185489. lajstromszámú szabadalom • Eljárás etilén polimerizálására alkalmas javított katalizátor kompozíció előállítására
1 ] 85 <89 2 osztott ágytömeg. így tehát a nyomásesés a reaktor geometriájának függvénye. A kiegészítő gázáramot ugyanolyan sebességgel vezetjük be az ágyba, mint amilyen sebességgel a szemcsés polimerterméket eltávolítjuk. A .kiegészítő gáz összetételét az (5) gázelemző segítségével határozzuk meg az ágy felett. A gázelemző meghatározza a recirkulaltatott gáz összetételéi, és a reakciózónában a lényegében állandó gázösszetétel fenntartása végett a kiegészítő gázáram összetételét ennek megfelelően szabályozzuk. A teljes fluidizáció biztosítása céljából a recirkuláltatott gázt és kívánt esetben a kiegészítő gáz egy részét a (6) recirkulációs vonalon keresztül az ágy alatti (7) pontban visszavezetjük a reaktorba. Ennél a visszavezetési pontnál helyezkedik el a (8) elosztólemez, amely elősegíti az ágyban a fluidizációt. A gázáramnak a fluidágyban el nem reagált része alkotja a recirkulációs gázt, amelyet eltávolítunk a reakciózónából. Ez eltávolítást előnyösen úgy végezzük el, hogy a gázt átáramoltatjuk a (3) sebességcsökkentő zónán (az ágy felett), ahol a gázáram által elragadott szemcséknek lehetőségük van az ágyba való visszahullásra. Ezt követően a recirkulációs gázt a (9) kompresszorban összesűrítjük, majd átvezetjük a (10) hőcserélőn, ahol az ágyba való visszavezetése előtt elvonjuk belőle a reakcióhőt. Az ágy hőmérsékletét stacioner feltételek mellett lényegében állandó értéken tartjuk oly módon, hogy a reakcióhőt folyamatosan vonjuk el. Az ágy felső részében nem tapasztalható jelentősebb hőmérsékletgradiens. Hőmérsékletgradiens az ágy alsó, mintegy 15—30 cm-es rétegében van, a belépő gáz hőmérséklete és az ágyhőinérséklct között. A recirkulációs áramot a (7) pontban vezetjük a reaktorhoz, illetve a (8) elosztólemeznél a fluidágyba. A (9) kompresszor a (10) hőcserélő leszálló ágában is elhelyezhető. A reaktor működésében fontos szerepet tölt be a (8) elosztólemez. A fluidágy növekvő és kialakult polimerszemcséket, valamint katalizátorszemcséket tartalmaz. A polimerszemcsék forrók és aktívak, ezért meg kel! előznünk azok leülepedését, mivel ha megengedjük, hogy nyugvó tömeg alakuljon ki, az abban levő aktív katalizátor tovább reagálhatna és összeolvadást idézhetne elő. Ezért igen fontos az ágy teljes hosszában a fluidizáció fenntartásához elegendő sebességű gázáramot biztosítani. Ezt a célt szolgálja a (8) elosztólemez, amely lehet rács, hasítékolt lemez, perforált lemez, buboréksapkával ellátott lemez vagy hasonló. A lemez elemei lehetnek rögzítettek vagy mobil típusúak is. Utóbbiakat (mobil típusú lemezek) a 3 298 792 sz. Amerikai Egyesült Államokbeli szabadalmi leírásban ismertetik. Bármilyen típusú is az elosztólemez, biztosítania kell a recirkuláltatott gáznak_ a szemcséken keresztül való átáramoltatását abból a célból, hogy az ágyat fluidizált állapotban tartsa, és hogy a reaktor üzemen kívüli állapotában a gyantaszemcsék nyugvó tömegét hordozza. A lemez mobil elemei felhasználhatók a lemezen elakadt polimer szemcsék eltávolítására is. A találmány szerint a polimerizációs reakcióban láncátvivő szerként hidrogént használunk. A gázáramban 1 mól monomerre mintegy 0,1-2,0 mól hidrogént alkal mázunk. A gázáramban szintén jelen lehet bármilyen, a katali zátorral és a reagensekkel szemben közömbös gáz. Az ak tivátor vegyületet előnyösen a (10) hőcserélő leszálló ágában adjuk hozzá a reakciórendszerhez. így az aktivátor-vegyületet a (11) adagolóból a (12) vezetéken át vezethetjük be a gáz visszaáramoltató rendszerbe. Hidrogénnel kombinálva a találmány szerinti kezelt katalizátorok mellett Zn(Ra) (R^) általános képietű vegyületeket is használhatunk — amelyek képletében Ra és Ru azonos vagy eltérő lehet, és jelentésük 1-14 szénatomos alifás vagy aromás szénhidrogéncsoport -, amelyek molekulasúly-szabályozókként vagy láncátvivő szerekként szolgálnak, vagyis növelik az előállított polimerek olvadási indexét. A reaktorban levő gázáramban 1 mól titánvegyületre számítva mintegy 0-100 mól, előnyösen mintegy 20-30 mól cinkvegyületet használunk. A cinkvegyületet előnyösen szénhidrogén-oldószerrel készült híg oldata (mintegy 2-30 súlyszázalékos oldat) vagy a szilárd hígítóanyagon adszorbeált réteg formájában - például szilikagélen adszorbeált, 10-50 súlyszázalékos készítményként visszük be a reaktorba. Ezek a készítmények hajlamosak az öngyulladásra. A cinkvegyületet önmagában vagy további, a reaktorba bevezetendő aktivátor-vegyülettel kiegészítve adagoljuk be a reaktorba. Az adagolást egy, az ábrán nem jelzett adagolóból hajtjuk végre, amelyet a (11) adagoló mellett helyezünk el. Azért, hogy ne következhessék be a szintereződés, a fluidágyas reaktort a polimerszemcsék szintereződési hőmérséklete alatt kell üzemeltetnünk. Magas olvadási indexű és alacsony olvadási folyási arányú nagy sűrűségű polimerek előállítása végett a reaktort előnyösen mintegy 90—115 °C-on üzemeltetjük. Mint már említettük, a találmány szerinti bór-halogenides kezelés után a polimerizációs folyamatban alkalmazott katalizátorok stabilabbakká válnak, ha azokat 90 °C-ot meghaladó hőmérsékletnek vetjük alá, és a katalizátorok nagyobb termelékenységgel és kisebb járulékos etilén-hidrogéneződés mellett képesek polimerek előállítására, mint ha kezeletlen katalizátort alkalmaznánk. A fluidágyas reaktort legfeljebb 6897 kPa, előnyösen 689,7-2069,1 kPa nyomáson üzemeltetjük. Ebben a nyomástartományban a magasabb nyomás a hőátadásnak kedvez, minthogy a nyomásnövelés a gáz hőkapacitását növeli. A részlegesen aktivált vagy egyáltalán nem aktivált prekurzor-készítményt felhasználódási sebességével megegyező sebességgel injektáljuk be az ágyba a (8) elosztólemez felett levő (13) pontban. A prekurzor-készítményt az ágyba előnyösen egy olyan pontban injektáljuk be, ahol a polimerszemcsék keveredése jó. A találmány szerinti megoldás fontos jellemzője az, hogy a prekurzorkészítményt az elosztólemez felett elhelyezkedő pontban injektáljuk be. Minthogy az ilyen prekurzor-készítményből kialakított katalizátor igen aktív, a prekurzorkészítménynek az elosztólemezek alatt való injektálása a polimerizáció beindulását idézhetné elő, ami gyakran az elosztólemez eltömődéséhez vezetne. Ehelyett a mozgó ágyba való injektálás elősegíti a katalizátor eloszlását az ágyban és kizárja a „forró pontok” kialakulását eredményező nagy katalizátor-koncentrációjú helyek kialakulását. A prekurzor-készítménynek az ágy feletti pontban való injektálása azt eredményezheti, hogy jelentős mennyiségű katalizátor jut át a recirkulációs vonalba, ahol polimerizáció indulhat be, ami a vezeték és a hőcserélő esetleges eltömődéséhez vezethet. A részlegesen aktivált vagy egyáltalán nem aktivált prekurzor-készítménynek az ágyba való beviteléhez valaI 5 10 * 5 20 25 30 35 40 45 50 55 50 65 6
