[发明专利]一种使用茂金属催化剂制备聚丙烯的方法

说明书

本发明公开了一种使用茂金属催化剂制备聚丙烯的方法，其包括以下步骤：(1)将茂金属催化剂与惰性溶剂A混合得到浆液物料；(2)将步骤(1)中所得浆液物料与惰性溶剂B混合，输送至预聚合反应器中与丙烯单体预聚合反应得到预聚物；(3)将步骤(2)所得预聚物在聚合反应器中与丙烯单体和任选的氢气进行聚合反应，得到包含聚丙烯的聚合物物料，分离得到聚丙烯；其中，所述惰性溶剂A选自Csubgt;10/subgt;‑Csubgt;32/subgt;的烷烃中的至少一种；所述惰性溶剂B选自Csubgt;3/subgt;‑Csubgt;7/subgt;的烷烃中的至少一种。本发明的方法实现了催化剂的高效安全输送和预聚合活性可控，从而减小了催化剂颗粒的破碎，提高了烯烃聚合工艺的操作性和可靠性。

技术领域

本发明涉及烯烃聚合领域，具体涉及一种使用茂金属催化剂制备聚丙烯的方法。

背景技术

对于本体法丙烯聚合工艺，由于丙烯单体浓度高，催化剂活性非常高，极易出现催化剂颗粒破碎，聚合物细粉多、形貌差的现象，进而造成聚合反应器、分离设备、输送管线等的结垢、堵塞问题。因此，在现有本体法丙烯聚合工艺中，常用的方法是在比较低的温度下使催化剂与丙烯在预聚合反应器中进行聚合反应。由于聚合反应速率低，载体被聚丙烯层层包覆，从而提高颗粒的强度，降低主聚合反应器中催化剂颗粒的破碎。

在本体法丙烯聚合工艺中负载型茂金属催化剂存在催化剂颗粒容易破碎的问题。为了解决这一问题，中国专利CN 102050906 A提出在预聚合反应温度下，茂金属催化剂在惰性溶剂中与一类带有特殊侧基的α-烯烃单体反应得到茂金属催化剂预聚合物，然后将茂金属催化剂预聚物与丙烯接触制备聚丙烯。然而这种方法具有如下缺点：茂金属催化剂与带有特殊侧基的α-烯烃单体反应后，未反应的单体需要分离后才能与丙烯进行聚合反应，从而增加了流程的复杂度。中国专利CN 109906234 A提出茂金属催化剂负载到某些基于二氧化硅的特殊载体上，在油、脂族烃或上述物质的混合物溶剂中的浓度为1wt％～20wt％，然后直接注射进入环管反应器。这种方法消除了预聚合，直接将负载型催化剂导入溶液或淤浆聚合反应器中的方法，然而该方法只适用于某些基于二氧化硅载体结构上的一些茂金属催化剂。

因此，开发一种工艺简单、能适用于各种茂金属催化剂的聚丙烯制备方法显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种使用茂金属催化剂制备聚丙烯的方法，其采用两种惰性溶剂连续地将催化剂输送至预聚合反应器，并通过调节惰性溶剂与催化剂的比例，实现催化剂的高效安全输送和预聚合活性可控，从而减小催化剂颗粒的破碎，提高丙烯聚合工艺的操作性和可靠性。

本发明第一方面提供了一种使用茂金属催化剂制备聚丙烯的方法，其包括以下步骤：

(1)将茂金属催化剂与惰性溶剂A混合得到浆液物料；

(2)将步骤(1)中所得浆液物料与惰性溶剂B混合，输送至预聚合反应器中与丙烯单体预聚合反应得到预聚物；

(3)将步骤(2)所得预聚物在聚合反应器中与丙烯单体和任选的氢气进行聚合反应，得到包含聚丙烯的聚合物物料，分离得到聚丙烯；

其中，所述惰性溶剂A选自C₁₀-C₃₂的烷烃中的至少一种；所述惰性溶剂B选自C₃-C₇的烷烃中的至少一种。

本发明中，所述丙烯单体为丙烯或丙烯与α-烯烃中的至少一种的混合物。

根据本发明的一些实施方式，所述α-烯烃的通式为CH₂＝CHR，其中R为氢或C₂-C₆的烷基，在一些优选的实施方式中，所述α-烯烃选自乙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯和4-甲基-1-戊烯中的一种或多种。