СПОСОБЫ КОНТРОЛЯ СОДЕРЖАНИЯ ТВЕРДОГО КОМПОНЕНТА КАТАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ В СЫРЬЕВОМ ПОТОКЕ, ПОСТУПАЮЩЕМ В РЕАКТОР, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТУРБИДИМЕТРА
METHODS OF MONITORING SOLID COMPONENT OF POLYMERIZATION CATALYST SYSTEM IN REACTOR FEED STREAM USING TURBIDIMETER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение в общем относится к производству полиэтилена. Более конкретно, это изобретение относится к способу улучшения производства полиэтилена с помощью контроля количества катализатора (например, твердого компонента каталитической системы) в реакторе.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Производство полимеров, таких как полиэтилен, требует применения каталитической системы, которая позволяет полимеризовать мономеры (например, этилен). Количество каждого компонента каталитической системы в полимеризационном реакторе является важным параметром способа, который может влиять на результат реакции полимеризации (например, на выход полимеризации, и свойства полученного полимера). Когда каталитическая система содержит твердые компоненты, может быть трудно точно измерить количество твердых компонентов, подаваемых в полимеризационный реактор, частично из-за того, что твердые компоненты вводятся в реактор как гетерогенная смесь (например, твердый компонент в жидкой смеси, такой как суспензия). В некоторых случаях, содержимое реактора полимеризации можно отбирать и анализировать для расчета количества компонента(ов) каталитической системы присутствующего(их) в реакторе, но такой анализ обычно не предусматривает регулирования количества компонентов каталитической системы в реакторе в режиме реального времени или квазиреального времени. Таким образом, существует потребность в разработке способов мониторинга количества компонентов каталитической системы в реальном времени в полимеризационном реакторе (например, в сырьевом потоке, поступающем в реактор).
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] В данном документе описан способ контроля содержания твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор, в системе получения полимера, включающий (а) измерение мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, причем сырьевой поток, поступающий в реактор, содержит твердый компонент каталитической системы полимеризации и (b) преобразование мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, в концентрацию твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор.
[0004] Также в данном документе описан способ контроля содержания твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор, в системе производства полимера, включающий (а) измерение мутности потока в предконтактной смеси, причем поток предконтактной смеси содержит твердый компонент каталитической системы полимеризации, и (b) преобразование мутности потока предконтактной смеси в концентрацию твердого компонента в потоке предконтактной смеси на выходе, где поток предконтактной смеси на выходе включает сырьевой поток, поступающий в реактор.
[0005] Дополнительно в данном документе описан способ контроля содержания твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор, в системе производства полимера, включающий (а) измерение мутности потока в предконтактной смеси на выходе, причем поток предконтактной смеси на выходе, включает сырьевой поток, поступающий в реактор, и (b) преобразование мутности потока предконтактной смеси на выходе в концентрацию твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0006] Для подробного описания предпочтительных вариантов осуществления описанных способов и систем, далее будут приведены ссылки на сопроводительные графические материалы, в которых:
[0007] Фиг. 1 изображает схему варианта осуществления изобретения в петлевом суспензионном способе;
[0008] Фиг. 2 изображает схему варианта осуществления изобретения в системе производства полиэтилена, содержащую турбидиметр выше по потоку от предконтактора;
[0009] Фиг. 3 изображает схему варианта осуществления изобретения в системе производства полиэтилена, содержащую турбидиметр ниже по потоку от предконтактора;
[0010] Фиг. 4А изображает график распределения частиц по размерам для двух образцов сульфатированного оксида алюминия (S-SSA);
[0011] Фиг. 4В изображает график калибровочной кривой с известными значениями концентрации S-SSA в зависимости от измеренной мутности;
[0012] Фиг. 5 изображает график калибровочной кривой с известными значениями концентрации муллита в зависимости от измеренной мутности;
[0013] Фиг. 6 изображает график калибровочной кривой с известными значениями концентрации диоксида кремния в зависимости от измеренной мутности;
[0014] Фиг. 7 изображает график калибровочной кривой с известными значениями концентрации хрома на силикагеле в зависимости от измеренной мутности;
[0015] Фиг. 8 изображает график калибровочной кривой с известными значениями концентрации твердых компонентов в зависимости от измеренной мутности;
