СИСТЕМА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА Российский патент 2018 года по МПК B01J19/18 C08F2/01 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится, в общем, к получению катализатора и, более конкретно, к получению металлоценовых катализаторов.

[0002] Этот раздел предназначен для ознакомления читателя с теми аспектами данной области техники, которые могут иметь отношение к аспектам настоящего изобретения, которое раскрыто и/или заявлено ниже. Предполагается, что настоящее описание будет полезным для обеспечения читателя базовой информацией, способствуя лучшему пониманию различных аспектов представленного изобретения. Соответственно, следует понимать, что данные утверждения следует рассматривать именно с этой точки зрения, а не как введение в предшествующий уровень техники.

[0003] Для облегчения образования продуктов в ходе химических реакций можно использовать катализаторы. Зачастую катализатор необходимо получать определенным образом для достижения требуемых свойств катализатора и/или продуктов. Например, на некоторых производственных объектах, осуществляющих полимеризацию, поставщик получает катализатор отдельно, а затем отправляет его на объект, где происходит реакция полимеризации. На производственном объекте поставщика катализатор может быть растворен в растворителе с образованием раствора катализатора, который может быть использован на производственном объекте, осуществляющем полимеризацию, напрямую или после небольшой дополнительной обработки. Однако концентрация катализатора в растворителе может быть ограничена растворимостью катализатора в указанном растворителе. Другими словами, попытка растворить большее количество катализатора в растворе может привести к осаждению катализатора из раствора, что может быть нежелательным. Кроме того, растворимость катализатора в растворителе может зависеть от температуры. Например, растворимость катализатора при низких температурах может уменьшаться. Поэтому концентрация катализатора в растворителе может быть меньше, чем это необходимо, что приводит к подаче раствора катализатора с более высокой скоростью потока. Кроме того, понятно, что проблемы, связанные с концентрацией катализатора в растворителе, могут вызывать необходимость увеличения размеров резервуаров для хранения, трубопроводов, насосов и другого оборудования, связанного с транспортировкой раствора катализатора, для облегчения контроля высокой скорости потока раствора катализатора. Это может увеличивать капитальные и операционные расходы производственного объекта, осуществляющего полимеризацию. Более того, совершенно очевидно, что расходы и другие факторы, связанные с транспортировкой раствора катализатора, могут быть выше, чем расходы, связанные с транспортировкой только катализатора.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0004] Преимущества настоящего изобретения становятся понятными при прочтении следующего подробного описания со ссылкой на графические материалы, среди которых:

[0005] На фиг. 1 приведена блок-схема одного из вариантов реализации системы по производству полиолефинов с системой получения катализатора в соответствии с представленными вариантами реализации изобретения;

[0006] На фиг. 2 приведена схематическая блок-схема одного из вариантов реализации системы получения катализатора, которую можно использовать в системе по производству полиолефинов, изображенной на фиг. 1, в соответствии с представленными вариантами реализации изобретения;

[0007] На фиг. 3 приведена схематическая блок-схема одного из вариантов реализации системы получения катализатора, которая содержит более одного резервуара для катализатора и которую можно использовать в системе по производству полиолефинов, изображенной на фиг. 1, в соответствии с представленными вариантами реализации изобретения;

[0008] На фиг. 4 приведена схематическая блок-схема одного из вариантов реализации системы получения катализатора, которая содержит более одного резервуара смешивания/сбора катализатора и которую можно использовать в системе по производству полиолефинов, изображенной на фиг. 1, в соответствии с представленными вариантами реализации изобретения;

[0009] На фиг. 5 приведена схематическая блок-схема одного из вариантов реализации системы получения катализатора, которая содержит отдельные резервуары смешивания и сбора катализатора и которую можно использовать в системе по производству полиолефинов, изображенной на фиг. 1, в соответствии с представленными вариантами реализации изобретения; и

[0010] На фиг. 6 приведена блок-схема, иллюстрирующая способ получения катализатора в соответствии с представленными вариантами реализации изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ КОНКРЕТНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011] Ниже представлены один или нескольких конкретных вариантов реализации настоящего изобретения. Для обеспечения лаконичного описания этих вариантов реализации в настоящем документе раскрыты не все особенности реального осуществления. Следует понимать, что при разработке любого фактического варианта реализации, как при любом проектировании или разработке проекта, необходимо принять множество решений, зависящих от практического осуществлении, для достижения конкретных целей разработчика, таких как соблюдение ограничений, связанных с определенной системой и бизнесом, которые могут варьироваться от одного воплощения к другому. Кроме того, следует понимать, что такая опытно-конструкторская работа может быть сложной и длительной, но, тем не менее, является стандартной работой, выполняемой для проектирования, изготовления и производства специалистами, получающими преимущество от настоящего изобретения.

[0012] Настоящее изобретение относится к методикам получения раствора катализатора. Более конкретно, настоящее изобретение относится к методикам получения раствора катализатора с помощью системы получения катализатора, расположенной на месте ее применения. При использовании в настоящем описании термин «на месте применения» означает расположение в том же месте и/или в совокупности с производственным объектом, осуществляющим полимеризацию, и с любыми смежными вспомогательными производственными объектами. На производственном объекте, осуществляющем полимеризацию, различные полимеры могут быть получены во множестве различных реакторов, таких как, но не ограничиваясь ими, реакторы псевдоожиженного слоя, газофазные реакторы, петлевые суспензионные реакторы или в любой их комбинации. Такие реакторные системы можно смоделировать при помощи модели бакового реактора непрерывного действия с идеальным перемешиванием (CISTR).

[0013] В реакторы производственного объекта, осуществляющего полимеризацию, для получения полимеров могут поступать мономер, разбавитель, каталитический комплекс, полученный в системе получения катализатора в соответствии с представленными вариантами реализации. В некоторых вариантах реализации в резервуаре катализатора полимеризации в системе получения катализатора происходит смешивание катализатора полимеризации с растворителем при помощи мешалки с образованием раствора катализатора полимеризации. Нагревательная система, соединенная с резервуаром катализатора полимеризации, может способствовать поддержанию температуры раствора катализатора полимеризации выше определенного порога. Например, порог может быть определен для предотвращения осаждения катализатора полимеризации из раствора катализатора полимеризации. Затем в реактор предварительного контакта системы получения катализатора может поступать сокатализатор, активатор и раствор катализатора полимеризации из резервуара катализатора полимеризации с образованием каталитического комплекса. Реактор предварительного контакта также может содержать нагревательную систему. Для переноса каталитического комплекса из реактора предварительного контакта в реакторы полимеризационной установки может быть использован трубопровод.

[0014] Получая раствор катализатора полимеризации на месте применения, катализатор полимеризации от поставщика может быть направлен на производственный объект, осуществляющий полимеризацию, в твердой форме (например, в форме сухого порошка), таким образом упрощая и снижая затраты, связанные с транспортировкой катализатора полимеризации. Кроме того, можно выбрать наиболее совместимый и/или пригодный для применения в реакторах на производственном объекте, осуществляющем полимеризацию, растворитель, используемый для растворения катализатора полимеризации. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения растворитель может представлять собой материал, который уже подают в реактор, такой как сомономер. Кроме того, за счет нагревания раствора катализатора полимеризации в системе получения катализатора концентрация катализатора полимеризации может быть больше, чем концентрация в растворах катализатора, поставляемых на полимеризационную установку поставщиками. Поэтому резервуары для хранения и другое оборудование, имеющее отношение к раствору катализатора полимеризации, может быть меньше и дешевле, чем оборудование, необходимое для получения растворов катализатора, поставляемых поставщиками. Кроме того, может быть уменьшена частота получения партий раствора катализатора. Более того, применение высококонцентрированного раствора катализатора может улучшать контролирование реакции полимеризации. Например, при помощи высококонцентрированного раствора катализатора можно контролировать соотношение высокомолекулярного полимера к низкомолекулярному полимеру.

