乙烯气相聚合方法与流程

文档序号:14200900阅读:587来源:国知局
本发明针对用于生产乙烯聚合物的气相聚合方法。ldpe、hdpe和lldpe的生产方法总结在andrewpeacock的“handbookofpolyethylene[聚乙烯手册]”(2000;dekker;isbn0824795466)的第43-66页中。催化剂可以被分为三个不同的子类,包括齐格勒-纳塔(zieglernatta)催化剂、基于铬氧化物的催化剂(菲利普斯(phillips)催化剂)和单位点催化剂。各种方法可以被分为采用均相(可溶的)催化剂的溶液聚合方法以及采用负载型(非均相)催化剂的方法。后者方法包括浆料方法和气相方法两者。用气相方法生产hdpe例如披露在us5453471、ep1285010b1、ep2322567a、ep1303546b、ep1907430b1和us5473027中。us5453471披露了一种用于在搅拌床或气体流化床反应容器中生产聚合物的方法,所述反应容器具有聚合区,所述聚合区含有生长聚合物颗粒的床,所述方法包括将包含一种或多种单体以及任选地一种或多种惰性气体或液体的流连续引入所述聚合区中;将聚合催化剂连续地或间歇地引入所述聚合区中;从所述聚合区连续地或间歇地抽取出聚合物产物;并且从所述聚合区连续地抽取出未反应的气体,压缩并且冷却所述气体,同时维持所述聚合区内的温度低于在所述聚合区中存在的至少一种单体的露点。在文献中通常称为“菲利普斯催化剂”的基于铬氧化物的催化剂可通过在非还原性气氛中煅烧在无机氧化物承载体上承载的铬化合物而获得。所述铬氧化物催化以及用这种特定催化剂进行的乙烯聚合披露在andrewpeacock的“handbookofpolyethylene[聚乙烯手册]”的第61-64页中。pullukat等人(journalofpolymerscience;polymerchemistryedition;vol18,2857-2866;1980[聚合物科学杂志;聚合物化学版;第18卷,2857-2866;1980])披露了含有在二氧化硅上铬和钛的热活化的乙烯聚合催化剂。基于在二氧化硅载体上铬的催化剂体系导致在具有在例如10与12之间范围内的相对宽的分子量分布(mwd)的hdpe的气相聚合。在这些催化剂的使用下,具有不同分子量范围的聚合物可根据反应器的温度生产。基于在二氧化硅载体上铬的乙烯聚合催化剂的缺点是在希望具有例如在2-6范围内的低hlmi的聚合物的情况下在流化床气相反应器聚合方法中存在限制,因为为了获得这些值,必须将床温度降低到在89摄氏度与93摄氏度之间的温度范围,这导致显著低的催化剂生产率和经济上不可行的方法。本发明的目的是提供一种催化剂组合物,所述催化剂组合物在气相聚合方法中具有高的活性,同时产生可在工业散装容器(ibc)和燃料罐的生产中应用的具有低hlmi的高密度聚乙烯(hdpe)。在根据本发明的方法中使用的催化剂组合物基于铬化合物、钛化合物和二氧化硅载体材料,其中所述二氧化硅载体材料具有≥685m2/g并且≤800m2/g的表面积(sa)、≥1.65cm3/g并且≤1.85cm3/g的孔体积(pv)和在≥25微米并且≤35微米范围内的平均粒度。根据本发明的优选实施例,所述催化剂组合物不包含镁化合物。优选地,所述硅氧化物载体材料具有≥700m2/g的表面积(sa)。优选地,所述孔体积(pv)为≥1.7cm2/g。优选地,所述平均粒度为≥33微米。所述催化剂的铬负载量为按重量计≤0.7%、更优选按重量计≤0.5%。