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Gebiet der
Erfindung
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung betreffen allgemein Katalysatorabgabe
für die
Olefinpolymerisation.
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Hintergrund
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Verfahren
zur Herstellung von Polypropylen können das Leiten eines Stroms
mit Propylenmonomeren in einen Polymerisationsreaktor einschließen, um
einen Katalysator zu kontaktieren und Polypropylen zu bilden. Es
können
jedoch Probleme auftreten, die die Katalysatoreffizienz reduzieren.
Hocheffiziente Katalysatoren können
beispielsweise eine verringerte Effizienz zeigen, wenn sie Giften
ausgesetzt werden, die in Polymerisationsreaktoren vorhanden sein
können.
Konventionelle Katalysatorträger,
wie Hexan, schützen
hochaktive Katalysatorsysteme allgemein nicht vor einer Verringerung
der Effizienz, wenn sie Giften ausgesetzt werden. Es ist daher erwünscht, ein
Transportmedium bereitzustellen, dass die Katalysatoreffizienz in
Gegenwart von Giften aufrechterhalten kann.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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In
bestimmten Ausführungsformen
schließt
ein Polymerisationsverfahren das Bereitstellen einer Katalysatoraufschlämmung mit
einem Metallocenkatalysator und einem ersten Öl, Bereitstellen eines Transportmediums,
das ein zweites Öl
einschließt,
und Kombinieren des Transportmediums und der Katalysatoraufschlämmung unter
Bildung einer Katalysatormischung ein. Das Verfahren kann ferner
das Einbringen der Katalysatormischung in einen Polymerisationsreaktor
und Kontaktieren von Olefinmonomeren mit der Katalysatormischung
einschließen,
um die Olefinmonomere zu polymerisieren und Polyolefine zu bilden.
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In
bestimmten Ausführungsformen
schließt
das Breitstellen der Katalysatoraufschlämmung das Mischen der Katalysatoraufschlämmung in
einem ersten Gefäß ein, um
den Metallocenkatalysator in dem ersten Öl suspendiert zu halten.
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In
bestimmten Ausführungsformen
schließt
das Bereitstellen der Katalysatoraufschlämmung das Leiten der Katalysatoraufschlämmung aus
einem ersten Gefäß in ein
zweites Gefäß ein, bevor
das Transportmedium und die Katalysatoraufschlämmung kombiniert werden, wobei
das zweite Gefäß einen
im Wesentlichen konischen Teil und ein Volumen aufweist, das kleiner
als das Volumen des ersten Gefäßes ist.
Das Verfahren kann ferner das Leiten der Katalysatormischung durch
mindestens ein Messgerät
einschließen,
das zum Messen einer Katalysatorzugaberate konfiguriert ist. In
anderen Ausführungsformen
schließt
das Bereitstellen der Katalysatoraufschlämmung das Überwachen der Katalysatorzugaberate
ein, indem die Katalysatoraufschlämmung in ein zweites Gefäß mit einem
Katalysatoraufschlämmungseinlass
und einem Katalysatoraufschlämmungsauslass
eingebracht wird und die Änderung
der Höhe
der Katalysatoraufschlämmung
in dem zweiten Gefäß gemessen
wird.
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In
bestimmten Ausführungsformen
schließt
die Katalysatoraufschlämmung
25 Gew.-% oder weniger der Katalysatorfeststoffe, gemischt mit dem
ersten Öl,
ein. In bestimmten Ausführungsformen
liegt die Durchflussrate des zweiten Öls zwischen 10 Gew.-% und 100
Gew.-% der Durchflussrate der Katalysatoraufschlämmung.
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In
bestimmten Ausführungsformen
bildet das Kombinieren des zweiten Öls und der Katalysatoraufschlämmung eine
Katalysatormischung, um eine Mischung mit einer niedrigeren Viskosität als der
Viskosität der
Katalysatoraufschlämmung
bereitzustellen.
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In
bestimmten Ausführungsformen
hat der Metallocenkatalysator eine Aktivität von 500 g PP/(g Kat·h) oder
mehr.
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In
bestimmten Ausführungsformen
ist der Metallocenkatalysator trägergestützt.
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In
bestimmten Ausführungsformen
schließen
das erste Öl
und das zweite Öl
Mineralöl
ein. In anderen Ausführungsformen
haben das erste Öl
und das zweite Öl
jeweils eine kinematische Viskosität von 0,63 centistokes bis
200 centistokes bei 40°C.
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In
anderen Ausführungsformen
schließt
das Polymerisationsverfahren das Bereitstellen einer Katalysatoraufschlämmung, die
einen Metallocenkatalysator und ein erstes Mineralöl mit einer
kinematischen Viskosität
von etwa 0,63 centistokes bis 200 centistokes bei 40°C einschließt, das
Bereitstellen eines Transportmediums, das ein zweites Mineralöl einschließt, das
Kombinieren des Transportmediums und der Katalysatoraufschlämmung unter
Bildung einer Katalysatormischung, das Einbringen der Katalysatormischung
in einen Polymerisationsreaktor und das Kontaktieren von Propylenmonomeren
mit der Katalysatormischung ein, um die Propylenmonomere zu polymerisieren
und Polypropylen zu bilden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 illustriert
ein System, das zur Bereitstellung einer Katalysatoraufschlämmung für einen
Polymerisationsreaktor verwendet werden kann.
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2 illustriert
eine vergrößerte Ansicht
eines speziellen Beispiels einer Molekularsiebanlage.
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3 illustriert
ein Polymerisationsverfahren, bei dem der Rückführungsstrom mit einem im Wesentlichen
reinen, "frischen" Einsatzmaterialstrom
gemischt wird, um vor der Reinigung einen Eingangsstrom zu bilden.
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4 illustriert
ein Beispiel für
ein System, das betriebsfähig
mit einem Polymerisationsgefäß verbunden
ist, um Katalysator an das Polymerisationsgefäß abzugeben.
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Detaillierte
Beschreibung
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Verschiedene
spezifische Ausführungsformen,
Versionen und Beispiele der Erfindung einschließlich bevorzugter Ausführungsformen
und Definitionen werden nun beschrieben, auf die hier zu Zwecken
des Verständnisses
der beanspruchten Erfindung zurückgegriffen
wird. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass der Schutzumfang der "Erfindung", um eine Verletzung
zu ermitteln, sich auf jeglichen oder mehrere der angefügten Ansprüche einschließlich ihrer Äquivalente
und Elemente oder Einschränkungen,
die zu den genannten äquivalent
sind, bezieht. Bezugnahmen auf spezielle "Ausführungsformen" sollen Ansprüchen entsprechen, die
diese Ausführungsformen
abdecken, jedoch nicht notwendigerweise Ansprüchen, die mehr als jene Ausführungsformen
abdecken.
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Ausführungsformen
der Erfindung schließen
ein Polymerisationsverfahren ein. Bei dem Polymerisationsverfahren
wird ein Einsatzmaterialstrom mit Olefinmonomeren durch einen Polymerisationsreaktor
geleitet, um die Olefinmonomere zu polymerisieren und Polyolefin
zu bilden. Der Einsatzmaterialstrom schließt vorzugsweise Olefinmonomere
entweder allein oder in Kombination, z.B. Mischungen, mit 2 Kohlenstoffatomen bis
zu 16 Kohlenstoffatomen pro Molekül ein. Der Einsatzmaterialstrom
kann beispielsweise Ethylen, Propylen, Buten, Penten, Hexen, Hepten
und/oder Octen einschließen.