[0015] На фиг. 1 приведен вариант реализации производственной системы 10, в которой для получения полимерного продукта в химических реакциях используют катализаторы. В частности, фиг. 1 представляет собой схематическое изображение производственного процесса получения полиолефинов, таких как гомополимер, сополимер и/или терполимер полиэтилена, помимо прочего. Хотя способы получения катализатора, описанные в настоящем документе, описаны, в основном, в отношении производства полиолефинов, эти способы можно также применять для любой системы химического реактора, которая может быть смоделирована при помощи модели бакового реактора непрерывного действия с идеальным перемешиванием. Например, такие способы получения катализатора можно применять для производства других типов полимеров.

[0016] Как показано на фиг. 1, производственная система 10 содержит реакторную систему 12, в которую поступает различное сырье, такое как каталитический комплекс 14, мономер 16 и/или разбавитель 18. Каталитический комплекс 14 и его получение подробно описаны ниже. Мономер 16 может содержать один или более мономеров и/или сомономеров, таких как, но не ограничиваясь ими, этилен, пропилен, бутен, гексен, октен, децен и т.д. Разбавитель 18 может содержать один или более разбавителей, таких как, но не ограничиваясь ими, инертный углеводород, который является жидким в условиях реакции, такой как изобутан, пропан, н-бутан, н-пентан, изопентан, неопентан, н-гексан, н-гептан, циклогексан, циклопентан, метилциклопентан или этилциклогексан, среди прочих. В некоторых вариантах реализации разбавитель 18 можно использовать для суспендирования частиц катализатора и полимерных частиц в реакционных сосудах реакторной системы 12. В дополнительных вариантах реализации в реакторную систему 12 также могут поступать другие материалы, такие как, но не ограничиваясь ими, агенты передачи цепи (например, водород), катализаторы, сокатализаторы и другие добавки.

[0017] Реакторная система 12 может содержать один или более реакторов полимеризации, таких как жидкофазные реакторы, газофазные реакторы или их комбинации. Несколько реакторов могут быть расположены последовательно, параллельно или в любом другом подходящем сочетании или конфигурации. В реакторах полимеризации может происходить полимеризация мономера 16 (например, один или более мономеров и/или сомономеров) с образованием продукта, содержащего полимерные частицы 20, обычно называемые хлопьями или гранулами. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения мономер 16 может содержать 1-олефины, имеющие до 10 атомов углерода на молекулу и обычно не имеющие разветвления ближе 4 положения от двойной связи. Например, мономер 16 может содержать мономеры и сомономеры, такие как этилен, пропилен, бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-октен, 1-децен или любую их комбинацию. Полимерные частицы 20 могут иметь одно или несколько требуемых свойств расплава, физических, реологических и/или механических свойств, таких как плотность, индекс расплава (ИР), скорость течения расплава, содержание сополимера или сомономера, модуль и кристалличность. Для достижения заданных свойств полимерных частиц 20 можно выбрать условия реакции, такие как температура, давления, скорость потока, механическое перемешивание, выгрузка продукта, концентрации компонентов, скорость производства полимера и т.д.

[0018] Выходящий поток продуктов, который содержит образовавшиеся полимерные частицы 20, а также неполимерные компоненты, такие как разбавитель 18, не прореагировавший мономер 16 и остаточный катализатор, выходит из реакторной системы 12 и поступает в различные системы, такие как система выделения продукта, экструзионная система и/или система разгрузки, с получением экструдированных гранул полимера. Примеры полимерных гранул, которые можно получить при помощи производственной системы 10, включают, но не ограничиваются ими, полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП), полиэтилен средней плотности (ПЭСП), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) и улучшенный полиэтилен, такой как бимодальные марки. Различные типы и марки полиэтиленовых гранул могут продаваться, например, под торговыми названиями полиэтилен Marlex® или полиэтилен MarFlex® производства Chevron-Phillips Chemical Company, LP, Вудлендс, штат Техас, США.

[0019] Полученные полимерные (например, полиэтиленовые) гранулы можно применять в производстве различных изделий, деталей, бытовых приборов и других товаров, в том числе клеев (например, клея-расплава), электрических проводов и кабелей, сельскохозяйственной пленки, усадочной пленки, стретч-пленки, пленок для упаковки пищевых продуктов, гибкой упаковки пищевых продуктов, молочных контейнеров, упаковки для замороженных продуктов, мусорных пакетов, пакетов для продуктов, большегрузных мешков, пластиковых бутылок, защитной экипировки, покрытий, игрушек и разнообразных контейнеров и пластиковых изделий. Кроме того, изделия и детали, изготовленные из полимерных гранул, могут быть дополнительно переработаны и собраны перед распространением и продажей потребителю. Например, полимерные гранулы обычно подвергают дополнительной переработке, такой как выдувное формование, литьевое формование, ротационное формование, экструзия пленки с раздувом, изготовление литьевой пленки, экструзия (например, экструзия листа, трубы и профилированная экструзия, экструзия с нанесением покрытия/ламинированием и т.д.) и т.п.

[0020] Возвращаясь к фиг.1, каталитический комплекс 14 может быть получен смешиванием каталитического раствора 22, сокатализатора 24 и активатора 26. Примеры сокатализатора 24 включают, но не ограничиваются ими, металлорганические соединения, такие как триизобутилалюминий, триэтилалюминий или триэтилбор, алкилалюминиевые соединения, метилалюминоксан и т.д. Примеры активатора 26 включают, но не ограничиваются ими, твердые суперкислоты и химически обработанные твердые оксиды. В одном из вариантов реализации изобретения твердый оксид может иметь площадь поверхности от примерно 100 до примерно 1000 м²/г. В другом варианте реализации твердый оксид может иметь площадь поверхности от примерно 200 до примерно 800 м²/г. В другом варианте реализации твердый оксид может иметь площадь поверхности от примерно 250 до примерно 600 м²/г.

[0021] Если активатор 26 представляет собой химически обработанный твердый оксид, он может содержать твердый неорганический оксид, который содержит кислород и один или более элементов, выбранных из группы 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15 периодической таблицы, или который содержит кислород и один или более элементов, выбранных из лантаноидных или актиноидных элементов (см.: Hawley, Condensed Chemical Dictionary, 11-е изд., John Wiley & Sons, 1995; Cotton, F.A., Wilkinson, G., Murillo, С.А., и Bochmann, M., Advanced Inorganic Chemistry, 6-е изд., Wiley-Interscience, 1999). Например, неорганический оксид может содержать кислород и элемент или элементы, выбранные из Al, В, Be, Bi, Cd, Со, Cr, Cu, Fe, Ga, La, Mn, Mo, Ni, Sb, Si, Sn, Sr, Th, Ti, V, W, P, Y, Zn и Zr.

