Композиция этилен/альфа-олефинового интерполимера

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к композиции этилен/альфа-олефинового интерполимера и трубам, изготовленным из нее. Композиция содержит более 80 мас.% звеньев, произведенных из этилена, и не более 20 мас.% звеньев, произведенных из одного или нескольких альфа-олефиновых сомономеров. Причем этилен/альфа-олефиновый интерполимер имеет плотность от 0,925 до 0,935 г/см3, индекс расплава I2 в диапазоне от 0,3 до 1,0 г/10 минут, соотношение текучестей расплава I10/I2 в диапазоне от 7,9 до 11 и прочностью расплава в диапазоне от 3 до 10 сН. Кроме того, этилен/альфа-олефиновый интерполимер характеризуется кривой теплоты ДСК, имеющей пиковую температуру плавления от 120 до 130° С, кристалличностью в диапазоне от 50 до 70 %, модулем упругости при 1% изгибе в диапазоне от 350 до 600 МПа и соотношением вязкости при отсутствии сдвига (ZSVR) в диапазоне от 2 до 10. Полученная композиция предназначена для изготовления труб, которые обладают стойкостью к центробежному растягивающему напряжению и к медленному росту трещины при одновременном обеспечении улучшенной гибкости, облегчая таким образом ускоренную установку таких труб. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 табл.

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к композиции этилен/альфа-олефинового интерполимера, подходящей для использования в областях применения труб и получаемой при использовании способа растворной полимеризации, и трубам, изготовленным из нее.

Уровень техники

Полимерные материалы, такие как полиэтилен, используют для изготовления различных труб, подходящих для использования при транспортировании горячей и/или холодной воды под давлением в целях получения системы подогрева пола. Такие трубы обычно изготавливают при использовании способа экструдирования, позволяющего проводить формование однослойных и/или многослойных труб. Несмотря на возможность обеспечения изготовления из доступных полиэтиленовых композиций труб, соответствующих определенным требованиям промышленности, то есть приемлемой стойкости к центробежному растягивающему напряжению и приемлемой стойкости к медленному росту трещины, гибкость таких труб требует дополнительных улучшений, что таким образом облегчит ускоренные установки таких труб.

Поэтому существует потребность в композиции этилен/альфа-олефинового интерполимера, подходящей для использования в областях применения труб, которые соответствуют приемлемой стойкости к центробежному растягивающему напряжению и приемлемой стойкости к медленному росту трещины при одновременном обеспечении приемлемой гибкости, что таким образом облегчит ускоренные установки таких труб.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение предлагает композицию этилен/альфа-олефинового интерполимера, подходящую для использования в областях применения труб, и трубы, изготовленные из нее.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение предлагает композицию этилен/альфа-олефинового интерполимера, подходящую для использования в областях применения труб и содержащую более чем 80 массовых процентов звеньев, произведенных из этилена, и 20 и менее массовых процентов звеньев, произведенных из одного или нескольких альфа-олефиновых сомономеров, где упомянутый этилен/альфа-олефиновый интерполимер характеризуется плотностью в диапазоне от 0,925 до 0,935 г/см3, индексом расплава I2 в диапазоне от 0,3 до 1,0 г/10 минут, соотношением текучестей расплава I10/I2 в диапазоне от 7,9 до 11, прочностью расплава в диапазоне от 3 до 10 сн, кривой нагревания в методе ДСК, имеющей температуру пика плавления в диапазоне от 120 до 130°С, степенью кристалличности в диапазоне от 50 до 70 процентов, модулем упругости при 1%-ном изгибе в диапазоне от 350 до 600 МПа и соотношением вязкостей при нулевом сдвиге (ZSVR) в диапазоне от 2 до 10.

В еще одном альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение, кроме того, предлагает трубу, содержащую композицию этилен/альфа-олефинового интерполимера изобретения.

В одном альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение, кроме того, предлагает трубу, содержащую композицию этилен/альфа-олефинового интерполимера изобретения, где трубой является однослойная труба.