[0016] Фиг. 9 изображает схему варианта осуществления изобретения в системе производства полиэтилена, содержащую турбидиметр ниже по потоку от резервуара-хранилища;
[0017] Фиг. 10А изображает график сигнала турбидиметра активатора, распределяемого из резервуара-хранилища с частотой 40 введений в час;
[0018] Фиг. 10В изображает график сигнала турбидиметра активатора, распределяемого из резервуара-хранилища с частотой 10 введений в час;
[0019] Фиг. 11А изображает график сигнала турбидиметра активатора, распределяемого из резервуара-хранилища указывающего, когда резервуар-хранилище является пустым; и
[0020] Фиг. 11В изображает график сигнала турбидиметра активатора, распределяемого из резервуара-хранилища указывающего, когда поток активатора был прерван.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0021] Следует понимать, что хотя иллюстративная реализация одного или более вариантов осуществления представлена ниже, описанные системы и/или способы могут быть реализованы с использованием любого количества способов, будь то известных в настоящее время или существующих. Описание никоим образом не должно ограничиваться иллюстративными реализациями, графическими материалами и способами, проиллюстрированными ниже, включая иллюстративные конструкции и реализации, проиллюстрированные и описанные в данном документе, но могут быть изменены в объеме прилагаемой формулы изобретения вместе с их полным объемом эквивалентов.
[0022] Описанные в данном документе системы, устройства и способы, связаны со способами производства нефтехимической продукции, например с производством полиэтилена. Системы, устройства и способы обычно связаны со способом контроля количества твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор (например, твердого компонента каталитической системы полимеризации) в нефтехимическом способе производства, например, при производстве полиэтилена.
[0023] В варианте осуществления изобретения, способ контроля содержания твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор, в системе производства полимера (например, в системе производства полиэтилена), может, как правило, включать стадии (а) измерения мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, причем сырьевой поток, поступающий в реактор, содержит твердый компонент каталитической системы полимеризации и (b) преобразование мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, в концентрацию твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор. Хотя различные стадии описанных в данном документе способов могут быть описаны или проиллюстрированы в конкретном порядке, это не должно истолковываться как ограничение эффективности этих способов для любого конкретного порядка, если не указано иное.
[0024] В варианте осуществления изобретения, способ контроля количества каждого компонента в каталитической системе полимеризации в полимеризационном реакторе в системе производства полимера (например, в системе производства полиэтилена), может, как правило, включать контроль количества каждого компонента каталитической системы полимеризации (например, твердого компонента, ли жидкого компонента) в одном, или более, сырьевых потоках, поступающих в реактор. В то время как настоящее описание будет подробно рассмотрено в контексте способа контроля содержания твердого компонента каталитической системы полимеризации в сырьевом потоке, поступающем в реактор, в системе производства полиэтилена, следует понимать, что такой способ или какие-либо его стадии могут быть применены в любом подходящем способе нефтехимического производства, требующем контроля содержания твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор. Твердый компонент может включать любой подходящий твердый компонент, совместимый с описанными способами и материалами.
[0025] Следующие определения приведены для того, чтобы помочь специалистам в данной области техники понять подробное описание настоящего изобретения. Если иное не указано в данном документе, научные и технические термины, используемые в связи с настоящим изобретением, должны иметь значения, которые обычно понимаются специалистами в данной области техники, к которым относится настоящее изобретение. Дополнительно, если иное не требуется по контексту, термины в единичном числе включают таковые во множественном, а термины во множественном числе включают таковые в единичном.
[0026] Если явно не указано иное в определенных обстоятельствах, все проценты, части, соотношения и подобные количества, используемые в данном документе, определяются по весу.
[0027] Кроме того, некоторые особенности настоящего изобретения, которые для ясности, описаны в данном документе в контексте отдельных вариантов осуществления изобретения, также могут быть представлены в комбинации в одном варианте осуществления. И наоборот, различные особенности изобретения, которые для краткости, описаны в контексте одного варианта осуществления изобретения, также могут быть предоставлены отдельно или в любой подкомбинации.