Der Einsatzmaterialstrom schließt
insbesondere Propylenmonomere ein. In bestimmten Ausführungsformen
schließt
der Einsatzmaterialstrom Propylenmonomere in einer Menge von 85
Gew.-% bis 90 Gew.-% ein. In anderen Ausführungsformen schließt der Einsatzmaterialstrom
Propylenmonomere in einer Menge von 95 Gew.-% oder mehr ein.
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Das
Polymerisationsverfahren kann in jedem Typ von Polymerisationssystem
durchgeführt
werden, einschließlich
Lösungs-,
Gasphasen- oder Aufschlämmungsverfahren
oder Kombinationen davon, jedoch nicht auf diese begrenzt. In einem
Gasphasenpolymerisationsverfahren wird in der Regel ein kontinuierlicher Zyklus
verwendet, wobei in einem Teil des Zyklus eines Reaktors ein Zyklusgasstrom,
auch als Rückführungsstrom
oder Verwirbelungsmedium bekannt, in dem Reaktor durch die Polymerisationswärme aufgeheizt
wird. Diese Wärme
wird in einem anderen Teil des Zyklus durch ein außerhalb
des Reaktors befindliches Kühlsystem
aus der Rückführungszusammensetzung
abgeführt.
Der gasförmige
Strom, der ein oder mehrere Monomere enthält, kann kontinuierlich in
Gegenwart von Katalysator unter reaktiven Bedingungen im Kreis durch ein
Wirbelbett geführt
werden. Der gasförmige
Strom wird aus dem Wirbelbett abgezogen und in den Reaktor zurückgeführt. Gleichzeitig
wird Polymerprodukt aus dem Reaktor abgezogen und frisches Monomer
zugefügt, um
das polymerisierte Monomer zu ersetzen. Alternativ können auch
andere Typen von Gasphasenpolymerisationsverfahren verwendet werden.
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Aufschlämmungspolymerisation
beinhaltet in der Regel das Bilden einer Suspension von festem,
teilchenförmigem
Polymer in einem flüssigen
Polymerisationsmedium, dem Monomere und gegebenenfalls Wasserstoff
zusammen mit Katalysator zugefügt
werden. Die Suspension (die Verdünnungsmittel
einschließen kann)
kann intermittierend oder kontinuierlich aus dem Reaktor entfernt
werden, wobei die flüchtigen
Komponenten von dem Polymer abgetrennt und gegebenenfalls nach Destillation
in den Reaktor zurückgeführt werden
können.
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In
einer speziellen Ausführungsform
kann ein Aufschlämmungsverfahren
kontinuierlich in einem oder mehreren Schleifenreaktoren (loop reactors)
durchgeführt
werden. Der Katalysator kann als Aufschlämmung oder trockenes, rieselfähiges Pulver
regelmäßig in die
Reaktorschleife injiziert werden, die selbst mit zirkulierender
Aufschlämmung
wachsender Polymerteilchen in einem Verdünnungsmittel gefüllt sein
kann. Gegebenenfalls kann als Molekulargewichtkontrollmittel Wasserstoff
zugefügt
werden. Der Reaktor kann auf einem Druck von 27 bar bis 45 bar oder
vorzugsweise 36 bar bis 43 bar und auf einer Temperatur im Bereich
von 38°C
bis 121°C
oder vorzugsweise 60°C
bis 105°C
gehalten werden. Die Reaktionswärme
kann über
die Schleifenwand entfernt werden, da der größere Teil des Reaktors in Form
eines doppelwandigen Rohrs vorliegt. Die Aufschlämmung kann den Reaktor in regelmäßigen Intervallen
oder kontinuierlich in ein geheiztes Flash-Gefäß (Abdampfgefäß) mit niedrigem
Druck, einen Rotationstrockner und eine Stickstoffspülkolonne
in Folge verlassen, um das Verdünnungsmittel
und sämtliches
nicht-umgesetztes Monomer und nicht-umgesetzte Comonomere zu entfernen.
Das resultierende kohlenwasserstofffreie Pulver kann dann zur Verwendung
in verschiedenen Anwendungen kompoundiert werden. Alternativ können auch
andere Typen von Aufschlämmungsphasenpolymerisationsverfahren
verwendet werden.
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In
jedem der Typen der oben beschriebenen Polymerisationsverfahren
wird ein Katalysator zur Förderung
der Polymerisation verwendet. Es kommt jeder Katalysator in Frage,
der Polyolefine in einem Polymerisationsreaktor polymerisieren kann.
Hochaktive Metallocen-Katalysatorsysteme, z.B. Katalysatorsysteme
mit einer Effizienz von 500 g PP/(g Kat·h) oder mehr, können beispielsweise
verwendet werden. Der Katalysator hat vorzugsweise eine Effizienz
von 2500 g PP/(g Kat·h)
oder mehr. Besonders bevorzugt hat der Katalysator eine Effizienz
von 3500 g PP/(g Kat·h)
oder mehr und alternativ 5000 g PP/(g Kat·h) oder mehr. Brauchbare Katalysatoren
sind detailliert in US-A-6 368 999 beschrieben, auf deren Katalysatorbeschreibungen
hier Bezug genommen wird. In hier beschriebenen Verfahren beträgt die Menge
an aktivem Metallocen vorzugsweise 1,5 Gew.-% oder weniger und die
Menge an Metallalkylabfangmittel beträgt 12 Gew.-% oder weniger des
Metallocenkatalysators. Es ist gefunden worden, dass ein Katalysator
mit einer geringen Menge an aktivem Metallocen in Kombination mit
einer geringen Menge an Metallalkylabfangmittel oder ohne Metallalkylabfangmittel eine
hohe Empfindlichkeit gegen Gifte hat, was zu niedrigeren Katalysatoreffizienzen
und daher geringer Polyolefinproduktausbeute führt. Zu bestimmten hier beschriebenen
Aspekten gehört
die Bereitstellung erhöhter Katalysatoreffizienz.
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Bestimmte
Polymerisationsverfahren können
für einen
Zeitraum Ziegler-Natta-Katalysatoren verwenden, woran sich die Verwendung
von Metallocenkatalysatoren für
weitere Polymerisationen anschließen kann. Das Verfahren kann
beispielsweise das Kontaktieren von Propylenmonomeren mit einem
Ziegler-Natta-Katalysatorsystem unter Bildung von Polyolefinen einschließen. Das
Kontaktieren der Propylenmonomere mit einem Ziegler-Natta-System
kann Gifte in der Produktmischung erzeugen. Mindestens ein Teil
der Produktmischung kann zurückgeführt und
mit den Propylenmonomeren kombiniert werden, um das Ziegler-Natta-Katalysatorsystem
zu kontaktieren. Das Verfahren kann ferner das Stoppen der Einbringung
des Ziegler-Natta-Katalysators in den Polymerisationsreaktor einschließen, um
die Polymerisation zu beenden. Ein Metallocenkatalysatorsystem kann
dann in den Polymerisationsreaktor geleitet werden, um die Propylenmonomere
zu polymerisieren. Durch diese Vorgehensweise kann die Effizienz
des Metallocenkatalysators wegen der Gifte verringert werden, die
durch das Ziegler-Natta-Polymerisationsverfahren erzeugt werden.
