МОНИТОРИНГ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ И СПОСОБ ВЫБОРА ОПРЕДЕЛЯЮЩЕГО ИНДИКАТОРА Российский патент 2009 года по МПК C08F2/00 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

Изобретение относится к способам мониторинга полимеризации для регулирования реактора полимеризации и тем самым регулирования характеристик полученного в нем полимерного продукта. Способ мониторинга включает: а) расчет целевого значения определяющего индикатора (LI_T) и b) изменение по меньшей мере одного параметра реактора для доведения определяющего индикатора до нового целевого значения определяющего индикатора. В одном способе мониторинга полимеризации определяющий индикатор (LI_T) соответствует целевому полимерному продукту и определяется следующим образом: LI_T=(ln(FI_T)-A₁-C'₁×FI_H)/C'₂. В другом способе мониторинга полимеризации целевое значение определяющего индикатора (LI_T) определяется следующим образом: LI_T=LI_P+С'₄+С'₃×(FI_H-FI_НО). Также определяющий индикатор (LI) можно рассчитать по следующей формуле:

Способы мониторинга и регулирования реакций полимеризации включают реакции, приводящие к получению мультимодальных полимерных продуктов с использованием множества катализаторов в одном реакторе. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 ил.

1. Способ мониторинга полимеризации для регулирования реактора полимеризации и тем самым регулирования характеристик полученного в нем полимерного продукта, в котором указанные характеристики включают индекс текучести (FI), определяемый по стандарту ASTM D 1238-01 Методика В при условии 190/21,6, включающий:
а) расчет целевого значения определяющего индикатора (LI_т), которое соответствует целевому полимерному продукту, причем указанное целевое значение определяющего индикатора (LI_т) определяется следующим образом:
LI_т=(ln(FI_т)-A₁-C'₁·FI_н)/C'₂;
где FI_т является целевым значением индекса текучести полимера, которое должно быть получено после изменения состояния реактора на соответствующее новому определяющему индикатору (индекс текучести определяется по стандарту ASTM D 123 8-01 Методика В при условии 190/21,6); где А₁ определяется по формуле:
A₁=ln(FI_о)-C'₂·LI_р-C'₁·FI_но; и
где FI_о является измеренным индексом текучести полимера, полученным при состоянии реактора, соответствующем предыдущему определяющему индикатору;
C'₁ является константой, относящейся к каталитической системе, причем C'₁ составляет от 0,1 до 10;
LI_р является определяющим индикатором, рассчитанным по методике экспоненциально взвешенного среднего по предшествующему периоду времени для времени отбора образцов по которому измеряли FI_о и FI_но, LI_р является экспоненциально взвешенным скользящим средним значением LI, рассчитанным с весовым множителем, λ=1-ехр(-Δt/(время пребывания полимера) на основании времени пребывания полимера в реакторе, и расчет проводится по формуле
LI_р=(λ·LI)+(1-λ)·LI_т-1;
где FI_но является индексом текучести полимера с большей молекулярной массой, измеренным для полученного полимера при условиях предшествующего определяющего индикатора, определяемым по формуле:
FI_но=ln(-0,33759+0,516577·ln(I_21,6)-0,01523·(I_21,6/I_2,16));
где FI_н является индексом текучести полимера с большей молекулярной массой, полученного в каталитической системе при текущих значениях параметров реактора, оцененным по моделям, описывающим изменения FI_н на основании изменений условий проведения реакции;
С'₂ является константой, относящейся к каталитической системе, причем С'₂ составляет от 0,1 до 10; и
b) изменение по меньшей мере одного параметра реактора для доведения определяющего индикатора до целевого значения определяющего индикатора.

2. Способ по п.1, в котором C'₁ равно 3, 4 и С'₂ равно 1,9.

3. Способ по п.1, в котором при полимеризации включается этилен и необязательно альфа-олефин и полимерным продуктом является полиэтиленовый полимер.

4. Способ по п.1, в котором указанный реактор полимеризации выбирается из группы, включающей жидкостный реактор, суспензионный петлевой реактор, надкритический петлевой реактор и газофазный реактор с псевдоожиженным слоем.

5. Способ по п.1, в котором при указанной полимеризации дополнительно включается биметаллический катализатор.

6. Способ по п.1, в котором предшествующий определяющий индикатор LI_р основан на отношении скоростей потоков мономера и водорода или сомономера, деленном на отношения концентраций мономера и водорода или сомономера в реакторе без специального усреднения или динамической компенсации.

7. Способ по п.1, в котором LI_т и LI_р основаны на этиленовом мономере и водороде.

8. Способ по п.1, в котором LI_т и LI_р основаны на этиленовом мономере и 1-гексене и/или 1-бутене в качестве сомономера.

9. Способ по п.1, в котором стадии способа осуществляются с помощью автоматического, ручного или комбинации автоматического и ручного управления.

10. Способ по п.1, в котором по меньшей мере один параметр реактора выбирается из группы, включающей скорость загрузки мономера, скорость загрузки сомономера, скорость загрузки катализатора, скорость загрузки сокатализатора, скорость загрузки водорода, температуру реактора, парциальное давление мономера, парциальное давление сомономера, парциальное давление водорода, скорость загрузки воды, скорость загрузки диоксида углерода, скорость загрузки примеси, скорость загрузки конденсирующего агента, скорость загрузки изопропилового спирта, скорость загрузки кислорода и их комбинации.

