Способ получения полиэтилена

О П ИА.,Н;-ИЕ ИЗОЬРЕт гния 374332 доюа Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 31,Ч,1971 ( 1663508/23-5 08 т 3 04 с присоединением заявки-Приоритет Комитет по аелам звбретеиий и открытилри Совете МинистровСССР Опубликовано 20.111.1973. БюллетеньДата опубликования описания 14 Х 1,1973 УДК 678.742.2.02 (088.8) Авторы зобретен В. Н. Дружков, В. А, Захаров и Ю, И. Ермаков нститут катализа Сибирского отделения АН СС Заявите ПОСОБ ПОЛУЧ ПОЛИЭТИЛЕНА ловий п 1 н ющих уст а, процесс ить в сре ермических ус зации, позволя ю катализаторагается провод еакционную сркатализаторуадающих малвательно, высо еду инертгазов (воым размекой теплоделяетскторе. Изобретение относится к способу проведения газофазной полимеризации этилена в изотермических условиях,Известен способ получения полиэтилена газофазной полимеризацией этилена на окиснохромовых катализаторах в токе азота или метана.Однако в этом случае трудно поддерживать изотермические условия в реакторе. Полимеризация этилена сопровождается выделением большого количества тепла (1000 ккал на 1 кг полимера), которое надо отвести для поддержания и геотермических условий работы катализатора и реактора. Можно различить два основных уровня, на которых отвод тепла осуществляется разными способами: отвод тепла из объема реактора и отвод тепла с поверхности катализатора, на которой идет реакция полимеризации, в окружающую газовую среду.Отвод тепла из реактора достигается различимыми способами: через рубашку реактора, встраиванием теплообменных элементов внутри реактора или проведение реакции в псевдоожиженном слое полимера. Особенно эффективен метод отвода тепла проходящим через псевдоожиженный слой полимера газом(этиленом) .Эффективность таких методов опре я гидродинамическими условиями в реа Тепло реакции с поверхности катализатора,покрытой твердым полимером, отводится целиком за счет теплопроводности мономера.Эффективность теплоотвода зависит от тепло 5 проводности газа и концентрации его в реакторе. На этот процесс гидродинамика в реакторе практически не влияет из-за малых разомеров частиц катализатора (600 - 100 А), покрытых твердым полимером, При недостаточном отводе тепла поверхность катализатораразогревается выше температуры плавленияполимера. Расплавленный на поверхности катализатора полимер затрудняет доступ этилена к поверхности, что приводит к резкомуснижению скорости полимеризации. Полимерполучается в виде спекшихся кусков, непригодных для использования. Повышение давления этилена для улучшения теплоотдачн отповерхности неприемлемо, так как ведетк увеличению скорости реакции,Для создания изот газофазной полимери ранить дезактивизац 5 полимеризации предл де гелия и водорода. При введении в р ных по отношению к дород и гелий), обл 0 ром молекул и, следо374332 Предмет изобретения Составитель А. Горячев Тсхред Т. Ускова Корректор Е. Сапунова Редактор Н. Данилович Заказ 1867712 Изд. М 446 Тираж 551 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д. 45 Типография, пр, Сапунова, 2 проводностью, позволяет вести газофазный процесс полимеризации этилена на окиснохромовых катализаторах с высокой скоростью без спекания полимера в крупные куски и падения активности. Это происходит из-за увеличения коэффициента теплоотдачи от поверхности катализатора в объем реактора при наличии в реакционной среде подвижных молекул инертного газа. Парциальное давление инертного газа 3 - 30 атм, а парциальное давление этилена в реакторе 1 - 20 атм,П р и м е р 1. Окиснохромовый катализатор, приготовленный на аэрогеле и содержащий 2,5/о вес, хрома загружают в стальной автоклав емкостью 0,5 л с мешалкой. Навеска катализатора 0,051 г. Автоклав вакуумируют в течение 2 час при 1 б 0 С и остаточном давлении 1 10 вм.,и рт, ст. После этого устанавливают необходимую для полимеризации температуру, нужное давление этилена и при включенной мешалке разбивают стеклянную ампулу с катализатором. При полимеризации этилена в газовой, фазе при давлении этилена 10 ата и 75 С за 1 час 55 мин, было получено 27 г полимера со средней скоростью 275 г голимераг кат. час, Полимер спекся в виде крупных кусков диаметром более 1 см.П р и м е р 2, Используют оксинохромовый катализатор, приготовленный на аэрогеле (2,5% вес. хрома). Навеска катализатора 0,051 г. Полимеризацию проводили так же, как в примере 1 и при тех же условиях.В автоклав добавляют гелий (10 атм), так что общее давление газов составляет 20 атм, За 1 час 15 мын было получено 2 г полимера со скоростью в среднем 425 г полимераг кат. час.Полимер был в виде мелкодисперсного порошка с диаметром частиц менее 3 лм. Увеличение скорости при проведении газофазной полимеризации этилена в среде гелия составляет 55% по сравнению с тем, что было получено в примере 1, когда полимеризацию проводили без добавки гелия,5 П р и м е р 3. Используют окиснохромовыйкатализатор на аэрогеле (2,5% хрома), активированный восстановлением окисью углерода. Навеска катализатора 0,01 г. Полимеризацию проводят так же, как и в примере 1 в га зовой фазе при температуре 75 С и давленииэтилена 3 ата. За 50 мин. было получено 2 г полимера со средней скоростью 240 г полимераг кат, час. Полимер спекся в виде крупных кусков, диаметром более 1 см.15 П р и м е р 4, Катализатор и условия полимеризации те же, что и в примере 3, за исключением того, что в реактор был добавлен водород. Навеска катализатора 0,01 г, температура полимеризации 75 С, парциальное 20 давление этилена 3 ата и давление водорода7 атм, За 45 мин. было получено 4,б г поли мера со средней скоростью б 09 г полимера/г кат. час. Полимер был в виде мелкодисперс ного порошка. Увеличение скорости в этом 25 опыте при проведении газофазной полимеризации этилена в среде водорода составляет 150/о по сравнению с тем, что было получено в примере 3, когда полимеризацию проводили без добавки водорода.30 Способ получения полиэтилена газофазнойполимер изации этилена на окиснох ромовых 35 катализаторах в токе инертного газа, отличающийся тем, что, с целью улучшения тепло- съема и поддержания изотермических условий в процессе полимеризации, в качестве инертных газов применяют водород или ге лий.