Способ управления процессом полимеризации этилена или сополимеризации его с @ -олефинами в газовой фазе Советский патент 1987 года по МПК C08F10/02 G05D27/00 

Изобретение относится к способам управления процессами полимеризации и может быть использовано в производстве полиолефинов в химической, нефтехимической и других отраслях про- мьшшенности.

Цель изобретения - получение более однородного по свойствам полимера.

Способ управления процессом поли- меризации этилена или сополимериза- ции его с об -олефинами в газовой фазе в присутствии катализатора на носителе и водорода осуществляется путем регулирования расхода мономера в зависимости от давления в реакторе, а также путем показателя текучести расплава изменением соотношения концентрации мономера и водорода в зависимости от параметров приготовления катализатора.

Показатель текучести расплава (ПТР) полимера регулируют изменением соотношения концентрации водорода и мономера в зависимости от содержания хрома или отношения содержания алюми кия к хрому в катализаторе.

На фиг. 1 представлена схема установки , реализующей предлагаемый способ; на фиг.2-график зависимости ПТР полимера от содержания хрома в катализаторе;на фиг.3-график зависимостиПТР.полимера от соотношения расходов водорода и эти- лена;на фиг. 4-график зависимости ПТР от отношения в катализаторе.

Установка содержит реактор 1 при- готовления катализатора и реактор 2 полимеризации или сополимеризации этилена с i -олефинами. Количество подаваемого мономера изменяют регулятором 3 в зависимости от давления в реакторе 2. Расход катализатора регулируют регулятором 4. Подачу водорода изменяют регулятором 5 по сигналу регулятора 6 в зависимости от концентрации водорода в реакторе, оп- ределяемой датчиком 7, и корректируют вычислительным устройством (ВУ) 8. Содержание хрома или отношение А1/Сг в катализаторе определяется датчиком 9 и сигнал поступает в ВУ 8, сюда же подается сигнал от датчика 10 измерения ПТР получаемого полимера. Компрессор 11 служит для циркуляции реакционной массы.

При полимеризации этилена в газо- вой фазе используется катализатор S-9, состоящий из дициклопентадиенил- хрома (хромоцена), нанесенного на обезвоженную двуокись кремния SiO,, .

При сополимеризации этилена с ct -олефинами используется катализатор S-2- бис-трифенилсилилхромат, осажденный на SiOj и восстановленный в активную форму диэтилалюминием.

Удельный расход катализатора на 1 т полимера 2-10 кг. Другие характеристики катализаторов приведены на фиг. 2 и 4.

Управление процессом осуществляют следующим образом.

Пусть показание датчика 9 измерения количества хрома в катализаторе увеличилось, например, ввиду изменения свойств используемого сырья для катализатора или режима работы реактора 1 приготовления катализатора от 1,35 до 1,6%. Тогда значение ПТР измеряемое датчиком 10, увеличится .от 6,5 до 8 ед., если не изменять режим процесса полимеризации, в реакторе 2 (фиг. 2). Это приводит к получению некондиционного полимера. Для возвращения ПТР к заданной величине (6,5) необходимо определить с помощью ВУ 8 требуемое значение отношения концентрации водорода к этилену по значениям датчика 7.

Алгоритм р)аботы ВУ 8 можно описать уравнением

th ПТР АО + А,еп(р--) -t- +

7

(1)

+ А,

Сг

HS.

Требуемое отношение концентраций вычисляется из уравнения (1)

при подстановке вместо измеренного ПТР его заданного значения ПТР;

А1 HI - „„„ (ll2/L nTPlA lAiCr;Ai:c.

CAJ. Чд/ i

(2)

При использовании катализатора S-9 изменение содержания хрома компенсируется изменением отношения коHZ

центрации водорода к этилену --- .

Cj

При этом отношение алюминия к хрому

А1

-- не изменяется, а его значение

и IT

в формуле (1) компенсируется изменением свободно1 о члена А путем подстановки значения измеренного лабораторного анализа ПТР для адаптации уравнения (1) промышленному реактору

АОЧисленные значения коэффициентов А 5 выбираются в зависимости от

АО

марки полимера из диапазона: 0,5-10; А, 2-6; А 0,001-0,1; f 0,001-0,1.

Аналогично при использовании катаS-2

А1

изменяется -- ог

и не изменяется Сг.

Увеличение ПТР от 6,5 до 8 ед. повлечет за собой изменения отношения от 0,033 до 0,039 (фиг. 3).

Возвращение ПТР к заданной величине осуществляется корректирующим воздействием на регулятор 6, которьй изменяет задания регулятору 5 расхода водорода. При этом расход катализатора и давление в реакторе 1 стабилизируют соответственно регуляторами

4 и 3.,

Аналогично проходит управление процессом при изменении отношения содержания алюминия к хрому в катализаторе. Пусть, например, это отношение уменьшилось от 1,2 до 1,05 вследствие изменения сырья или режима приготовления катализатора. Если не изменять условий проведения полимеризации, ПТР уменьшается от 0,8 до 0,65 г/10 мин (фин. 4), т.е. получа- ют некондиционный полимер. Для предотвращения этого в соответствии с предлагаемым способом необходимо увеличить соотношение концентрации водорода к этилену в зоне реакции от

0,021 до 0,024 (фиг. 3) путем соответствующей корректировки задания регулятору 6.

Аналогично можно компенсировать изменение свойств катализатора изменением температуры в реакторе полимеризации.

В результате получаемый полимер выдерживают более точно на заданных значениях, что уменьшает вероятность получения некондиционного полимера порошка.

Увеличение доли полимера высшим сортом составляет 1%.

Формула изобретения

Способ управления процессом полимеризации этилена или сополимериза- ции его с об -олёфинами в газовой фазе в присутствии алюмохромового катализатора на носителе и водорода, заключающийся в регулировании расхода основного мономера в зависимости от Давления в реакторе и показателя текучести расплава изменением соотношения концентрации водорода и основного мономера, отличающийся тем, что, с целью получения более однородного по свойствам полимера, корректируют соотношение концентрации водорода к основному мономеру в зависимости от содержания хрома или соотношения содержания алю35 миния к хрому в катализаторе.

/7ГЯ, rjWnuH

30

ПТР i/Яман

aotiuoifginy

OJS33 йОЗ$ Фиб.З

Редактор Н. Рогулич

Составитель В. Шувалов

Техред Л,Сердюкова КорректорМ. Демчик

Заказ 1933/23Тираж 438Подписное

ВИНИЛИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-попиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к способу управления процессом полимеризации этилена или сополимеризации его соб- олефинами в газовой фазе в присутствии катализатора на носителе и водорода, может быть использовано в химической и нефтехимической промьпплен- ности и позволяет увеличить долю полимера высшего сорта на 1%. Способ управления реализуется установкой, включающей регулятор 3 давления в реакторе 2 полимеризации, регулятор 4 расхода катализатора, приготовленного в реакторе 1, регулятор 5 расхода водорода и регулятор 6 концентрации водорода. Концентрация водорода в реакторе 1 измеряется датчиком 7, концентрация Сг или отношения А1/Сг - датчиком 9, а показатель текучести расплава - датчиком 10. Установка имеет также вычислительное устройство 8. Способ предусматривает регулирование расхода основного .мономера в зависимости от давления в реакторе и показателя .текучести расплава изменением соотношения концентрации водорода и основного мономера. Соотношение концентраций, кроме того, корректируется в зависимости от содержани хрома или соотношения содержания А1/Сг в катализаторе. Расчет корректирующего воздействия производится вычислительным устройством 8. 4 ил. -Ф О L h- U W L-чй; ро ,00 t ою