[0028] Если термин используется в этом описании, но конкретно не определен в данном документе, может быть применено определение из IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2nd Ed (1997), если это определение не противоречит какому-либо другому описанию или определению, примененному в данном документе, или не представляет неопределенный или недействительным любой пункт формулы изобретения, к которому применяется это определение. В той степени, в которой любое определение или использование, предоставляемое любым документом, включенным в настоящий документ посредством ссылки, противоречит определению или использованию, представленному в данном документе, определение или использование, представленные в настоящем документе, являются доминирующими.
[0029] Что касается переходных терминов или фраз формулы, переходный термин «включающий в себя», который является синонимом «включающий», «содержащий», «имеющий» или «характеризуемый», является всеобъемлющим или открытым, и не исключает дополнительных, неучтенных элементов или стадий способа. Переходная фраза «состоящий из» исключает любой элемент, шаг или ингредиент, не указанные в формуле изобретения. Переходная фраза «состоящий в основном из» ограничивает объем формулы изобретения на указанные материалы или этапы и те, которые не оказывают существенного влияния на основную и новую характеристику (ы) формулы изобретения. Пункт формулы изобретения содержащий утверждение «состоящий в основном из» занимает промежуточное положение между закрытыми пунктами формулы изобретения, которые написаны в формате «состоящий из», и полностью открытыми пунктами формулы изобретения, которые составлены в «содержащий» формате. Отсутствие указания на противоположное, описание соединения или композиции как «состоящего в основном из» не должно толковаться как «содержащее», но предназначено для описания указанного компонента, который включает материалы, которые существенно не изменяют состав или способ, которым этот термин применяется. Например, исходное сырье, состоящее в основном из материала А, может включать примеси, обычно присутствующие в коммерчески выпускаемом или коммерчески доступном образце указанного соединения или композиции. Когда пункт формулы изобретения включает различные функции и/или классы объектов (например, стадия способа, особенности исходного сырья и/или особенности продукта, среди других возможностей), переходные термины, «содержащий», «состоящий в основном из» и «состоящий из» применимы только к особенному классу, к которому они применяются, и в формуле изобретения можно использовать разные переходные термины или фразы, используемые с различными функциями. Например, способ может содержать несколько указанных стадий (и других не указанных стадий), но использовать каталитическую систему, состоящую из конкретных компонентов; альтернативно, состоящий в основном из конкретных компонентов; или, альтернативно, содержащий конкретные компоненты и другие не указанные компоненты.
[0030] В данном описании, в то время как системы, способы и методы часто описываются в терминах «включения» различных компонентов, устройств или стадий, системы, процессы и методы также могут «состоять в основном из» или «состоять из» различных компонентов, устройств или стадий, если не указано иное.
[0031] Термин «около», как он используется в данном документе, означает, что количества, размеры, составы, параметры и другие количества и характеристики не являются точными, и не требуют быть точными, но могут быть приблизительными и/или большими или меньшими по желанию, отражающими допуски, коэффициенты пересчета, округление, погрешность измерения и тому подобное, и другие факторы, известные специалистам в данной области техники. В общем, количество, размер, формулировка, параметр или другое количество или характеристика являются «около» или «приблизительными», независимо от того, указано ли таковое. Термин «около» также охватывает количества, которые отличаются из-за различных условий равновесия для композиции, получаемой из конкретной исходной смеси. Независимо от того, изменены ли они термином «около», пункты формулы изобретения включают эквиваленты величин. Термин «около» может означать в пределах 10% от указанного численного значения, предпочтительно в пределах 5% от указанного численного значения.