所述催化剂的钛负载量是在按重量计2%与按重量计4%之间的范围内。在≥105℃的床温度的气相乙烯聚合反应器中使用根据本发明的催化剂导致具有≥2g/10min并且≤10g/10min的高负荷熔体指数(hlmi)的聚乙烯。所述hlmi使用astmd-1238条件f的程序在190℃的温度下使用21.6kg的负荷测定。根据本发明的催化剂导致增强的共聚单体结合。合适的共聚单体包括丁烯和己烯。根据本发明的优选实施例,所选择的共聚单体是1-己烯。用根据本发明的催化剂获得的乙烯共聚物的mw/mn是在≥8与≤15之间的范围内(根据尺寸排阻色谱法(sec)测量)。密度可以在≥939kg/m3与≤955kg/m3之间的密度范围内(根据iso1183),并且优选在≥939kg/m3与≤945kg/m3之间的范围内。艾佐德冲击强度(-30℃)可以在10kj/m2与≤50kj/m2之间的范围内(根据iso180/a)。树脂堆积密度可以在≥450kg/m3与≤520kg/m3之间的范围内(根据astmd-1895)。根据本发明的另一个优选实施例,所述乙烯聚合物具有-在≥8与≤15之间的mw/mn(根据尺寸排阻色谱法(sec)测量),-在≥939kg/m3与≤955kg/m3之间的密度(根据iso1183),-在10kj/m2与≤50kj/m2之间的艾佐德冲击强度(-30℃)(根据iso180/a)以及-在≥450kg/m3与≤520kg/m3之间的树脂堆积密度(根据astmd-1895)。更优选地,用根据本发明的催化剂获得的乙烯共聚物的mw/mn是在≥10与≤15之间的范围内(根据尺寸排阻色谱法(sec)测量)。所述催化剂制备可通过将二氧化硅添加到在氮气吹扫下干燥的装备有冷凝器和机械搅拌器的圆底烧瓶中而发生。接着,将所述铬化合物例如乙酸铬氢氧化物添加到二氧化硅中并且然后在例如甲醇中制浆。之后,干燥甲醇溶剂在氮气吹扫下进行。将干燥的在二氧化硅上铬盐粉末冷却至室温并且然后用例如异戊烷制浆,随后添加钛化合物例如四正丁氧基钛,将其在45℃下混合例如30分钟,然后在95℃下用氮气吹扫干燥所述溶剂。为了铬催化剂活化,将所述干燥的催化剂粉末放置在煅烧炉中。所述铬化合物可选自各种有机和无机形式的铬。优选地,所述铬化合物选自乙酸铬、乙酰丙酮酸铬、乙酸铬氢氧化物和三氧化铬。最优选地,应用乙酸铬或乙酰丙酮酸铬。催化剂中铬的量是在0.2%与0.7%之间、优选在0.2%与0.5%之间。更优选地,负载量在0.23%与0.30%之间的范围内。可以将钛4+化合物添加到未活化的在二氧化硅上铬催化剂,随后在温度下在干燥空气中活化以将cr(3+)转化为cr(6+)。钛的存在增加了所述催化剂的活性,首先通过缩短诱导时间并且然后通过允许较高的聚合速率。此外,钛的存在可能导致聚合物分子量分布(mwd)变宽,这在例如吹塑模制应用中可以是有用的。有机含氧的钛化合物的合适的实例包括醇盐、酚盐、氧基醇盐、缩合的醇盐、羧酸盐和烯醇盐。合适的有机含氧的钛化合物是钛醇盐。合适的钛烷氧基化合物包括例如四乙氧基钛、四甲氧基钛、四丁氧基钛、四丙氧基钛、四异丙醇钛,四异丁氧基钛、四戊氧基钛、三乙氧基氯钛、二乙氧基二氯钛、三氯乙氧基钛、甲氧基三氯化钛、二甲氧基二氯化钛、乙氧基三氯化钛、二乙氧基二氯化钛、丙氧基三氯化钛、二丙氧基二氯化钛、丁氧基三氯化钛、丁氧基二氯化钛和四氯化钛及其混合物。优选的钛化合物是四正丁氧基钛和四异丙醇钛。所述催化剂的钛含量是在按重量计2.0%与按重量计4.0%之间的范围内。根据本发明的优选实施例,重量比ti:cr是在4:1与5:1之间的范围内。