В одном альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение предлагает композицию этилен/альфа-олефинового интерполимера и/или трубу, соответствующие любым из предшествующих вариантов осуществления, при том исключении, что композиция этилен/альфа-олефинового интерполимера, кроме того, содержит одну или несколько добавок.

В одном альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение предлагает композицию этилен/альфа-олефинового интерполимера и/или трубу, соответствующие любым из предшествующих вариантов осуществления, при том исключении, что композиция этилен/альфа-олефинового интерполимера характеризуется временем до разрушения при 95°С и 3,4 МПа, составляющим по меньшей мере 1000 часов согласно определению в соответствии с документом ISO 1167.

Дополнительные признаки и преимущества вариантов осуществления будут представлены в подробном описании изобретения, которое следует далее, и отчасти будут легко очевидны для специалистов в соответствующей области техники исходя из данного описания изобретения или осознаны в результате реализации на практике вариантов осуществления, описанных в настоящем документе, включая подробное описание изобретения, которое следует далее, формулу изобретения, а также прилагаемые чертежи.

Необходимо понимать то, что как изложенное ранее, так и следующее далее описание изобретения раскрывает различные варианты осуществления и подразумевает предложение обозрения или рамок для понимания природы и характера заявленного предмета изложения. Прилагаемые чертежи включаются для представления дополнительного понимания различных вариантов осуществления и включаются в данное описание изобретения и составляют его часть. Чертежи иллюстрируют различные варианты осуществления, описанные в настоящем документе, и совместно с описанием изобретения используются для разъяснения принципов и операций заявленного предмета изложения.

Краткое описание чертежей

ФИГУРА 1 графически изображает кривую второго нагревания в методе ДСК для композиций этилен/альфа-олефиновых интерполимеров, соответствующих одному или нескольким вариантам осуществления, продемонстрированным и описанным в настоящем документе.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение предлагает композицию этилен/альфа-олефинового интерполимера, подходящую для использования в областях применения труб и получаемую в результате осуществления способа растворной полимеризации, и трубы, изготовленные из нее. Композиция этилен/альфа-олефинового интерполимера, подходящая для использования в областях применения труб и соответствующая настоящему изобретению, содержит более чем 80 массовых процентов звеньев, произведенных из этилена, и 20 и менее массовых процентов звеньев, произведенных из одного или нескольких альфа-олефиновых сомономеров, где упомянутый этилен/альфа-олефиновый интерполимер характеризуется плотностью в диапазоне от 0,925 до 0,935 г/см3, индексом расплава I2 в диапазоне от 0,3 до 1,0 г/10 минут, соотношением текучестей расплава I10/I2 в диапазоне от 7,9 до 11, прочностью расплава в диапазоне от 3 до 10 сН, кривой нагревания в методе ДСК, имеющей температуру пика плавления в диапазоне от 120 до 130°С, степенью кристалличности в диапазоне от 50 до 70 процентов, модулем упругости при 1%-ном изгибе в диапазоне от 350 до 600 МПа и соотношением вязкостей при нулевом сдвиге (ZSVR) в диапазоне от 2 до 10.

Композиция этилен/α-олефинового интерполимера

Композиция этилен/α-олефинового интерполимера содержит (а) менее чем или в точности 100 процентов, например по меньшей мере 80 процентов или по меньшей мере 90 процентов звеньев, произведенных из этилена; и (b) менее чем 20 процентов, например менее чем 15 процентов, менее чем 10 процентов или менее чем 8 процентов, при расчете на массу, звеньев, произведенных из одного или нескольких α-олефиновых сомономеров. В настоящем документе включаются и описываются все поддиапазоны и индивидуальные значения. Например, в некоторых вариантах осуществления композиция этилен/α-олефинового интерполимера содержит от более чем 0 процентов до менее чем 20 процентов, от 1 до 10 процентов или от 2 до 8 процентов, при расчете на массу, звеньев, произведенных из одного или нескольких α-олефиновых сомономеров. Термин «композиция этилен/α-олефинового интерполимера» относится к полимеру, который включает более чем 50 мольных процентов заполимеризованного этиленового мономера (при расчете на совокупное количество полимеризуемых мономеров) и необязательно может включать по меньшей мере один сомономер.

