СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КОМПОНЕНТОВ В РЕАКТОРЕ ДЛЯ МНОГОМОДАЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ В ОНЛАЙНОВОМ РЕЖИМЕ Российский патент 2009 года по МПК C08F2/00 C08F4/64 C08F4/6592 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к области управления реактором при получении полимеров на основе олефинов, содержащих один или большее количество мономеров. Точнее, настоящее изобретение относится к прогнозированию в онлайновом режиме и регулированию содержания в реакторе компонентов (т.е. массового содержания конкретного компонента смолы) многомодальной смолы, получаемой с помощью нескольких катализаторов в реакторах полимеризации (например, в одностадийном газофазном реакторе). Регулирование содержания компонентов является основополагающим для управления характеристиками смолы и важным для поддержания характеристик продукта. Способ, предлагаемый в настоящем изобретении, основан на математических соотношениях, полученных с помощью кинетических моделей и моделей материального баланса, а не на непосредственных измерениях содержания компонентов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Характеристики бимодальных полимерных систем, т.е. полимерных продуктов, которые образуются с помощью более одной каталитической системы, зависят от распределения молекулярных частиц. Если для получения полимерного продукта используют более одного катализатора и один или большее количество мономеров (например, если продукт является смесью различных гомополимеров и/или сополимеров и тройных сополимеров), то для воспроизводимости получения продуктов необходимо точное регулирование множества реакций полимеризации, протекающих в реакторе. Реактор обычно регулируют на основании периодически проводимого анализа продукта реакции. Например, при получении бимодальных смол это чаще всего выполняют путем анализа полимерного продукта, проводимого в определенный момент времени после получения вещества. Однако эта практика характеризуется тем недостатком, что при таком исследовании определяется кумулятивное содержание компонентов в реакторе, т.е. усредненное по времени содержание для продукта, полученного в виде, соответствующем образцу, взятому из реактора. Кроме того, для получения реальных данных по содержанию компонентов анализ можно проводить с помощью разных аналитических методик, например ГПХ или ЭКХ (гель-проникающая хроматография или эксклюзионная хроматография для определения молярной массы или молекулярной массы), и полученные с их помощью результаты сильно зависят от отбора образца смолы, подготовки образца, формирования данных и обработки данных для получения оценки содержания каждого полимера в продукте (например, зависимости, полученные с помощью ЭКХ, необходимо разложить на компоненты и оценить отдельные молекулярно-массовые распределения). Поскольку время, необходимое для определения содержания компонентов в реакторе по этим методикам, может достигать нескольких часов (от момента проведения полимеризации до определения содержания компонентов), данные могут быть малополезными или совсем бесполезными даже если отбор образцов, измерения и интерпретация данных являются точными и правильными. Кроме того, исследование с помощью ЭКХ (эксклюзивная хроматография) является довольно дорогостоящим и характеризуется погрешностью и как таковое не вполне пригодно для регулирования процесса, в особенности непрерывного регулирования процесса. В соответствии с этим необходимы улучшения в регулировании непрерывной полимеризации, проводимой с использованием смесей катализаторов. Настоящее изобретение относится к некоторым способам решения этой задачи.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к системе и способу, которые обеспечивают прогнозирование и регулирование получения и состава (и тем самым физических характеристик) смеси полимеров на основе олефинов в системе с реактором полимеризации, в которой по меньшей мере две разные каталитические системы используются для получения по меньшей мере двух систем полимеров, которые могут содержать один и тот же единственный мономер или два или большее количество разных мономеров. Согласно изобретению неожиданно было установлено, что мгновенные скорости образования отдельных полимерных частиц в реакторе и соответствующие их массовые содержания, полученные при использовании каждого отдельного катализатора, прямо пропорциональны включению мономеров, реагентов или других активных частиц в образовавшийся продукт.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения полимеры, полученные с помощью нескольких катализаторов (например, бимодальной каталитической системы, такой как содержащая катализатор Циглера-Натта и металлоценовый катализатор), характеризуются разными массовыми содержаниями, обычно также обладают разными средними молекулярными массами, один полимер обладает относительно более значительным массовым содержанием в композиции, а другой - относительно меньшим массовым содержанием; мгновенное массовое содержание каждого образовавшегося полимера линейно зависит от отношения включения мономера (мономеров) или реагента к мгновенной скорости образования в реакторе.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения образовавшиеся полимеры обладают разными распределениями массовых содержаний сомономеров; полимеры могут обладать одинаковыми или разными молекулярными массами, но распределение сомономеров может отражаться в изменениях содержания компонентов в реакторе.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу расчета мгновенного содержания компонентов в реакторе при реакции полимеризации, способ включает стадии получения при разных условиях проведения реакции по меньшей мере двух полимерных композиций, каждая композиция содержит по меньшей мере два разных полимера, каждый полимер характеризуется включением по меньшей мере одного другого мономера или реагента; определения для каждой полимерной композиции включения по меньшей мере одного мономера или реагента, соответствующей скорости образования в реакторе и содержания компонентов в реакторе; определения линейного уравнения, задаваемого содержаниями компонентов в реакторе и соответствующими отношениями включений мономера или реагента к соответствующим скоростям образования в реакторе.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу регулирования содержания компонентов в реакторе при многомодальной реакции полимеризации, включающему стадии использования заранее заданного линейного соотношения для регулирования реакции полимеризации в реакторе, полимеризации по меньшей мере одного мономера в присутствии в реакторе по меньшей мере двух катализаторов; периодического получения для реактора данных о включении и скорости образования и периодического регулирования по меньшей мере одного параметра реактора для поддержания необходимого содержания компонентов в реакторе в соответствии с заранее заданным линейным соотношением. Этот способ можно использовать во время протекающей реакции полимеризации или для другого реактора, для которого линейные параметры используются с целью регулирования реакции. Этот способ также может дополнительно характеризоваться регулированием по меньшей мере одного параметра процесса в реакторе, или прибавления мономера, или прибавления другого реагента для поддержания необходимого содержания компонентов в реакторе. Способ обеспечивает регулирование баланса содержания компонентов для нескольких полимерных компонентов при полимеризации, при которой полимеры обладают разными молекулярными параметрами.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу получения полимерной композиции путем регулирования содержания компонентов в реакторе при многомодальной реакции полимеризации, включающему стадии определения содержания компонентов в реакторе, необходимого для многомодальной полимерной композиции, на основе физической характеристики полимерной композиции; полимеризации по меньшей мере одного мономера в присутствии по меньшей мере двух катализаторов при условиях, которые обеспечивают необходимое содержание компонентов в реакторе; периодического регулирования по меньшей мере одного параметра реакции в соответствии с заранее заданным линейным соотношением для поддержания необходимого содержания компонентов в реакторе.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения мгновенное содержание компонентов используют для расчета среднего по времени кумулятивного содержания компонентов.