这个比率必须根据希望的hdpe的最终特性来选择。在气相聚合方法中的铬催化剂可以负载在特定的二氧化硅上。在催化剂负载在二氧化硅上(例如在25微米与35微米之间的范围内)的情况下,将存在流动性缺陷。通过干燥催化剂进料器将所述催化剂运载到所述反应器中将是不良的并且将导致在用于将所述负载型催化剂引入所述反应器的催化剂输送管中部分或完全堵塞。当使用高活性和高共聚单体结合催化剂时,这种堵塞现象特别是个问题。催化剂进料器的使用披露在例如us37779712、us6245868、us8846834b2、ep0596111、ep0961784、us4610574、us5195654、us5209607、us4774299、us3790036、us5738249、jp49-17426、wo9201722和wo2008145601中。使用在干燥催化剂进料器的使用下用铬催化剂的气相聚合方法生产的hdpe不适合应用于例如工业散装容器(ibc)的生产中,因为不能生产具有希望的相对低hlmi(例如在2g/10min与10g/10min之间的范围内并且更优选在2g/10min与6g/10min之间的范围内)的聚合物。根据本发明的优选实施例,乙烯的聚合在包含二氧化硅载体材料的催化剂组合物的存在下以气相聚合发生,其中所述催化剂通过干燥催化剂进料器注入聚合反应器中。根据本发明的另一个优选实施例,乙烯的聚合在包含二氧化硅载体材料的催化剂组合物的存在下以气相聚合发生,其中所述催化剂物通过干燥催化剂进料器注入聚合反应器中并且其中所述二氧化硅载体材料具有≥685m2/g并且≤800m2/g的表面积(sa)、≥1.65cm3/g并且≤1.85cm3/g的孔体积(pv)和在≥25微米并且≤35微米范围内的平均粒度。优选地,所述催化剂组合物是干燥催化剂组合物。所述催化剂进料器将精细分散的固体催化剂注入聚合反应器中。所述催化剂进料器可以包含催化剂供应容器、用于将预定粒度的固体材料推进到储存器的下部部分的选择装置、用于将通过所述选择装置选择的预定量的固体材料计量到气体夹带装置的计量装置、以及将气体夹带的固体材料输送到反应室中的导管装置,所述导管装置包括具有特定内径的毛细管。毛细管可以具有在例如0.076厘米与0.32厘米之间的内径,其中优选的内径在0.076厘米与0.23厘米之间。所述毛细管内的优选载气是氮气。所述载气可以具有1.7-2.2千克/小时的流速、优选1.8-2.0千克/小时的流速。所述催化剂进料系统可以任选地还包含泵。所述干燥催化剂进料器通常包含连接到聚合反应器并且在正气压下将催化剂“栓塞(plug)”输送到反应器区的装载管/室。压差可以在例如15毫巴与50毫巴之间的范围内。所述金属催化剂进料器可以包含具有网孔或筛网和具有孔的金属板(计量盘)的室。所述孔含有或通向将干燥催化剂运载到聚合反应器中的管。所述操作可以在氮气氛下进行,并且将所述干燥催化剂在正氮气压力下转移到所述反应器中。首先将所述催化剂组合物转移到催化剂储存器中,通过高压纯化氮气加压并且通过所述筛网转移到下部区段。然后,当所述催化剂开始填充所述孔时,使所述催化剂流动到由所述金属板或盘组成的下部区段。这些孔保持旋转直到它们与固定孔接触,所述固定孔连接到将所述催化剂传递到所述注入管的拾取块,所述注入管将所述干燥催化剂运输到所述反应器中。所述筛网可以例如通过使用旋转刷来清洁。根据本发明的优选实施例,通过所述催化剂进料器的压差在15毫巴与50毫巴之间、更优选在25毫巴与35毫巴之间的范围内。