α-Олефиновые сомономеры обычно содержат не более чем 20 атомов углерода. Например, α-олефиновые сомономеры предпочтительно могут содержать от 3 до 10 атомов углерода, а более предпочтительно от 3 до 8 атомов углерода. Примеры α-олефиновых сомономеров включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-гептен, 1-октен, 1-нонен, 1-децен и 4-метил-1-пентен. Один или несколько α-олефиновых сомономеров могут, например, быть выбраны из группы, состоящей из пропилена, 1-бутена, 1-гексена и 1-октена; или в альтернативном варианте из группы, состоящей из 1-гексена и 1-октена.

Композиция этилен/α-олефинового интерполимера имеет плотность в диапазоне от 0,925 до 0,935 г/см3, например от 0,925 до 0,932 г/см3. Например, плотность может находиться в диапазоне от нижнего предела 0,925, 0,927 или 0,928 г/см3 до верхнего предела 0,932, 0,934 или 0,935 г/см3.

Композиция этилен/α-олефинового интерполимера характеризуется молекулярно-массовым распределением (Mw/Mn) в диапазоне от 2,0 до 4,0. Например, молекулярно-массовое распределение (Mw/Mn) может находиться в диапазоне от нижнего предела 2,0, 2,5 или 2,7 до верхнего предела 3,7, 3,8 или 4,0.

Композиция этилен/α-олефинового интерполимера характеризуется индексом расплава (I2 при 190°С/2,16 кг) в диапазоне от 0,3 до 1,0 г/10 минут, например от 0,3 до 0,9 г/10 минут или от 0,4 до 0,8 г/10 минут. Например, индекс расплава (I2 при 190°С/2,16 кг) может находиться в диапазоне от нижнего предела 0,3, 0,4 или 0,5 г/10 минут до верхнего предела 0,8, 0,9 или 1,0 г/10 минут.

Композиция этилен/α-олефинового интерполимера характеризуется соотношением текучестей расплава I10/I2 в диапазоне от 7,9 до 11, например от 8 до 10,5 или в альтернативном варианте от 8,0 до 10,2.

Композиция этилен/α-олефинового интерполимера характеризуется прочностью расплава в диапазоне от 3 до 10 сН, например от 4 до 8 сН, от 4 до 7 сН.

Композиция этилен/α-олефинового интерполимера характеризуется кривой в методе ДСК, имеющей температуру пика плавления в диапазоне от 120 до 130°С, например от 123 до 125°С. В некоторых вариантах осуществления в настоящем документе композиция этилен/α-олефинового интерполимера характеризуется кривой в методе ДСК, имеющей единственную температуру пика плавления в диапазоне от 120 до 130°С. В других вариантах осуществления в настоящем документе композиция этилен/α-олефинового интерполимера характеризуется кривой в методе ДСК, имеющей наивысшую температуру пика плавления в диапазоне от 120 до 130°С. В дополнительных вариантах осуществления в настоящем документе композиция этилен/α-олефинового интерполимера характеризуется кривой в методе ДСК, имеющей две температуры пика плавления, где наивысшая температура пика плавления находится в диапазоне от 120 до 130°С. Само собой разумеется то, что в вариантах осуществления в настоящем документе включаются и описываются все поддиапазоны и индивидуальные значения.

Композиция этилен/α-олефинового интерполимера характеризуется степенью кристалличности в диапазоне от 50 до 70 процентов; например от 50 до 65 процентов или в альтернативном варианте от 55 до 60 процентов.

Композиция этилен/α-олефинового интерполимера характеризуется модулем упругости при 1%-ном изгибе в диапазоне от 350 до 600 МПа, например от 375 до 575 МПа, от 400 до 575 МПа, от 400 до 550 МПа, от 400 до 500 МПа или от 400 до 475 МПа.