Выше довольно подробно описаны особенности и технические преимущества настоящего изобретения, чтобы было понятнее приведенное ниже подробное описание настоящего изобретения. Ниже будут описаны дополнительные особенности и преимущества настоящего изобретения, образующие объект формулы изобретения. Следует понимать, что раскрытые основные положения и конкретный вариант осуществления можно легко использовать в качестве основы для внесения изменений и разработки других вариантов решения тех же задач настоящего изобретения. Также следует понимать, что такие эквивалентные варианты не отклоняются от настоящего изобретения, описанного в прилагаемой формуле изобретения. Новые особенности, которые предположительно являются характерными для настоящего изобретения в отношении как его структуры, так и способа действия, совместно с другими объектами и преимуществами будут лучше поняты из последующего подробного описания, рассматриваемого совместно с прилагаемыми чертежами. Однако следует ясно понимать, что все чертежи приведены только для иллюстрации и не налагают ограничения на настоящее изобретение.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для обеспечения более полного понимания настоящего изобретения следует рассмотреть приведенное описание совместно с прилагаемыми чертежами, на которых представлено следующее.

На фиг.1 приведена схема типичного реактора с псевдоожиженным слоем, применимого для осуществления способов, предлагаемых в настоящем изобретении.

На фиг.2 приведена зависимость включения этилена от времени в соответствии с примером 1.

На фиг.3 приведена зависимость содержания компонентов в реакторе от отношения включения водорода к скорости образования в реакторе.

На фиг.4 приведена зависимость содержания компонентов в реакторе от включения этилена в соответствии с примером 1.

На фиг.5 приведена зависимость содержания компонентов в реакторе от включения гексена в соответствии с примером 1.

На фиг.6 приведена зависимость оцененного содержания компонентов в реакторе от включения водорода в промышленном реакторе и сопоставление с кумулятивным содержанием компонентов в реакторе, рассчитанным на основании скользящего среднего значения мгновенных содержаний компонентов в реакторе.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к системе и способу, которые обеспечивают получение полимеров на основе олефинов в системе с реактором, в которой по меньшей мере две разные каталитические системы используются для получения по меньшей мере двух основных полимеров, которые объединяются в единый продукт (например, "бимодальные полиолефины"), в котором один продукт характеризуется относительно более значительным массовым содержанием включенного конкретного реагента, а другой - относительно меньшим массовым содержанием включенного конкретного реагента. Главной задачей настоящего изобретения является оценка и последующее регулирование содержания компонентов в реакторе на основе измеренных значений, полученных для реактора и/или полимеризации, путем использования того обнаруженного факта, что существует линейное соотношение между мгновенным содержанием компонентов в реакторе и скоростью включения конкретного мономера или реагента.

В настоящем описании используются следующие определения.

При использовании в настоящем описании объект в единственном числе может означать один или большее количество этих объектов. При использовании в формуле изобретения объекта совместно со словом "включающий" может подразумеваться один или больше чем один объект. При использовании в настоящем описании "другой" может означать по меньшей мере второй или большее количество.

"Аналитическое измерение" означает использование любой экспериментальной методики, которая дает воспроизводимые данные или информацию от препарате, или проведение анализа любого реагента, продукта или методики изготовления реагента, продукта, предлагаемого в настоящем изобретении.

"Средние молекулярные массы" или "молекулярная масса" означает любой тип средней молекулярной массы, использующийся в науке о полимерах для описания значения распределенной молекулярной массы, когда полимер может быть описан с помощью математической функции распределения, такой как, но не ограничиваясь только ими, "Z-средняя", "среднемассовая", "среднечисловая", "средневязкостная" или "определенная методом светорассеяния" молекулярная масса, которые хорошо известны в данной области техники. Обычно эти средние значения выражают в г/моль или других аналогичных единицах, известных в данной области техники. В случае неполимерных молекул используется обычное и общепринятое определение молекулярной массы, известное в данной области техники.

"Бимодальная полимеризация" означает получение любого полимерного продукта или композиции, для которых можно показать, что они характеризуются по меньшей мере двумя разными распределениями некоторой физической характеристики, такой как массовая доля включаемого в полимер мономера, или молекулярная масса, или распределения по массам/массовые содержания двух или большего количества мономеров. Подразумевается, что термин включает полимеризацию, при которой могут наблюдаться три или большее количество распределений и в соответствии с этим она может называться "многомодальной полимеризацией" (например, "тримодальной" полимеризацией).

"Химический анализ" означает любую методику, которая дает информацию о составе би- или многомодальной полимерной композиции на основе химической реакции реагента с полимерной композицией, так что анализ устанавливает различия в содержании компонентов в разных частях смеси в реакторе.

"Хроматография" в контексте анализа полимера означает любую аналитическую методику, которая разделяет молекулы полимеров и может быть использована для установления относительного вклада в массовое содержание образца полимера, например, при бимодальной полимеризации. В это определение включаются так называемые ЭКХ, эксклюзивная хроматография, и ГПХ, гель-проникающая хроматография, которые хорошо известны в области анализа полимеров.

"Сополимер" означает любую композицию или продукт реакции, приводящей к образованию молекулы или молекул, содержащих по меньшей мере два мономера: в это определение входит "тройной сополимер".

"Включение" или "скорость включения" означает количество любого мономера или реагента, или другой добавки, включаемой в полимерный продукт или композицию за единицу времени, и является скоростью. Включение также можно определить, как количество мономера или реагента, которое включено в молекулярную структуру полимера. Включение также можно определить, как скорость потока мономера или другого реагента, подаваемого в реактор, за вычетом скорости потока этого реагента, который выходит из реактора не включенным в продукт полимеризации или смолу. Например, в случае газофазного реактора полимеризации, включение означает скорость потока реагента, подаваемого в реактор, за вычетом количества этого реагента, который выходит из выпускного отверстия реактора, за вычетом количества этого реагента, который выходит растворенным (но не прореагировавшим) в полимерном продукте или находящимся в полостях между полимерными частицами, выходящими из реактора, за вычетом потока мономера или реагента, поступающего в реактор за единицу времени (т.е. dm/dt). Количества мономеров или реагентов можно измерить с помощью таких устройств, как массовые расходомеры или хроматографы, или других измерительных устройств, если они способны давать информацию, которую можно использовать для определения, самостоятельного или с использованием подходящей калибровки или стандартов, количеств реагентов или мономеров. К другим устройствам, применимым для определения включения, относятся термометры, термопары, термостаты и т.п. - такие устройства могут давать информацию, необходимую для расчета включения с помощью термодинамики, кинетики или данных о материальном балансе. Все эти устройства и известные применимые научные методики можно использовать совместно с программируемыми устройствами управления реакцией (например, программируемыми цифровыми компьютерами) систематическим, согласованным образом и получать так называемую информацию в реальном масштабе времени о включении или скоростях включения компонентов, использующуюся в способах, предлагаемых в настоящем изобретении.

