混合物的制备和组成(和因此物理性能)的系统和方法，所述聚合反应器系统使用至少两种不同催化剂体系以制备可含有相同的一种单体或两种或多种不同单体的至少两种聚合物体系。已经出乎意料地发现，在该反应器内的单独的聚合物种类的瞬时生产速率和它们相应的由每一不同催化剂生产的质量分数与所制备的产品的单体、反应剂或其它活性物质的引入量成线性比例。在本专利技术的一个方面，由多种催化剂(例如双峰型催化剂体系，如齐格勒-纳塔催化剂和金属茂催化剂)制备的聚合物显示出不同的质量分数，通常进一步具有不同的平均分子量，一种聚合物在组合物中具有相对高的重量分数，而另一种具有相对低的重量分数；每一种聚合物的瞬时生产质量分数与单体或反应剂的引入量除以瞬时反应器生产速率的比率线性相关。在本专利技术的另一个方面，所生产的聚合物表现出不同的共聚单体重量分数分布；所述聚合物可以具有或不具有相同或不同的平均分子量，但共聚单体的分布可以用反应器组成的变化来反映。在本专利技术的一个方面，提供了用于计算聚合反应的瞬时反应器组成的方法，该方法包括下列步骤在单独的反应条件下制备至少两种聚合物组合物，每一种组合物包括至少两种不同聚合物，每一种聚合物具有至少一种不同单体或反应剂引入量；对于每一种聚合物组合物，测定至少一种单体或反应剂的引入量、相应的反应器生产速率和反应器组成；以及确定由反应器组成和相应的单体或反应剂引入量除以相应的反应器生产速率的比率所定义的线性方程式。在本专利技术的另一个方面，提供了控制多峰型聚合反应中的反应器组成的方法，该方法包括下列步骤应用预定的线性关系式来控制反应器中的聚合反应；在反应器中在至少两种催化剂的存在下聚合至少一种单体；从反应器中获取定期引入量和生产速率数据；以及定期调节至少一个反应变量以根据该预定线性关系式保持所需的反应器组成。该方法可以在正在进行的聚合反应中使用，或者在不同反应器中使用，在该不同反应器中将线性参数与工艺控制器一起应用于所述反应。该方法可具有的进一步的特征在于控制至少一个反应器工艺变量或单体添加或其它反应剂添加，以保持所需的反应器组成。该方法提供了在聚合中在多种聚合物组分之间的组成平衡的控制，其中这些聚合物具有不同分子参数。在本专利技术的另一个方面，提供了通过控制多峰型聚合中的反应器组成来生产聚合物组合物的方法，该方法包括下列步骤基于聚合物组合物物理性能确定多峰型聚合物组合物的所需反应器组成；在获得所需的反应器组成的条件下在至少两种催化剂的存在下聚合至少一种单体；根据预定的线性关系式定期调节至少一个反应变量，以保持所需反应器组成。在本专利技术的又一个方面，使用瞬时组成来计算时间平均累积组成。以上描述相当广泛地概括了本专利技术的特征和技术优点，以便可以更好地了解以下本专利技术的详细说明。下文将描述本专利技术的其它特征和优点，它们形成了本专利技术的权利要求的主题。应该了解的是，所公开的构思和具体实施方案可以方便地用作改造或设计实施本专利技术的相同目的的其它结构的基础。还应该认识到，这种等同结构不偏离如在所附权利要求书中阐明的本专利技术。结合附图来参考以下详细说明，可以更好地了解被认为属于本专利技术的特点的这些新颖特征(就其组织和操作方法来说)与其它目的和优点。然而，要特别理解的是，每一附图仅用于举例说明，而不被认为是对本专利技术的限制。附图简要说明为了更全面地理解本专利技术，现在结合附图来参阅以下说明，其中附图说明图1是用于实施本专利技术的方法的典型流化床反应器的示意图。图2是根据实施例1的乙烯引入量与时间的关系曲线。图3是反应器组成与氢引入量除以反应器生产速率的比率的关系曲线。图4是根据实施例1的由乙烯引入量获得的反应器组成的图。图5是根据实施例1的由己烯引入量获得的反应器组成的图。图6是在工业反应器中由氢引入量获得的估计反应器组成与基于瞬时组成的移动平均值的计算累积反应器组成比较的图。专利技术详述本专利技术涉及用于在反应器系统中制备烯烃型聚合物的系统和方法，在该反应器系统中使用至少两种不同的催化剂体系以制备至少两种基础聚合物，该至少两种基础聚合物被合并为单一产品(例如“双峰型”聚烯烃)，其中一种产品具有相对较高的引入量(按重量计)的特定反应剂和另一种产品具有相对较低的引入量(按重量计)的特定反应剂。本专利技术的主要目的是通过使用在瞬时反应器组成和特定单体或反应剂引入率之间存在线性关系的发现，根据由反应器和/或聚合获得的测定值估计和然后控制反应器组成。在本公开中，使用以下定义在说明书中使用的术语“一种”或“一个”可以表示一种(个)或多种(个)。当与词语“包括”一起使用时，在权利要求书中使用的词语“一种”或“一个”可以表示一种(个)或一种(个)以上。本文所使用的“另外的”可以表示至少第二或更多。“分析测定法”是指可提供有关本专利技术的制备或者任何反应剂、产品或制备本专利技术的反应剂或产品的方法的分析的可重现数据或信息的任何实验技术。“平均分子量”或“分子量”是指如在聚合物科学中用于描述分布的分子量的任何类型的分子量平均值，其中该聚合物可以用数学分布函数来描述，例如但不限于本领域众所周知的“Z均”，“重均”，“数均”或“粘均”或“光散射平均”分子量。通常，这些平均值以克/摩尔或本领域已知的一些其它类似单位来表示。在非聚合物分子的情况下，采用本领域已知的常用且被接受的分子量的定义。“双峰型聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于计算聚合反应的瞬时反应器组成的方法，该方法包括下列步骤：在单独的反应条件下制备至少两种聚合物组合物，每一种组合物包括至少两种不同聚合物，每一种聚合物具有至少一种不同单体或反应剂引入量；对于每一种聚合物组合物，测定至少一种 单体或反应剂的引入量、相应的反应器生产速率和反应器组成；以及确定由反应器组成和相应的单体或反应剂引入量除以生产速率的比率所定义的线性方程式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JR帕里什，WH萨克斯，MG古德，J德拉比什，
申请(专利权)人：尤尼威蒂恩技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]