11. Способ мониторинга полимеризации для регулирования реактора полимеризации и тем самым регулирования характеристик получаемого в нем полимерного продукта, включающий:
а) расчет целевого значения определяющего индикатора (LI_т) указанное целевое значение определяющего индикатора (LI_т) определяется следующим образом:
LI_т=LI_р+С'₄+С'₃·(FI_н-FI_но);
где С'₃ и С'₄ являются константами, относящимися к каталитической системе, причем С'₃ составляет от -6,0 до +4,0, а С'₄ составляет от -3,0 до +3,0;
где LI_р является определяющим индикатором, рассчитанным по предшествующему периоду времени для времени отбора образцов, по которому измеряли FI_но,
где FI_но является индексом текучести порции с большей молекулярной массой указанного полимера, измеренным для полученного полимера при условиях предыдущего определяющего индикатора, определяемым по формуле:
FI_но=ln(-0,33759+0,516577·ln(I_21,6)-0,01523·(I_21,6/I_2,16));
где FI_н является индексом текучести порции с большей молекулярной массой полимера, полученного в каталитической системе при текущих значениях параметров реактора, оцененным по моделям, описывающим изменения FI_н на основании изменений условий проведения реакции; и b) изменение по меньшей мере одного параметра реактора для доведения определяющего индикатора до нового целевого значения.

12. Способ по п.11, в котором при полимеризации включается этилен и необязательно альфа-олефин и полимерным продуктом является полиэтиленовый полимер.

13. Способ по п.11, в котором указанный реактор полимеризации выбирается из группы, включающей жидкостный реактор, суспензионный петлевой реактор, надкритический петлевой реактор и газофазный реактор с псевдоожиженным слоем.

14. Способ по п.11, в котором при указанной полимеризации дополнительно включается биметаллический катализатор.

15. Способ по п.11, в котором предыдущий определяющий индикатор LI_р основан на отношении скоростей потоков мономера и водорода или сомономера, деленном на отношения концентраций мономера и водорода или сомономера в реакторе без специального усреднения или динамической компенсации.

16. Способ по п.11, в котором LI_т и LI_р основаны на этиленовом мономере и водороде.

17. Способ по п.11, в котором LI_т и LI_р основаны на этиленовом мономере и 1-гексене и/или 1-бутене в качестве сомономера.

18. Способ по п.11, в котором стадии способа осуществляются с помощью автоматического, ручного или комбинации автоматического и ручного управления.

19. Способ по п.11, в котором по меньшей мере один параметр реактора выбирается из группы, включающей скорость загрузки мономера, скорость загрузки сомономера, скорость загрузки катализатора, скорость загрузки сокатализатора, скорость загрузки водорода, температуру реактора, парциальное давление мономера, парциальное давление сомономера, парциальное давление водорода, скорость загрузки воды, скорость загрузки диоксида углерода, скорость загрузки примеси, скорость загрузки конденсирующего агента, скорость загрузки изопропилового спирта, скорость загрузки кислорода и их комбинации.

20. Способ мониторинга полимеризации для регулирования реактора полимеризации и тем самым регулирования характеристик получаемого в нем полимерного продукта, включающий:
а) расчет целевого значения определяющего индикатора (LI), указанное целевое значение определяющего индикатора (LI) определяется следующим образом:

где GR₁ - текущее значение отношения концентраций сомономер/этилен или текущее значение отношения концентраций водород/этилен в момент времени Т в реакторе, определенное путем анализа рециклового потока;
где FR₁ обозначает текущее значение отношения потоков или отношения сомономер/этилен или текущее значение отношения водород/этилен, выраженное в виде экспоненциально взвешенного скользящего среднего (ЭВСС) в момент времени Т;
где FR₂ обозначает мгновенное значение отношения потоков за td мин до момента времени Т;
где FR₃ обозначает ЭВСС, полученное с использованием времени пребывания сомономера или водорода за td мин до момента времени Т-1;
где β=1-ехр(-Т/(время пребывания сомономера)=ехр(-Δt/τ);
где Δt = шаг по времени, выбранный для обновления расчета LI;
где τ = время пребывания сомономера или водорода, обычно использующееся при расчете LI, при условии, что сомономер, растворенный в полимерном продукте, включается в указанный сомономер, использующийся для расчета LI
и b) изменение по меньшей мере одного параметра реактора для доведения определяющего индикатора до нового целевого значения.

21. Способ по п.20, в котором при полимеризации включается этилен и необязательно альфа-олефин и полимерным продуктом является полиэтиленовый полимер.

22. Способ по п.20, в котором указанный реактор полимеризации выбирается из группы, включающей жидкостный реактор, суспензионный петлевой реактор, надкритический петлевой реактор и газофазный реактор с псевдоожиженным слоем.

23. Способ по п.20, в котором при указанной полимеризации дополнительно включается биметаллический катализатор.

24. Способ по п.20, в котором стадии способа осуществляются с помощью автоматического, ручного или комбинации автоматического и ручного управления.

25. Способ по п.20, в котором по меньшей мере один параметр реактора выбирается из группы, включающей скорость загрузки мономера, скорость загрузки сомономера, скорость загрузки катализатора, скорость загрузки сокатализатора, скорость загрузки водорода, температуру реактора, парциальное давление мономера, парциальное давление сомономера, парциальное давление водорода, скорость загрузки воды, скорость загрузки диоксида углерода, скорость загрузки примеси, скорость загрузки конденсирующего агента, скорость загрузки изопропилового спирта, скорость загрузки кислорода и их комбинации.