[0032] Термины «продукт контакта», «приведение в контакт» и т.п. используются в данном документе для описания композиций, в которых компоненты контактируют друг с другом в любом порядке, любым способом и в течение любого периода времени, если не указано иное. Например, компоненты могут контактировать друг с другом путем комбинирования или смешивания. Кроме того, если не указано иное, приведение в контакт любого компонента может происходить в присутствии или в отсутствие какого-либо другого компонента композиций, описанных в данном документе. Комбинирование дополнительных материалов или компонентов может быть выполнено любым подходящим способом. Кроме того, термин «продукт контакта» включает смеси, комбинации, растворы, суспензии, продукты реакции и тому подобное, или их комбинации. Хотя «продукт контакта» может, и часто включает продукты реакции, не является обязательным, чтобы соответствующие компоненты реагировали друг с другом. Аналогичным образом, «приведение в контакт» двух или более компонентов может привести к продукту реакции или реакционной смеси. Следовательно, в зависимости от обстоятельств «продукт контакта» может представлять собой смесь, реакционную смесь или продукт реакции.
[0033] Термин «квазиреальное время», как он используется в данном документе, относится к задержке, которая вводится посредством автоматической обработки данных между возникновением события (например, реального события) и использованием обработанных данных. Например, классификация события как события в квазиреальном времени относится к задержке, которая позволяет использовать обработанные данные вблизи времени реального события, при этом такая задержка относится к разнице между возникновением события в реальном времени и обработкой время. Кроме того, такая задержка может относиться к временному интервалу между тем, когда данные принимаются для анализа, и когда анализ выполняется и отображается на экране электронного дисплея (например, экране монитора, экране компьютера), где такой временной интервал может быть от менее около 1 минуты до менее чем около 10 минут или, альтернативно, от около 3 секунд до около 3 минут.
[0034] Термин «реальное время» или «фактическое реальное время», как он используется в данном документе, может относиться к мгновенной обработке данных, в которой измерение (например, измеренный элемент, данные измерения) передается и принимается одновременно с измерением, например, данные или информация мгновенно или почти мгновенно транслируются или передаются. Например, данные в реальном времени могут представлять собой данные анализа мутности или данные считывания датчика, которые могут быть предоставлены мгновенно (например, как только они будут получены), в течение около 2 секунд или менее с момента измерения (например, считывание мутности из турбидиметра), компьютерной системе или считываемому компьютером средству.
[0035] Хотя любые способы, устройства и материалы, аналогичные или эквивалентные описанным в данном документе, могут быть использованы в практике или испытаниях по изобретению, в данном документе описаны типичные способы, устройства и материалы.
[0036] В одном варианте осуществления изобретения, система производства полиэтилена (ППЭ, PEP) обычно может содержать один или более полимеризационных реакторов. В описанных в данном документе вариантах системы ППЭ (PEP) различные компоненты системы могут сообщаться жидкой средой через один или более трубопроводов (например, трубы, трубки или линии подачи жидкости), подходящие для транспортировки конкретного потока, такие как, например, сырьевой поток, поступающий в реактор, поток реагентов или поток каталитической системы полимеризации.
[0037] В одном варианте осуществления изобретения, один или более сырьевых потоков, поступающих в реактор (например, поток реагентов, поток каталитической системы полимеризации), могут быть соединены с полимеризационным реактором. В некоторых вариантах осуществления изобретения, поток реагентов может быть очищен до введения данных реагентов в реактор. В одном или более вариантах осуществления изобретения, описанных в данном документе, очистка потока реагентов может включать отделение нежелательных соединений и элементов из потока реагентов, содержащего этилен, с образованием очищенного сырьевого потока. В одном варианте осуществления изобретения, очистка потока реагентов может включать любой подходящий метод или способ, включая неограничивающие примеры фильтрации, мембранного скрининга, взаимодействия с различными химическими веществами, поглощения, адсорбции, дистилляции(ий), или их комбинаций.
