气相聚合的方法技术

披露了催化剂注料嘴，其包含具有开口端的外管、连接到外管开口端的具有直径的注嘴稍部、外管内部的连接到注嘴稍部的孔、外管内部的连接到孔的内部混合区、进一步包括连接到内部混合区的开口端的位于外管内部的内管，其中在内部混合区、在雾化气体与液态催化剂进料流量比为约０．０５～约１０时，在雾化气体和至少一种液态催化剂进料之间不形成稳态均匀的两相流动型态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将一种或多种催化剂组分引入到气相聚合反应器来达到特定粒度分 布的注嘴。实施方式还涉及制备具有特定粒度分布的聚合物的方法。实施方式还涉及包含 通过所披露方法制备的聚合物的组合物。背景已经使用液态形式的催化剂制备聚合物来控制如粒度分布和流动性等性能。液态 催化剂的实例包括但不限于，茂金属催化剂和齐格勒_纳塔催化剂。其它液态催化剂包括 引入具有至少一个n键配体的过渡金属-IV、V、和VI族金属-的催化剂。将催化剂作为液体进料注入到聚合反应中获得对反应的更好控制，从而优化反应 的热力学并控制聚合物的粒度分布(PSD)。PSD影响聚合物性能，如聚合物粒子的流动特 性、聚合物的炭黑担载、吹扫聚合物粒子的能力、在聚合物的包装中的分离度、产生的废料 量、以及聚合物的总体一致性。进一步，生产的末期，微细和超尺寸颗粒代表在聚合物生产 中的废料。粒度传统地通过机械方法如筛分来控制。这些方法通常在聚合物已从聚合反应器 中移除之后进行。美国专利5，317，036 (Brady, III，等)描述了通过使用液态催化剂的烯烃的气相 聚合。美国专利5，693，727 (Goode,等)披露了通过将液态催化剂喷雾进聚合物粒子贫瘠的 区域来控制聚合物PSD。先前描述的方法通过使液态催化剂的液滴在与聚合物流化床接触 (通过使用吹扫气体从入口催化剂流使聚合物粒子偏转来实现)之前分散进气相一小段时 间来控制粒度。概述披露了催化剂注料嘴，其包括具有开口端的外管、连接到外管开口端的具有直径 的注嘴稍部、外管内部的连接到注嘴稍部的孔、外管内部的连接到孔的内部混合区、进一步 包括连接到内部混合区的开口端的位于外管内部的内管，其中在内部混合区、在雾化气体 与液态催化剂进料流量比为约0. 05 约10时，在雾化气体和至少一种液态催化剂进料之 间不形成稳态均勻的两相流动型态。披露了在具有至少一个催化剂注料嘴的气相聚合反应器中制备聚合物的方法，所 述方法包括将至少一种单体进料到气相聚合反应器中，将至少一种液态催化剂以及雾化 气体经由所述至少一个催化剂注料嘴注入到聚合反应器中，其中在气相聚合条件注入至少 一种液态催化剂引发与至少一种单体的聚合反应，并且其中至少一种液态催化剂选自液态 催化剂、基于淤浆的催化剂、及其组合。披露了下述方法制备的基本上脆的聚合物组合物，所述方法中所述聚合物组合物不包含催化剂载体并且包含约1. 5 约3. 5的未过滤的质量平均的粒度分布。附图简述当结合附图一起阅读时，将会更好地理解前面的概述以及后面的详述。然而，应该 理解的是，本专利技术不限于所示精确的安排及手段。附图中的组分并不必须按规定比例，而是 重点在于清晰阐明本专利技术的原理。此外，在附图中，类似参考的数字指代遍及几张视图的相 应部分。附图说明图1阐明了具有液态催化剂注射系统的简化聚合。图2阐明了催化剂注料嘴的实施方式的各种要素。图3阐明了通过各种催化剂注料嘴，包括实施方式的注嘴得到的喷雾型式。图4阐明了制备一种或多种聚合物的实施方式的方法的流程图。图5是阐明注嘴类型中的变化以及加工条件对所得聚合物的D-比例的影响的图。图6是阐明注嘴类型中的变化以及加工条件对所得聚合物平均粒度(APS)的影响 的图。图7是阐明注嘴类型中的变化以及加工条件对所得聚合物D50的影响的图。图8是阐明注嘴类型中的变化以及加工条件对所得聚合物中附凝物(Agglom)形 成的影响的图。