"Мгновенное содержание компонентов" означает отношение содержания (массового или весового) одного компонента при бимодальной или многомодальной полимеризации к сумме содержаний всех компонентов, содержащихся в полимеризационной смеси в данное время. Например, если содержатся полимер с относительно большой молекулярной массой и другой полимер с относительно низкой молекулярной массой, мгновенное содержание можно выразить в виде (например, для компонента с большей молекулярной массой): уравнение 1, где S обозначает мгновенное содержание, обозначает скорость образования компонента с большей молекулярной массой и обозначает скорость образования компонента с низкой молекулярной массой.

"Линейное соотношение" или "линейная корреляция" означает любую математическую аппроксимацию или функцию, которую можно использовать для определения линии, обладающей постоянным наклоном и пересекающей ось координат.

"Скорость образования" означает скорость получения полимерного продукта и ее можно измерять в фунтах в час (фунт/ч) или тоннах в час (т/ч). Скорость образования также является суммой всех включений всех реагентов и мономеров, которые за определенное время вступают в реакцию с образованием полимерной композиции. Значения скорости образования можно получить по данным о тепловом балансе реактора и массовом балансе реакции или по другим данным о реакторе по методике, аналогичной методике определения включения.

"Полимерная композиция" означает продукт реакции полимеризации.

"Заранее заданное линейное соотношение или уравнение" означает линейное соотношение или уравнение, относящееся к взаимосвязи скорости включения мономера или реагента с соответствующей скоростью образования в реакторе и соответствующим содержанием компонентов в реакторе для би- или многомодальной реакции полимеризации. Это определение также включает линейное соотношение для любой измеримой физической величины, которая пропорциональна содержанию компонентов в реакторе и изменение которой приводит к изменению содержания компонентов в реакторе.

"Первичная смола" означает один из полимерных продуктов реакции полимеризации, полученный с помощью катализатора в бинарной или содержащей несколько катализаторов системе. Она может составлять наибольшую часть содержащейся в реакторе смеси. Этот термин может включать давление, температуру, газовый состав, количество (количества) или концентрацию (концентрации) прибавляемого (прибавляемых) мономера (мономеров), количество (количества) или концентрацию (концентрации) прибавляемого (прибавляемых) реагента (реагентов) или количество (количества) прибавляемого (прибавляемых) катализатора (катализаторов) и т.п.

"Характеристики продукта" означают физико-химические характеристики бимодальной полимерной композиции, содержащей полимер, синтезированный с помощью по меньшей мере двух разных катализаторов, включая, но не ограничиваясь только ими, молекулярную массу, температуру плавления, температуру текучести, индекс расплава, температуру замерзания, модуль (Юнга, упругости, потерь и т.п.), вязкость, предел текучести, показатель преломления, прозрачность или другую оптическую характеристику, температуру деформации при нагреве, радиационную стойкость, энергию разрушения и т.п. Характеристики продукта также можно определить с помощью компьютерных расчетов и прогнозирования.

"Смола" означает продукт реакции полимеризации и может использоваться в качестве синонима термина "полимер" или "полимерный продукт", или "продукт полимеризации", или "полимерная композиция".

"Реагент" означает любой реагент или вещество, прибавленное при проведении реакции полимеризации, которое включается в продукт полимеризации в измеримом количестве, непосредственно, косвенно или по оценке. Примерами являются водород и алкилпроизводные алюминия и т.п.

"Параметр процесса в реакторе", "параметр реактора", "параметр реакции", "параметр процесса" или другой аналогичный термин означает любой параметр процесса в реакторе или материал, который можно изменить для регулирования скорости образования в реакторе, и включает, но не ограничивается только ими, температуру, давление, газовый состав, катализатор, скорость подачи катализатора, скорости потоков, скорости выпуска из реактора, скорости подачи вещества, концентрации веществ и т.п.

"Скорость образования в реакторе" означает скорость выпуска из реактора полимерной композиции, полученной по реакции полимеризации, и часто выражается в килограммах или тоннах в час или минуту и, если она не является непосредственно измеряемой, то определяется по материальному и/или тепловому балансу с помощью термодинамических и/или кинетических методик.

"Содержание компонентов в реакторе" или "содержание компонентов" означает содержание (весовое или массовое, или иное) смолы, образовавшейся во всем полимерном образце с помощью конкретного катализатора.

"Относительная скорость образования" означает скорость образования вторичной смолы и является мерой содержания компонентов в реакторе.

"Вторичная смола" означает один полимерный продукт реакции полимеризации, полученный с помощью второго катализатора бинарной каталитической системы.

"Полная скорость образования смолы" означает скорость выпуска из реактора полимера или смолы и часто выражается в килограммах или тоннах в минуту или час.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу расчета мгновенного содержания компонентов в реакторе при реакции полимеризации, способ включает стадии получения при разных условиях проведения реакции по меньшей мере двух полимерных композиций, каждая композиция содержит по меньшей мере два разных полимера, в каждый полимер включается по меньшей мере один другой мономер или реагент; определения для каждой полимерной композиции: включения по меньшей мере одного мономера или реагента, соответствующей скорости образования в реакторе и содержания компонентов в реакторе, и определение линейного уравнения, задаваемого содержаниями компонентов в реакторе и отношениями соответствующих включений мономера или реагента к соответствующим скоростям образования в реакторе. В одном варианте осуществления настоящего изобретения методикой, использующейся для определения содержания компонентов в реакторе, является хроматографическая методика, такая как эксклюзионная или гель-проникающая хроматография. На основании изучения этого варианта осуществления настоящего изобретения следует понять, что можно получить дополнительные композиции, определить для них содержания компонентов в реакторе, включение и скорости образования, так чтобы получить более точную и правильную указанную линейную корреляцию между содержанием компонентов и включением. Кроме того, порядок проведения стадий не является особенно критически важным и следует понимать, что изменения в стадиях считаются входящими в объем настоящего изобретения.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу регулирования содержания компонентов в реакторе при многомодальной реакции полимеризации, включающему стадии использования заранее заданного линейного соотношения между содержанием компонентов в реакторе, включением и скоростью образования для регулирования реакции полимеризации в реакторе, полимеризации по меньшей мере одного мономера в присутствии в реакторе по меньшей мере двух катализаторов; периодического получения для реактора данных о включении и скорости образования и периодического регулирования по меньшей мере одного параметра реактора для поддержания необходимого содержания компонентов в реакторе в соответствии с заранее заданным линейным соотношением. В одном варианте осуществления этого объекта настоящего изобретения параметром процесса в реакторе является отношение количества катализатора, который приводит к образованию первой смолы, к количеству катализатора, который приводит к образованию второй смолы. В другом варианте осуществления параметром реакции является отношение скорости подачи катализатора, который приводит к образованию первой смолы, к скорости подачи катализатора, который приводит к образованию второй смолы. В другом варианте осуществления способ дополнительно включает стадию регулирования концентрации по меньшей мере одного реагента для поддержания необходимого содержания компонентов в реакторе. В другом варианте осуществления настоящего изобретения реагентом является водород. В другом варианте осуществления настоящего изобретения первым катализатором является металлоценовый катализатор, а вторым катализатором является катализатор Циглера-Натта. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения содержание компонентов регулируется с помощью относительных скоростей прибавления по меньшей мере двух мономеров. В предпочтительном варианте осуществления одним мономером является альфа-олефиновый мономер, содержащий по меньшей мере два атома углерода, и он может быть выбран из группы, включающей этилен, пропен, бутен, гексен, октен и их смеси. В особенно предпочтительном варианте осуществления одним мономером является бутен или гексен, а вторым мономером является этилен.