这些压力导致催化剂进料器操作参数的优化,以使得能够通过增加在所述催化剂进料器上的均衡压力实现所述催化剂到所述反应器区段的较高转移速率,这导致在所述催化剂进料器上部部分与所述流化床反应器之间的压差增加。此外,获得了在所述进料器的底部区段与所述载气(优选氮气)之间的压差的增加。这种压差的改进已经导致催化剂流动能力和进料速率的增强,这导致改进的反应器运行。均衡阀提供在所述载气供应与所述催化剂储存器之间的连接,以在催化剂进料期间实质上均衡两个位置之间的压力。通过显著均衡所述储存器与所述载气供应之间的压力,控制所述储存器与所述拾取区段之间的压力,并且因此控制跨过所述计量盘的压差。根据本发明的方法改进了所述催化剂向所述反应器的引入,并且其结果是改进了反应器运行和连续性。可以应用矿物油将所述催化剂从进料器转移到流化床反应器(气相反应器)中的使用平均粒度在约25微米与35微米之间的催化剂的反应器中。使用矿物油克服催化剂流动性缺陷。根据本发明的优选实施例,没有使用矿物油。优选地,所述催化剂通过计量装置计量。优选地,将所述催化剂通过所述计量装置转移大于两次。优选地,所述计量设计具有大于两个腔。因为所有的催化剂都保持在所述系统内,所以没有冲洗。根据本发明的方法的另一个优点是随着床水平的增加而提高表观气体速度(sgv),通过优化在改变氮气排放阀门开启时机和产物排出罐压力方面的产物排出系统参数而使产物液滴尺寸最小化以保护所述排出系统不受损害。具有非常低的hlmi(例如小于3.0)的hdpe树脂可能对所述产物排出系统造成损害。根据本发明的方法可以在气相反应器中的任何聚合过程中使用。所述气相反应器可以是适用于气相聚合的任何反应器,并且可以例如是竖直、水平机械搅拌式反应器或流化床反应器。根据本发明的优选实施例,所述反应器是流化床反应器。通常,流化床气相聚合反应器使用聚合物和催化剂的“床”,所述床通过单体、共聚单体和其他任选组分(至少部分为气态)的流而流化。通过流动穿过所述床的单体的聚合焓产生热量。未反应的单体和其他任选的气态组分离开所述流化床并且与冷却系统接触以去除这种热量。然后将冷却的气体流(包括单体、共聚单体和任选的例如可冷凝液体)再循环通过所述聚合区。同时,从所述反应器中抽取出聚合物产物。在气相方法中的反应器温度可以在例如30℃与130℃之间的范围内。对气相方法的描述披露在例如us4,543,399和us4,588,790中。合适的流化床反应器包括例如鼓泡流化床反应器、循环流化床反应器、环形流化床反应器、多区流化床反应器和闪蒸反应器。“流化床”是指在固体/流体混合物中的一定量的固体颗粒(在这种情况下优选固体催化剂和/或单体附接到其上的固体催化剂)充当流体。这可以通过将所述量的固体颗粒置于适当条件下来实现,例如通过以足够高的速度引入流体穿过所述固体颗粒以使所述固体颗粒悬浮并且使它们表现为流体。使用用于生产聚烯烃的流化床的方法的实例披露在us4,882,400中。使用用于生产聚烯烃的流化床的方法的其他实例描述在例如us3,709,853、4,003,712、4,011,382、4,302,566、4,543,399、4,882,400、5,352,749、5,541,270、7,122,607和7,300,987中。流化床反应器的底部可以例如包含连接到用于所述反应组分如乙烯、氮气、氢气、共聚单体、三异丁胺胺和三乙基铝的进料器的入口。在分配板上方的反应器中的中间区包含用于所述聚合催化剂的入口,所述聚合催化剂可以与氮气组合进料到所述反应器中。所述反应器的中间区还包含到所述产物排出罐的出口。所述反应器的顶部区包含用于顶部再循环流的出口,其中用于所述顶部再循环流的所述出口连接到压缩机的入口。