详述下面的讨论使本领域技术人员能够制备和使用所披露的组合物和方法。除了不背 离所披露组合物和方法的精神及范围的那些详细信息以外，描述的普遍原理可以应用于实 施方式和应用。所披露的组合物和方法不限于所示的实施方式，而是符合与所披露的原理 和特征一致的最宽的范围。设计实施方式的注嘴，用来在气相聚合反应器中在常规气相加工条件下制备具有 基本上窄的粒度分布的聚合物。实施方式的方法使用实施方式的注嘴在气相聚合反应器中 制备具有基本上窄的粒度分布的聚合物。在气相聚合反应器中在气相聚合条件下使用实施 方式的注嘴制备实施方式的聚合物组合物。术语“粒度分布” (PSD)指粒度的总体范围(从粗粒的至微细的)。术语“注嘴”指 设计用来控制流体的流动特性的机械设备。术语“流体的流动特性”指受流动型态影响的流 体的性质。流动型态的一个实例是分散流，其指多相流体流动型态，特征在于气相分散进液 相。术语“聚合物”指包含化学键合原子的长链的弹性体大分子。长链中的原子可以是碳、 氢、氧或硅。术语“烯烃”指特征在于在其结构内具有至少一个双键的烯烃。“a-烯烃”或 “ 1"烯烃”具体地指至少在化合物第一个碳原子和第二个碳原子之间具有一个双键的烯烃。与现有技术中描述的方法和手段相比，本申请描述的实施方式改进了气相聚合反 应的可操作性和稳定性。一些实施方式提供降低液态催化剂和雾化气体流的可变性并且稳 定催化剂注嘴压降的注嘴。支撑管出口相对于注料嘴稍部的位置对于提供对催化剂注料嘴 的控制和稳定性很关键-在现有技术中未认识到的事实。这种稳定性允许了对雾化气体 液态催化剂的进料比的更大控制，从而潜在地导致了更窄的产物聚合物PSD。更窄的产物聚 合物PSD产生更少的废物，这是通过在催化剂从粒子贫瘠区域出现之后限制微细和过大颗 粒的产生实现的。一些实施方式提供制备聚合物产物的方法，该聚合物产物的PSD比现有 技术能够获得的PSD窄。图1阐明了具有液态催化剂注射系统100的简化聚合。系统100可以用于以连 续或不连续的方式生产一种或多种聚合物。在一些实施方式中，系统100包括聚合反应器 102、催化剂注料嘴104、雾化气体源106、液态催化剂贮存罐108、皮托管流量计110、和液体 流量计112。系统100内的单元通过使用进给线相连。进给线的实例是本领域熟知的，并且 包括但不限于，管材、管、和耐压管路。进给线可以进一步包括一个或多个阀、气体分离器、 排气孔、和其它本领域已知的管道部件。聚合反应器102的实例包括但不限于，连续搅拌釜反应器(CSTR)、活塞流反应器 (PFR)、和管状反应器。在一些实施方式中，聚合反应器102是气相聚合反应器。在这样的 实施方式中，聚合反应器102可以是气相流体床反应器。在需要将进料组分均勻分散到聚 合反应器102内的混合物中时，聚合反应器102还可以包括至少一个进料混合器、分料器、 或注嘴配件。使用系统100生产聚合物的方法包括将至少一种单体加入到聚合反应器102中并 从聚合反应器102中提取聚合物产物。在一些实施方式中，可以将附加组分注入到聚合反 应器102中来影响聚合过程。通过使用一个或多个聚合反应器102上的入口加入单体和附 加组分。通过一个或多个聚合反应器102上的出口从聚合反应器102提取聚合物产物。将液态催化剂进料用作在系统100中生产聚合物的方法的一部分。使用催化剂注 料嘴104将液态催化剂进料注入到聚合反应器102中。在一些实施方式中，聚合反应器102 可以具有多于一个类似于催化剂注料嘴104的注嘴来注射一种或多种液态催化剂进料。催 化剂注料嘴104可以由加工惰性的材料制成，所述材料如316不锈钢或MONEL (Specialty Metals Corp. ；New Hartford，NY)。在一些实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：查尔斯利普，戴维登顿，布鲁斯格特纳，
申请(专利权)人：陶氏环球技术公司，
类型：发明
国别省市：US