Способ определения содержания компонентов в реакторе для многомодальных полимеров в онлайновом режиме

Способ определения содержания компонентов в реакторе для многомодальных полимеров в онлайновом режиме

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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, ч