[0038] В одном варианте осуществления изобретения, реагенты или сырьевой поток, поступающий в реактор, могут быть соединены с очистителем для очистки потока реагентов путем удаления из него одного или более нежелательных соединений. В одном варианте осуществления изобретения, поток реагентов может содержать этилен и различные другие соединения (в соответствующей физической форме, такие как газы или жидкости), такие как, но не ограничиваясь ими, метан, этан, ацетилен, пропан, пропилен, вода, азот, кислород, различные другие газообразные углеводороды, имеющие три или более атомов углерода, различные загрязнители или их комбинации. В одном или более вариантах осуществления изобретения, описанных в данном документе, очиститель может содержать устройство или устройство, подходящие для очистки одного или более газов-реагентов в сырьевом потоке, включающем множество потенциально нежелательных газообразных соединений, элементов, загрязнителей и тому подобное. Неограничивающие примеры подходящего очистителя могут включать фильтр, мембрану, реактор, абсорбент, молекулярное сито, одну или более дистилляционных колонн, или их комбинации. Очиститель может быть настроен для отделения этилена от потока, содержащего множество потенциально нежелательных соединений, элементов, загрязнителей и тому подобного.
[0039] В одном варианте осуществления изобретения, очистка потока реагентов может приводить к очищенному сырьевому потоку, содержащему в основном чистые мономеры (например, в основном чистый этилен). В одном варианте осуществления изобретения, очищенный сырьевой поток, поступающий в реактор, может содержать менее чем около 25% от общей массы потока, альтернативно менее чем около 10%, альтернативно менее чем около 1,0% от любого одного или более компонентов, выбранных из азота, кислорода, метана, этана, пропана, сомономеров или их комбинаций. Термин «в основном чистый этилен», как он используется в данном документе, относится к потоку текучей среды, содержащему по меньшей мере около 60% этилена, альтернативно по меньшей мере около 70% этилена, альтернативно по меньшей мере около 80% этилена, альтернативно по меньшей мере около 90% этилена, альтернативно по меньшей мере около 95% этилена, альтернативно, по меньшей мере, около 99% этилена или, альтернативно, по меньшей мере около 99,5% этилена от общей массы потока.
[0040] В некоторых вариантах осуществления изобретения, очищенный сырьевой поток, поступающий в реактор, может содержать сомономер, такой как ненасыщенные углеводороды, имеющие от 3 до 20 атомов углерода. Неограничивающие примеры сомономеров, которые могут присутствовать в очищенном сырьевом потоке, включают альфа-олефины, такие как, например, пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 3-метил-1-бутен, 4-метил-1-пентен, 1-гептен, 1-октен, 1-нонен, 1-децен или их комбинации.
[0041] В одном варианте осуществления изобретения мономеры очищенного сырьевого потока могут быть полимеризованы в полимеризационном реакторе с образованием потока продукта полимеризации. Поток продукта полимеризации может быть образован с использованием любого подходящего способа полимеризации олефинов, который может быть осуществлен с использованием различных типов полимеризационных реакторов.
[0042] Как используются в данном документе, термины «полимеризационный реактор» или «реактор» включают любой полимеризационный реактор, способный полимеризовать олефиновые мономеры или сомономеры для получения гомополимеров или сополимеров. Такие гомополимеры и сополимеры относятся к смолам или полимерам. Различные типы реакторов включают таковые, которые относятся к реакторам периодического действия, суспензионным, газофазным, растворным, высокого давления, трубчатым или автоклавным реакторам. Газофазные реакторы могут включать реакторы с псевдоожиженным слоем или ступенчатые горизонтальные реакторы. Суспензионные реакторы могут включать вертикальные и горизонтальные петлевые реакторы. Реакторы высокого давления могут включать автоклавные или трубчатые реакторы. Типы реакторов могут включать реакторы периодического или непрерывного действия. В случае непрерывного действия может использоваться прерывистая или непрерывная выгрузка продукта. Производство также может включать частичную или полную прямую рециркуляцию непрореагировавшего мономера, непрореагировавшего сомономера, разбавителя или их комбинаций. Как будет понятно специалисту в данной области техники, и с помощью данного описания, реакторы, рассмотренные для данного описания, могут быть любыми реакторами, которые являются частью процесса полимеризации, в котором используется катализатор полимеризации, содержащий по меньшей мере один твердый компонент.