В другом варианте осуществления изменяемым параметром процесса может являться селективный промотор или ингибитор катализатора, температура реактора, состав газов в реакторе или другой параметр реактора. В другом варианте осуществления способа используется стадия регулирования концентрации по меньшей мере одного реагента для поддержания необходимого содержания компонентов в реакторе и в одном варианте осуществления реагентом может являться водород или другой реагент, который влияет на предпочтительное присоединение или влияет на образующийся полимер. Способ позволяет регулировать равновесие образования нескольких полимерных компонентов при полимеризации, при которой полимеры обладают разными молекулярными параметрами (например, молекулярными массами, массовыми фракциями и разными включениями по меньшей мере одного мономера или другого реагента). Параметры процесса также можно использовать для регулирования содержания компонентов в реакторе и тем самым образующегося продукта. В некоторых вариантах осуществления к ним относятся, но не ограничиваются только ими, скорости прибавления реагента и мономера, температура, давление, газовый состав и другие параметры, которые можно использовать для изменения включения реагента или мономера в полимерную композицию.

В другом особенно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения этилен можно вводить в реакцию с двумя катализаторами, такими как описанные в настоящем изобретении, образующимся продуктом является бимодальный полиэтилен, а селективно включаемым реагентом является водород.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения содержание компонентов в реакторе определяют и затем регулируют в том же самом или другом реакторе на основании установленной линейной корреляции или соотношения, или уравнения, которое описывает взаимосвязь между содержанием компонентов в реакторе и включением. Реакцию можно регулировать путем проводимого нерегулярно или периодически определения параметров реакции и их регулирования в соответствии с оцененным содержанием компонентов в реакторе, определенным с помощью заранее заданного линейного соотношения, для поддержания необходимого содержания компонентов в реакторе.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения катализатором может быть комбинация катализатора на основе бисамида, катализатор Циглера-Натта, металлоценовый катализатор или аналогичные катализаторы полимеризации олефинов, при условии, что катализаторы приводят к образованию полимеров, которые применимы в комбинациях и отличаются друг от друга. Таким образом, каждая предполагаемая комбинация катализаторов по-разному реагирует на изменения условий проведения реакции, включение мономера, включение реагента и т.п., так что проявляются по меньшей мере два разных включения и/или две скорости образования и содержание компонентов в реакторе может быть пропорционально некоторой физической величине, связанной с содержанием компонентов в реакторе, так что этим способом можно получить или оценить линейное соотношение, характеризующееся ненулевым наклоном. Катализаторы можно прибавить в реактор в виде катализаторов на подложке, на разных подложках или на одной подложке; один катализатор может быть катализатором на подложке, второй катализатор можно приготовить в растворе и прибавить в реактор; оба катализатора можно приготовить в растворе и растворы прибавить по отдельности или вместе. Кроме того, катализаторы, в растворах или на подложках, при необходимости можно прибавлять в разные части реактора и с разными скоростями. Изменения в схемах прибавления катализатора входят в объем настоящего изобретения.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу получения полимерной композиции путем регулирования содержания компонентов в реакторе при многомодальной полимеризации, включающему стадии определения содержания компонентов в реакторе, необходимого для многомодальной полимерной композиции, на основе физической характеристики полимерной композиции; полимеризации по меньшей мере одного мономера в присутствии по меньшей мере двух катализаторов при условиях, которые обеспечивают необходимое содержание компонентов в реакторе, и периодического регулирования по меньшей мере одного параметра реакции в соответствии с заранее заданным линейным соотношением для поддержания необходимого содержания компонентов в реакторе. В одном варианте осуществления композиция представляет собой бимодальный полиэтилен высокой плотности, предназначенный для изготовления пленки (т.е. композиция, содержащая обладающие большой молекулярной массой и низкой молекулярной массой компоненты, характеризующаяся улучшенной обрабатываемостью вследствие наличия в композиции фракции с другой (обычно меньшей) молекулярной массой, использующаяся, когда необходима высокая прочность пленки), и по меньшей мере одним мономером является этилен и по меньшей мере двумя катализаторами являются сухие катализатор Циглера-Натта и металлоценовый катализатор, совместно нанесенные на подложку. В другом варианте осуществления композиция представляет собой бимодальный полиэтилен высокой плотности, предназначенный для изготовления труб (т.е. композиция, из которой можно изготовить продукт с большим сечением, обладающий относительно высокой ударопрочностью, например трубы для транспортировки жидкостей, такие как промышленные или предназначенные для жилых домов трубы для воды), и по меньшей мере одним мономером является этилен и по меньшей мере двумя катализаторами являются полученный распылительной сушкой бисамидный катализатор и металлоценовый катализатор. В предпочтительных вариантах осуществления по меньшей мере один мономер выбран из группы, включающей этилен, пропилен, бутен, гексен, октен и их смеси, и в особенно предпочтительном варианте осуществления этого объекта настоящего изобретения одним мономером является гексен и вторым мономером является этилен и катализаторы выбраны из группы, включающей бисамидный, металлоценовый катализаторы, катализатор Циглера-Натта и их смеси.