Die Aktivität
der diesen Giften ausgesetzten Metallocenkatalysatoren kann beispielsweise
50 g PP/(g Kat·h)
oder weniger sein. Obwohl die spezifischen Gifte und Giftkonzentrationen
weit variieren können,
bezieht sich der Begriff "Gifte" hier auf Substanzen,
die die Effizienz des Katalysators herabsetzen, und schließt speziell
Alkohole (z.B. Methanol, Isopropanol und Ethanol) und Halogenanteile
(z.B. Fluoride und Organohalogenide wie Methylchlorid) ein.
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In
einer oder mehreren Ausführungsformen
wird ein Polymerisationsverfahren bereitgestellt, bei dem einem
Polymerisationsreaktor eine Katalysatoraufschlämmung zur Verfügung gestellt
wird, wobei die Katalysatoraufschlämmung Metallocenkatalysator
und ein erstes Öl
einschließt.
Geeignete Metallocenkatalysatoren werden durch die folgende Formel
wiedergegeben:
worin: M ein Metall der Gruppe
4, 5 oder 6 des Periodensystems ist, vorzugsweise Zirkonium, Hafnium
und Titan, am meisten bevorzugt Zirkonium;
R
1 und
R
2 gleich oder verschieden, vorzugsweise
gleich sind und eines von einem Wasserstoffatom, einer C
1- bis C
10-Alkylgruppe,
vorzugsweise einer C
1- bis C
3-Alkylgruppe,
einer C
1-bis
C
10-Alkoxygruppe, vorzugsweise einer C
1- bis C
3-Alkoxygruppe,
einer C
6- bis C
10-Arylgruppe,
vorzugsweise einer C
6- bis C
8-Arylgruppe,
einer C
6- bis C
10-Aryloxygruppe,
vorzugsweise einer C
6- bis C
8-Aryloxygruppe,
einer C
2- bis C
10-Alkenylgruppe,
vorzugsweise einer C
2- bis C
4-Alkenylgruppe,
einer C
7- bis C
40-Arylalkylgruppe,
vorzugsweise einer C
7- bis C
10-Arylalkylgruppe,
einer C
7- bis C
40-Alkylarylgruppe,
vorzugsweise einer C
7-bis C
12-Alkylarylgruppe,
einer C
8- bis C
40-Arylalkenylgruppe,
vorzugsweise einer C
8 bis C
12-Arylalkenylgruppe
oder einem Halogenatom, vorzugsweise Chlor sind; oder ein konjugiertes
Dien sind, das gegebenenfalls mit einem oder mehreren Kohlenwasserstoff-,
Tri(kohlenwasserstoff)silylgruppen oder Kohlenwasserstoff-, Tri(kohlenwasserstoff)silylkohlenwasserstoffgruppen
substituiert ist, wobei das Dien bis zu 30 Atome aufweist, wobei
Wasserstoff nicht gezählt wird;
R
5 und R
6 gleich oder
verschieden, vorzugsweise gleich sind, eines von einem Halogenatom,
vorzugsweise einem Fluor-, Chlor- oder Bromatom, einer C
1-C
10-Alkylgruppe,
vorzugsweise einer C
1-C
4-Alkylgruppe,
die halogeniert sein kann, einer C
6-C
10-Arylgruppe,
die halogeniert sein kann, vorzugsweise einer C
6-C
8-Arylgruppe, einer C
2-C
10-Alkenylgruppe, vorzugsweise einer C
2-C
4-Alkenylgruppe,
einer C
7-C
40-Arylalkylgruppe,
vorzugsweise einer C
7-C
10-Arylalkylgruppe,
einer C
7-C
40-Alkylarylgruppe,
vorzugsweise einer C
7-C
12-Alkylarylgruppe, einer
C
8-C
40-Arylalkenylgruppe,
vorzugsweise einer C
8-C
12-Arylalkenylgruppe,
einem -NR
2 15, -SR
15, -OR
15, -OSiR
3 15 oder -PR
2 15 Rest sind, wobei
R
15 eines von einem Halogenatom, vorzugsweise
einem Chloratom, einer C
1- bis C
10-Alkylgruppe, vorzugsweise einer C
1- bis C
3-Alkylgruppe oder
einer C
6- bis C
10-Arylgruppe,
vorzugsweise einer C
6- bis C
9-Arylgruppe
ist,
-B(R
14)-, -Al(R
14)-,
-Ge-, -Sn-, -O-, -S-, -SO-, -SO
2-, -B(R
14)-, -N(R
14)-, -CO-,
-P(R
14)- oder -P(O)(R14)- ist;
worin
R
14, R
15 und R
16 gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoffatom,
ein Halogenatom, eine verzweigte oder lineare C
1-
bis C
20-Alkylgruppe, eine C
1-
bis C
20-Fluoralkyl- oder Silaalkylgruppe,
eine C
6- bis C
30-Arylgruppe,
eine C
6- bis C
30-Fluorarylgruppe,
eine C
1- bis C
20-Alkoxygruppe,
eine C
2- bis C
20-Alkenylgruppe,
eine C
7- bis C
40-Arylalkylgruppe,
eine C
8- bis C
40-Arylalkenylgruppe,
eine C
7- bis C
40-Alkylarylgruppe
sind oder R
14 und R
15 zusammen
mit den Atomen, an die sie gebunden sind, einen cyclischen Ring
bilden;
wobei R
14, R
15 und
R
16 vorzugsweise gleich sind und ein Wasserstoffatom,
ein Halogenatom, eine C
1- bis C
4-Alkylgruppe,
eine CF
3-Gruppe, eine C
6-
bis C
8-Arylgruppe, eine C
6-
bis C
10-Fluorarylgruppe,
insbesondere eine Pentafluorphenylgruppe, eine C
1-
bis C
4-Alkoxygruppe, insbesondere eine Methoxygruppe,
eine C
2- bis C
4-Alkenylgruppe,
eine C
7- bis C
10-Arylalkylgruppe,
eine C
8- bis C
12-Arylalkenylgruppe
oder eine C
7- bis C
14-Alkylarylgruppe
sind;
oder R
7 durch die folgende Formel
wiedergegeben wird:
worin: R
17 bis
R
24 wie für R
1 und
R
2 definiert sind oder zwei oder mehr benachbarte
Reste R
17 bis R
24 einschließlich R
20 und R
21 zusammen
mit den Atomen, die sie verbinden, einen oder mehrere Ringe bilden,
wobei R
17 bis R
24 vorzugsweise
Wasserstoff sind;
M
2 Kohlenstoff, Silicium,
Germanium oder Zinn ist; die Reste R
3, R
4 und R
10 gleich
oder verschieden sind und die für
R
5 und R
6 angegebenen
Bedeutungen haben, oder zwei benachbarte R
10-Reste
unter Bildung eines Rings, vorzugsweise eines Rings, der etwa 4
bis 6 Kohlenstoffatome enthält,
miteinander verbunden sind.