[0022] Подходящие примеры твердых оксидных материалов или соединений, которые можно использовать для получения химически обработанного твердого оксида, используемого в качестве активатора 26, могут включать, но не ограничиваться ими, Al₂O₃, B₂O₃, BeO, Bi₂O₃, CdO, Co₃O₄, Cr₂O₃, CuO, Fe₂O₃, Ga₂O₃, La₂O₃, Mn₂O₃, МоО₃, NiO, P₂O₅, Sb₂O₅, SiO₂, SnO₂, SrO, ThO₂, TiO₂, V₂O₅, WO₃, Y₂O₃, ZnO, ZrO₂ и т.п., включая их смешанные оксиды, покрытия одного оксида другим, а также их комбинации. Например, твердый оксид может содержать диоксид кремния, оксид алюминия, оксид кремния-алюминия, оксид алюминия, покрытый оксидом кремния, фосфат алюминия, алюмофосфат, гетерополивольфрамат, оксид титана, оксид циркония, оксид магния, оксид бора, оксид цинка, их смешанные оксиды или любые их комбинации.

[0023] Возвращаясь к фиг. 1, каталитический раствор 22 может быть получен смешиванием катализатора 28 и растворителя 30. В частности, катализатор 28 может быть растворен в растворителе 30. В одном из вариантов реализации изобретения катализатор 28 может представлять собой, по существу, твердый материал. Примеры катализатора 28 включают, но не ограничиваются ими, металлоценовые катализаторы, катализаторы Циглера-Натта, хромовые катализаторы, ванадиевые катализаторы, никелевые катализаторы или их комбинации, среди прочих. Примеры хромовых катализаторов включают, но не ограничиваются ими, хром, хромоцен, хром-титан, хром с оксидом кремния, хром с фосфатом алюминия и т.п. Примеры растворителя 30 включают, но не ограничиваются ими, сомономеры, такие как перечислены выше, 1-гексен, циклогексан, гептан, алкен, алкан, циклоалкен, циклоалкан или любую их комбинацию. В некоторых вариантах реализации растворитель 30 представляет собой 1-гексен и не содержит толуола. Применение 1-гексена может быть более предпочтительным, чем применение толуола, поскольку 1-гексен менее опасен для окружающей среды, чем толуол. Кроме того, 1-гексен расходуется (например, происходит химическое расходование или взаимодействие) в процессе полимеризации и, следовательно, его содержание в полимерных частицах 20 в качестве остаточного вещества будет ниже, чем содержание толуола, который не расходуется при полимеризации. Некоторые катализаторы 28 могут быть менее растворимы в 1-гексене, чем в толуоле. Поэтому нагревание каталитического раствора 22, как подробно описано ниже, может облегчать применение 1-гексена вместо толуола и способствовать предотвращению осаждения катализатора 28.

[0024] На фиг. 2 приведен вариант реализации системы 40 получения катализатора, которая может быть использована для получения каталитического комплекса 14, подаваемого в реакторную систему 12. В частности, система 40 получения катализатора может содержать резервуар 42 катализатора, в котором хранят катализатор 28. В одном из вариантов реализации изобретения в качестве способа передачи может быть использован клапан 44 регулирования катализатора для контролирования перемещения катализатора 28 из резервуара 42 катализатора в резервуар 46 смешивания/сбора катализатора. Также может быть использован другой способ переноса катализатора либо с клапаном 44 регулирования катализатора, либо без него. Например, катализатор 28 может быть выдавлен (например, с помощью азота), закачан, перекачан или иным образом перенесен в резервуар 46 смешивания/сбора катализатора. Система 40 получения катализатора также может содержать резервуар 48 растворителя для хранения растворителя 30. В одном из вариантов реализации изобретения может быть использован клапан 50 регулирования растворителя для контролирования переноса растворителя 30 в резервуар 46 смешивания/сбора катализатора. Также может быть использован другой способ переноса растворителя либо с клапаном 50 регулирования растворителя, либо без него. Например, растворитель 30 может выходить из резервуара 48 растворителя под давлением или, в некоторых вариантах реализации, для переноса растворителя 30 из резервуара 48 растворителя может быть использован насос. Действительно, в некоторых вариантах реализации насос может заменять или действовать вместе с клапаном 50 регулирования растворителя.

[0025] Как показано на фиг.2, резервуар 46 смешивания/сбора катализатора содержит мешалку 52, которая приводится в действие мотором 54. Мешалка 52 может быть использована для растворения и/или смешивания катализатора 28 и растворителя 30 в резервуаре 46 смешивания/сбора катализатора. Так, мешалка 52 может способствовать ускорению перемешивания катализатора 28 и растворителя 30 и/или улучшать консистенцию каталитического раствора 22. В некоторых вариантах реализации изобретения резервуар 46 смешивания/сбора катализатора может содержать нагревательную систему 56 для подогрева каталитического раствора 22. Примеры нагревательной системы 56 включают, но не ограничиваются ими, рубашку с подогретой циркулирующей водой, змеевик с подогретой циркулирующей водой, рубашку с электрической фиксацией состояния или любую другую подходящую нагревательную систему. За счет нагревания каталитического раствора 22 нагревательной системой 56 могут быть достигнуты более высокие концентрации катализатора 28 без осаждения катализатора 28. Кроме того, нагревательную систему 56 можно использовать всегда, когда одновременно присутствуют катализатор 28 и растворитель 30, что способствует предотвращению осаждения катализатора 28 при низких температурах. Трубопровод 58 может быть использован для переноса каталитического раствора 22 из резервуара 46 смешивания/сбора катализатора. Трубопровод 58 может содержать трубчатую нагревательную систему 60, такую как, но не ограничиваясь ими, рубашка с подогретой циркулирующей водой, электрообогрев или любая другая нагревательная система, которую можно использовать для поддержания температуры каталитического раствора 22 выше определенного порога при прохождении каталитического раствора 22 по трубопроводу 58. С трубопроводом 58 может быть соединен насос 62 для каталитического раствора, который используют для передачи каталитического раствора 22 из резервуара 46 смешивания/сбора катализатора. Кроме того, трубопровод 58 может содержать клапан 64 регулирования каталитического раствора для контроля транспортировки каталитического раствора 22 из резервуара 46 смешивания/сбора катализатора в реактор предварительного контакта 66 при помощи насоса 62 для каталитического раствора или без него.

