[发明专利]制备低密度聚乙烯的聚合方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年9月30日提交的美国临时申请61/388,152的优先权。

技术领域

本发明涉及低密度聚乙烯(LDPE)和制备LDPE的聚合改进。值得注意的是，该聚合方法涉及一个或多个高压釜反应器，优选地与一个或多个管式反应器串联工作的一个或多个高压釜反应器。

背景技术

现在存在很多类生产和销售的聚乙烯。尤其是有一类聚乙烯被多个供应商生产并且大批出售。该聚乙烯被称为高压自由基聚乙烯(通常称为LDPE)并且通常使用管式反应器或高压釜反应器或有时它们的组合进行生产。有时聚合物消费者将LDPE与其它聚合物例如线型低密度聚乙烯(LLDPE)共混以试图改进其性能例如流动性、加工性或密度。然而，需要能够具有改善的膜光学性质同时保持其它性能的新型LDPE聚合物。

为了降低短链支化频率并因此提高产品密度，在降低的聚合温度和升高的压力下生产具有较高密度(大于或等于(≥)926kg/m³)的低密度聚乙烯树脂。表A显示针对所涉及的反应步骤的动力学数据，如S.Goto et al;Journal of Applied Polymer Science:Applied Polymer Symposium,36,21-40,1981(标题:Computer model for commercial high pressure polyethylene reactor based on elementary reaction rates obtained experimentally)(参考文献1)所导出。通过活化能给出温度依赖性。活化能越高，通过升高温度可以更多地促使某一反应步骤，或通过降低温度可以更多地降低某一反应步骤。

对于聚合物性质，某一反应步骤的速度和传播速度之间的比例是重要的。

表A：Goto等人(参考文献1)确定的基本反应速度的速度常数

反应步骤频率因子活化能,卡/摩尔活化体积,cm³/mol传播5.63E+1110,520-19.7SCB5.63E1213030-23.5

通过Δ活化能表示性质与温度的关系，因此对于产品的SCB频率：Δ活化能=13.03－10.52=2.51千卡/摩尔

当产生高压中密度树脂时，应该应用低温度条件从而降低短链支化。采用Goto等人的动力学，发现“930kg/m³密度”可通过针对在2400巴工作的反应器体系保持在205℃的平均聚合温度得到。该低的平均温度可通过降低在高压釜工艺的各区域中的控制温度实现，以及通过降低管式反应器中的控制峰温度实现。在管式反应器中制备中级树脂所需的低的控制/峰温度导致显著降低的热转移能力，因此转化率显著下降。例如，管式反应器的第一聚合物级分的平均聚合温度175℃(其中聚合始于150℃)导致50℃的显热含量，需要耗散聚合热，这进而与仅仅4%的转化率相当。