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Der
Metallocenkatalysator ist vorzugsweise einer der bereits beschriebenen
hocheffizienten Metallocenkatalysatoren. Die Katalysatoraufschlämmung schließt vorzugsweise
75 Gew.-% oder mehr des ersten Öls und
25 Gew.-% oder weniger des Metallocenkatalysators ein. Die Katalysatoraufschlämmung schließt insbesondere
90 Gew.-% bis 60 Gew.-% erstes Öl
und 10 Gew.-% bis 40 Gew.-% Metallocenkatalysator ein. Das erste Öl kann Mineralöl mit einer
kinematischen Viskosität
von 0,63 centistokes (cSt) bis 200 cSt bei 40°C sein oder einschließen. Vorzugsweise
hat das Mineralöl
eine kinematische Viskosität
von 50 cSt bis 100 cSt oder 45 cSt bis 65 cSt oder 25 cSt bis 85
cSt. Das erste Öl
ist vorzugsweise paraffinisches Mineralöl oder schließt dieses
ein, wie Kaydol Weißöl, das im
Handel von Witco Corporation erhältlich
ist. Das erste Öl
kann Mineralöl in
einer Menge von mehr als 95 Gew.-% einschließen. Das erste Öl schließt insbesondere
100 Gew.-% Mineralöl
ein, d. h. das erste Öl
ist "reines" Mineralöl. Ein Schemadiagramm,
das ein Beispiel des Verfahrens illustriert, ist in 1 gezeigt.
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Das
Polymerisationsverfahren schließt
ferner vorzugsweise das Bereitstellen eines Transportmediums ein,
das ein zweites Öl
einschließt.
Es ist gefunden worden, dass das Bereitstellen des Transportmediums Katalysatorteilchenabrieb
in Verfahrenspumpen reduziert. Das zweite Öl hat vorzugsweise dieselbe
Zusammensetzung wie das erste Öl,
d. h. Mineralöl.
Das zweite Öl
hat insbesondere eine Viskosität,
die niedriger als die Viskosität
der Katalysatoraufschlämmung
ist. Das zweite Öl
hat vorzugsweise beispielsweise eine kinematische Viskosität von 0,63
cSt bis 200 cSt bei 40°C.
Ein Zweck des Transportmediums liegt im Schutz der Katalysatoreffizienz,
z.B. um die Katalysatoreffizienz im Vergleich mit Katalysatorsystemen
aufrechtzuerhalten, bei denen keine Gifte auftreten. Die Barriereeigenschaften
des Transportmediums verringern vorzugsweise die Empfindlichkeit
des hochaktiven Katalysatorsystems gegen in dem Polymerisationsverfahren
produzierte Gifte.
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1 illustriert
ein System, das zur Bereitstellung einer Katalysatoraufschlämmung für einen
Polymerisationsreaktor 100 verwendet werden kann. Um eine
homogene Katalysatoraufschlämmung
aufrechtzuerhalten, kann die Katalysatoraufschlämmung in ein erstes Gefäß 102 eingebracht
werden, um den Metallocenkatalysator in dem ersten Öl suspendiert
zu halten. Das erste Gefäß 102 schließt einen
Mischer (nicht gezeigt) ein, der konfiguriert ist, um eine gleichförmige Suspension
der Metallocen-Katalysatorteilchen in dem ersten Öl aufrechtzuerhalten.
Nach Transport von dem ersten Gefäß 102 in ein anderes
Gefäß oder einen
anderen Reaktor behält
die Katalysatoraufschlämmung
vorzugsweise die gleiche Feststoffkonzentration bei wie nach Einbringung
in das erste Gefäß 102.
Das erste Gefäß 102 kann
beispielsweise einen Mischer vom Ankertyp einschließen, z.B.
ein Element, das die Form eines Ankers aufweist, mit einer Basis,
die sich in der Nähe
der Basis des ersten Gefäßes 102 befindet.
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Das
erste Gefäß 102 kann
einen Katalysatoraufschlämmungseinlass 104,
einen Katalysatoraufschlämmungsauslass 106 und
ein Gehäuse 108 mit
einem oberen Teil und einem unteren Teil einschließen. Der
untere Teil kann in der Nähe
des Katalysatoraufschlämmungsauslasses 106 angeordnet
sein und ein proximales Ende, das dem Katalysatoraufschlämmungseinlass 104 am
Nächsten
liegt, und ein distales Ende aufweisen, das dem Katalysatoraufschlämmungsauslass 106 am
Nächsten
liegt. Bei dem Verfahren kann zu unterschiedlichen Zeiten ein verschiedener
Katalysator in den Polymerisationsreaktor 100 geleitet
werden. Das erste Gefäß 102 sollte
daher zur vollständigen
Verdrängung
der Katalysatorfeststoffe entworfen sein, z.B. Spülen. Der
untere Teil des ersten Gefäßes 102 sollte
eine Oberfläche
aufweisen, die gewinkelt ist, damit begünstigt wird, dass sich der
Katalysator in einem speziellen Bereich ansammelt. "Gewinkelt" bedeutet hier eine
Ebene größer als
0° und kleiner
als 90° von
der Horizontalen. In mindestens einer Ausführungsform ist die Oberfläche im Wesentlichen
konisch. Eine Weise zum Spülen
des ersten Gefäßes 102 besteht
in dem Leiten eines Fluids, wie des ersten Öls, durch das erste Gefäß 102,
um jegliche verbleibende Katalysatoraufschlämmung zu entfernen, bevor das
erste Gefäß 102 mit
einer anderen Katalysatoraufschlämmung
gefüllt
wird. Das proximale Ende hat daher vorzugsweise einen Umfang, der
größer als
der Umfang des distalen Endes ist, wodurch die Reinigung des ersten
Gefäßes 102 zwischen
den Polymerisationen erleichtert wird. Das erste Gefäß 102 kann
basierend auf individuellen Systemanforderungen bemessen sein. Das
Mischen der Katalysatoraufschlämmung
in dem ersten Gefäß 102 funktioniert
so, dass Katalysatorteilchenabrieb minimiert wird und höhere Katalysatorfeststoffkonzentration
als bei Systemen geliefert wird, die keine Katalysatoraufschlämmung verwenden,
die ein erstes Öl
einschließt.
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Das
erste Gefäß 102 kann
auch einen ersten Öleinlass 110 haben,
um weitere Mengen des ersten Öls aufzunehmen,
um das erste Gefäß 102 zu
spülen.
Das erste Gefäß 102 kann
zwischen den Polymerisationsversuchen gespült werden. Das erste Gefäß 102 kann
alternativ gespült
werden, bevor der in dem ersten Gefäß 102 anzuordnende
Katalysator geändert
wird. Infolge der gewinkelten Oberfläche, z.B. des im Wesentlichen
konischen Teils, führt
Spülen
des ersten Gefäßes 102 zu
verbesserter Entfernung der Katalysatoraufschlämmung aus dem ersten Gefäß 102,
verglichen mit Gefäßen ohne
einen konischen Teil.
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Bei
dem Verfahren kann ferner die Katalysatoraufschlämmung von einem ersten Gefäß 102 in
ein zweites Gefäß 112 geleitet
werden, bevor die Katalysatoraufschlämmung in das Polymerisationsgefäß 100 eingebracht
wird. Das zweite Gefäß 112 kann
einen Katalysatoraufschlämmungseinlass 114 und
einen Katalysatoraufschlämmungsauslass 116 aufweisen,
die so konfiguriert sind, dass sie die Katalysatoraufschlämmung aufnehmen
beziehungsweise abgeben. Das zweite Gefäß 112 kann zudem eine
gewinkelte Unterseite aufweisen, z.B. einen im Wesentlichen konischen
Teil, und ein Volumen, das unter dem Volumen des ersten Gefäßes 102 liegt.