[0026] Помимо каталитического раствора 22 из резервуара 46 смешивания/сбора катализатора в реактор 66 предварительного контакта может поступать сокатализатор 24 из резервуара 68 сокатализатора через насос 70 для подачи сокатализатора. В других вариантах реализации сокатализатор 24 может поступать в реактор 66 предварительного контакта под давлением или иным способом. В дополнительных вариантах реализации сокатализатор 24 может поступать непосредственно из резервуара 68 сокатализатора в один или более реакторов в реакторной системе 12, в обход реактора 66 предварительного контакта. В резервуаре 72 активатора активатор 26 может храниться до его подачи в реактор 66 предварительного контакта под давлением, с помощью насоса или т.п. Реактор 66 предварительного контакта содержит мешалку 74 реактора предварительного контакта, которую приводит в действие двигатель 76 реактора предварительного контакта. Мешалка 74 реактора предварительного контакта может быть использована для тщательного смешения раствора катализатора 22 с сокатализатором 24 и активатором 26. Кроме того, реактор предварительного контакта 66 может содержать нагревательную систему 78 реактора предварительного контакта для нагревания каталитического комплекса 14 в реакторе предварительного контакта 66. Нагревательная система 78 реактора предварительного контакта может быть аналогична описанной выше нагревательной системе 56 для резервуара 46 смешения/ сбора катализатора. В одном из вариантов реализации нагревательная система 78 реактора предварительного контакта может быть использована только во время получения каталитического комплекса 14, а затем ее выключают. Для переноса каталитического комплекса 14 из реактора предварительного контакта 66 может быть использован трубопровод 80 реактора предварительного контакта. В некоторых вариантах реализации для переноса каталитического комплекса 14 из реактора предварительного контакта 66 в один или более реакторов в реакторной системе 12 можно использовать один или более насосов 82 реактора предварительного контакта.

[0027] Независимо от конкретного используемого катализатора 28, условия эксплуатации в системе 40 получения катализатора можно контролировать для получения каталитического комплекса 14 с заданными свойствами. Например, можно использовать систему управления 90 для контроля условий эксплуатации в производственной системе 10, такой как система 40 получения катализатора. Например, можно использовать систему управления 90 для регулирования скорости потоков, температуры и/или других свойств катализатора 28, растворителя 30, каталитического раствора 22, сокатализатора 24, активатора 26 и/или каталитического комплекса 14. Кроме того, можно использовать систему управления 90 для переключения с подачи одного типа каталитического комплекса 14 в реакторную систему 12 на подачу другого типа каталитического комплекса 14 в реакторную систему 12. Более того, систему управления 90 можно использовать для контроля и/или регулирования условий эксплуатации в производственной системе 10, таких как температура, давление, скорость реакции, концентрация твердых веществ, среди прочих. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения, система управления 90 может получать входящие сигналы 92 от датчиков (таких как температурные датчики, датчики давления и/или датчики потока, среди прочих) в производственной системе 10, которые являются показателями условий эксплуатации, а затем генерировать управляющие сигналы 102 для регуляции условий эксплуатации производственной системы 10.

[0028] В частности, как показано на фиг. 2, система управления 90 может принимать входящие сигналы 92 от различных датчиков, расположенных в системе 40 получения катализатора, таких как, но не ограничиваясь ими, температурный датчик 94 резервуара смешивания/сбора катализатора, датчик концентрации 96 резервуара смешивания/сбора катализатора, температурный датчик 98 реактора предварительного контакта, датчик 100 потока каталитического комплекса и т.д. В других вариантах реализации система управления 90 может принимать входящие сигналы 92 от других датчиков, расположенных в системе 40 получения катализатора и/или в производственной системе 10. На основании входящих сигналов 92 система управления 90 может передавать управляющие сигналы 102 различным устройствам и оборудованию, расположенным в системе 40 получения катализатора, такому как, но не ограничиваясь этим, любые средства для транспортировки катализатора, клапан 44 регулирования катализатора, любые средства для транспортировки растворителя, клапан 50 регулирования растворителя, двигатель 54 резервуара смешивания/сбора катализатора, нагревательная система 56 резервуара смешивания/сбора катализатора, нагревательная систем 60 транспортного трубопровода, насос 62 перекачивания раствора катализатора, клапан 64 регулирования каталитического раствора, насос 70 сокатализатора, двигатель 76 реактора предварительного контакта, насос 82 реактора предварительного контакта, нагревательная система 78 реактора предварительного контакта и т.д.

[0029] В некоторых вариантах реализации входящий сигнал 92, принимаемый системой управления 90, может быть показателем недостачи катализатора 28 в резервуаре 46 смешивания/сбора катализатора. Например, входящий сигнал 92 может быть показателем концентрации катализатора 28 в каталитическом растворе 22, которая ниже, чем заданное значение, и он может передаваться датчиком 96 концентрации в резервуаре смешивания/сбора катализатора. В ответ на это система управления 90 может активировать отклик, такой как привод клапана 44 регулирования катализатора, для подачи катализатора 28 в резервуар 46 смешивания/сбора катализатора и/или других устройств подачи катализатора. Система управления 90 может принимать дополнительный входящий сигнал 92, который является показателем недостачи каталитического раствора 22 в реакторе 66 предварительного контакта. Например, входящий сигнал 92 может быть показателем концентрации катализатора 28 в каталитическом комплексе 14 или содержания каталитического комплекса в 14 в реакторе 66 предварительного контакта, что они ниже заданного значения. В ответ на это система управления 90 может активировать отклик, такой как привод насоса 62 каталитического раствора и/или клапан 64 регулирования каталитического раствора, для подачи каталитического раствора 22 в реактор 66 предварительного контакта. В других вариантах реализации система управления 90 может принимать дополнительный входящий сигнал 92, который является показателем недостачи каталитического комплекса 14 в реакторной системе 12. Например, входящий сигнал 92 может быть показателем скорости потока каталитического комплекса 14 в реакторную систему 12, которая ниже заданного значения, и он может передаваться датчиком 100 потока каталитического комплекса. В ответ на это система управления 90 может активировать отклик, такой как привод насоса 82 реактора предварительного контакта, для подачи дополнительного количества каталитического комплекса 14 в реакторную систему 12. В дополнительных вариантах реализации система управления 90 может принимать дополнительный входящий сигнал 92, который является показателем температуры каталитического раствора 22 в резервуаре 46 смешивания/сбора катализатора. Например, входящий сигнал 92 может передаваться температурным датчиком 94 резервуара смешивания/сбора катализатора и может показывать, что температура каталитического раствора 22 ниже заданного значения. В ответ на это система управления 90 может активировать отклик, такой как привод нагревательной системы 56, для подачи дополнительного тепла в резервуар 46 смешивания/сбора катализатора. Таким же образом система управления 90 может действовать при подаче тепла в реактор 66 предварительного контакта на основании данных, полученных через входящий сигнал 92 от температурного датчика 98 реактора предварительного контакта.

[0030] В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения система управления 90 может представлять собой распределительную систему управления (РСУ). Система управления 90 может содержать один или более автоматических контроллеров, микропроцессоров, процессоров системы команд, графических процессоров, аналого-цифровых преобразователей, интерфейсных плат и/или необходимых комплектов микросхем. Кроме того, система управления 90 может работать вместе с запоминающим устройством, на котором записаны исполняемый код, данные и инструкции для системы управления 90. Например, запоминающее устройство может содержать непереносимый машиночитаемый код для поддержания температуры каталитического раствора 22 выше определенного порога на основании измеренных параметров процесса. Запоминающее устройство может содержать энергозависимое запоминающее устройство, такое как оперативное запоминающее устройство, и/или энергонезависимое запоминающее устройство, такое как постоянное запоминающее устройство, флэш-память, жесткий диск или любой другой подходящий оптический, магнитный или твердотельный машиночитаемый носитель, а также их комбинации. Система управления 90 также может включать дисплей и пользовательский интерфейс. В соответствии с некоторыми вариантами реализации, дисплей и пользовательский интерфейс могут быть частью рабочего места оператора. Дисплей может отображать различную информацию о производственной системе 10. Например, дисплей может отображать графики, диаграммы, массовые балансы, энергетические балансы, данные процесса, такие как измеренные параметры процесса и/или прогнозируемые данные, среди прочих, которые облегчают пользователю контроль и управление производственной системой 10.