所述压缩机包含用于压缩流体的出口,并且所述压缩机的所述出口连接到所述冷却单元的用于压缩流体的入口。所述冷却单元包含用于提供底部再循环流的出口,所述冷却单元的所述出口连接到在所述反应器底部的入口。多区流化床反应器(fbr)系统的合适实例是可在经冷凝的模式下运行的多区反应器,所述多区反应器包含第一区、第二区、第三区、第四区和分配板,其中所述第一区通过所述分配板与所述第二区分开,其中所述多区反应器在竖直方向上延伸,其中所述多区反应器的所述第二区位于所述第一区上方,并且其中所述多区反应器的所述第三区位于所述第二区上方,并且其中所述多区反应器的所述第四区位于所述第三区上方,其中所述第二区包含内壁,其中所述第二区的内壁的至少一部分呈逐渐增加的内径的形式或是连续开口锥体,其中所述直径或所述开口在朝向所述多区反应器的顶部的竖直方向上增加,其中所述第三区包含内壁,其中所述第三区的内壁的至少一部分呈逐渐增加的内径的形式或是连续开口锥体,其中所述直径或所述开口在朝向所述多区反应器的顶部的竖直方向上增加,其中所述第三区的内壁的最大直径大于所述第二区的内壁的最大直径。此fbr可以在所谓的“冷凝模式”或“经冷凝的模式”下运行,这对于去除在放热聚合过程中产生的热量是有效的。在这种模式下,通过将所述气态再循环流冷却到低于其露点的温度来实现热量去除,导致所述再循环流的至少一部分冷凝以形成含有液体和气体的底部再循环流。然后将如此形成的底部再循环流引入所述流化床聚合反应器中,其中所述液体部分将在暴露于所述反应器的热量时蒸发,所述蒸发将热量从所述反应器中去除并且能够进料一种或多种非常高活性的催化剂。在冷凝模式下运行的fbr的细节描述在例如ep-a-13195141中。hdpe可用于制造不同类型的工业运输包装,如大型工业敞口圆桶、闭口圆桶、简便油罐(jerrycans)、燃料罐和中型散装容器(ibc)。不同类型的储存和运输容器要求不同类型的hdpe作为基础聚合物,因为每种类型的工业储存容器都要求抗冲击性和escr特性和良好的可加工性特性的独特平衡。在聚合物的开发和选择中,典型地存在诸如抗慢速裂纹生长性(例如通过escr测量)、刚度(例如通过密度测量)、抗冲击性(例如通过艾佐德测量)、耐化学性和可加工性或者更具体地易于挤出(例如通过熔体指数测量)等特征之间的权衡。典型地,聚乙烯的分子量越高,抗冲击性和escr越高。然而,增加分子量将降低可加工性并且使挤出更困难。最终用户和政府法规要求所述容器满足某些最低要求,例如像抗冲击性、最大负荷、escr、耐化学性、食品批准和联合国批准。此外,容器的生产商期望易于加工性和材料一致性。根据最终用途,可能存在对材料的甚至更具体的要求。例如,在通过吹塑模制制造的大型圆桶和ibc的情况下,通常要求高的熔体强度,因为在吹塑模制方法中产生的型坯典型地必须随着制成的物体变得更大在较长的时间段内保持其完整性。每种吹塑模制应用都要求hdpe等级的特定特性。例如,对于食品包装而言,感官特性是重要的,而对于洗涤剂和清洁剂应用而言,耐环境应力开裂性和刚度是重要的。工业容器要求耐化学性和冲击强度,特别是当所述容器中装满在联合国推荐下归类为危险品的产品时,联合国推荐认可了可用于运输危险品的若干种类型的包装:·最高达400kg或450l的包装:例如简便油罐、圆桶和燃料罐,·复合包装,内包装和外包装配合在一起:例如盒中袋(bag-in-box),·最高达3m3的ibc:例如柔性ibc、全塑料、带有塑料内部容器的复合钢外壳。·大型包装:从400kg或450l到最高达3m3,例如托盘箱。