182996. lajstromszámú szabadalom • Eljárás polietilén előállítására
1 182 996 2 A reaktor felső és alsó része között mutatkozó hőmérséklet-különbség azonban nem rontja a kapott polietilén-film optikai tulajdonságait. Az első reakciózónában használt polimerizációs iniciátor olyan anyag, amelynek bomlási hőmérséklete 40— 80 °C és felezési ideje 10 óra. Ilyen iniciátor például a peroxi-dikarbonsav-diizopropil-észter, peroxi-dikarbonsav-di-2-etil-hexil-észter, peroxi-pivalinsav-terc.-butil-észter, 3,5,5-trimetilhexanoil-peroxid, oktanoil-peroxid, dekanoil-peroxid, lauroil-peroxid, propionil-peroxid, peroxi-2-etil-hexánsav-terc. -butil-észter, peroxi-izovaj savtere.-butil-észter. Az első reaktor első zónájában a polimerizációs iniciátort általában az etilén 1 000 000 súlyrésznyi mennyiségére számítva 50—1000 súlyrész mennyiségben használjuk. Az első reaktor második reakciózónájában és a második reaktorban használt iniciátor bomlási hőmérséklete 70- 140°C, felezési ideje 10 óra. Ilyen iniciátor például a peroxi-2-etil-hexán sav-te re .-butil-észter, peroxi-izovaj - sav-tere.-butil-észter, peroxi-laurinsav-terc. -butil-észter, peroxi-izopropil-karbonsav-tere.-butil-észter, peroxi-ecetsav-terc.-butil-észter, peroxi-benzoesav-terc.-butil-észter, dikumil-peroxid, terc.-butil-hidrogén-peroxid, di-terc.butil-peroxid. Az első reaktor második zónájában és a második reaktorban az iniciátort általában az etilén 1 000 000 súlyrésznyi mennyiségére számítva 5—500 súlyrész mennyiségben használjuk. Az első reaktor első zónájában és az első reaktor második zónájában, illetve a második reaktorban használt polimerizációs iniciátor egyaránt lehet egy anyag vagy több iniciátor elegye. A kiindulási anyagként használt etilén tartalmazhat egy ismert láncátvivő anyagot is, általában az etilénre számítva 0,1 — 10 súly% mennyiségben. Ilyen láncátvivő anyag lehet például egy paraffin, így etán, propán, bután, pentán, hexán vagy heptán; a-olefin, így propilén, butén-1, hexén-1 vagy 3-metilpentén-1; aldehid, így formaldehid, acetaldehid vagy propion-aldehid, keton, így aceton, metil-eril-keton, dietilketon és ciklohexanon; aromás szénhidrogén, így benzol, toluol vagy xiloL Ezek bármelyike felhasználható önmagában vagy egy vagy több egyéb fenti vegyülettel kombinálva. A találmány szerinti eljárással javítható a polimerizációs iniciátor hatékonysága, és ezen felül nagy kereskedelmi értékű, kiváló optikai tulajdonságú és jól feldolgozható polietilén állítható elő. Találmányunk további részleteit a következő példákkal szemléltetjük, a korlátozás szándéka nélkül. 1. példa Az 1. ábra szerinti berendezésben láncátvivőként 0,8 térfogat% etilént tartalmazó, l,88kg/óra mennyiségű 1300kg/cm2 nyomású etánt a 9 csővezetékből a 10 és 11 bevezető csöveken keresztül az 1 első reaktor 3 első re akció zónájába táplálunk, a 10 bevezetésen 22 kg/óra és a 11 bevezetésen 44 kg/óra sebességgel. A fennmaradó, 22 kg/óra mennyiségű etilént a 12 vezetéken keresztül a második autoklávba vezetjük. Az 1 első reaktort a 18 terelőlemezzel egy 3 első reakcíózónára és egy 4 második reakciózónára osztjuk úgy, hogy az első reakciózóna és a második reakciózóna térfogataránya 1 legyen. Az első reaktor teljes térfogata megegyezik a második reaktor térfogatával. Mindegyik reaktor tartalmaz egy a reakcióelegy keverésére szolgáló keverőberendezést, amit nem mutatunk az ábrán, és amelyhez a terelőlapát kapcsolódik. Az első 3 reakciózónába polimerizációs iniciátorként a 13 és 14 bevezetéseken keresztül 33,4 g/óra sebességgel oktanoil-peroxidot táplálunk, és az etilén polimerizációját 1300kg/cm2 nyomáson, 170 °C hőmérsékleten végezzük. A 3 első reakciózónából a reakcióelegyet átvezetjük a 4 második reakciózónába, és abban 260 °C hőmérsékleten, 2,1 g/óra mennyiségű di-terc.-butil-peroxid betáplálása mellett (a 15 vezetéken keresztül) polimerizáljuk. Az elegyet az 1 első reaktor alján vezetjük ki, átvezetjük egy 6 nyomásszabályozó szelepen, és bevezetjük a 7 hőcserélőbe. A reakcióelegyet a 7 hőcserélőben lehűtjük 140 °C-ra, majd bevezetjük a 2 autokláv reaktorba. A 2 második reaktor 5 reakciózónájába polimerizációs iniciátorként a 16 és 17 csővezetékeken keresztül 3,0 g/óra sebességgel terc.-butil-peroxi-benzoátot és 1,7 g/óra di-terc.-butil-peroxidot adunk. Az iniciátort a hőkicserélőn keresztül bevezetett reakcióelegy és a 12 nyíláson keresztül betáplált új etilén elegyébe vezetjük. A polimerizálást 1200kg/cm2 nyomáson, az 5 reakciózóna felső részében 230 °C, alsó részében 260 °C hőmérsékleten végezzük. A reakcióelegyet eltávolítjuk a 2 második autoklóv reaktorból, a 8 nyomásszabályozó szeleppel dekomprimáljuk normál atmoszférikus nyomásra, és szétválasztjuk a keletkezett polietilént az el nem reagált etiléntől. Az el nem reagált etilént ismét a reakciónyomásra komprimáljuk, majd visszavezetjük a reaktorba. A keletkezett polietilén mennyisége 19,4 kg/óra és a polietilén kitermelés 22,1%. A kapott polietilén sűrűsége 0,922 g /cm3 az ASTM D-1505 szerint mérve és az olvadék index a g/10 perc az ASTM D-1238 szerint meghatározva. A polietilén film zavarossága 2,9% és fényessége 130%, az ASTM D—1003, ASTM D-523, illetve D-2103 szerint meghatározva. Amint a következő 1. összehasonlító példából látható, ezek az adatok összevethetők az ott kapott értékekkel. A polietilén feldolgozhatóságát vékony filmmé azzal a minimális rétegvastagsággal jellemezhetjük, amelyet a polietilén 160°C-os gyanta hőmérséklet melletti feldolgozásával el lehet érni. Ez a filmvastagság a jelen esetben 13 p. I. Összehasonlító példa (4 123 600. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás) Az összehasonlító kísérletet lényegében az 1. példa szerinti módon, de a 4. ábrán bemutatott reaktorban hajtottuk végre. Az eljárás a következő fő vonásokban tért el az 1. példában leírt eljárástól. A kiindulási anyagként használt etilén etán-tartalma 1,5 térfogat% volt. A 2 második autokláv reaktort a 19 terelőlapát egy 20 első reakciózónára és egy 21 második reakciózónára osztotta. A második reaktor 21 második reakciózónájában a hőcserélőn keresztül bevezetett reakcióelegyet összekevertük egy olyan reakcióeleggyel, amelyet úgy kaptunk, hogy a 22 csővezetéken keresztül 6,8 g/óra okta-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