[0031] В соответствии с некоторыми вариантами реализации дисплей может отображать экраны пользовательского интерфейса, которые облегчают введение пользовательских данных. Например, пользователь может вводить заданные технологические параметры (например, заданные значения) или поправки, которые необходимо сделать в отношении производственной системы 10. В некоторых вариантах реализации пользователь может рассмотреть фактически текущую скорость реакции или диаграмму, изображенную на дисплее, и может ввести заданное значение скорости подачи катализатора или поправку скорости подачи катализатора. В другом примере пользователь может регулировать температуру реакторной системы 12 или одной или нескольких скоростей загрузки при помощи пользовательского интерфейса. Однако в других вариантах реализации по меньшей мере некоторые эксплуатационные условия могут быть отрегулированы системой управления 90 автоматически. Например, в некоторых вариантах реализации система управления 90 может автоматически регулировать скорость потока катализатора 28 в резервуар 46 смешивания/сбора катализатора на основании измеренной концентрации катализатора 28 в каталитическом растворе 22.

[0032] В некоторых вариантах реализации систему управления 90 можно использовать для поддержания температуры каталитического раствора 22 и/или каталитического комплекса 14 выше заданного порога. Порог можно выбрать так, чтобы предотвратить осаждение катализатора 28 из каталитического раствора 22 и/или каталитического комплекса 14. В некоторых вариантах реализации порог может составлять от приблизительно 40 до приблизительно 50°C. В одном из вариантов реализации пороговое значение может составлять приблизительно 45°C. Порог температуры, превышение которого недопустимо, такое значение как приблизительно 60°C или приблизительно 65°C, можно выбрать на основании конкретного используемого катализатора 28 во избежание разрушения катализатора 28. В одном из вариантов реализации пороговое значение может составлять приблизительно от 40 до приблизительно 65°C. Температурный датчик 94 резервуара смешивания/сбора катализатора может показывать температуру каталитического раствора 22, а температурный датчик 98 реактора предварительного контакта может показывать температуру каталитического комплекса 14. На основании входящих сигналов 92, принимаемых от температурных датчиков 96 и/или 98, система управления 90 может посылать управляющие сигналы 102 в нагревательную систему 56 резервуара смешивания/сбора катализатора и/или в нагревательную систему 78 реактора предварительного контакта для поддержания температур каталитического раствора 22 и/или каталитического комплекса 14, соответственно, выше заданного порога.

[0033] В других вариантах реализации систему управления 90 можно использовать для поддержания концентрации катализатора 28 в каталитическом растворе 22 и/или в каталитическом комплексе 14 выше заданного порога. Этот порог может быть выбран так, чтобы обеспечивать поступление заданного количества катализатора 28 в реакторную систему 12. В некоторых вариантах реализации порог концентрации катализатора может составлять более чем приблизительно 0,40 мас.% в растворителе 30. Этот порог концентрации может быть выше, чем концентрация каталитического раствора 22, поставляемого сторонними поставщиками, поскольку сторонние поставщики могут быть ограничены проблемами транспортировки. Поэтому представленные варианты реализации обеспечивают возможность уменьшения размеров резервуара 46 смешивания/сбора катализатора и сопутствующего оборудования и линий, по сравнению с обычными установками. В некоторых вариантах реализации порог концентрации катализатора может составлять приблизительно 0,47 мас.% в растворителе 30. Датчик 96 концентрации резервуара смешивания/сбора катализатора может подавать входящий сигнал 92 в систему управления 90, который показывает концентрацию катализатора 28 в каталитическом растворе 22. В ответ на входящий сигнал 92 от датчика 96 концентрации резервуара смешивания/сбора катализатора система управления 90 может передавать управляющий сигнал 102 на клапан 44 регулирования катализатора и/или клапан 50 регулирования растворителя для поддержания концентрации катализатора 28 в каталитическом растворе 22 выше определенного порога. Например, управляющий сигнал 102 может открывать клапан 44 регулирования катализатора и/или закрывать клапан 50 регулирования растворителя, если указанная концентрация катализатора 28 в каталитическом растворе 22 ниже определенного порога. Точно так же система управления 90 может закрывать клапан 44 регулирования катализатора и/или открывать клапан 50 регулирования растворителя, если указанная концентрация катализатора 28 в каталитическом растворе 22 выше определенного порога. Таким же образом, систему управления 90 можно использовать для регуляции одного или более насоса 62 перекачки каталитического раствора, клапана 64 регулирования раствора катализатора и/или насоса 70 сокатализатора для корректировки или поддержания концентрации катализатора 28 в каталитическом комплексе 14 в реакторе 66 предварительного контакта. В таких вариантах реализации реактор 66 предварительного контакта может содержать такой же датчик концентрации, как датчик концентрации 96 в резервуаре смешивания/сбор катализатора, для подачи входящего сигнала 92 в систему управления 90. Кроме того, система управления 90 может передавать управляющие сигналы 102 в насос 82 реактора предварительного контакта для корректировки или поддержания скорости потока каталитического комплекса 14 в реакторную систему 12. В других вариантах реализации систему управления 90 еще можно использовать для контроля двигателя 54 резервуара смешивания/сбора катализатора и/или двигателя 76 реактора предварительного контакта.

[0034] В датчике 96 концентрации, показанном на фиг. 2, могут быть использованы различные методы, такие как спектрофотометрия, для определения концентрации катализатора 28 в каталитическом растворе 22. В одном из вариантов реализации датчик 96 концентрации может представлять собой фотометрический анализатор УФ-видимой области света (или UV-Vis анализатор), где может быть использован закон Бугера-Ламберта-Бера для определения концентрации катализатора 28. В частности, UV-Vis анализатора может пропускать свет с определенной длиной волны через каталитический раствор 22 и измерять поглощение света при выбранной длине волны. Измеренное поглощение затем можно сравнить с калибровочной кривой для определения концентрации катализатора 28. Определенная длина волны света может быть выбрана так, чтобы растворитель 30 слабо поглощал или совсем не поглощал его, тем самым снижая погрешности при определении концентрации. Поэтому поглощение света при выбранной длине волны может фактически являться функцией концентрации катализатора 28 в каталитическом растворе 22. UV-Vis анализатор можно применять различными способами, такими как, но не ограничиваясь этим, получение непрерывных онлайн показаний концентрации катализатора 28 в каталитическом растворе 22 и/или в каталитическом комплексе 14, анализ партий каталитического раствора 28 и/или каталитического комплекса 14, и т.д. В некоторых вариантах реализации каталитический раствор 22 может содержать частицы или другой дисперсный материал, который может ухудшать спектрофотометрический анализ. Поэтому в некоторых вариантах реализации анализатор, работающий в видимом или ультрафиолетовом диапазоне, может содержать фильтр или аналогичное устройство для удаления частиц и/или другого материала из каталитического раствора 22. Кроме того, в других вариантах реализации измерительную ячейку анализатора, работающего в видимом или ультрафиолетовом диапазоне, можно регулярно промывать, например, ежедневно, для снижения нарастания материала, который может влиять на точность измерений. В дополнительных вариантах реализации можно использовать другие методы для определения концентрации катализатора 28 в каталитическом растворе 22.