С учетом разных вариантов осуществления настоящего изобретения характеристики бимодальной или многомодальной системы смола/полимер зависят от распределения молекулярных частиц. Настоящее изобретение относится к проводимой в онлайновом режиме оценке содержания в реакторе (т.е. массового содержания первичной смолы) смол или полимеров, полученных с помощью двухкомпонентной или трехкомпонентной каталитической системы в одно- или многостадийном реакторе, без периодического определения содержания компонентов в реакторе с помощью аналитической методики. Настоящее изобретение позволяет своевременно изменять условия проведения процесса, чтобы регулировать содержания компонентов в реакционной смеси и тем самым качество продукта, с использованием простых, фундаментальных моделей для оценки/прогнозирования содержания компонентов. Оценка/прогнозирование содержания компонентов основывается не на непрерывном реальном определении содержания компонентов: она основывается на математических соотношениях, выведенных из моделей материального баланса, и данных о компоненте или компонентах (например, мономерах или реагентах), которые в неодинаковой степени расходуются двумя полимерными компонентами при получении би- или многомодальной смолы. Кроме того, методология не основывается на существенном использовании параметров конкретной модели, кроме того факта, что каждый катализатор приводит к образованию смолы, которая включает по меньшей мере один реагент или мономер в разных количествах. Например гексен может составлять 10 мас.% от полимера, полимеризованного с помощью первого катализатора, и 20 мас.% от второго полимера, полимеризованного с помощью второго катализатора. Способ эффективен применительно к би- или многомодальным каталитическим системам, при использовании которых во время образования конкретного компонента смолы, образующегося с помощью конкретного катализатора, один реагент (такой как водород) или один конкретный мономер (такой как гексен) расходуется селективно. Способ применяется для прямого прогнозирования и определения необходимого мгновенного содержания компонентов при бимодальной или многомодальной реакции полимеризации. Мгновенное содержание компонентов регулируется для обеспечения необходимого кумулятивного содержания компонентов.

Способ обеспечивает улучшенное определение условий в реакторе. Например, типичной промышленной практикой является определение содержания компонентов в реакторе путем периодических определений кумулятивного содержания компонентов (средняя по объему характеристика) с помощью аналитических методик, таких как эксклюзивная хроматография для продуктов с бимодальными молекулярно-массовыми распределениями. Однако эффективность этого подхода зависит от отбора образца смолы, подготовки образца, формирования данных ЭКХ и обработки данных для оценки содержания компонентов (т.е. разложения хроматограмм на компоненты). Эта методика обычно не является эффективной для управления реактором вследствие значительной задержки в установлении обратной связи с управлением процессом. Кроме того, такая методика является довольно дорогостоящей и характеризуется погрешностями вследствие сложности ее проведения. В отличие от этого настоящее изобретение позволяет провести более непосредственную оценку качества смолы при полимеризации с использованием смеси катализаторов.

Способ, предлагаемый в настоящем изобретении, основан на обнаружении того, что мгновенное содержание компонентов линейно связано с включением, определенным выше, любого конкретного реагента (такого как водород), мономера или сомономера (такого как этилен или гексен и т.п.) в один полимер или смолу, когда этот конкретный реагент или мономер более склонен к реакции с одним конкретным катализатором при конкретном наборе условий проведения реакции (постоянной температуре, давлении и газовом составе). Изменение количества реагента или мономера в реакторе можно измерить или рассчитать и путем изменения любого фактора, который влияет на скорость образования конкретного компонента, в сочетании с информацией о скорости выпуска из реактора или скорости образования, сразу же получить оценку мгновенного содержания компонентов.

Для любого компонента, мономера или другого реагента, который реально включается в полимеры с помощью различных катализаторов в различных измеримых количествах (H₂, С₆, C₂ и т.п.) при одинаковых или разных условиях проведения реакции, если Сх обозначает рассматриваемый компонент и два типа полимеров различаются по средней молекулярной массе (или по относительному массовому содержанию в образце) или другой молекулярной характеристике, включение можно представить в виде:

где I^Cx обозначает включение (скорость) мономера С_х или альтернативно другого реагента; обозначает массовое содержание сомономера или реагента, включенного в первый компонент катализатора, обозначает массовое содержание сомономера в смоле, полученной с помощью другого компонента катализатора. PR_L и PR_H обозначают скорости образования этих двух полимерных компонентов.

Соответственно, PR_Tot.=PR_H+PR_L, уравнение 2,

тогда

использование определения для мгновенного содержания компонентов, S_I, в виде:

S_I=PR_H/РК_Tot и подстановка в предыдущее уравнение дают:

которое можно решить относительно S_I и получить для содержания компонентов следующее соотношение:

где

при условии, что

Таким образом, во время реакции, проводимой при постоянных условиях (температура, газовый состав и давление), мгновенное содержание компонентов можно определить, зная полную скорость образования полимера и включение рассматриваемого компонента (компонентов), поскольку уравнение 6 показывает, что имеется линейное соотношение между содержанием компонентов и отношением включения к скоростям образования и измеренными или пропорциональными значениями содержания компонентов. Способ основывается на условии о том, что массовые содержания Сх являются разными в двух содержащихся полимерах и только один реагент или мономер должен соответствовать указанным выше критериям. Важно только то, что наклон и отрезок, отсекаемый на координатной оси (пересечение), для уравнения 6 являются функциями относительных массовых содержаний по меньшей мере двух основных образовавшихся полимеров. Тип или вид используемого для частиц распределения не является критически важным. Это означает, что для расчета содержания компонентов способом, предлагаемым в настоящем изобретении, молекулярная масса, разветвленность цепей, относительная плотность и т.п. не являются критически важными.

Если содержится более двух полимерных компонентов, то получают данные для нескольких содержаний компонентов (т.е. "многомодальные содержания компонентов"). Соответствующие содержания компонентов аналогичным образом применяются для управления реактором и тем самым для регулирования характеристик смолы. Многомодальные содержания компонентов рассчитывают по методике, сходной с методикой для бимодального случая, но с использованием векторных и матричных (а не скалярных) соотношений, приведенных ниже. Приведенные ниже математические соотношения для удобства названы "уравнениями" и специалисты в данной области техники должны понимать, что они относятся к векторам и матрицам.

Для многомодальных (т.е. n-модальных) систем содержание компонентов можно представить в виде векторной величины следующим образом:

где

S_i = (масса компонента i/полная масса смолы) при i=1, 2, 3...n,

I_i = (включение компонента i) при i=1, 2, 3...n,

PR = полная скорость образования в реакторе.

