用于使乙烯和乙烯醇的酯类共聚的方法_2

文档序号:8926537阅读:来源:国知局
方法的一个优选实施例。适宜的有机过氧化物的实例为过氧 化酯、过氧化缩酮、过氧化酮和过氧化碳酸酯,例如过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯、过 氧化二碳酸二环己酯、双乙酰基过氧化二碳酸酯、过氧异丙基碳酸叔丁酯、二叔丁基过氧化 物、二叔戊基过氧化物、二枯基过氧化物、2, 5-二甲基-2, 5-二叔丁基过氧己烷、叔丁基枯 基过氧化物、2, 5-二甲基-2, 5-二(叔丁基过氧基)己-3-炔、1,3-二异丙基单氢过氧化 物或叔丁基氢过氧化物、二癸酰基过氧化物、2, 5-二甲基-2, 5-二(2-乙基己酰基过氧)己 烷、过氧-2-乙基己酸叔戊酯、二苯甲酰基过氧化物、过氧-2-乙基己酸叔丁酯、过氧二乙基 乙酸叔丁酯、过氧二乙基异丁酸叔丁酯、过氧-3, 5, 5-三甲基己酸叔丁酯、1,1-二(叔丁基 过氧基)-3, 3, 5-三甲基环己烷、1,1_二(叔丁基过氧基)环己烷、过氧乙酸叔丁酯、过氧 新癸酸枯酯、过氧新癸酸叔戊酯、过氧新戊酸叔戊酯、过氧新癸酸叔丁酯、过马来酸叔丁酯、 过氧新戊酸叔丁酯、过氧异壬酸叔丁酯、过氧化氢二异丙苯、氢过氧化枯烯、过氧苯甲酸叔 丁酯、甲基异丁基酮氢过氧化物、3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基三过氧基环壬烷和2, 2-二 (叔丁基过氧基)丁烷。偶氮烷烃(二氮烯)、偶氮二羧酸酯、偶氮二羧酸二腈,诸如,偶氮 二异丁腈以及分解成自由基并且也称为C-C引发剂的烃,例如,1,2_二苯基_1,2_二甲基乙 烷衍生物和1,1,2,2_四甲基乙烷衍生物也是合适的。可以使用单一引发剂或优选为多种 引发剂的混合物。很多引发剂,特别是过氧化物可在市场上买到,例如,以商品名Trigonox* 或Pcrkadox1?提供的AkzoNobel的广品。
[0019] 在本发明方法的一个优选实施例中,使用具有相对较高的分解温度的过氧化物聚 合引发剂。适宜的过氧化物聚合引发剂包括,例如,过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯、过 氧-2-乙基己酸叔丁酯、1,1_二(叔丁基过氧基)环己烷、2, 2-二(叔丁基过氧基)丁烷、 过氧-3, 5, 5-三甲基己酸叔丁酯、过氧苯甲酸叔丁酯、2, 5-二甲基-2, 5-二(叔丁基过氧 基)己烷、叔丁基枯基过氧化物、二叔丁基过氧化物和2, 5-二甲基-2, 5-二(叔丁基过氧 基)己-3-炔,并且特别优选的是使用过氧-3, 5, 5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化二碳酸二 (2-乙基己基)酯或过氧-2-乙基己酸叔丁酯。
[0020] 引发剂可单独地使用或作为在每个反应区中产生的聚乙烯的浓度为0.lmol/t至 50mol/t,特别是0? 2mol/t至20mol/t的混合物使用。在本发明的一个优选实施例中,馈入 反应区中的自由基聚合引发剂为至少两种不同的偶氮化合物或有机过氧化物的混合物。如 果使用这样的引发剂混合物,则优选地将这些混合物馈入所有反应区中。然而,对这样的混 合物中不同引发剂的数量不作限制,优选地,混合物由两种至六种引发剂,特别是两种、三 种或四种不同引发剂组成。特别优选使用具有不同分解温度的引发剂的混合物。
[0021] 通常有利的是使用溶解状态的引发剂。适合的溶剂的例子是酮和脂肪烃,特别是 辛烷、癸烷和异十二烷以及其他饱和c8-c2j§。该溶液包括引发剂或2wt%至65wt%比例 的引发剂混合物,所述比例优选为5wt%至40wt%,且特别优选为10wt%至30wt%。
[0022] 在本发明的方法中,待制备的聚合物的分子量可以照常通过添加用作链转移剂的 改性剂来改变。合适的改性剂的例子是氢、脂肪烃和烯烃,例如,丙烷、丁烷、戊烷、己烷、环 己烷、丙烯、1- 丁烯、1-戊烯或1-己烯;酮类,例如丙酮、甲基乙基酮(2- 丁酮)、甲基异丁基 酮、甲基异戊基酮、二乙基甲酮或二戊基酮;醛类,例如甲醛、乙醛或丙醛;和饱和脂肪醇, 例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇或丁醇。特别优选的是使用饱和脂族醛,特别是丙醛或1-烯 烃,例如丙烯、1-丁烯或1-己烯,或脂族烃,例如丙烷。