[0035] На фиг. 3 приведен вариант реализации системы 40 получения катализатора, которую можно использовать в производственной системе 10, показанной на фиг.1. В частности, на фиг. 3 приведена система, в которой используют два катализатора. Например, первый резервуар 120 катализатора можно использовать для хранения первого катализатора 122, а первый клапан 124 регулирования катализатора можно использовать для контроля потока первого катализатора 122 в резервуар 46 смешивания/сбора катализатора. Система 40 получения катализатора может содержать также второй резервуар 126 катализатора, предназначенный для хранения второго катализатора 128, а второй клапан 130 регулирования катализатора можно использовать для подачи второго катализатора 128 в резервуар 46 смешивания/сбора катализатора. Применение первого и второго катализаторов 122 и 128 может облегчать производство полимерных частиц 20 с определенными заданными характеристиками, по сравнению с полимерными частицами 20, полученными с применением одного катализатора. В остальном, система получения катализатора 40, изображенная на фиг. 3, аналогична системе 40, изображенной на фиг. 2.

[0036] На фиг. 4 приведен вариант реализации системы 40 получения катализатора с двумя резервуарами смешивания/сбора катализатора. В частности, первый клапан 136 регулирования катализатора может регулировать скорость потока катализатора 28 в первый резервуар 140 смешивания/сбора катализатора, а первый клапан 138 контролирования растворителя может регулировать скорость потока растворителя 30 в первый резервуар 140 смешивания/сбора катализатора. Первый резервуар 140 смешивания/сбора катализатора может содержать первую мешалку 142, приводимый в движение первым двигателем 144, и может нагреваться с помощью первой нагревательной системы 146. Кроме того, первый резервуар 140 смешивания/сбора катализатора может содержать первый температурный датчик 148 и первый датчик концентрации 149. Точно так же, второй клапан 145 регулирования катализатора может регулировать скорость потока катализатора 28 во второй резервуар 150 смешивания/сбора катализатора, а второй клапан 147 регулирования растворителя может регулировать скорость потока растворителя 30 во второй резервуар 150 смешивания/сбора катализатора. Второй резервуар 150 смешивания/сбора катализатора может содержать вторую мешалку 152, приводимую в движение вторым двигателем 154, вторую нагревательную систему 156, второй температурный датчик 158 и второй датчик концентрации 160. Каталитический раствор 122 из первого резервуара 140 смешивания/сбора катализатора может поступать в реактор 66 предварительного контакта по первому трубопроводу 162, а каталитический раствор 22 из второго резервуара 150 смешивания/сбора катализатора может поступать по второму трубопроводу 164. Первый и второй резервуары 140 и 150 смешивания/сбора катализатора можно использовать в качестве неавтономных запасных устройств друг для друга. Например, первый резервуар 140 смешивания/сбора катализатора можно использовать для подачи каталитического раствора 22 в реактор 66 предварительного контакта до тех пор, пока первый резервуар 140 смешивания/сбора катализатора не станет почти пустым, ниже минимального порогового значения или иным образом не пригодным для эксплуатации. В это время можно использовать второй резервуар 150 смешивания/сбора катализатора для подачи каталитического раствора 22 в реактор 66 предварительного контакта, пока первый резервуар 140 смешивания/сбора катализатора недоступен. Точно так же, когда второй резервуар 150 смешивания/сбора катализатора становится почти пустым, ниже минимального порогового значения или иным образом не пригодным для эксплуатации, можно использовать первый резервуар 140 смешивания/сбора катализатора для подачи каталитического раствора 22 в реактор 66 предварительного контакта. В остальном система 40 получения катализатора, изображенная на фиг.4, аналогична системе 40, изображенной на фиг. 2.

[0037] На фиг. 5 приведен вариант реализации системы 40 получения катализатора, содержащей отдельные резервуары смешивания и сбора. В частности, система 40 получения катализатора содержит резервуар 180 смешивания катализатора, который содержит мешалку 182 смешивания катализатора, приводимую в действие двигателем 184 смешивания катализатора. Резервуар 180 смешивания катализатора может содержать нагревательную систему 186 смешивания катализатора, датчик концентрации 187 смешивания катализатора и температурный датчик 188 смешивания катализатора. Насос 191 смешивания катализатора можно использовать для подачи каталитического раствора 22 из резервуара 180 смешивания катализатора в резервуар 190 сбора катализатора по трубопроводу 189 смешивания катализатора. Резервуар 190 сбора катализатора может содержать мешалку 192 сбора катализатора, приводимую в движение двигателем 194 сбора катализатора, нагревательную систему 196 сбора катализатора, датчик концентрации 197 сбора катализатора и температурный датчик 198 сбора катализатора.

Трубопровод 200 сбора катализатора можно использовать для подачи каталитического раствора 22 из резервуара 190 сбора катализатора в реактор 66 предварительного контакта. Как показано на фиг. 5, резервуар 180 смешивания катализатора можно использовать для получения каталитического раствора 22, а резервуар 190 сбора катализатора можно использовать для подачи каталитического раствора 22 в реактор 66 предварительного контакта. Когда резервуар 190 сбора катализатора становится почти пустым или ниже минимального порогового уровня, каталитический раствор 22 из резервуара 180 смешивания катализатора можно использовать для пополнения резервуара 190 сбора катализатора. Затем можно приготовить дополнительный каталитический раствор 22 в резервуаре 180 катализатора, который затем можно направить в резервуар 190 сбора катализатора. В остальном, система 40 получения катализатора, изображенная на фиг. 5, аналогична системе 40, изображенной на фиг. 2.

[0038] На фиг. 6 приведен способ 210 получения каталитического комплекса 14. Способ 210 может начинаться со смешивания катализатора 28 и растворителя 30 в резервуаре 46 смешивания/сбора катализатора для получения каталитического раствора 22 (блок 212). Например, система управления 90 может активировать мешалку 52 резервуара смешивания/сбора катализатора для смешивания содержимого резервуара 46 смешивания/сбора катализатора с образованием каталитического раствора 22. Каталитический раствор 22 можно получить также, например, в первом резервуаре 140 смешивания/сбора катализатора, во втором резервуаре 150 смешивания/сбора катализатора или в резервуаре 180 смешивания катализатора. Затем способ 210 может быть продолжен нагреванием каталитического раствора 22 для поддержания температуры каталитического раствора 22 выше порогового значения (блок 214). Например, можно использовать систему управления 90 для контроля нагрева, подаваемого в каталитический раствор 22 через нагревательную систему 56 резервуара смешивания/сбора катализатора, на основании температуры, считанной температурным датчиком 94 резервуара смешивания/сбора катализатора. В других вариантах реализации систему управления 90 можно использовать для поддержания температуры каталитического раствора 22 выше порогового значения, например, в первом резервуаре 140 смешивания/сбора катализатора, во втором резервуаре 150 смешивания/сбора катализатора, в резервуаре 180 смешивания катализатора или в резервуаре 190 сбора катализатора. Затем способ 210 может быть продолжен смешиванием нагретого каталитического раствора 22 с сокатализатором 24 и активатором 26 в реакторе 66 предварительного контакта с получением каталитического комплекса 14 (блок 216). Например, система управления 90 может использовать мешалку 74 реактора предварительного контакта для смешивания содержимого реактора 66 предварительного контакта с образованием каталитического комплекса 14.

