181963. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés az etilénpolimerek és kopolimerek gyártásánál visszavezetett gázok alacsony molekulasúlyú polimerektől való mentesítésére
5 181963 6 Ismeretes, hogy egy vagy több láncátvivö szer — például hidrogén — is jelen lehet a reakcióelegyben, az előállítandó polimer jellemző tulajdonságainak szabályozására. A reakcióelegy közömbös oldószert is tartalmazhat; ha a katalizátorban átmenetifémet tartalmazó vegyület van, ez a közömbös oldószer szénhidrogén — így propán vagy bután — lehet, a gázhalmazállapotú keverék súlyára vonatkoztatott 1—20%-nyi mennyiségben. Az eddig elmondottak alapján a visszavezetett gáz alatt több komonomert és/vagy egy vagy több láncátvivő szert és/vagy egy vagy több közömbös oldószert tartalmazó, áramló etilént kell érteni. A szabad gyököt képző katalizátorok a többi között oxigén, peroxidok és perészterek lehetnek. Az átmeneti fémvegyilletet tartalmazó katalizátorok viszont aktivátort — így trialkil-alumíniumot, halogén-dialkil-alumíniumot vagy alkil-sziloxalánt — és adott esetben a periódusrendszer IVA—VIA csoportjainak átmeneti féméivel képzett halogenidet tartalmazhat. E vegyületek közül a leggyakrabban a króm, a cirkon és a titán pi-alkil- vagy benzilkomplexeit, továbbá az alumínium-kloriddal együtt kristályosított titán-trikloridot alkalmazzák, amelyet általában magnézium-kloridra hordanak fel. A katalizátorokat előnyösen közömbös oldószerben oldott vagy diszpergált állapotban alkalmazzuk. A polimerizációt folyamatos üzemben valósítjuk meg, keverőművel és fűtőköpennyel ellátott reaktorban vagy csőreaktorban. Ez utóbbi előnyösen az 58 387. számú NDK-beli szabadalmi leírásból ismert lehet, amely a közegáramlás irányában rendre egymást követő zónákból van összeállítva; ezeket a zónákat a monomer és a katalizátor betáplálási pontjai választják el egymástól. A találmány szerinti eljárást a továbbiakban az oltalmi körünket nem korlátozó példákkal ismertetjük részletesen. 1. példa (összehasonlító) Etilén/vinil-acetát kopolimert állítottunk elő nagy nyomáson, magas hőmérsékleten gyökös iniciátor jelenlétében. A gyártóvonalnak az 1. ábrán feltüntetett reaktorából kilépő elegyet a 250 bar belső nyomású 1 szeparátorba vezettük. Az 1 szeparátorból kilépő viszszavezetett gázt körülbelül 190 °C hőmérsékletre hűtöttük, majd ezt követően 2,25 m/mp belépési sebességgel a 2 ciklonba vezettük, amely a 3 derítőedény fedelére volt szerelve. Ezt követően a visszavezetett gázt a 4 hőcserélőben 20 °C-ra hűtöttük le, majd egy második 5 derítőedényen keresztül vezettük a gyártó vonal kompresszorának 6 szűrőjébe. A gyártóvonalon normál körülmények között, folyamatos üzemben 10 000 N kopolimert állítottunk elő és az eközben a visszavezetett gázból a 3 és 5 derítőedényben, valamint a 6 szűrőben kiválasztott frakciók mennyiségét a részletes leírásunk után közölt I. táblázatban adjuk meg. A gyártóvonal üzeme közben a 6 szűrő gyakran eltömődött, következésképpen gyakori tisztítást igényelt. 2. példa A 2. ábrán vázlatosan feltüntetett berendezés segítségével etilén/vinil-acetát kopolimcr gyártás visszavezetett gázát tisztítottuk. A gyártó vonal reaktorát és az 1 szeparátort az 1. példában közölt paraméterekkel üzemeltettük. A visszavezetett gázt a 3 derítőedényre szerelt 2 ciklonon való átvezetés után 20 °C hőmérsékletre hűtöttük le, ezután 2,25 m/mp sebességgel bevezettük a második, 5 derítőedény fedelére szerelt 7 ciklonba, majd innen került a 6 szűrőre. A 10 000 N kopolimer előállítása közben leválasztott anyagok mennyiségét az I. táblázatban adjuk meg. Tapasztalataink szerint a 6 szűrőt lényegesen kevesebb alkalommal kellett kitisztítani, mint az 1. példában ismertetett hagyományos eljárás esetében. 3. példa A 2. példával azonos körülmények között etilén-vinilacetát kopolimert állítottunk elő. A berendezésen csak annyit változtattunk, hogy a 2 ciklont a 3 derítőedény belső terébe építettük be. A 10 000 N kopolimer előállítása közben kiválasztott anyagok mennyiségét ismét az I. táblázatban adjuk meg. 4. példa Etilén-vinilacetát kopolimert állítottunk elő a 3. példában közölt módon. A berendezésen annyit változtattunk, hogy a 7 ciklont egy szabályozószerkezettel ellátott fűtőkészülékkel szereltük fel. A 10 000 N kopolimer előállítása közben kiválasztott anyagok mennyiségét az I. táblázatban tüntettük fel. Üzem közben a 6 szűrőnél eltömődést egyáltalán nem észleltünk. 5. példa (összehasonlító) Nagy sűrűségű polietilént állítottunk elő nagy nyomású és magas hőmérsékletű reaktorban, a többi között a 2 202 897. számú francia szabadalmi leírásból ismert Ziegler-féle katalizátor jelenlétében és a visszavezetett gáz tisztítására az 1. ábra szerinti berendezést alkalmaztuk azzal az eltéréssel, hogy kiszereltük a 2 ciklont, következésképpen a visszavezetett gáz a 250 bar nyomáson dolgozó 1 szeparátorból közvetlenül a 3 derítőedénybe került, mielőtt még a 4 hőcserélőben 190 °C hőmérsékletről 20 °C-ra hűtöttük volna. A kísérlet során 10 000 N polietilént állítottunk elő és az eközben az 5 derítőedényben és a 6 szűrőben leválasztott anyagok mennyiségét az ugyancsak a részletes leírásunk végén közölt II. táblázatban adjuk meg. Az itt feltüntetett adatok a 6—8. példákhoz fognak összehasonlításként szolgálni. Üzem közben a 6 szűrő gyakran eltömődött és ezért tisztítani kellett. 6. példa A nagy sűrűségű polietilén gyártó vonalához a viszszavezetett gáz tisztítására a 3. ábrán vázlatosan feltüntetett berendezést használtuk. A gyártó vonal reaktora és az 1 szeparátor az 5. példa szerinti paraméterekkel üzemelt. A mintegy 190 °C hőmérsékleten kapott visszavezetett gázt először 5 m/mp belépési sebességgel 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