Das zweite Gefäß 112 kann
zum Dosieren verwendet werden, z.B. um die Katalysatorzugaberate
in das Polymerisationsgefäß 100 zu
messen. Infolgedessen muss das Volumen des zweiten Gefäßes 112 nur
groß genug
sein, um die Katalysatoraufschlämmung
adäquat
zu dosieren und dem Polymerisationsgefäß 100 ein ausreichendes
Volumen der Katalysatoraufschlämmung
zur Verfügung
zu stellen. Alternativ kann das Dosieren in dem ersten Gefäß 102 erfolgen.
Wenn in dem ersten Gefäß 102 dosiert
wird, sollte das Volumen des ersten Gefäßes 102 ausreichend
klein sein, um eine Fluidhöhe
in dem ersten Gefäß 102 adäquat zu
bestimmen. Das Dosieren kann das Leiten der Katalysatoraufschlämmung durch
mindestens eine Durchflussüberwachungsvorrichtung
(nicht gezeigt) einschließen,
die so konfiguriert ist, dass eine Katalysatorzugaberate gemessen
wird. Die Katalysatorzugaberate kann alternativ über Zahn radpumpen (nicht gezeigt) überwacht
werden, die in der Rohrleitung angeordnet sind, die betriebsfähig mit
dem Katalysatoraufschlämmungsauslass 116 verbunden
ist. Die aus dem zweiten Gefäß 112 austretende
Katalysatoraufschlämmung
hat allgemein einen niedrigen Druck. Der Druck der Katalysatormischung
kann daher erhöht
werden, indem die Katalysatormischung durch eine oder mehrere Zahnradpumpen
geleitet wird. Ein zweites Öl
kann in die eine oder mehreren Zahnradpumpen eingebracht werden,
um Schaden an den Katalysatorteilchen von den Zahnradpumpen zu verhindern.
Eine bevorzugte "Durchflussüberwachungsvorrichtung" kann das sein, das
in der Polymerisationsreaktorindustrie üblicherweise als "Meter" bekannt ist oder
bezeichnet wird und ein Element einschließt, das so konfiguriert wird,
dass die Rate der hindurchfließenden
Katalysatoraufschlämmung
gemessen wird.
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Das
Transportmedium 118 und die Katalysatoraufschlämmung werden
in der einen oder den mehreren Zahnradpumpen kombiniert, um eine
Katalysatormischung 120 zu bilden, die nachfolgend in das
Polymerisationsgefäß 100 eingebracht
wird. Die Katalysatormischung 120 schließt vorzugsweise
25 Gew.-% bis 75 Gew.-% Katalysatoraufschlämmung und 25 Gew.-% bis 75
Gew.-% Transportmedium ein. Die Katalysatormischung 120 wird
dann in den Polymerisationsreaktor 100 eingebracht, so
dass die Propylenmonomere mit der Katalysatormischung 120 in
Kontakt gebracht werden, um die Propylenmonomere zu polymerisieren
und Polypropylen zu bilden. Die Polymerisation erfolgt im Polymerisationsgefäß 100 wie
oben beschrieben.
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Reinigung
des Einsatzmaterialstroms
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In
einer oder mehreren Ausführungsformen
wird ein Polymerisationsverfahren bereitgestellt, bei dem Olefinmonomere
mit einem trägergestützten Metallocenkatalysator kontaktiert
werden, um die Monomere zu polymerisieren und eine Produktmischung
zu bilden, die Makromere und/oder Polymere, nicht-umgesetzte oder
teilweise umgesetzte Monomere und Gifte einschließt. Die
Olefinmonomere haben vorzugsweise zwei bis sechzehn Kohlenstoffatome.
Die Olefinmonomere schließen
insbesondere Propylen, Ethylen oder Kombinationen davon ein. Die
Produktmischung kann Gifte in einer Menge von 2,5 ppm oder mehr
einschließen.
Das trägergestützte Metallocenkatalysatorsystem
ist vorzugsweise ein hocheffizientes Metallocenkatalysatorsystem
wie oben beschrieben.
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Das
Polymerisationsverfahren kann in einem System erfolgen, das ein
spezielles Katalysatorsystem für
einen Polymerisationsdurchlauf verwendet, wie ein Ziegler-Natta-Katalysatorsystem,
und danach ein anderes Katalysatorsystem für einen anderen Polymerisationsdurchlauf
verwendet, wie ein Metallocenkatalysatorsystem. Bei dem Verfahren
können
beispielsweise Propylenmonomere mit einem Ziegler-Natta-Katalysatorsystem
unter Bildung von Polypropylen in Kontakt gebracht werden, wodurch
Gifte in der Produktmischung erzeugt werden. Mindestens ein Teil
der Produktmischung kann zurückgeführt und
mit Monomeren kombiniert werden, um in Kontakt mit dem Ziegler-Natta-Katalysatorsystem
zu kommen. Das Verfahren kann ferner das Stoppen des Flusses des
Ziegler-Natta-Katalysators
in den Polymerisationsreaktor einschließen, um die auf jenem speziellen
Katalysatorsystem basierende Polymerisation zu beenden. Ein Metallocenkatalysatorsystem kann
dann in den Polymerisationsreaktor eingebracht werden, um die Monomere
zu polymerisieren. "Gifte", wie Organohalogenide
und Alkohole, die durch die Ziegler-Natta-Katalysatoren produziert
worden sind, sind jedoch noch vorhanden und können die Effizienz des Metallocenkatalysatorsystems
reduzieren. Die Gifte einschließende
Produktmischung kann dann mit den "frischen" Propylenmonomeren kombiniert werden,
um den Polymerisationsreaktor zu passieren und in Kontakt mit dem
Metallocenkatalysatorsystem zu kommen. Der frische Propyleneinsatzmaterialstrom
kann eine geringe Menge Verunreinigungen einschließen, die
auch als Gifte wirken können.
Polymerisationskatalysatoren mit hoher Effizienz und daher hoher
Ausbeute sind besonders empfindlich gegenüber Giften, die aus einer geringen
Menge Metallalkylabfangmittel resultieren, das in dem Katalysator
vorhanden ist. Die Giftkonzentration sollte daher reduziert werden,
bevor Monomere durch ein Polymerisationsverfahren geleitet werden.
Das Verfahren kann ferner das Entfernen eines Teils der Produktmischung
und Leiten derselben durch eine Entfernungsvorrichtung einschließen, die
Zeolithteilchen auf einem Maschensieb einschließt, wobei die Zeolithteilchen
eine Porengröße von 6 Å bis 16 Å haben,
wodurch der Durchgang von Molekülen
mit einer Größe von mehr
als 16 Å verhindert
wird. Durch diese Vorgehensweise wird mindestens ein Teil der Gifte
von der Produktmischung in die Zeolithteilchen überführt, wodurch ein gereinigter
Monomerstrom mit Giften in einer Menge von 1 ppm oder weniger geliefert
wird. Der gereinigte Monomerstrom weist insbesondere Gifte in einer
Menge von 0,5 ppm oder weniger auf.