[0039] Затем способ 210 может быть продолжен нагреванием каталитического комплекса 14 для поддержания температуры выше порогового значения (блок 218). Например, система управления 90 может использовать нагревательную систему 78 реактора предварительного контакта для поддержания температуры каталитического комплекса 14 выше порогового значения, по данным температурного датчика 98 реактора предварительного контакта. Этот способ может затем быть продолжен переносом нагретого каталитического комплекса 14 в реакторную систему 12 (блок 220). В некоторых вариантах реализации можно использовать систему управления 90 для контроля насоса 82 реактора предварительного контакта для корректировки скорости потока каталитического комплекса в реакторную систему 12, по данным датчика 100 потока каталитического комплекса.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ

[0040] Описаны системы и способы получения катализатора. Следующее предложено в качестве дополнительного описания настоящего изобретения.

[0041] Вариант реализации 1. Система, содержащая мешалку, расположенную внутри резервуара катализатора полимеризации и выполненную с возможностью смешивать или растворять по меньшей мере часть или весь катализатор полимеризации и растворитель с образованием раствора катализатора полимеризации; систему нагревания, соединенную с резервуаром катализатора полимеризации и выполненную с возможностью поддержания температуры раствора катализатора полимеризации выше порогового значения; реактор предварительного контакта, выполненный с возможностью принимать сырьевые потоки, содержащий активатор и раствор катализатора полимеризации из резервуара катализатора полимеризации с образованием каталитического комплекса; и трубопровод, выполненный с возможностью переноса каталитического комплекса из выходного отверстия реактора предварительного контакта в реактор.

[0042] Вариант реализации 2. Система по варианту реализации 1, отличающаяся тем, что реактор предварительного контакта содержит вторую мешалку, расположенную внутри реактора предварительного контакта и выполненную с возможностью смешивания активатора и раствора катализатора полимеризации; и вторую нагревательную систему, соединенную с реактором предварительного контакта и выполненную с возможностью поддержания температуры каталитического комплекса выше второго порогового значения.

[0043] Вариант реализации 3. Система, описанная в любом из предыдущих вариантов реализации, содержащая реактор, выполненный с возможностью полимеризации мономера в твердый полимер в присутствии каталитического комплекса.

[0044] Вариант реализации 4. Система, описанная в любом из предыдущих вариантов реализации, содержащая множество реакторов, выполненных с возможностью полимеризации мономера в твердый полимер в присутствии каталитического комплекса.

[0045] Вариант реализации 5. Система, описанная в любом из предыдущих вариантов реализации, отличающаяся тем, что множество реакторов работают в последовательном расположении или в параллельном расположении.

[0046] Вариант реализации 6. Система, описанная в любом из предыдущих вариантов реализации, отличающаяся тем, что катализатор полимеризации содержит металлоценовый катализатор.

[0047] Вариант реализации 7. Система, описанная в любом из предыдущих вариантов реализации, отличающаяся тем, что растворитель содержит сомономер.

[0048] Вариант реализации 8. Система, описанная в любом из предыдущих вариантов реализации, отличающаяся тем, что сомономер содержит 1-гексен.

[0049] Вариант реализации 9. Система, описанная в любом из предыдущих вариантов реализации, отличающаяся тем, что сырьевые потоки содержат сокатализатор.

[0050] Вариант реализации 10. Система, описанная в любом из предыдущих вариантов реализации, отличающаяся тем, что сокатализатор содержит триизобутилалюминий, триэтилалюминий или любую их комбинацию.

[0051] Вариант реализации 11. Система, описанная в любом из предыдущих вариантов реализации, отличающаяся тем, что активатор содержит твердую суперкислоту.

[0052] Вариант реализации 12. Система, описанная в любом из предыдущих вариантов реализации, отличающаяся тем, что нагревательная система выполнена с возможностью нагрева второго трубопровода, выполненного с возможностью переноса раствора катализатора полимеризации из резервуара катализатора полимеризации в реактор предварительного контакта.

[0053] Вариант реализации 13. Система, описанная в любом из предыдущих вариантов реализации, содержащая датчик, выполненный с возможностью обеспечения показаний концентрации катализатора полимеризации в растворе катализатора полимеризации.

[0054] Вариант реализации 14. Способ, включающий получение раствора катализатора полимеризации путем растворения катализатора полимеризации в одном или нескольких растворителях в нагретом резервуаре катализатора полимеризации; получение комплекса катализатора полимеризации путем смешивания по меньшей мере части раствора катализатора полимеризации с активатором в реакторе предварительного контакта; и перенос комплекса катализатора полимеризации из реактора предварительного контакта в реактор.

[0055] Вариант реализации 15. Способ или система, описанные в любом из предыдущих вариантов реализации, включающие смешивание сокатализатора с раствором катализатора полимеризации и активатором в реакторе предварительного контакта.

[0056] Вариант реализации 16. Способ или система, описанные в любом из предыдущих вариантов реализации, включающие нагревание комплекса катализатора полимеризации в реакторе предварительного контакта.

[0057] Вариант реализации 17. Способ или система, описанные в любом из предыдущих вариантов реализации, включающие поддержание раствора катализатора полимеризации в резервуаре катализатора полимеризации при температуре от приблизительно 40 до 50°C.

[0058] Вариант реализации 18. Способ или система, описанные в любом из предыдущих вариантов реализации, включающие полимеризацию мономера в присутствии каталитического комплекса с образованием в реакторе твердого полимера.

[0059] Вариант реализации 19. Способ или система, описанные в любом из предыдущих вариантов реализации, включающие измерение концентрации катализатора полимеризации в растворе катализатора полимеризации при помощи фотометрического анализатора в ультрафиолетовом и видимом диапазоне.

[0060] Вариант реализации 20. Способ или система, описанные в любом из предыдущих вариантов реализации, включающие поддержание концентрации катализатора полимеризации в растворе катализатора полимеризации выше приблизительно 0,40 мас.% в растворителе.

[0061] Вариант реализации 21. Система, содержащая один или более автоматических контроллеров, выполненных с возможностью получения первого входящего сигнала, показывающего расход металлоценового катализатора в резервуаре металлоценового катализатора; активации первого исходящего сигнала для подачи металлоценового катализатора в резервуар металлоценового катализатора, так чтобы металлоценовый катализатор и растворитель смешивались в резервуаре металлоценового катализатора с образованием раствора металлоценового катализатора; получения второго входящего сигнала, показывающего расход раствора металлоценового катализатора в реакторе предварительного контакта; и активации второго исходящего сигнала для подачи раствора металлоценового катализатора в реактор предварительного контакта; так чтобы раствор металлоценового катализатора и активатор смешивались в реакторе предварительного контакта с образованием комплекса металлоценового катализатора.

[0062] Вариант реализации 22. Способ или система, описанные в любом из предыдущих вариантов реализации, отличающиеся тем, что один или более автоматических контроллеров выполнены с возможностью приема третьего входящего сигнала, показывающего расход комплекса металлоценового катализатора в реакторе; и активации третьего исходящего сигнала для подачи комплекса металлоценового катализатора в реактор.