Композиция этилен/α-олефинового интерполимера характеризуется соотношением вязкостей при нулевом сдвиге (ZSVR) в диапазоне от 2 до 10, например, от 2 до 8 или в альтернативном варианте от 3 до 7.

Композиция этилен/α-олефинового интерполимера, кроме того, может содержать дополнительные компоненты, такие как одна или несколько добавок. Такие добавки включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: антистатики, усилители цвета, красители, смазки, наполнители, такие как TiO2 или СаСО3, замутнители, зародышеобразователи, технологические добавки, пигменты, первичные антиоксиданты, вторичные антиоксиданты, технологические добавки, УФ-стабилизаторы, антиадгезивы, антифрикционные добавки, добавки, придающие клейкость, антипирены, противомикробные добавки, добавки, уменьшающие запах, противогрибковые добавки и их комбинации. Композиция полимера на этиленовой основе может содержать от приблизительно 0,05 до приблизительно 10 процентов, при расчете на объединенную массу, таких добавок исходя из массы композиции этилен/α-олефинового интерполимера, включая такие добавки.

Для получения композиции этилен/α-олефинового интерполимера могут быть использованы любые обычные способы полимеризации. Такие обычные способы полимеризации включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: способ растворной полимеризации, использующий один или несколько обычных реакторов, например петлевых реакторов, изотермических реакторов, реакторов с механическим перемешиванием, реакторов периодического действия, установленных параллельно, последовательно, и/или любых их комбинаций.

Композиция этилен/α-олефинового интерполимера, например, может быть получена в результате осуществления способа полимеризации в фазе раствора при использовании одного или нескольких петлевых реакторов, изотермических реакторов и их комбинаций.

В общем случае способ полимеризации в фазе раствора осуществляется в одном или нескольких хорошо перемешиваемых реакторах, таких как один или несколько петлевых реакторов или один или несколько сферических изотермических реакторов, при температуре в диапазоне от 115 до 250°С; например от 115 до 200°С и при давлениях в диапазоне от 300 до 1000 фунт/дюйм2 (от 2070 до 6900 кПа); например от 400 до 750 фунт/дюйм2 (от 2760 до 5170 кПа). В одном варианте осуществления в сдвоенном реакторе температура в виде температуры первого реактора находится в диапазоне от 115 до 190°С, например от 115 до 150°С, а в виде температуры второго реактора находится в диапазоне от 150 до 200°С, например, от 170 до 195°С. В еще одном варианте осуществления в одиночном реакторе температура в виде температуры реактора находится в диапазоне от 115 до 190°С, например от 115 до 150°С. Время пребывания для способа полимеризации в фазе раствора обычно находится в диапазоне 2 до 30 минут; например от 10 до 20 минут. В один или несколько реакторов непрерывно подают этилен, растворитель, одну или несколько систем катализатора, необязательно один или несколько сокатализаторов и необязательно один или несколько сомономеров. Примеры растворителей включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: изопарафины. Например, такие растворители коммерчески доступны под наименованием ISOPAR E в компании ExxonMobil Chemical Co., Houston, Texas. После этого получающуюся в результате смесь из композиции этилен/альфа-олефинового интерполимера и растворителя удаляют из реактора и композицию этилен/альфа-олефинового интерполимера выделяют. Растворитель обычно извлекают при использовании установки для рекуперации растворителя, то есть теплообменников и парожидкостного барабанного сепаратора, а после этого отправляют на рецикл обратно в полимеризационную систему.

В одном варианте осуществления композиция этилен/α-олефинового интерполимера может быть получена при использовании способа растворной полимеризации в системе сдвоенного реактора, например системе сдвоенного петлевого реактора, где этилен и необязательно один или несколько α-олефинов полимеризуют в присутствии одной или нескольких систем катализатора. В дополнение к этому, могут присутствовать один или несколько сокатализаторов.

В еще одном варианте осуществления композиция этилен/альфа-олефинового интерполимера может быть получена при использовании способа растворной полимеризации в системе одиночного реактора, например системе одиночного петлевого реактора, где этилен и необязательно один или несколько α-олефинов полимеризуют в присутствии одной или нескольких систем катализатора. В дополнение к этому, могут присутствовать один или несколько сокатализаторов.