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Die
Entfernungsvorrichtung (die nachfolgend detaillierter erläutert wird)
schließt
vorzugsweise Molekularsiebteilchen mit einer durchschnittlichen
Porengröße von 6 Å bis 16 Å ein. Der
Begriff "Molekularsieb" bedeutet hier eine
Struktur mit einer hohen Oberfläche,
um den Durchgang spezieller Moleküle durch diese hindurch zu
verhindern, wie Moleküle
mit einem kritischen Durchmesser bis zu 10 Å. Die Molekularsiebeinheit kann
beispielsweise Molekularsieb vom Typ X einschließen. Zeolith vom Strukturtyp
X ist durch die folgende Formel I charakterisiert: Formel I : (0,9 ± 0,2)M2/nO
: Al2O3(2,5 ± 0,5)SiO2 : y H2O wobei M für mindestens
ein Kation mit einer Wertigkeit von nicht mehr als 3 steht, n für die Wertigkeit
von M steht und y in Abhängigkeit
von der Identität
von M und dem Hydratisierungsgrad des Kristalls ein Wert bis zu 8
ist. Das Kation M kann eines oder mehrere von einer Reihe von Kationen
sein, wie Wasserstoffkation, Alkalimetallkation oder Erdalkalimetallkation
oder andere gewählte
Kationen und wird allgemein als austauschbare Stelle bezeichnet.
Der Zeolith vom Typ X kann in dem Basismaterial in Konzentrationen
vorliegen, die allgemein im Bereich von 75 Gew.-% bis 90 Gew.-%
des Basismaterials liegen, bezogen auf eine von flüchtigen Bestandteilen
freie Zusammensetzung. Das restliche Material in dem Basismaterial
umfasst vorzugsweise amorphes Siliciumdioxid oder Aluminiumoxid
oder beide, die in inniger Mischung mit dem Zeolithmaterial vorhanden
sind.
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Die
Molekularsiebeinheit schließt
insbesondere ein 13X Molekularsieb ein, das im Handel von UOP, Des
Plaines, Illinois, USA, erhältlich
ist. Das UOP 13X Molekularsieb hat eine durchschnittliche Porengröße von 10 Å, die ihm
die Adsorption von Molekülen
mit einem kritischen Durchmesser kleiner als 10 Å ermöglicht.
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Das
Kontaktieren eines Eingangsstroms mit der hier beschriebenen Entfernungsvorrichtung
führt vorzugsweise
zu einem gereinigten Ausgangsstrom mit Giften in einer Menge von
1 ppm oder weniger. In bestimmten Ausführungsformen enthält der Eingangsstrom
Gifte in einer Menge von 2,5 ppm oder mehr, und in bestimmten anderen
Ausführungsformen
enthält
der Eingangsstrom Gifte in einer Menge von 5 ppm oder mehr, z.B.
bis zu 10 ppm oder mehr Giftgehalt. Infolge des niedrigen Gehalts
an Giften, der in dem Ausgangsstrom vorhanden ist, zeigte der Metallocenkatalysator
eine Effizienz von mehr als 3500 g PP/(g Kat·h) und alternativ eine Effizienz
von mehr als 5000 g PP/(g Kat·h).
In bestimmten Ausführungsformen
ist der Eingangsstrom der Rückführungsstrom
vor Kombinieren mit dem Frischeinsatzmaterialstrom, wobei der Ausgangsstrom in
diesem Fall dem Frischeinsatzmaterialstrom zugefügt wird. Der Eingangsstrom
ist vorzugsweise jedoch eine Kombination aus dem Rückführungsstrom
und dem Frischeinsatzmaterialstrom.
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2 illustriert
eine Querschnittansicht einer Ausführungsform einer Entfernungsvorrichtung 200,
die mit Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung brauchbar ist. Zu der Entfernungsvorrichtung 200 gehört eine
Schale 202, in der mindestens ein erstes Trägerelement 204 angeordnet
ist. Das erste Trägerelement 204 schließt eine
Anzahl von Perforationen (z.B. Löcher)
ein, damit ein Monomerstrom durch das erste Trägerelement 204 fließen kann.
Das erste Trägerelement 204 ist
vorzugsweise zwischen dem Einsatzmaterialeinlass 203 und
dem Einsatzmaterialauslass 205 der Entfernungsvorrichtung 200 angeordnet
und kommt in Kontakt mit einem ersten Teil der Molekularsiebteilchen 206,
die an einer Seite des ersten Trägerelements 204 angeordnet
sind, die dem Einsatzmaterialauslass 205 am Nächsten liegt.
Das erste Trägerelement 204 kann
ein oder mehrere darauf angeordnete Siebe 210 einschließen, um
den ersten Teil der Molekularsiebteilchen 206 weiter zu
trennen und zu halten. Maschensieb 210 kann eine Teilchengröße von 8 × 12 mesh
oder weniger haben. Der erste Teil der Molekularsiebteilchen hat
vorzugsweise eine Größe von 8 × 12 mesh
oder mehr. Die Schale 202 kann ferner ein Sieb 210 einschließen, das über dem
ersten Teil 206 angeordnet ist, um den ersten Teil 206 von
einem zweiten Teil 208 der Molekularsiebteilchen zu trennen.
Das Sieb 210 kann eine Teilchengröße von 4 × 8 mesh oder weniger haben,
und der zweite Teil der Molekularsiebteilchen hat vorzugsweise eine
Teilchengröße von größer als
oder gleich 4 × 8
mesh. Die Molekularsiebteilchen 212 sind vorzugsweise nicht
gebrochen. Die Entfernungsvorrichtung 200 kann auch ein
Sieb 214 einschließen,
das bereitgestellt wird, um die Menge an Molekularsiebteilchen zu
begrenzen, die durch den Einsatzmaterialauslass 205 aus
der Entfernungsvorrichtung 200 herausfließen.
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3 illustriert
ein Polymerisationsverfahren, bei dem der Rückführungsstrom mit einem "frischen" Einsatzmaterialstrom
gemischt wird, z.B. einem Monomerstrom, der keiner Polymerisation
in dem Polymerisationsgefäß 100 unterzogen
worden ist, um vor der Reinigung einen Eingangsstrom zu bilden.
Bei dem Verfahren wird der Eingangsstrom, z.B. ein erster Monomerstrom 300,
mit einer oder mehreren Entfernungsvorrichtungen 302 in
Kontakt gebracht, um einen zweiten Monomerstrom 304 zu
bilden. Bei dem Verfahren wird ferner der zweite Monomerstrom 304 mit
einem Metallocenkatalysatorsystem in einem Polymerisationsgefäß 306 kontaktiert,
um das Propylen zu polymerisieren, um in einem dritten Strom 308 Polyolefine
zu produzieren. Der erste Monomerstrom 300 schließt vorzugsweise
Ethylen, Propylen und höhere α-Olefinmonomere
mit vier bis sechzehn Kohlenstoffatomen ein. Der erste Monomerstrom 300 schließt insbesondere
Propylen ein. Der erste Monomerstrom 300 schließt spezieller
vorzugsweise frisches Propylen ein. Der erste Monomerstrom 300 fließt vorzugsweise
mit einer Durchflussrate von 3700 kg/h bis 56000 kg/h zu Entfernungsvorrichtung 302.