[0063] Вариант реализации 23. Способ или система, описанные в любом из предыдущих вариантов реализации, отличающиеся тем, что первый и второй исходящие сигналы включают привод регулирующего клапана, привод насоса или любую их комбинацию.

[0064] Вариант реализации 24. Способ или система, описанные в любом из предыдущих вариантов реализации, отличающиеся тем, что второй входящий сигнал дает информацию о концентрации металлоценового катализатора в резервуаре металлоценового катализатора.

[0065] Вариант реализации 25. Способ или система, описанные в любом из предыдущих вариантов реализации, включающие датчик, выполненный с возможностью генерации второго входящего сигнала, при этом датчик содержит фотометрический анализатор в ультрафиолетовом и видимом диапазоне.

[0066] Вариант реализации 26. Способ или система, описанные в любом из предыдущих вариантов реализации, отличающиеся тем, что один или более автоматических контроллеров выполнены с возможностью приема четвертого входящего сигнала, показывающего температуру раствора металлоценового катализатора в резервуаре металлоценового катализатора; и активации четвертого исходящего сигнала для подачи тепла в резервуар металлоценового катализатора.

[0067] Вариант реализации 27. Каталитический комплекс, содержащий раствор металлоценового катализатора, содержащий смесь металлоценового катализатора и растворитель, при этом концентрация металлоценового катализатора в растворе металлоценового катализатора больше чем приблизительно 0,40 мас.% в растворителе; и активатор.

[0068] Вариант реализации 28. Способ, система или каталитический комплекс, описанные в любом из предыдущих вариантов реализации, отличающиеся тем, что растворитель содержит сомономер, 1-гексен, циклогексан, гептан, алкен, алкан, циклоалкен, циклоалкан или их комбинацию.

[0069] Вариант реализации 29. Способ, система или каталитический комплекс, описанные в любом из предыдущих вариантов реализации, содержащие сокатализатор.

[0070] Вариант реализации 30. Способ, система или каталитический комплекс, описанные в любом из предыдущих вариантов реализации, отличающиеся тем, что сокатализатор содержит триизобутилалюминий, триэтилалюминий или любую их комбинацию.

[0071] Вариант реализации 31. Способ, система или каталитический комплекс, описанные в любом из предыдущих вариантов реализации, отличающиеся тем, что активатор содержит твердую суперкислоту.

[0072] Несмотря на то, что настоящее изобретение может допускать различные модификации и альтернативные формы, в качестве примера в чертежах и таблицах были показаны конкретные варианты реализации, и они подробно описаны в настоящем документе. Однако следует понимать, что эти варианты реализации не ограничены конкретными описанными формами. Напротив, настоящее изобретение предназначено для охвата всех модификаций, эквивалентов и альтернатив, составляющих суть и объем настоящего изобретения и описанных ниже в приложенной формуле изобретения. Кроме того, несмотря на то, что в настоящем документе рассмотрены отдельные варианты реализации, это изобретение предназначено для охвата всех комбинациях указанных вариантов реализации.

Изобретение относится к системе получения раствора катализатора. Система содержит первый и второй резервуары первого и второго катализатора полимеризации для хранения катализатора полимеризации, первый и второй клапаны регулирования первого и второго катализатора для контроля потока катализатора полимеризации в резервуар смешивания/сбора катализатора полимеризации, резервуар смешивания/сбора катализатора полимеризации, содержащий мешалку, расположенную внутри резервуара смешивания/сбора катализатора полимеризации и выполненную с возможностью смешивания или растворения части или всего первого катализатора полимеризации, второго катализатора полимеризации и растворителя с образованием раствора катализатора полимеризации, нагревательную систему, соединенную с резервуаром смешивания/сбора катализатора полимеризации и выполненную с возможностью поддержания температуры раствора катализатора полимеризации выше определенного порога, реактор предварительного контакта, выполненный с возможностью приема сырьевых потоков, содержащих активатор и раствор катализатора полимеризации, из резервуара смешивания/сбора катализатора полимеризации с образованием каталитического комплекса, и трубопровод, выполненный с возможностью переноса каталитического комплекса из выпускного отверстия реактора предварительного контакта в реактор. Изобретение обеспечивает эффективное получение раствора катализатора, а также снижение расходов на транспортировку раствора катализатора. 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система для получения катализатора, содержащая:

первый резервуар первого катализатора полимеризации для хранения первого катализатора полимеризации;

второй резервуар второго катализатора полимеризации для хранения второго катализатора полимеризации;

первый клапан регулирования первого катализатора для контроля потока первого катализатора полимеризации в резервуар смешивания/сбора катализатора полимеризации;

второй клапан регулирования второго катализатора для контроля потока второго катализатора полимеризации в резервуар смешивания/сбора катализатора полимеризации;

резервуар смешивания/сбора катализатора полимеризации, содержащий мешалку, расположенную внутри резервуара смешивания/сбора катализатора полимеризации и выполненную с возможностью смешивания или растворения по меньшей мере части или всего первого катализатора полимеризации, второго катализатора полимеризации и растворителя с образованием раствора катализатора полимеризации;

нагревательную систему, соединенную с резервуаром смешивания/сбора катализатора полимеризации и выполненную с возможностью поддержания температуры раствора катализатора полимеризации выше определенного порога;

реактор предварительного контакта, выполненный с возможностью приема сырьевых потоков, содержащих активатор и раствор катализатора полимеризации, из резервуара смешивания/сбора катализатора полимеризации с образованием каталитического комплекса; и

трубопровод, выполненный с возможностью переноса каталитического комплекса из выпускного отверстия реактора предварительного контакта в реактор.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что реактор предварительного контакта содержит:

вторую мешалку, расположенную внутри реактора предварительного контакта и выполненную с возможностью смешивания активатора и раствора катализатора полимеризации; и

вторую нагревательную систему, соединенную с реактором предварительного контакта и выполненную с возможностью поддержания температуры каталитического комплекса выше второго порогового значения.

3. Система по п. 1 или 2, содержащая реактор, выполненный с возможностью полимеризации мономера в твердый полимер в присутствии каталитического комплекса.

4. Система по п. 1 или 2, содержащая множество реакторов, выполненных с возможностью полимеризации мономера в твердый полимер в присутствии каталитического комплекса.

5. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что множество реакторов работают в последовательном расположении или в параллельном расположении.

6. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что катализатор полимеризации содержит металлоценовый катализатор.

7. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что растворитель содержит сомономер.

8. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что сомономер содержит 1-гексен.

9. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что сырьевые потоки содержат сокатализатор.

10. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что сокатализатор содержит триизобутилалюминий, триэтилалюминий или любую их комбинацию.

11. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что активатор содержит твердую суперкислоту.

12. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что нагревательная система выполнена с возможностью нагрева второго трубопровода, выполненного с возможностью переноса раствора катализатора полимеризации из резервуара смешивания/сбора катализатора полимеризации в реактор предварительного контакта.

13. Система по п. 1 или 2, содержащая датчик, выполненный с возможностью обеспечения показаний концентрации катализатора полимеризации в растворе катализатора полимеризации.

14. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что растворитель содержит сомономер, 1-гексен, циклогексан, гептан, алкен, алкан, циклоалкен, циклоалкан или их комбинацию.