Поскольку эти разные величины можно оценить или измерить, можно получить мгновенные значения содержания компонентов для отдельного продукта и, как только эти значения стали известны, их можно использовать в линейном соотношении, как это показано для уравнения 6 для бимодального случая и для уравнения 10 для многомодального случая, для регулирования реакции путем периодического измерения параметров реактора/мономера/реагента с соответствующим последующим регулированием для установления необходимого значения. Тем самым регулируются характеристики продукта. Скорости образования можно получить по данным для материального баланса и/или теплового баланса и данные по включению аналогичным образом можно получить по данным о расходовании вещества и возврате вещества. Поскольку содержание компонентов пропорционально отношению включения реагента или мономера в конечный продукт к скорости образования, получение по меньшей мере двух экспериментальных значений этого отношения и экспериментальное определение для этих значений содержания компонентов или величины, пропорциональной содержанию компонентов (которая отражает изменение состава би- или многомодального образца), позволяет установить линейную корреляцию между содержанием компонентов и включением. Соответственно содержания компонентов можно получать при последующей реакции или периодически при непрерывной реакции, пока остаются неизменными условия проведения реакции, которые влияют на количества, включаемые в отдельную смолу.

Наконец, при переходе реактора к получению продукта, обладающего другим содержанием компонентов, вероятно, изменятся параметры включения и их можно спрогнозировать с помощью модели характеристик смолы, например модели описания физических характеристик смолы, содержащей несколько типов полимеров, синтезированных совместно, когда известны параметры включения. Таким образом можно изменить условия в реакторе при переходе к другому искомому продукту и приблизиться к необходимым условиям в реакторе, которые отслеживаются способами, предлагаемыми в настоящем изобретении.

Реакторы с псевдоожиженным слоем

Реакторы с псевдоожиженным слоем хорошо известны в данной области техники и являются предпочтительными для применения способов, предлагаемых в настоящем изобретении. Конкретный неограничивающий пример реактора с псевдоожиженным слоем представлен в настоящем изобретении на фиг.1 только для иллюстративных целей. Специалисты в данной области техники должны понимать, что для применения способов, предлагаемых в настоящем изобретении, в реактор с псевдоожиженным слоем при необходимости можно внести многочисленные изменения и улучшения. Кроме того, как должны понимать специалисты в данной области техники, для применения способа, предлагаемого в настоящем изобретении, пригодны другие реакторы полимеризации.

На фиг.1 представлен газофазный реактор с псевдоожиженным слоем 20, применимый для осуществления некоторых неограничивающих примеров способа, предлагаемого в настоящем изобретении. Реактор 20 содержит корпус реактора 22, который обычно представляет собой вертикально расположенный цилиндр, содержащий решетку псевдоожижения 24, расположенную в его нижней части. Корпус реактора 22 включает зону псевдоожиженного слоя 26 и зону снижения скорости 28, диаметр которой обычно больше диаметра зоны псевдоожиженного слоя 26 корпуса реактора 22.

Газообразная реакционная смесь, выходящая из верхней части корпуса реактора 22, называемая "потоком рециклового газа", в основном содержит непрореагировавший мономер, непрореагировавший водород, инертные поддающиеся сжижению газы, такие как изопентан, и инертные не поддающиеся сжижению газы, такие как азот. Поток рециклового газа по трубе 30 подается в компрессор 32 и из компрессора 32 в теплообменник 34. Для отбора образцов потока рециклового газа с целью определения концентраций различных компонентов можно использовать газовый анализатор 38. Обычно газовым анализатором является газовый хроматограф (ГХ) или спектрограф, такой как спектрометр для ближней инфракрасной (БИК) области спектра или Фурье-спектрометр для ближней инфракрасной области спектра (ФС-БИК). При необходимости можно использовать дополнительный теплообменник (не показан), предпочтительно выше по потоку от компрессора 32.

Охлажденный поток рециклового газа выходит из теплообменника 34 по трубе 40. Как отмечено выше, охлажденный поток рециклового газа может быть газообразным или может являться смесью газовой и жидкой фаз. Этот поток подается в реактор совместно с подпиточным потоком мономера 60.

Специалисты в данной области техники должны понимать, что если использующийся реактор является реактором с перемешиваемым слоем, то для поддержания псевдоожижения необходимо меньшее количество газа. В предпочтительном варианте осуществления реактор с перемешиваемым слоем используется для выполнения вариантов осуществления настоящего изобретения с добавлением или без добавления эксплуатации в так называемом режиме конденсации.

Для обеспечения достаточной скорости газов, проходящих через дно реактора, может использоваться необязательный компрессор. При необходимости газовый поток, выходящий из нижней части реактора, может содержать сконденсировавшуюся жидкость.

Вся жидкая фаза, отделенная от рециклового потока в сепараторе, или ее часть направляется в коллектор 50, расположенный в верхней части реактора или вблизи от нее. При необходимости для облегчения перекачки жидкости в коллектор 50 в систему можно включить насос. Жидкость, поступающая в коллектор 50, перетекает вниз в коллектор 54 по множеству каналов 56, которые обладают высокой теплопроводностью и находятся в тепловом контакте со стенкой реактора. Прохождение жидкости через каналы 56 приводит к охлаждению внутренней стенки реактора и в зависимости от разности температур, длительности и степени теплового контакта к большему или меньшему нагреванию жидкости. Таким образом, к моменту времени, когда выходящая из коллектора 50 жидкость поступает в коллектор 54, она становится нагретой и в результате она может полностью остаться в жидком состоянии или может частично или полностью испариться.

Подпиточный мономер можно ввести в реактор в жидком или газообразном состоянии по трубе 60.

Для внесения катализатора в слой предпочтительно использовать газ, который инертен по отношению к катализатору, такой как азот или аргон.

Катализаторы можно вводить в виде катализаторов на подложке или в виде катализатора на подложке и раствора другого катализатора, или в виде растворов двух катализаторов, прибавляемых по отдельности или в комбинации. Можно использовать растворы на газовой или жидкой основе. Кроме того, катализаторы могут находиться в форме сухих катализаторов.

Частицы полимерного продукта можно извлекать из реактора по трубе 62 обычным образом, например по методике и с помощью аппарата, описанных в патенте US №4621952.

