185489. lajstromszámú szabadalom • Eljárás etilén polimerizálására alkalmas javított katalizátor kompozíció előállítására
1 185 489 / / mintegy 0,1 -3,0 mól, előnyösen 0,3- 1,0 mól bór-halogenidet tartalmaz. A kezelési időtartam általában 1—24 óra, de leggyakrabban 4-10 óra is kielégítő a kívánt cél eléréséhez. A prekurzor-készítmény aktiválása Abból a célból, hogy etilén polimerek előállításához felhasználható legyen a kezelt prekurzor-készítmény, aktiválnunk kell, vagyis a kezelt prekurzor-készítményt a benne levő titánatomok aktív állapotba hozása végett megfelelő mennyiségű aktivátor-vegyülettel kell kezelnünk. A polimerizációs reaktorba történő bevezetése előtt a prekurzor-készítményt részlegesen aktiválhatjuk. Amikor a prekurzor-készítményt ily módon részlegesen aktiváljuk, megfelelő mennyiségű aktivátort kell felhasználnunk, hogy olyan prekurzor-készítményt kapjunk, amelyben az. aktivátor vegyület/titán mólarány 10:1 értékig terjed, előnyösen 4:1 és 8:1 értékek közé esik. Ezt a részleges aktiválási reakciót előnyösen szénhidrogénoldószerben végezzük el, majd az oldószer eltávolítása végett 20 °C és 80 °C között, előnyösen 50 °C és 70 °C között a keveréket szárítjuk. Az így kapott termék gördülékeny, szilárd, szemcsés anyag, amely könnyen betáplálható a polimerizációs reaktorba, ahol további - az előzővel akár azonos, akár attól eltérő - aktivátor-vegyülettel befejezzük az aktiválást. Kívánt esetben a részleges aktiválást elvégezhetjük ugyanabban a szuszpenzióban, mint amelyikben a prekurzor-készítményt a bór-halogeniddel kezeltük. Egy másik megoldás szerint - ha impregnált prekurzor-készítményt használunk - a prekurzor-készítményt kívánt esetben a polimerizációs reaktorban teljesen aktiválhatjuk is, bármiféle a reaktoron kívül végzett előzetes aktiválás nélkül. A részlegesen aktivált vagy egyáltalán nem aktivált prekurzor-készítményt és a prekurzor-készitmény aktiválásához megkívánt mennyiségű aktivátor-vegyületet előnyösen külön-külön tápláljuk be a reaktorba. Az aktivátor-vegyületet szénhidrogén-oldószerrel — például izopentánnal, hexánnal vagy ásványolajjal - készült oldat formájában permetezhetjük be a reaktorba. Ez az oldat általában 2—30 súlyszázalék aktivátor-vegyületet tartalmaz. Az aktivátor-vegyületet olyan mennyiségben adagoljuk be a reaktorba, hogy a reaktorban 10:1 és 400:1 közötti, előnyösen 15:1 és 30:1 közötti alumínium/titán atomarányt biztosítsunk. Folyamatos gázfázisú eljárásban - például az alábbiakban ismertetésre kerülő fluídágyas eljárásban — a folyamatos polimerizációs eljárás során a részlegesen aktivált vagy teljesen aktiválatlan prekurzor-készílményből előre meghatározott adagokat táplálunk be folyamatosan a reaktorba, hogy ezáltal a reakció folyamán az aktivitásukat elvesztett katalizátorhelyek pótlására előre meghatározott — a részletesen aktivált prekurzor-készítmény aktiválásának teljessé tételéhez, illetve a nem aktivált prekurzor-készítmény felaktiválásához szükséges — mennyiségű aktivátorvegyületet juttassunk be. A polimerizációs reakció A f oümcrizációs reakció úgy hajtható végre, hogy a mononer(ek) áramát gázfázisú eljárásban - például az alábbi: kban ismertetett fluidágyas eljárásban - és katalizátor mérgek - például vízgőz, oxigén, CO, C02 és acetilén - távollétében a polimerizációs reakció beindítása végett megfelelő nyomáson és hőmérsékleten érintkezésbe hozzuk a kellő katalitikus hatást biztosító mennyiségű, teljesen aktivált prekurzor-készítménnyel (katalizátor). Annak érdekében, hogy a kívánt nagysűrűségű polietilén: kapjuk, az etilén monomerrel kopolimerizált bármely más alfa-olefin mennyisége nem haladhatja meg a 3 mc(százalékot. Ennél az oknál fogva a reaktorban a monc merek recirkuláltatott gázárama nem tartalmazhat 50 m ílszázaléknál több ilyen alfa-olefint. A találmány szerinti folyamat megvalósításában felhaszt álható fluidágyas reakciórendszert a mellékelt rajzó í mutatjuk be. Hivatkozva a rajz számozására, az (1) reaktoron belül egy (2) reakciózónát és egy (3) sebességcsökkentő zónát különböztetünk meg. A (2) reakciózóna növekvő („hízó”) polimerszemcséket, a már kialakult polimerszemcséket és kis mennyiségű katalizátor szemcsét tartalmazó fluidágy; ezt a reakciózínán átáramló, a recirkuláltatott gázból és a kiegészítő gázáramból származó gáz halmazállapotú komponensek folyamatos árama tartja fluidizált állapotban. A lebegő fluidágy fenntartása végett a fluidágyon átáramló gáz tömegáramának nagyobbnak kell lennie a fluidizáció eléréséhez minimálisan szükséges értéknél; előnyösen 1,5 -10 Gmf. még célszerűbben 3-6 Gmf közötti értékű. A G,„f általánosan használt és elfogadott rövidítése a flui lizáció eléréséhez minimálisan szükséges gáz-tömegára nnak (G,„f = gas mass flow; lásd C. Y. Wen és Y. H. Yu „Mechanics of Fluidization”, Chemical Engineering Progress Symposium Series, Vol. 62., 100-111. old., 1966). Lényeges, hogy az ágy mindig tartalmazzon olyan részecskéket, amelyek megakadályozzák a lokalizált „forró pontok” (helyi túlmelegedések) kialakulását és a szrmesés katalizátor kijutását a reakciózónából, valamint biztosítják a katalizátorszemcsék szétoszlatását. Ezért indításkor, a gázáram beindítása előtt, a reaktor rendszerirt egy alapfeltöltést kap egy szemcsés polimerből. Ezek a .zemcsék anyagukat tekintve lehetnek kémiailag azonosak a kialakítandó polimerekkel, de lehetnek azoktól el'érők is. Ha eltérők, akkor elsőként ezeket nyerjük ki a reakciótermék polimerszemcsékkel együtt. Néha a rerkciótermék polimerszemcsék fluidizált ágya képezi a? induló ágyat. A fluidágyban használt részlegesen aktivált vagy egyáltalán nem aktivált prekurzor-készítményt előnyösen a (4) tartályban tartjuk készenlétben valamely vele szemben közömbös gáz, például nitrogén- vagy argona'litoszférában. A fluidizációt nagysebességű gázvisszaáramoltatással é jük el az ágyban; ez a gázsebesség többnyire 50-szerese a betáplálást kiegészítő gázáram sebességének. A fluidágy lebegő szemcsék sűrű tömege, amely az ágyon keresztülhaladó gáz által létrehozott, lehetőleg örvényt rentes áramban mozog. A nyomásesés az ágyon egyenlő 'agy kicsit nagyobb, mint a keresztmetszeti területtel 2 5 10 15 20 25 30 35 10 15 50 55 60 5
