155847. lajstromszámú szabadalom • Eljárás etilénpolimérek vagy etilénkopolimérek csőreaktorban történő előállítására

155847 ,; 3 4 böző helyén juttatják :

bé, azzal a hátránnyal járnak, hogy a beadagolási pontokon helyi lehűlés következik be, a reakció csak lassan indul újra meg, és nem sikerül optimális kitermelést elérni. Ennél a módszernél az a hátrány is fennáll, hogy a polimernek a reakciót követő homogenizálása nélkül nem lehet a finomfólia előállítás számára csomómentes anyagot készíteni, mivel a polimerek túl sok nagymolekulájú terméket tartalmaznak, A találmány célja, hogy az említett eljárások hátrányait kiküszöbölje. Ennek értelmében a találmány feladata olyan eljárás kidolgozása, amellyel a kitermelés az említett eljárásokhoz képest megjavítható és bármely szükséges polietilénminőség — finom fóliák részére is — előállítható legyen. A találmány szerinti eljárással ezt a feladatot úgy oldjuk meg, hogy az etilén polimerjeit vagy az etilénnek más, polimerizálható vegyületekkel képezett kopolimerjeit csőreaktorban, 500 atm. feletti nyomáson és 50—400 C° hőmérsékleten, ezen a hőfokon gyökképző tulajdonsággal rendelkező iniciátorok, és adott esetben más reagensek hozzáadása útján, mimellett a reaktor elején és a reaktor mentén legalább még egy további helyen iniciátort és etilént, adott esetben más polimerizálható vegyületekkel együtt betáplálunk oly módon, hogy az iniciátort az etiléntől elkülönítve, a reaktor különböző helyein, mindig az etilén előtt, a közvetlenül az új etilénbevezetés után uralkodó hőmérsékletnél 20—200, előnyösen 50—100 C°kal magasabb hőmérsékleten adjuk a reakcióelegyhez. Iniciátort előnyösen akkor viszünk ismét be, ha a reakció, melyet az előző iniciátoradagolás váltott ki, már lezajlott, és a hőmérséklet a reaktorban maximumot ért el, úgy hogy az etilénnek az iniciátort követő beadagolásánál elegendő láncképző és láncátvivő gyök alakult ki. Az iniciátort a reaktor mentén, célszerűen a reakciókeverék áramlásával ellentétes irányban, olyan keverő-szakaszba vezetjük be, amelynek átmérője a reaktor átmérőjének 1/10—4/5, előnyösen 1/5—l/2^ed része. Ezáltal a keveredés meggyorsul, a bevitt iniciátor a reakciókeverékkel gyorsan elegyedik és a hátrányos helyi hőfokemelkedések, amelyek a reaktorban nem kívánatos bomlásokhoz vezethetnek, elkerülhetők. A reagenseknek a keverési szakaszban való tartózkodási idejét úgy választjuk meg, hogy az etilén bevitelének időpontjában a keveredési szakasz végén az iniciátomak elegendő mennyisége elbomoljék, és ennek megfelelő mennyiségű láncképző és láncátvivő gyök keletkezzék. Lehetőség nyílik arra is, hogy az egyes iniciátoradagoló helyeken egy iniciátort, több különböző iniciátort vagy iniciátorkeverékeket vigyünk be. Iniciátorokként gyökképző vegyületek és oxigén alkalmazhatók. Különösen megfelelnek e célra a di-terc.-butilperoxid, di-lauroilperoxid, dibenzoilperoxid, terc.-butilperbenzoát, di-terc--butilperoxioxalát, di-(3,5,5-trimetilhexanoil)-peroxid, di-izovaleroilperoxid, di-szteariiperoxid, diacetilperoxid, acetil-benzoilperoxid, a,oc'-azodiizobutironitril és 2,2'-diciánazobenzol. Az iniciátorral együtt előnyösen kopolimerizálható vegyületeket és/vagy további reagenseket, így a lánc növekedését szabályozó illetve láncátvivő anyagokat, pl. ciklohexánt, elágazó paraffinokat, klórozott szénhidrogéneket, alkoholokat, aldehideket, klórozott karbonsavakat, etánt, propánt, hidrogént és/vagy oldószereket, mint benzolt és izooktánt is bevihetünk. A polimerizációt ismert módon úgy fejezhetjük be, hogy a nyomást — például a reaktor végén elhelyezett szabályozó szeleppel — az etilénnek vagy a másik polimerizálható vegyületnek a pölimerizációjáihoz szükséges nyomás alá csökkentjük. Az ismert eljárásokkal összehasonlítva a találmány szerinti eljárás előnye mindenek előtt abban áll, hogy a reakció az elkülönített iniciátor-etilén-bevezetés következtében az iniciátor keverési szakaszában gyorsabban induljon meg, és az etilénnek a szakasz végén történő újbóli hozzáadása következtében a reakció azonnal tovább megy. így kisebb reaktorral ugyanolyan kitermelés érhető el, mint az ismert eljárások szerint egy nagyobb reaktorral. A mindenkor gyorsan bekövetkező polimerizáció továbbá a nemkívánatos nagymolekulájú polimerek képződését messzemenően visszaszorítja. Ennek következtében a polimer minőségét az iniciátor megválasztásával és a keverési szakasz méretezésével a kívánt módon változtathatjuk. A találmány szerinti eljárás kiviteli módját közelebbről az alábbi példák szemléltetik : 1. példa: 300 m hosszú, 20 mm átmérőjű, köpenyes csőreaktorba óránként 900 kg, '60 C°-ú és 1500 atm nyomású etilént és 0,15 kg terc.-butilperbanzoátnak 3,5 kg paraffinolajban készített oldatát a reaktor elején folyamatosan bevezettük. A reaktor nyomását a reaktor végén elhelyezett szabályozó szeleppel beállítottuk. A reaktor köpenyén keresztül óránként 60 m3

, 210 C°-ú vizet cirkuláltattunk. 170 m reaktorhossz után a reakciókeverék 250 C° maximális hőmérsékletet mutatott. 180 m-nél, !

2 m-el a cső leszűkülésének kezdete után az 5 m hosszú és 12 mm átmérőjű iniciátorkeverő-szakaszba, a reaktor áramlási irányával ellenkező irányban egy második adagolószivattyú és egy befúvónyílás segítségével 0,10 kg di-terc.-butilperoxidnak 2,5 kg paraffinolajban készült oldatát vezettük be óránként. A keverőszakasz végén óránként újra 700 kg, 60 ,C°-ú etilént ugyancsak bevezettünk. Közvetlenül az etilén hozzáadása után a reakciókeverék hőmérséklete 170 C°-ra csökkent, majd azonnal ismét gyorsan megemelkedett. 220 m reaktorhossznál újra 26:5 C° maximális hőmérsékletet értünk el, a reakció befejeződött és a hőmérséklet a hőelve-10 15 20 25 IiO 55 40 45 50 55 60 2