Области конечного применения

Из композиции этилен/альфа-олефинового интерполимера, соответствующей настоящему изобретению, могут быть сформованы трубы, которые используют при транспортировании горячей и/или холодной воды под давлением в целях получения системы подогрева пола, а также в других промышленных областях применения труб. Из композиции этилен/альфа-олефинового интерполимера изобретения могут быть сформованы трубы при использовании, например, способа экструдирования; при получении таким образом однослойных труб или многослойных труб. Такие трубы, кроме того, могут быть армированы, например, при использовании других слоев, например слоев металла. Трубы, соответствующие настоящему изобретению, имеют диаметр в диапазоне от 5 до 50 мм. Трубы, соответствующие настоящему изобретению, имеют толщину стенки в диапазоне от 0,5 до 10 мм.

Примеры

Следующие далее примеры иллюстрируют настоящее изобретение, но не предназначены для ограничения объема изобретения. Как демонстрируют примеры настоящего изобретения, композиции этилен/альфа-олефиновых интерполимеров настоящего изобретения позволяют получить приемлемую стойкость к центробежному растягивающему напряжению и приемлемую стойкость к медленному росту трещины при одновременном обеспечении улучшенной гибкости, что таким образом облегчает ускоренные установки таких труб.

Получение сравнительных примеров

Сравнительные примеры А и В (СП-А, СП-В) получают в соответствии со следующим далее способом в одиночном реакторе в соответствии с условиями, приведенными в таблице 1.

Перед введением в реакционную среду все материалы исходного сырья (этилен, 1-октен) и технологический растворитель (характеризующийся узким интервалом выкипания высокочистый изопарафиновый растворитель, коммерчески доступный под торговым наименованием Shellsol SBP100-140 от компании SHELL) очищают при использовании молекулярных сит. Высокочистый водород подают с применением магистрали совместного использования; перед доставкой в реакторы его механически компримируют до достижения давления, большего, чем давление реакции, при 50 бар (изб.); любую потенциальную остаточную влагу удаляют при использовании молекулярных сит 3А. Подаваемые в реактор потоки мономера (этилена) при использовании механического компрессора компримируют до достижения давления, большего, чем давление реакции, при 28 бар (изб.). Подаваемые потоки растворителя механически компримируют до достижения давления, большего, чем давление реакции, при 28 бар (изб.). Подаваемый поток сомономера (1-октена) также механически компримируют до достижения давления, большего, чем давление реакции, при 28 бар (изб.) и нагнетают непосредственно в объединенный подаваемый поток для реактора (реакторов). В реактор нагнетают два компонента катализатора (предварительную смесь Циглера-Натта и триэтилалюминий (ТЭА)). Все компоненты катализатора независимо механически компримируют до достижения давления, большего, чем давление реакции, при 28 бар (изб.). Все расходы для подаваемых в реактор потоков катализатора измеряют при использовании массовых расходомеров и независимо регулируют при использовании поршневых дозировочных насосов прямого вытеснения.

Реакторы растворной полимеризации непрерывного действия состоят из двух реакторов с перемешиванием непрерывного действия (CSTR), работающих в режиме полного заполнения жидкостью, и независимо регулируются, функционируя в виде последовательной конфигурации. Только первый реактор используют для получения сравнительных примеров А и В (СП-А, СП-В). Каждый реактор имеет независимое регулирование всех подаваемых потоков свежих растворителя, мономера, сомономера, водорода и компонентов катализатора. Объединенный подаваемый поток растворителя, мономера, сомономера и водорода в каждый реактор независимо регулируют по температуре, доводя ее до любого значения в диапазоне от 0 до 30°С, а обычно до 15°С в результате перепускания подаваемого потока через последовательность из теплообменников. Подаваемый поток свежего сомономера в полимеризационные реакторы может быть отлажен в целях добавления сомономера по одному из трех вариантов выбора: в первый реактор, во второй реактор или в общий растворитель, где после этого сомономер разделяют между обоими реакторами пропорционально разделению подаваемого потока совместно используемого растворителя. Для получения сравнительных примеров А и В сомономер подают только в первый реактор. Подаваемый поток свежего вещества в полимеризационный реактор нагнетают в реактор в нижней части. Компоненты катализатора (предварительную смесь Циглера-Натта и соединение ТЭА) нагнетают в полимеризационный реактор при использовании специально разработанных инжекционных игл, и каждый из них раздельно нагнетают в одно и то же относительное местоположение в реакторе при отсутствии какого-либо времени контакта до реактора.