塑料吹塑模制ibc或复合ibc是多用途的,二者都用于运输和储存产品。它们被广泛用于运输液体和粘性产品,而且也用于运输糊剂和粉末。ibc是在从500升至1,500升的尺寸范围内可获得的,其中1,000升尺寸占需求的大多数。ibc包含四种广泛的元件-瓶、壳(钢框架)、零件(旋塞(tap)、阀门、螺帽、垫片、密封件、角形插入件)和托盘(塑料、钢或木材)。ibc用于运输和储存流体和散装材料。ibc的构造以及使用的材料是根据应用来选择的,即存在市场上可获得的各种类型,例如像可折叠ibc、塑料复合ibc和(不锈)钢ibc。所述ibc概念有许多优点,因为它们通常在形式上是立方形的并且因此可以在相同面积中比圆柱形容器运输更多的材料并且如果以消费量包装的话在相同的空间中比可能载运的远远更多。它们依赖塑料衬里,所述塑料衬里可以填充有和排出各种体系。产品的制造商可以以合理低成本在一个国家散装产品并且载运到许多其他国家,其中随后按照这个国家的法规并且以适合这个国家的形式和语言将其以最终的消费形式包装。ibc的长度和宽度通常取决于这个国家的托盘尺寸标准。ibc可以具有托盘样的基底,使得叉车可以移动它们。在几乎所有情况下,ibc都可以竖直堆叠。在此ibc市场中聚合物开发的焦点是获得优异的加工性和低规格(downgauging),同时维持冲击和escr特性的良好平衡。用根据本发明的催化剂获得的高密度聚乙烯等级导致具有加工特性、表面质量、焊接质量、刚度、escr和冲击特性的优异平衡组合同时维持其他希望的特性的中型散装容器。wo2013186025披露了一种用于在包含承载有铬化合物和含镁化合物的载体材料的催化剂组合物的存在下进行乙烯的气相聚合的方法,其中铬与镁的摩尔比在10:1与1:1之间的范围内。所述载体材料是具有在300m2/g与500m2/g之间范围内的表面积(sa)、在1.0cm3/g与2.0cm3/g之间的孔体积(pv)和在30微米与90微米之间的粒度的二氧化硅。所述包含镁化合物的催化剂导致27和39的mw/mn。所述镁化合物用于获得非常高的mw值并且产生非常低的hlmi。wo2008145601披露了一种用于将催化剂进料到聚合室中的方法。所述催化剂通过旋转阀计量,所述催化剂以180度旋转一次转移,所述计量设计具有两个腔并且所述催化剂的一部分从旋转阀系统冲走。本发明将借助以下非限制性实例阐明。实例:在实例中生产的聚合物的特性如下测定:高负荷熔体指数(hlmi)使用astmd-1238条件f的程序在190℃的温度下使用21.6kg的负荷测定。堆积密度根据astmd-1895测量。聚合物分子量及其分布(mwd)由polymerlabs220凝胶渗透色谱仪(gpc)测定。色谱图在150℃下使用1,2,4-三氯苯作为溶剂以0.9ml/min的流速运行。折射率检测器用于收集分子量的信号。对于来自gpc的分子量,使用的软件是来自polylab的cirrus。ht-gpc校准使用具有宽标准的hamielec类型的校准和具有每个样品集的新校准。mw/mn根据尺寸排阻色谱法(sec)测量来测定)。密度根据iso1183测定。艾佐德冲击强度(-30℃)根据iso180/a测定。实例i.催化剂组合物的合成向装备有冷凝器和机械搅拌器的3l三颈圆底烧瓶中添加200g的在氮气吹扫(85l/h)下在150℃下干燥3小时的具有33微米的平均粒度、1.73ml/g的孔体积(pv)和705m2/g的表面积(sa)的二氧化硅。将4.5g乙酸铬氢氧化物添加到所述二氧化硅中,然后在250cm3的甲醇(99.9%)中制浆,将其在70℃下搅拌30分钟。