[0043] Системы полимеризационных реакторов настоящего изобретения могут включать один тип реактора в системе или несколько реакторов того же или другого типа. Получение полимеров в нескольких реакторах может включать несколько стадий по меньшей мере в двух отдельных реакторах полимеризации, связанных между собой потоком(ами) передачи, линией (ми), устройством (ами) (например, разделительным сосудом (ми)), устройством (устройствами) (например, клапаном или другим механизмом) или их комбинациями, что позволяет перенести полимеры, полученные в первом полимеризационном реакторе во второй реактор. Желаемые условия полимеризации в одном из реакторов могут отличаться от рабочих условий в других реакторах. Альтернативно, полимеризация в нескольких реакторах может включать перенос полимера из одного реактора в последующие реакторы для дальнейшей полимеризации вручную. Системы с несколькими реакторами могут включать любую комбинацию, включающую, но не ограничивающуюся, многоконтурными реакторами, множественными газофазными реакторами, комбинацией петлевых и газофазных реакторов, несколькими реакторами высокого давления или комбинацией реакторов высокого давления с петлевыми реакторами, газофазными реакторами, или обоими. Несколько реакторов могут работать последовательно или параллельно.
[0044] Согласно одному аспекту настоящего описания, система полимеризационного реактора может содержать, по меньшей мере, один петлевой суспензионный реактор, содержащий вертикальные или горизонтальные петли. Мономер, разбавитель, каталитическая система полимеризации и необязательно любой сомономер могут непрерывно подаваться в петлевой реактор, где происходит полимеризация. Как правило, непрерывные процессы могут включать непрерывное введение мономера, необязательного сомономера, системы катализатора полимеризации и разбавителя в полимеризационный реактор, и непрерывное удаление из этого реактора суспензии, содержащей полимерные частицы и разбавитель. Выходящий из реактора поток может быть мгновенно испарен для отделения твердого полимера от жидкостей, которые содержат разбавитель, мономер, сомономер или их комбинации. Для этой стадии разделения могут быть использованы различные технологии, включая, но не ограничиваясь, мгновенным испарением, которое может включать любую комбинацию увеличения температуры и снижения давления; разделение циклоническим действием либо в циклоне, либо в гидроциклоне; или разделение центрифугированием.
[0045] Подходящий процесс суспензионной полимеризации (также известный как процесс образования частиц) раскрыт, например, в патентах США №3248179; 4501885; 5565175; 5575979; 6239235; 6262191; и 6833415; каждый из которых полностью включен в настоящее описание посредством ссылки.
[0046] В одном или более вариантах осуществления изобретения, подходящие разбавители, используемые в суспензионной полимеризации, включают, но не ограничиваются ими, мономер и, необязательно, полимеризованный сомономер, и углеводороды, которые являются жидкими в условиях реакции. Примеры подходящих разбавителей включают, но не ограничиваются ими, углеводороды, такие как пропан, циклогексан, изобутан, н-бутан, н-пентан, изопентан, неопентан и н-гексан. Некоторые реакции полимеризации в петле могут проводиться в больших объемах, в которых не используется разбавитель.
[0047] Согласно с еще одним аспектом настоящего описания, полимеризационный реактор может включать по меньшей мере один газофазный реактор. Такие системы могут использовать непрерывный рециркулирующий поток, содержащий один или более мономеров, непрерывно циклически протекающих через псевдоожиженный слой в присутствии катализатора в условиях полимеризации. Рециркулирующий поток может быть извлечен из псевдоожиженного слоя и возвращен обратно в реактор. Одновременно из реактора может быть извлечен полимерный продукт, и для замены полимеризованного мономера может быть добавлен новый или свежий мономер. Аналогично, сополимерный продукт необязательно может быть выведен из реактора и может быть добавлен новый или свежий сомономер для замещения полимеризованного сомономера, полимеризованного мономера или их комбинаций. Такие газофазные реакторы могут включать способ многостадийной газофазной полимеризации олефинов, в котором олефины полимеризуются в газовой фазе по меньшей мере в двух независимых зонах газофазной полимеризации, при этом катализатор-содержащий полимер, образованный в первой полимеризационной зоне, подается во вторую полимеризационную зону. Газофазные реакторы описаны в патентах США №5352749; 4588790 и 5436304; каждый из которых полностью включен в настоящее описание посредством ссылки.