Подаваемый в реактор поток основного компонента катализатора (предварительной смеси Циглера-Натта) при использовании компьютера регулируют для поддержания концентрации мономера в реакторе на уровне указанного целевого значения (то есть исходя из степени превращения этилена). Сокатализаторный компонент (ТЭА) подают с учетом рассчитанных указанных молярных соотношений по отношению к основному компоненту катализатора. Непосредственно после каждого местоположения нагнетания свежего вещества (либо подаваемого потока исходного сырья, либо катализатора) подаваемые потоки перемешивают с циркулирующим содержимым полимеризационного реактора при использовании статических перемешивающих элементов Kenics. Отходящий продукт из полимеризационного реактора (содержащий растворитель, мономер, сомономер, водород, компоненты катализатора и растворенный полимер) покидает реактор и поступает в зону, где его вводят в контакт с дезактивирующей и акцептирующей кислоту добавкой (обычно стеаратом кальция и сопутствующей гидратационной водой) для прекращения прохождения реакции и акцептирования хлористого водорода. После этого поток проходит через еще один набор статических смесительных элементов для равномерного диспергирования водного нейтрализатора катализатора и любых добавок.

После добавления добавок отходящий продукт (содержащий растворитель, мономер, сомономер, водород, компоненты катализатора и растворенный полимер) проходит через теплообменник для увеличения температуры потока при получении в целях отделения полимера от других более низкокипящих компонентов реакции. После этого поток поступает в двухступенчатую систему разделения и удаления летучих веществ, где из полимера удаляют растворитель, водород и непрореагировавшие мономер и сомономер. Затем поток полимера поступает в формующую головку, специально разработанную для подводного гранулирования, и подвергается разрезанию на однородные твердые гранулы. Неполимерные части, удаленные на стадии удаления летучих веществ, проходят через различные элементы оборудования, которые отделяют основное количество мономера, который удаляют из системы, охлаждают, механически компримируют.

Добавки, использующиеся в сравнительных примерах А и В, представляли собой 1250 ч./млн стеарата кальция, 1000 ч./млн продукта Irgafos 168, 250 ч./млн продукта Irganox 1076, 200 ч./млн продукта Irganox 1010, 2200 ч./млн продукта Irganox 1330 и 1000 ч./млн продукта MD1024.

Получение примеров изобретения

Примеры изобретения 1 и 2 (ПИ-1, ПИ-2) получают в соответствии со следующим далее способом в конфигурации сдвоенного реактора в соответствии с условиями, приведенными в таблице 2.

Перед введением в реакционную среду все материалы исходного сырья (этилен, 1-октен) и технологический растворитель (характеризующийся узким интервалом выкипания высокочистый изопарафиновый растворитель, коммерчески доступный под торговым наименованием Shellsol SBP100-140 от компании SHELL) очищают при использовании молекулярных сит. Высокочистый водород подают с применением магистрали совместного использования; перед доставкой в реакторы его механически компримируют до достижения давления, большего чем давление реакции, при 50 бар (изб.); любую потенциальную остаточную влагу удаляют при использовании молекулярных сит 3А. Подаваемые в реактор потоки мономера (этилена) при использовании механического компрессора компримируют до достижения давления, большего, чем давление реакции, при 28 бар (изб.). Подаваемые потоки растворителя механически компримируют до достижения давления большего, чем давление реакции, при 28 бар (изб.). Подаваемый поток сомономера (1-октена) также механически компримируют до достижения давления большего, чем давление реакции, при 28 бар (изб.), и нагнетают непосредственно в объединенный подаваемый поток для реактора (реакторов). В первый реактор нагнетают три компонента катализатора (продукты САТ-В, RIBS-2 и ММАО-3А, определенные в таблице 3). Компонент катализатора RIBS-2 разбавляют до достижения оптимальной концентрации. Кроме того, перед нагнетанием в реактор при использовании очищенного растворителя (Isopar E) периодически разбавляют до достижения оптимальной концентрации компоненты катализатора САТ-В и ММАО-3А. Во второй реактор нагнетают два компонента катализатора (предварительную смесь Циглера-Натта и триэтилалюминий (ТЭА)). Все компоненты катализатора независимо механически компримируют до достижения давления большего, чем давление реакции, при 28 бар (изб.). Все расходы для подаваемых в реактор потоков катализатора измеряют при использовании массовых расходомеров и независимо регулируют при использовании поршневых дозировочных насосов прямого вытеснения.