[0023] 本发明的方法在llOMPa至500MPa的压力,优选160MPa至350MPa的压力且特别 优选200MPa至330MPa的压力下进行。温度在100°C至350°C,优选在120°C至300°C且非 常特别优选在130°C至290°C的范围内。
[0024] 本发明的方法可以利用适于高压聚合的所有类型的高压反应器来进行。合适的高 压反应器是,例如,管式反应器或高压釜反应器或这类反应器的组合。高压反应器优选的是 管式反应器或高压釜反应器并且特别优选的是管式反应器。常见的高压釜反应器是搅拌式 反应器并具有2至30,优选为10至20范围内的长度直径比。合适的管式反应器基本上是 长的厚壁管,其通常长约〇. 5km至4km,优选为lkm至3km,且特别优选为1. 5km至2. 5km。 管的内径通常在约30mm至120mm的范围内,且优选在40mm至90mm的范围内。这样的管式 反应器优选地具有大于1000,优选为10000至40000且特别优选为25000至35000的长度 直径比。
[0025] 优选的管式反应器具有至少两个反应区,优选为2至6个反应区,更优选为2至5 个反应区。反应区的数量由引发剂的进料点数量给出。这种进料点可以,例如,是偶氮化合 物或有机过氧化物的溶液的注入点。将新鲜引发剂加入到反应器中,在那里分解成自由基 并引发进一步的聚合。反应产生的热量使反应混合物的温度升高,原因是产生的热量比可 通过管式反应器壁去除的热量要多。升高的温度提高了自由基引发剂的分解速率,并且加 速聚合,直到基本上所有的自由基引发剂都消耗殆尽为止。随后,不再产生热量,并且温度 再次降低,原因是反应器壁的温度低于反应混合物的温度。因此,管式反应器在引发剂进料 点下游的温度升高的部分为反应区,而温度再次降低的随后部分主要是冷却区。加入的自 由基引发剂的量和性质决定了温度上升的程度,并由此允许对该值加以调节。通常情况下, 视产品规格和反应器的构造而定,将第一反应区中的温度上升设定在70°C至150°C的范围 内,而对于随后的反应区,设定在50°C至110°C的范围内。
[0026] 根据本发明将单体混合物压缩至聚合压力由至少两个顺序操作的压缩机来进行, 其中,低压压缩机先将单体混合物压缩至lOMPa至50MPa范围内的压力,然后,高压压缩机 进一步将单体混合物压缩至llOMPa至500MPa范围内的聚合压力。优选地,低压压缩机和 高压压缩机为多级压缩机。还可以将这些压缩机中的一个或两个压缩机的一个或多个级分 开,并将它们划分成分离式压缩机。然而,通常是采用一系列的一个低压压缩机和一个高压 压缩机来将单体混合物压缩至聚合压力。在这种情况下,整个低压压缩机有时会被指定为 初级压缩机。但是,通常也将低压压缩机的一个或多个第一级(其将来自低压分离器的再 循环气体压缩到新鲜乙烯进料的压力)指定为增压压缩机并将一个或多个另外的级指定 为初级压缩机,但它们都是一个设备的一部分。
[0027] 通常,除了聚合反应器之外,聚合装置还包括高压气体再循环管线和低压气体再 循环管线,所述高压气体再循环管线用于使在高压分离器中从反应混合物中分离出的气体 再循环,所述低压气体再循环管线用于使在低压分离器中从反应混合物中分离出的气体再 循环。然后在高压气体再循环管线中再循环的气体被馈入高压压缩机,且在低压气体再循 环管线中再循环的气体被馈入低压压缩机,优选是馈入最前面的一个级。优选地,来自低压 气体再循环管线的再循环气体由增压压缩机压缩至烯属不饱和单体(优选是乙烯)的新鲜 进料的压力,此后与新鲜气体进料相组合,且组合的气体在初级压缩机中被进一步压缩至 lOMPa到50MPa的压力。优选地,低压压缩机(即,增压压缩机和初级压缩机的组合)包括 五个或六个压缩级,增压压缩机中的两个或三个压缩级是在添加新鲜气体之前,且初级压 缩机中的两个或三个压缩级是在添加新鲜气体之后。
[0028] 如同在乙烯的高压聚合中所用的压缩机中常用的,根据本发明,在低压压缩机的 各压缩级之后被压缩的单体混
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