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Zusätzlich zu
dem Einschluss von frischem Propylen kann der erste Monomerstrom 300 Gifte
einschließen,
die die Effizienz des Metallocenkatalysatorsystems reduzieren. Es
ist bevorzugt, dass diese Verunreinigungen weniger als 1 ppm der
Mischung ausmachen, die in das Polymerisationsgefäß 306 eintritt,
z.B. der "Eingangsstrom".
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Der
erste Monomerstrom 300 strömt daher durch die Entfernungsvorrichtung 302,
um mindestens einen Teil der Gifte vor der anschließenden Polymerisation
aus dem Propylen zu entfernen.
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Infolge
des Leitens durch die eine oder mehreren Entfernungsvorrichtungen 302 hat
der zweite Monomerstrom 304 eine herabgesetzte Giftkonzentration,
verglichen mit dem ersten Monomerstrom 300. Der zweite Monomerstrom 304 weist
vorzugsweise 1 ppm oder weniger Gifte auf. Der zweite Monomerstrom 304 schließt insbesondere
weniger als 0,5 ppm Gifte ein.
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Das
Polymerisationsverfahren schließt
ferner das Kontaktieren des zweiten Monomerstroms 304 mit einem
Metallocenkatalysatorsystem ein, um in einem dritten Strom 308 Polyolefine
zu produzieren. Der zweite Monomerstrom 304 tritt vorzugsweise
mit einer Durchflussrate von 3700 kg/h bis 56000 kg/h in den Reaktor 306 ein.
Der dritte Strom 308 verlässt den Reaktor 306 vorzugsweise
mit einer Durchflussrate von 3700 kg/h bis 56000 kg/h.
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Das
Polymerisationsverfahren kann ferner das Abtrennen nicht-polymerisierter
Monomere von dem dritten Strom 308 einschließen, um
einen vierten Monomerstrom 310, z.B. einen Rückführungsstrom,
und einen Polyolefinstrom 312 zu bilden. Der Polyolefinstrom 312 kann
von dem vierten Monomerstrom 310 durch einen Abscheider 314 oder
jedes andere Verfahren getrennt werden, das in der Technik zum Trennen nicht-umgesetzter
Olefinmonomere von gebildeten Polyolefinen bekannt ist. Der vierte
Monomerstrom 310 schließt nicht-polymerisierte Monomere
plus andere inerte Flüssigkeiten
und Gase ein. Der vierte Monomerstrom 310 schließt zudem
Gifte ein, die in einer Menge von 5 ppm oder mehr vorhanden sein
können.
Der vierte Monomerstrom 310 hat vorzugsweise eine Durchflussrate
von 7 klb/h bis 105 klb/h. Der vierte Monomerstrom 310 kann
anschließend
mit dem ersten Monomerstrom 300 kombiniert werden, um einen
gemischten Monomerstrom 316 zu bilden. Der erste Monomerstrom 300 und
der vierte Monomerstrom 310 können in einer Menge kombiniert
werden, die durch individuelle Systemanforderungen bestimmt wird.
Der erste Monomerstrom 300 und der vierte Monomerstrom 310 werden
vorzugsweise in gleichen Mengen kombiniert. Der gemischte Monomerstrom 316 kann
bei Kombinieren in gleichen Mengen Gifte in einer Menge von 2,5
ppm oder mehr einschließen.
Alternativ kann der vierte Monomerstrom 310 direkt die
eine oder mehreren Molekularsiebeinheiten 302 kontaktieren.
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Katalysatorabgabe
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Bestimmte
Ausführungsformen
schließen
das Bereitstellen einer Rohrleitung 400 ein, die betriebsfähig mit
einem Polymerisationsgefäß 404 verbunden
ist, um Katalysator an das Polymerisationsgefäß 404 abzugeben, wie
in 4 gezeigt ist. Ein Katalysator kann über einen
Katalysatoreinlass 402 in die Rohrleitung 400 eingebracht
werden. Der Katalysatoreinlass 402 kann eine Rohrleitung
mit einem Einlass 418 und einem Auslass 420 sein,
wobei der Auslass innerhalb der Rohrleitung 400 angeordnet
ist. Der Katalysator ist allgemein in einer flüssigen Phase suspendiert. Der
Katalysator kann alternativ in Form von rieselfähigem Pulver vorliegen. Das
rieselfähige
Pulver kann durch ein Inertgas durch die Rohrleitung geleitet/transportiert
werden. Der Begriff "Rohrleitung" bezieht sich hier
auf jedes Rohrmaterial usw., das so konfiguriert ist, um einen Katalysator hindurchzuleiten.
Die Rohrleitung 400 ist wünschenswerterweise ein Rohr
mit einem Durchmesser von 0,0120 m bis 0,00635 m. Der Katalysator
kann ein Metallocensystem oder ein Ziegler-Natta-System oder jeden
anderen Katalysator einschließen,
der Olefine polymerisieren kann. Bei Verwendung eines Metallocenkatalysators kann
bei dem Verfahren ein Träger,
wie ein inertes Fluid, mit dem Metallocenkatalysator kombiniert
werden, bevor der Metallocenkatalysator in das Polymerisationsgefäß 404 eingebracht
wird, um den Metallocenkatalysator durch die Rohrleitung 400 zu
transportieren. Das inerte Fluid kann ein Öl mit einer kinematischen Viskosität von 0,63
cSt bis 200 cSt bei 40°C
sein. Bei Verwendung eines Ziegler-Natta-Katalysatorsystems kann
das Verfahren das Kombinieren von flüssigem Lösungsmittel, wie Hexan, mit
dem Ziegler-Natta-Katalysator vor Einbringung des Ziegler-Natta-Katalysators
in das Polymerisationsgefäß 404 einschließen.
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Die
Rohrleitung 400 hat zudem vorzugsweise einen ersten Monomerstromeinlass 406.
Ein erster Monomerstrom 409, der Propylenmonomere einschließt, kann über den
ersten Monomerstromeinlass 406 in die Rohrleitung 400 eingebracht
werden, um nach Monomerkontakt mit dem Katalysator einen gemischten
Katalysatorstrom (eine Mischung aus Katalysator und Monomeren) bereitzustellen,
z.B. wenn der Katalysator in den ersten Monomerstrom 418 injiziert
wird. Das Monomer ist vorzugsweise dasselbe Monomer wie das Monomer,
das in dem Polymerisationsgefäß 404 polymerisiert
wird. Das Monomer ist beispielsweise vorzugsweise Propylen. Der
gemischte Katalysatorstrom wirkt so, dass die Geschwindigkeit des
in das Polymerisationsgefäß 404 eintretenden
Katalysators erhöht wird.
Der erste Monomerstromeinlass 406 kann eine erste Rohrleitung 407 mit
einem ersten Monomerventil 408 einschließen. Das
erste Monomerventil 408 arbeitet so, dass ein gemischter
Katalysatorstrom mit einer ausreichenden Geschwindigkeit geliefert
wird, um Verstopfen der Rohrleitung 400 während der
Polymerisationsverfahren zu verhindern. Die Geschwindigkeit des
gemischten Katalysatorstroms hängt
von individuellen Systemanforderungen ab, wie dem Rohrleitungsdurchmesser.