Реакторы растворной полимеризации непрерывного действия состоят из двух реакторов с перемешиванием непрерывного действия (CSTR), работающих в режиме полного заполнения жидкостью, и независимо регулируются, функционируя в виде последовательной конфигурации. Каждый реактор имеет независимое регулирование всех подаваемых потоков свежих растворителя, мономера, сомономера, водорода и компонентов катализатора. Объединенный подаваемый поток растворителя, мономера, сомономера и водорода в каждый реактор независимо регулируют по температуре, доводя ее до любого значения в диапазоне от 0 до 30°С, а обычно до 15°С в результате перепускания подаваемого потока через последовательность из теплообменников. Подаваемый поток свежего сомономера в полимеризационные реакторы может быть отлажен в целях добавления сомономера по одному из трех вариантов выбора: в первый реактор, во второй реактор или в общий растворитель, где после этого сомономер разделяют между обоими реакторами пропорционально разделению подаваемого потока совместно используемого растворителя. В данном примере сомономер подают в оба реактора. Совокупный подаваемый поток свежего вещества в каждый полимеризационный реактор нагнетают в реактор в нижней части. Компоненты катализатора для первого реактора нагнетают в полимеризационный реактор при использовании специально разработанных инжекционных игл, и каждый из них раздельно нагнетают в одно и то же относительное местоположение в первом реакторе при отсутствии какого-либо времени контакта до реактора. Компоненты катализатора для второго реактора (предварительную смесь Циглера-Натта и соединение ТЭА) нагнетают во второй полимеризационный реактор при использовании специально разработанных инжекционных игл, и каждый из них нагнетают в одно и то же относительное местоположение во втором реакторе.

Подаваемый поток основного компонента катализатора для каждого реактора (продукта САТ-В для первого реактора и предварительной смеси Циглера-Натта для второго реактора) при использовании компьютера регулируют для поддержания концентрации мономера в отдельном реакторе на уровне указанного целевого значения (то есть, исходя из степени превращения этилена). Сокатализаторный компонент (продукты RIBS-2 и ММАО-3А для первого реактора и соединение ТЭА для второго реактора) подают с учетом рассчитанных указанных молярных соотношений по отношению к основному компоненту катализатора. Непосредственно после каждого местоположения нагнетания свежего вещества (либо подаваемого потока исходного сырья, либо катализатора) подаваемые потоки перемешивают с циркулирующим содержимым полимеризационного реактора при использовании статических перемешивающих элементов Kenics. Отходящий продукт из первого полимеризационного реактора (содержащий растворитель, мономер, сомономер, водород, компоненты катализатора и растворенный полимер) покидает первый реактор и нагнетается во второй полимеризационный реактор подобной конструкции. После покидания потоком второго реактора поток вводят в контакт с водой для прекращения прохождения реакции. После этого поток проходит через еще один набор статических смесительных элементов для равномерного диспергирования водного нейтрализатора катализатора и любых добавок.