Катализаторы и полимеры

Катализаторы для бимодальной или многомодальной полимеризации можно непрерывно или периодически вводить в реактор с помощью загрузочного устройства для катализатора (не показано), такого как устройство, описанное в патенте US №3779712. В одном варианте осуществления катализаторы предпочтительно загружают в реактор в положении, находящемся от стенки реактора на расстоянии, составляющем 20-40% от диаметра реактора, и на высоте, составляющей от примерно 5 до примерно 30% от высоты слоя, но эти значения не являются критически важными для осуществления настоящего изобретения. Подходящими катализаторами являются любые комбинации катализаторов, которые предпочтительно приводят к бимодальному или многомодальному полимерному продукту, содержащему по меньшей мере один мономер, которые можно точно дозировать при добавлении в реактор и включать в образующиеся полимеры. Комбинации катализаторов предпочтительно могут представлять собой металлоценовый катализатор и катализатор Циглера-Натта (т.е. катализаторы "Циглера"), известные в данной области техники, или другие катализаторы, такие как катализаторы на основе амидов, которые приводят к образованию других типов полимеров. В других предпочтительных вариантах осуществления катализатор на основе амида можно приготовить по методикам, описанным в опубликованных заявках на патенты US 2003/0171206А1 и US 2003/0191012 A1, в особенно предпочтительном варианте осуществления их можно применять совместно с металлоценовым катализатором или катализатором Циглера-Натта для получения бимодальной гомо- или сополимерной системы, например бимодального полиэтилена или бимодального сополимера этилена с гексеном.

В способах, предлагаемых в настоящем изобретении, реактор с псевдоожиженным слоем используют для получения полиолефина, обладающего бимодальным распределением по меньшей мере одной физической характеристики (например, массового содержания), и сополимеров, обладающих по меньшей мере бимодальным распределением сомономера. Такие полиолефины включают, но не ограничиваются только ими, полиэтилен(ы), полипропилен, полиизобутилен, полибутилены, полигексены, полиоктены и их сополимеры.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один полиолефин включает сополимеры этилена с гексеном. В другом варианте осуществления получают бимодальный полиэтилен. Другие полиэтилены низкой плотности (ПЭНП) можно получать по газофазной методике с использованием катализатора Циглера-Натта или ванадиевого катализатора, и обычно они обладают плотностью в диапазоне 0,916-0,940 г/см³. Полиэтилены, обладающие плотностью в таком же диапазоне, т.е. от 0,916 до 0,940 г/см³, которые являются линейными и не содержат длинноцепочечные разветвления, известны под названием "линейный полиэтилен низкой плотности" (ЛПЭНП) и их можно получить с использованием обычных катализаторов Циглера-Натта или металлоценовых катализаторов. Обладающий относительно высокой плотностью ПЭНП, обычно в диапазоне от 0,928 до 0,940 г/см³, иногда называют полиэтиленом средней плотности (ПЭСП), Полиэтиленами, обладающими еще большей плотностью, являются полиэтилены высокой плотности (ПЭВП), т.е. полиэтилены, обладающие плотностями, превышающими 0,940 г/см³, и их обычно получают с использованием катализаторов Циглера-Натта. Также известен полиэтилен очень низкой плотности (ПЭОНП). ПЭОНП можно получить с помощью различных технологий, приводящих к полимерам, обладающим разными свойствами, но обычно их можно описать как полиэтилены, обладающие плотностью, меньшей чем 0,916 г/см³, обычно от 0,890 до 0,915 г/см³ или от 0,900 до 0,915 г/см³.

Полимеры, содержащие более двух типов мономеров, такие как тройные сополимеры, также включаются в объем термина "сополимер" при его использовании в настоящем изобретении. Подходящие сомономеры включают α-олефины, такие как С₃-С₂₀ α-олефины или С₃-С₁₂ α-олефины. α-Олефиновый сомономер может быть линейным или разветвленным и при необходимости можно использовать два или большее количество сомономеров. Примеры подходящих сомономеров включают линейные С₃-C₁₂ α-олефины и α-олефины, содержащие одну или большее количество C₁-С₃алкильных разветвлений или арильную группу. Конкретные примеры включают пропилен; 3-метил-1-бутен; 3,3-диметил-1-бутен; 1-пентен; 1-пентен с одним или большим количеством метильных, этильных или пропильных заместителей; 1-гексен с одним или большим количеством метильных, этильных или пропильных заместителей; 1-гептен с одним или большим количеством метильных, этильных или пропильных заместителей; 1-октен с одним или большим количеством метильных, этильных или пропильных заместителей; 1-нонен с одним или большим количеством метильных, этильных или пропильных заместителей; этил-, метил- или диметилзамещенный 1-децен; 1-додецен; и стирол. Следует понимать, что приведенный выше перечень сомономеров является лишь примерным и его не следует рассматривать в качестве ограничивающего. Предпочтительные сомономеры включают пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 4-метил-1-пентен, 1-гексен, 1-октен, стирол и т.п.

Другие подходящие сомономеры включают полярные виниловые, сопряженные и несопряженные диеновые, ацетиленовые и альдегидные мономеры, которые можно в небольших количествах включать в композиции тройных сополимеров. Несопряженные диены, применимые в качестве сомономеров, предпочтительно являются обладающими линейной цепью диолефиновыми углеводородами или циклоалкенилзамещенными алканами, содержащими от 6 до 15 атомов углерода. Подходящие несопряженные диены включают, например: (а) обладающие линейной цепью ациклические диены, такие как 1,4-гексадиен и 1,6-октадиен; (b) обладающие разветвленной цепью акриловые диены, такие как 5-метил-1,4-гексадиен; 3,7-диметил-1,6-октадиен и 3,7-диметил-1,7-октадиен; (с) моноциклические алициклические диены, такие как 1,4-циклогексадиен; 1,5-циклооктадиен и 1,7-циклододекадиен; (d) полициклические алициклические конденсированные и мостиковые циклические диены, такие как тетрагидроинден; норборнадиен; метилтетрагидроинден; дициклопентадиен (ДЦПД); бицикло-(2.2.1)-гепта-2,5-диен; алкенил-, алкилиден-, циклоалкенил- и циклоалкилиденнорборнены, такие как 5-метилен-2-норборнен (МНБ), 5-пропенил-2-норборнен, 5-изопропилиден-2-норборнен, 5-(4-циклопентенил)-2-норборнен, 5-циклогексилиден-2-норборнен и 5-винил-2-норборнен (ВНБ); (е) циклоалкенилзамещенные алкены, такие как винилциклогексен, аллилциклогексен, винилциклооктен, 4-винилциклогексен, аллилциклодецен и винилциклододецен. Из обычно использующихся несопряженных диенов предпочтительными диенами являются дициклопентадиен, 1,4-гексадиен, 5-метилен-2-норборнен, 5-этилиден-2-норборнен и тетрацикло-(Δ-11,12)-5,8-додецен. Особенно предпочтительными диолефинами являются 5-этилиден-2-норборнен (ЭНБ), 1,4-гексадиен, дициклопентадиен (ДЦПД), норборнадиен и 5-винил-2-норборнен (ВНБ).