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Während eines
typischen Polymerisationsbetriebs kann die Rohrleitung 400 verstopfen,
z.B. Stoppen des Katalysatorflusses durch die Rohrleitung 400 in
mindestens einem Teil der Rohrleitung 400. Verstopfen kann
aus Polymerisation in der Rohrleitung 400 nach Katalysatorkontakt
mit dem Monomer resultieren, das zum Transport des Katalysators
in den Reaktor 404 verwendet worden ist. Infolgedessen
muss möglicherweise
mindestens ein Teil der Rohrleitung 400 gewartet werden,
um die Verstopfung zu entfernen. Das vollständige Ersetzen der Rohrleitung 400 kann
das Beenden des Polymerisationsverfahrens erfordern, während die Rohrleitung 400 ersetzt
wird. Es ist erwünscht,
dass die Polymerisation weiterläuft,
während
die Rohrleitung 400 gewartet wird, z.B. kann der Fluss
des die Rohrleitung 400 passierenden Katalysators beendet
werden, während
die Polymerisation aufrechterhalten wird. Obwohl Polymerisationsgefäße ein alternatives
Katalysatorinjektionssystem 422 einschließen können, haben
viele Gefäße nicht
die Möglichkeit,
das Fließen
des Polymers in die Rohrleitung zu verhindern, die gewartet wird.
Die Rohrleitung 400 kann daher einen ersten Teil 424 einschließen, der
bei mindestens partiellem Verstopfen entfernt werden kann, oder
zu beliebiger anderer Zeit, wenn das System gewartet werden muss.
Um zu bestimmen, wann die Rohrleitung 400 ersetzt werden
muss, z.B. nach Verstopfen, kann das Verfahren das Überwachen
der Rohrleitung 400 einschließen, um Verstopfen zu identifizieren.
Das Schließen
eines ersten Katalysatorventils 410 und des ersten Monomerventils 408 kann den
Fluss stoppen. Nach Stoppen des Flusses des Katalysators durch die
Rohrleitung 400 kann ein zweiter Monomerstrom 419 in
die Rohrleitung 426 durch einen zweiten Monomerstromeinlass 412 eingebracht
werden, der sich stromabwärts
von dem ersten Monomerstromeinlass 406 befindet, und in
das Polymerisationsgefäß 404 geleitet
werden. Der zweite Monomerstrom 419 fließt während der
Reparatur/des Ersetzens des verstopften Rohrleitungsteils in das
Polymerisationsgefäß 404.
Der zweite Monomereinlass 412 kann eine zweite Rohrleitung 413 mit
einem zweiten Monomerventil 414 einschließen. Alternativ
kann der zweite Monomerstrom 419 durch eine zweite Rohrleitung 426 in
das Polymerisationsgefäß 404 fließen, statt
durch einen Teil der verstopften Rohrleitung 400 zu fließen. Der
zweite Monomerstrom 419 kann mit einer Geschwindigkeit, die
im Wesentlichen der Geschwindigkeit des ersten Monomerstroms 409 entspricht,
in die Rohrleitung 426 fließen. Der zweite Monomerstrom 419 kann
beispielsweise eine Geschwindigkeit haben, die 50% bis 150 der Geschwindigkeit
des ersten Monomerstroms beträgt.
Der zweite Monomerstrom 419 kann vorzugsweise eine Geschwindigkeit
haben, die 80% bis 120% der Geschwindigkeit des ersten Monomerstroms
beträgt.
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Der
Abschnitt der Rohrleitung 400, der verstopft ist, oder
jeder andere Abschnitt, der entfernt/ersetzt werden soll, wird dann
entfernt (oder der Fluss in eine zweite Rohrleitung umgeleitet)
und der entfernte Abschnitt der Rohrleitung 400 durch einen
anderen Rohrleitungsabschnitt ersetzt. Die Rohrleitung 400 kann
ein erstes Katalysatorventil 410 und ein zweites Katalysatorventil 416 einschließen, wobei
das erste Katalysatorventil 410 in dem ersten Abschnitt 424 angeordnet
ist, um den Katalysatorfluss zu regulieren, und das zweite Katalysatorventil 416 in
einem zweiten Abschnitt 426 zwischen dem ersten Monomerstromeinlass 406 und dem
zweiten Monomerstromeinlass 412 angeordnet ist. Das erste
Ventil 410 und das zweite Ventil 416 können mehr
als ein Ventil einschließen,
und der erste Abschnitt 424 und ein Flansch 428 können den
zweiten Abschnitt 426 mit dem ersten Abschnitt 424 verbinden.
Der Flansch 428 sorgt für
leichte Entfernung jeglichen Abschnitts, um die Wartung durchzuführen. Das
zweite Katalysatorventil 416 ist so konfiguriert, dass
es einen Rückdruck
hält, um
den Fluss der polymerisierbaren Propylenmonomere in die Rohrleitung 400 aus
dem Polymerisationsgefäß 404 zu
verhindern. Das zweite Katalysatorventil 416 ist ein dicht
schließendes
Hochdruckventil. Der Ventildruck hängt von individuellen Reaktordrücken ab.
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Der
entfernte Abschnitt kann der Abschnitt der Rohrleitung 400 zwischen
dem ersten Katalysatorventil 410 und dem zweiten Katalysatorventil 416 sein.
Der entfernte Abschnitt kann alternativ der erste Abschnitt 424 sein,
z.B. der Rohrleitungsabschnitt, der den Katalysatoreinlass 418 bis
zu dem Flansch 428 einschließt. Die Rohrleitung 400 schließt vorzugsweise
mehrere Abschnitte ein, wie einen Abschnitt zwischen dem ersten Katalysatorventil 410 und
dem zweiten Katalysatorventil 416, um sich der Entfernung
nur eines Abschnitts der Rohrleitung 400 anzupassen. Die
mehreren Abschnitte können
nach in der Technik bekannten Verfahren zum Verbinden der mehreren
Abschnitte verbunden sein, beispielsweise Gewinde oder Flansche.
Der entfernte Abschnitt kann dann zur erneuten Verwendung wieder
hergerichtet werden. Während
der Wartung kann weiterer Katalysator über eine zweite Rohrleitung 422 in
den Reaktor 404 fließen.
Die zweite Rohrleitung 422 ist der Rohrleitung 400 im
Wesentlichen ähnlich.
In Abwesenheit einer betriebsfähigen
zweiten Rohrleitung 422 liefert die entfernbare Rohrleitung 400 minimalen
Produktionsstopp infolge des fortgesetzten Monomerflusses in den Reaktor 404.
Nachdem der verunreinigte Abschnitt der Rohrleitung 400 ersetzt
worden ist, wird der Katalysatorfluss wieder in die Rohrleitung 400 geleitet
und der Fluss des zweiten Monomerstroms 419 kann beendet werden.
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Die
vorhergehenden Verfahren können
entweder allein oder in Kombination zu einer herabgesetzten Wirkung
von Giften auf Metallocenkatalysatorsysteme führen. Infolgedessen zeigen
die Metallocenkatalysatorsysteme erhöhte Effizienz.
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Da
nun diese Erfindung vollständig
beschrieben worden ist, werden Fachleute erkennen, dass die Erfindung
in einem weiten Bereich von Parametern innerhalb des beanspruchten
Bereichs durchgeführt
werden kann, ohne von dem Geist und dem Schutzumfang der Erfindung
abzuweichen. Soweit anwendbar, sind alle Patente, Patentanmeldungen
und Veröffentlichungen,
die hier zitiert sind, einschließlich jener, auf die für die Priorität Bezug
genommen wurde, durch Bezugnahme mit eingeschlossen.