После добавления добавок отходящий продукт (содержащий растворитель, мономер, сомономер, водород, компоненты катализатора и растворенный полимер) проходит через теплообменник для увеличения температуры потока при получении в целях отделения полимера от других более низкокипящих компонентов реакции. После этого поток поступает в двухступенчатую систему разделения и удаления летучих веществ, где из полимера удаляют растворитель, водород и непрореагировавшие мономер и сомономер. Затем поток полимера поступает в формующую головку, специально разработанную для подводного гранулирования, и подвергается разрезанию на однородные твердые гранулы. Неполимерные части, удаленные на стадии удаления летучих веществ, проходят через различные элементы оборудования, которые отделяют основное количество мономера, который удаляют из системы, охлаждают, механически компримируют.

Добавки, использующиеся в примерах изобретения 1 и 2, представляли собой 1250 ч./млн стеарата кальция, 1000 ч./млн продукта Irgafos 168, 250 ч./млн продукта Irganox 1076, 200 ч./млн продукта Irganox 1010, 2200 ч./млн продукта Irganox 1330 и 1000 ч./млн продукта Irganox MD 1024.

Таблица 1
Единица измерения СП-А СП-В
Тип реактора Одиночный реактор CSTR Одиночный реактор CSTR
Расход свежего сомономера кг/ч 0,8 1,22
Расход свежего этилена кг/ч 4,71 4,61
Соотношение между растворителем и этиленом - 6,26 6,4
Расход совокупного растворителя кг/ч 28,7 28,3
Расход свежего водорода мл/мин 25 23
Температура подаваемого потока °С 18 15
Концентрация этилена г/л 5,9 5,9
Температура реактора °С 185 185
Логарифм вязкости в реакторе log (сП) 2,5 2,5
Концентрация полимера в реакторе % (мас.) 13,1 13,2
Совокупная степень превращения этилена % 92,5 92
Тип основного катализатора - Катализатор Циглера-Натта Катализатор Циглера-Натта
Тип сокатализатора - ТЭА ТЭА
Молярная доля сокатализатора - 4,5 4,5

Таблица 2
ПИ-1 ПИ-2
Тип реактора Сдвоенный реактор CSTR при последовательном соединении Сдвоенный реактор CSTR при последовательном соединении
Разделение выработки между реакторами % 46,8/53,2 53/47
Расход свежего сомономера для первичного реактора кг/ч 0,45 0,45
Расход свежего этилена для первичного реактора кг/ч 2,59 2,62
Соотношение между растворителем и этиленом для первичного реактора - 7,8 6
Расход совокупного растворителя для первичного реактора кг/час 19,7 15,3
Расход свежего водорода для первичного реактора мл/мин 18,5 28
Температура подаваемого потока для первичного реактора °С 15 15
Расход свежего сомономера для вторичного реактора кг/ч 0,48 0,32
Расход свежего этилена для вторичного реактора кг/ч 2,3 1,73
Соотношение между растворителем и этиленом для вторичного реактора - 6,3 6
Расход совокупного растворителя для вторичного реактора кг/ч 14,6 10,4
Расход свежего водорода для вторичного реактора мл/мин 125 81
Температура подаваемого потока для вторичного реактора °С 21 22
Концентрация этилена для первичного реактора г/л 14,1 14,1
Температура первичного реактора °С 147 147
Логарифм вязкости для первичного реактора log (сП) 2,5
Концентрация полимера для первичного реактора % (мас.) 10 12,3
Степень превращения этилена для первичного реактора % 80 80
Концентрация этилена для вторичного реактора г/л 5,8 4,7
Температура вторичного реактора °С 185 185
Логарифм вязкости для вторичного реактора log (сП) 2,7
Концентрация полимера для первичного реактора % (мас.) 12 13,8
Совокупная степень превращения этилена % 92,5 92,5
Тип основного катализатора для первичного реактора - САТ-В САТ-В
Тип сокатализатора-1 для первичного реактора - RIBS-2 RIBS-2
Молярная доля сокатализатора-1 для первичного реактора - 1,2 1,2
Тип сокатализатора-2 для первичного реактора - ММАО3А ММАО3А
Молярная доля сокатализатора-2 для первичного реактора - 7 13