[发明专利]一种乙烯聚合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙烯聚合物的制备方法，具体是一种采用超重力反应器制备乙烯聚合物的方法。

背景技术

聚乙烯是一种非常重要的合成塑料。目前工业上生产聚乙烯用的大多是非均相Zieglar-Natta催化剂。它是Zieglar等人在研究AlEt₃催化乙烯低聚时发现的，其主催化剂是钛、锆、铬和钒等前过渡金属络合物，AlEt₃、Al(iBu)₃、ZnEt₂等为助催化剂，载体大多为镁化合物，例如MgCl₂，Mg(OH)₂，Mg(OH)Cl，MgO等为载体。

茂金属和MAO组成的催化体系，能完成聚烯烃结构的定制是烯烃聚合领域的又一重大突破(Kaminsky等，Adv.Organomet.Chem，1990，18，99)。

Brookhart等人(Brookhart M等J.Am.Chem.Soc.1995，117，6414；1996，118，267)合成出位阻较大的α二亚胺镍钯催化剂，用于催化乙烯聚合得到高分子量的聚乙烯。

最近，Gibson等和Brookhart等同时发现Fe(II)和Co(II)的吡啶二亚胺配合物可以高效地催化乙烯聚合(Gibson V C等J.Chem.Commun.1998，849；WO 99/12981，1999；BrookhartM等J.Am.Chem Soc.1998，120，4049；Bennett A M A WO 98/27124，1998)。专利WO 99/02472中公布的后过渡催化剂中主要为金属卤化物，此类催化剂对α-烯烃的选择性较高。专利ZL 200910101039.1公布了一种用于乙烯聚合的催化剂体系，通过改变吡啶二亚胺配体结构可以制得从乙烯齐聚物到超高分子量聚乙烯的一系列产品。专利CN1142142C和专利CN1179982公布了基于吡啶二亚胺配体结构的后过渡金属催化剂，聚合产物主要为乙烯齐聚物，聚合过程中产物溶于稀释剂甲苯中，体系成均相聚合的特征。然而，在目前基于二亚胺配体的催化剂聚合过程中，尤其在聚合初始阶段存在强放热现象，产生大量的聚合热(是Ziegler-Natta、茂金属催化剂聚合初始阶段放热的5-10倍)，传统的移热方式(如冷凝水、冷盐水等)不能维持体系温度的平衡，带来初始聚合阶段温度难以控制的问题，对产物性质影响严重。

近年来发展的超重力技术改变了传统的传质方式，该技术的核心是将液-液、液-固相、气-液相的传质过程在超重力反应器中进行，可极大地强化传质和微观混合过程，比传统的静态(重力场下)传质和微观混合过程的传质系数和混合速度提高1-3个数量级。中国专利91109255.2、91111028.3、CN200410042631.6、20052010685.3、01268009.5、02114174.6、200510032296公开了包括旋转填充床、折流床、螺旋通道式、旋转碟片式等超重力旋转装置。专利CN101130585B公开了一种采用超重力反应器制备丁基橡胶的方法，装置体积小，平均停留时间缩短30倍，生产的丁基橡胶分子量高，达30,000，分子量分布范围窄，1.9-3.6。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种乙烯聚合物的制备方法，将超重力反应器技术用于烯烃聚合领域，极大地强化了聚合过程中的传质、传热以及微观混合，提高了聚合初期的移热能力，从而提出了一种效率高、能耗低的制备乙烯聚合物的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种乙烯聚合物的制备方法，其特征在于采用超重力反应器进行制备，催化剂选用后过渡金属催化剂体系，将催化剂、稀释剂、助催化剂和共聚单体的混合液加入超重力反应器中，将反应器加热至所需温度后，通入乙烯，在超重力条件下进行聚合反应，反应温度控制在-40-300℃之间，聚合压力1bar-60bar，聚合时间为1min-6h，反应过程中控制反应器的超重力水平在5-800g，g为重力加速度，反应结束后，进行脱稀释剂、洗涤、干燥后处理，得到聚合物。说明书中是-70-200℃。

作为改进，所述超重力反应器可以是超重力旋转填充床、折流床、螺旋通道、旋转碟片或定转子超重力旋转装置，聚合前需使用高纯惰性气体对反应装置吹扫，除去反应装置中的空气和水，至出口水份达到要求后，才开始聚合反应。