之后干燥甲醇溶剂用氮气吹扫在95℃下进行。将干燥的在二氧化硅上铬盐粉末冷却至室温,然后用900cm3的异戊烷制浆,随后添加41cm3的98.8%ti(oc4h5)4(四正丁氧基钛),将其在45℃下混合30分钟,然后在95℃下用氮气吹扫干燥所述溶剂。为了铬催化剂活化,将干燥的催化剂粉末放置在煅烧炉中并且遵循以下顺序:-在n2流下在3小时内从环境温度爬升至150℃,然后保持10分钟-在3小时内从150℃爬升至450℃-在450℃时,从n2切换到o2流-在o2下在3小时内从450℃爬升至755℃-在755℃下保持2小时-冷却至250℃然后切换到n2吹扫。-元素分析:0.55wt%cr和2.1wt%ti-[ti]:[cr]摩尔比=4.1实例ii乙烯聚合在130℃下用氮气吹扫2升容积的高压釜持续30分钟。将所述高压釜冷却至70℃后,引入1升异戊烷,然后用15巴乙烯加压所述反应器。然后借助催化剂注射泵将0.1mmol的teal注入所述反应器中。在这之后注入0.2g的在20cm3的异戊烷溶剂中制浆后的根据实例i的催化剂组合物。将所述反应器温度升高至103℃。乙烯聚合进行60分钟;其中按需供应乙烯以维持总反应器压力在20巴下。消耗了498升乙烯并且回收了451克聚乙烯,得到在20巴下2,275gpe/g催化剂h的催化剂生产率。所获得的聚乙烯的特征是:·重均分子量:300430,·数均分子量:19005·分子量分布:15·hlmi=3.2·密度=954kg/m3·堆积密度=405kg/m3。·细粉水平测量为1.5%。·新胡克拟合模量(neohookeanfitmodulus):33.5mpa·-30℃下艾佐德:23.4mpa·夏比冲击:8.1kj/m2·fntc:103小时实例iii催化剂组合物的合成向装备有冷凝器和机械搅拌器的3l三颈圆底烧瓶中添加200g的在200℃下干燥3小时的具有32微米的平均粒度、1.7ml/g的孔体积(pv)和705m2/g的表面积(sa)的二氧化硅。将4.3g乙酸铬氢氧化物添加到所述二氧化硅中,然后在250cm3的甲醇(100%)中制浆,将其在70℃下搅拌30分钟。之后干燥甲醇溶剂用氮气吹扫在85℃下进行。将干燥的在二氧化硅上铬盐粉末冷却至室温,然后用250cm3的异戊烷制浆,随后添加39cm3的100%ti(oc2h5)4(四乙氧基钛),将其在45℃下混合30分钟,然后在75℃下用氮气吹扫干燥所述溶剂。为了铬催化剂活化,将干燥的催化剂粉末放置在煅烧炉中并且遵循以下顺序:-在n2流下在3小时内从环境温度爬升至150℃,然后保持10分钟-在3小时内从150℃爬升至450℃-在450℃时,从n2切换到o2流-在o2下在3小时内从450℃爬升至759℃-在759℃下保持3小时-冷却至室温然后切换到n2吹扫。-元素分析:0.35wt%cr和2.9wt%ti对比实例a催化剂组合物的合成向装备有冷凝器和机械搅拌器的3l三颈圆底烧瓶中加入200g的具有0.5%cr的具有45微米的平均粒度、1.5m3/kg的孔体积(pv)和310m2/g的表面积(sa)的干燥二氧化硅,在200℃下用250cm3的异戊烷制浆,随后添加65cm3的四乙氧基钛ti(oc2h5)4(100%)。将内容物在35℃下混合另外60分钟,随后用氮气吹扫在85℃下干燥所述溶剂。