В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере двумя катализаторами являются комбинации металлоценового катализатора и катализатора Циглера или Циглера-Натта, которые приводят к образованию смеси полимеров, обладающих относительно большой и относительно низкой молекулярной массой. В другом предпочтительном варианте осуществления амидный катализатор можно использовать в комбинации с металлоценовым катализатором или катализатором Циглера. В еще одном предпочтительном варианте осуществления для получения многомодальной системы используют комбинацию трех катализаторов.

Примеры

Представленные ниже неограничивающие примеры приведены для иллюстрации некоторых конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения.

Пример 1. Приготовление гексеновой сополимерной смолы в экспериментальном реакторе для получения данных, предназначенных для оценки содержания компонентов.

Сополимеризацию проводили с использованием гексена и этилена в качестве мономеров. Реактором являлся экспериментальный реактор, который позволяет приготовить примерно от 50 до 70 фунтов полимера или смолы в час. Реактор обладал диаметром, равным примерно 1 фут, и высотой, равной примерно 10 фут. Имеется переход к конической секции, в которой диаметр примерно учетверяется. Имеется третья секция в верхней части, диаметр которой равен примерно 4 фут. Полная высота реактора равна примерно 30 фут. Поток рециклового газа выходит из верхней части реактора и повторно вводится в нижнюю часть реактора. Имеются два основных узла оборудования, присоединенных к рецикловой секции. Первым является компрессор, который увеличивает давление газа для поддержания потока рециклового газа вниз, а затем вверх в реактор. Вторым является теплообменник, который отводит тепло от реактора и тем самым регулирует температуру реакции. Продукт выгружается из псевдоожиженного слоя с помощью приемного резервуара, отделенного от реактора работающим в циклическом режиме автоматическим клапаном. Система выгрузки работает путем поддержания в приемном резервуаре давления, меньшего чем в реакторе, и при открывании клапана смола принудительно подается в резервуар. Клапан закрывается и в резервуаре сбрасывается давление и он продувается. Затем, после достаточной продувки, смола через другой клапан поступает в резервуар для хранения.

Реакцию проводили с изменением отношений скоростей подачи катализаторов (одним катализатором является металлоценовый катализатор, а другим - катализатор Циглера-Натта), чтобы обеспечить разные значения включения для каждого мономера (этилен и 1-гексен) и реагента (водород), использующиеся для определения содержания компонентов. Информацию по включению для этилена, гексена и водорода получали путем расчета массовой скорости потока в реактор за вычетом величин потерь, как это указано выше. Эти значения, деленные на скорость образования, приведены в таблице 1. Данные ЭКХ по содержанию компонентов, соответствующие разным значениям отношения скоростей подачи катализаторов, получали по стандартной методике определения массового содержания фракций образца полимера, полученного в реакторе. Расчетные данные по содержанию компонентов получали с помощью линейных уравнений, которые для этилена, гексена и водорода приведены на фиг.2-5 включительно. Эти данные указывают на в целом хорошее согласие измеренных с помощью ЭКХ кумулятивных содержаний компонентов с мгновенными содержаниями компонентов, рассчитанными способом, предлагаемым в настоящем изобретении.

Пример 2. Применение рассчитанных содержаний компонентов для промышленного приготовления бимодального полиэтилена.

Приготовление бимодального сополимера полиэтилена с гексеном в промышленном масштабе выполняли с использованием тех же систем катализаторов, что и в примере 1, и при сходных относительных содержаниях мономеров и водорода (газовом составе). Рассчитанные мгновенные содержания компонентов (по наклону и пересечению для водорода, рассчитанным в примере 1) и рассчитанные кумулятивные содержания компонентов (на основании скользящего среднего значения) приведены в таблице 2. Сопоставление данных по рассчитанным мгновенным содержаниям компонентов с данными по рассчитанным с помощью ЭКХ кумулятивным содержаниям компонентов приведено на фиг.6.

Хотя настоящее изобретение и его преимущества описаны подробно, следует понимать, что без отклонения от настоящего изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения, в него можно внести различные изменения, замены и модификации. Кроме того, объем настоящего изобретения не ограничивается конкретными вариантами осуществления способа, оборудования, технологии и композиции веществ, средств, методик и стадий, описанных в заявке. Как следует понимать из описания, можно применять способы, оборудование, технологии и композиции веществ, средства, методики или стадии, существующие в настоящее время или те, которые будут разработаны позже, которые предназначены для выполнения в основном таких же действий или приводят в основном к такому же результату, что и соответствующие варианты осуществления, описанные в настоящем изобретении. В соответствии с этим подразумевается, что в объем прилагаемой формулы изобретения входят такие способы, оборудование, технологии и композиции веществ, средства, методики или стадии.

Изобретение относится к прогнозированию в онлайновом режиме и регулированию содержания в реакторе компонентов многомодальной смолы, получаемой с помощью нескольких катализаторов в реакторах полимеризации. Описаны способы оценки и периодического регулирования содержания компонентов в реакторе при полимеризации альфа-олефина с использованием нескольких катализаторов, которые селективно включают мономеры и другие реагенты в полимерные композиции. Технический результат - способ обеспечивает быстрое определение мгновенного содержания компонентов в реакторе и кумулятивного содержания компонентов в реакторах полимеризации путем применения нового линейного соотношения между включением и содержанием компонентов в реакторе. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 6 ил.

1. Способ расчета мгновенного содержания компонентов в реакторе при многомодальной реакции полимеризации в присутствии по меньшей мере двух катализаторов, способ включает стадии получения при разных условиях проведения реакции по меньшей мере двух полимерных композиций, каждая композиция содержит по меньшей мере два разных полимера, каждый полимер характеризуется включением по меньшей мере одного другого мономера или реагента; определения для каждой полимерной композиции: включения по меньшей мере одного мономера или реагента, соответствующей скорости образования в реакторе и содержания компонентов в реакторе; и определения линейного уравнения, задаваемого содержаниями компонентов в реакторе и соответствующими отношениями (включение мономера или реагента/скорость образования в реакторе).2. Способ по п.1, в котором содержание компонентов в реакторе определяется с помощью хроматографической методики.3. Способ регулирования содержания компонентов в реакторе при многомодальной реакции полимеризации, включающий стадии использования заранее заданного линейного соотношения для регулирования реакции полимеризации, полимеризации по меньшей мере одного мономера в присутствии по меньшей мере двух катализаторов; периодического получения для реакции данных о включении и скорости образования и периодического регулирования по меньшей мере одного параметра реактора для поддержания необходимого содержания компонентов в реакторе в соответствии с заранее заданным линейным соотношением.4. Способ по п.3, в котором параметром реакции является отношение количества катализатора, который приводит к образованию первой смолы, к количеству катализатора, который приводит к образованию второй смолы.