[其他]丙烯的聚合方法

说明书

本发明涉及丙烯均聚物或共聚物的生产方法，特别是以一定生产速率生产质量一致的丙烯均聚物或共聚物的生产方法。

多种已知方法是在齐格勒一纳塔催化剂的存在下通过丙烯的聚合生产聚丙烯。工业上亦以日产数百吨的规模生产聚丙烯。在工业规模生产聚丙烯方面希望以一恒定速率生产质量一致的聚丙烯。当反应器容量大时排去聚合热是困难的。因此聚丙烯的生产通常是通过有一个或多个串连聚合罐的反应器连续操作连行。

已知各种齐格勒-纳塔催化剂可以用于生产聚丙烯。很多种齐格纳-纳塔催化剂实际上已用于工业生产聚丙烯。但是催化剂的作用在一批生产与另一批生产之间有很大的差别。若催化剂以简单的恒定速率输送到反应器的话生产速率就会不同，因此实际上是加入不同量的催化剂。

在上述方法中，每单位量催化剂的产率是根据催化剂的作用而变化。因此残留在聚内烯中催化剂的量就不同，因此不能得到质量一致的产品。上述方法的另一问题是一种过渡金属催化剂需要较复杂的装置来制备并加进反应罐中，该催化剂是昂贵的，需要根据不同的用量来使用。

如上所述，用大型反应器散热困难，因此最好将聚合反应在一个具有多个聚合罐串连在一起的多罐反应系统中进行，但是每个罐的散热能力有一个限度，因而整个反应系统的产量问题就取决于具有最低散热能力的那一个聚合罐，除非在每个罐中控制聚合速率。

本发明的目的是提供一种以恒定生产速率生产质量一致的丙烯均聚物或共聚物的方法。

本发明人曾抱着开发一个解决上述问题的目的进行过广泛的研究，结果发现可以通过一种特别的方法来控制丙烯均聚物或共聚物的生产速率来完成本发明。

本发明的一方面是提供一个在一种由过渡金属催化剂和有机铝化合物组成的催化剂体系存在下，以一个恒定的生产速率连续生产丙烯均聚物或丙烯共聚物的方法，包括：

以在反应罐中每单位时间放出的热量来计算在一个反应罐中均聚物或共聚物生产速率，而这热量是以计算每同一单位时间从反应罐中释放和排去的热量的总和;和

控制输入反应罐中有机铝化合物的量使得均聚物或共聚物的生产速率保持在所希望的水平，同时保持过渡金属催化剂输入速率在一个恒定的水平，当有机铝化合物和过渡金属催化剂二者的重量比在反应罐中保持不大于某一预定值时;或控制输进反应罐中的过渡金属催化剂的量以保持均聚物或共聚物的生产速率在合乎需要的水平，此时有机铝化合物和过渡金属催化剂二者的重量比在反应罐中大于某个预定值。

图1表示有机铝与过渡金属催化剂的重量比与单位时间所生产聚丙烯的量和分子量分布以及所得聚丙烯定向度之间的关系;

图2表示当有机铝输入速率变化时保留在反应罐内的有机铝的变化量。

图3表示适用于本发明聚合方法的一种装置的一个例子。

图4表示在一个例子中作为所经过时间的函数，输入的三乙基铝量，从产生的热量计算的聚丙烯生产速率（短期值）和所得的聚丙烯的生产速率。

这里所说的“丙烯共聚物”表示一种由丙烯与一个或多个可与丙烯共聚的α-烯烃的共聚物，例如乙烯，丁烯-1，己烯-1等。虽然根据本发明中用于生产丙烯共聚物的1个或多个α-链烯的比例没有特别限制，但它们的用量最好达总聚合物重量的40%。

为了方便起见，在下面叙述中的术语“丙烯”被认为不单指丙烯，而且包括丙烯和可与丙烯共聚是其他α-链烯的混合物。同样，术语“聚丙烯”不单只表示丙烯均聚物，而且也表示上述混合物的共聚物。

在实际上，在以工业规模制备过渡金属催化剂方面，即使是在预定的恒定条件下制备的，组所得的过渡金属催化剂的性能却不相同。另外，聚丙烯的生产速率实际上因工业规模生产丙烯的很多未知因数的变化而变化，即使使用同样的催化剂也是如此。作为本发明组成的一个重要事实就是本发明的基本发现中发现每单位量的过渡金属催化剂的聚丙烯生产速率明显地根据在机氧化铝与过渡金属催化剂的重量比而变化，并且聚丙烯的生产速率可以用保留于每个罐中对应的催化剂组份量来表示。另外对于所制得的聚丙烯物理性质有重大影响的定向度和分子量分布却很少受到有机铝/过渡金属催化剂重量比的影响，即使此重量比在很宽的范围内变化。