为了铬催化剂活化,将所述干燥的催化剂粉末放置在煅烧炉中并且在825℃下在空气中活化4小时:元素分析:0.5wt%cr和3.8wt%ti实例iv乙烯聚合:如表1中所描述的在根据实例iii和对比实例a的催化剂的存在下通过气相聚合体系使乙烯聚合,其中反应器压力:20.7巴,床温度:最高达104℃,平均床重量:50kg;c2分压:15巴;c6/c2比:0.0008;h2/c2比:0.16;以及超气体速度(supergasvelocity,s.g.v.):0.44m/秒。生产速率为12kg/h,并且催化剂生产率为12,500kg/kg。所获得的聚乙烯的主要特征是:·上部流化堆积密度:303kg/m3·树脂堆积密度:453kg/m3·hlmi:3·聚合物密度:951kg/m3表1示出了来自实例iii和对比实例a的hdpe。表1来自对比实例a的催化剂来自实例(iii)的催化剂乙烯分压15巴15巴c6/c2摩尔比(1-己烯)0.001250.0008h2/c20.160.16床温度90℃104℃床重量4952上部流化堆积密度252303生产速率10.212.3催化剂生产率10,00012,500表观气体速度0.44m/秒0.44m/秒hlmi(21.6kg)3.343.15密度953kg/m3951kg/m3灰分99ppm81ppm树脂堆积密度401kg/m3453kg/m3细粉%0.59%0.21%根据本发明的催化剂导致1-己烯共聚单体结合提高了不小于33%。所述催化剂导致增加的树脂堆积密度,这导致床重量增加并且因此增加了液滴尺寸,这导致生产速率增加。所述催化剂导致气相反应器中上部流化堆积密度的增加,这给增加表观气体速度提供了空间并且因此增加了生产速率并且减少了滞留(carryover)。另一个优点是具有最小量细粉的优越的球形形态树脂改进了气相反应器中的流化并且减少了污染效应。实例v乙烯聚合在流化床气相聚合反应器中使用如在实例1中生产的催化剂生产高密度聚乙烯。所述流化床气相聚合反应器具有45cm的内径并且在140cm区高度下运行。使用干燥固体催化剂进料器将所述催化剂进料到所述反应器中以维持12kg/小时的生产速率。将乙烯、1-己烯、氢气和氮气引入所述反应器中,以得到具有所希望的规格的聚合物。将反应器床温度维持在105℃下,乙烯分压在15巴下,总反应器压力在20.7巴下,以及表观气体速度在0.43m/s下。另外的方法条件列于表2中表2方法参数值总反应器压力20.7巴反应器床温度105℃乙烯分压15巴进料气中乙烯分数75.6vol%进料气中氢气分数73.66vol%进料气中1-己烯分数0.03vol%床重量50kg床水平34毫巴fbd370毫巴表观气体速度0.43m/s静电0.007kv用干燥催化剂进料器添加所述催化剂,所述催化剂进料器具有21%的速度、1.80kg/小时的氮气流速、25毫巴的压差以及6个计量盘孔。测定由以上实例获得的hdpe的材料特性。值呈现在表3中。表3特性测试方法实例1密度(kg/m3)astmd-79208954高负荷熔体指数(hlmi)21.6kg/190℃(g/10min)astmd-1238102.6熔体流动速率(mfr)astmd-12381018.6mn(g/摩尔)astmd-64741240,483mw(g/摩尔)astmd-647412325,000mwd(g/摩尔)astmd-6474128.1mz(g/摩尔)astmd-6474121.91×106mz/mwastmd-6474125.877堆积密度(kg/m3)astmd-668308541平均粒度(mm)astmd-1921120.45细粉(%)astmd-1921120.2当前第1页12
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