[0048] Согласно еще одному аспекту данного описания, полимеризационный реактор высокого давления может включать трубчатый реактор или автоклавный реактор. Трубчатые реакторы, автоклавные реакторы или оба типа могут иметь несколько зон, в которые может быть добавлен свежий мономер (возможно, сомономер), инициаторы или система катализаторов полимеризации. Мономер (необязательно, сомономер) может быть увлечен инертным газообразным потоком и введен в одну зону реактора. Инициаторы и компоненты каталитической системы полимеризации могут быть вовлечены в газообразный поток и введены в другую зону реактора. Потоки газа могут смешиваться для полимеризации. Тепло и давление могут быть использованы соответствующим образом для получения оптимальных условий реакции полимеризации.
[0049] Согласно еще одному аспекту данного описания, полимеризационный реактор может включать полимеризационный реактор в растворе, в котором мономер (необязательно, сомономер) может контактировать с каталитической системой полимеризации путем подходящего перемешивания или другими способами. Может быть использован носитель, содержащий инертный органический разбавитель или избыточное количество мономера (необязательно, сомономера). При желании мономер, необязательный сомономер, или оба могут вступать в контакт в парообразной фазе с продуктом каталитической реакции в присутствии или в отсутствие жидкого материала. В зоне полимеризации поддерживаются температуры и давления, которые приводят к образованию раствора полимера в реакционной среде. Перемешивание может быть использовано для достижения лучшего контроля температуры и поддержания однородности полимеризационных смесей во всей зоне полимеризации. Для рассеивания экзотермической теплоты полимеризации используются подходящие средства.
[0050] Полимеризационные реакторы, подходящие для описанных систем и способов, могут дополнительно включать, по меньшей мере, одну систему подачи сырья по меньшей мере одну систему подачи для каталитической системы полимеризации или компонентов каталитической системы полимеризации по меньшей мере одну систему извлечения полимера или их комбинации. Подходящие реакторные системы могут дополнительно содержать системы для очистки исходного сырья, хранения и подготовки катализатора, экструзии, охлаждения реактора, извлечения полимера, фракционирования, рециркуляции, хранения, выгрузки, лабораторного анализа и контроля процесса.
[0051] Условия (например, условия полимеризации), которые контролируются для эффективности полимеризации и для обеспечения свойств смолы, включают температуру; давление; тип катализатора или сокатализатора, количества катализатора или сокатализатора или обоих; и концентрации различных реагентов, парциальных давлений различных реагентов или обоих.
[0052] Температура полимеризации может влиять на производительность катализатора, молекулярную массу полимера и молекулярно-массовое распределение. Подходящими температурами полимеризации могут быть любые температуры ниже температуры деполимеризации в соответствии с уравнением свободной энергии Гиббса. Обычно это включает от около 60°С (140°F) до около 280°С (536°F), например, и от около 70°С (158°F) до около 110°С (230°F) в зависимости от типа полимеризационного реактора.
[0053] Подходящие давления также будут варьироваться в зависимости от типа реактора и типа полимеризации. Давление для жидкофазных полимеризаций в петлевом реакторе обычно составляет менее чем около 1000 фунтов на квадратный дюйм (6,90 МПа). Давление для газофазной полимеризации обычно составляет от около 200 фунтов на квадратный дюйм (1,38 МПа) до около 500 фунтов на квадратный дюйм (3,45 МПа). Полимеризацию под высоким давлением в трубчатых или автоклавных реакторах обычно проводят при давлении от около 20000 фунтов на квадратный дюйм (137,90 МПа) до около 75000 фунтов на квадратный дюйм (517 МПа). Полимеризационные реакторы также могут работать в сверхкритической области, происходящей при более высоких температурах и давлениях. Работы над критической точкой диаграммы давления/температуры (сверхкритическая фаза) может иметь определенные преимущества. В одном варианте осуществления изобретения, полимеризация может происходить в среде, имеющей подходящую комбинацию температуры и давления. Например, полимеризация может происходить при давлении в диапазоне от около 550 фунтов на квадратный дюйм (3,79 МПа) до около 650 фунтов на квадратный дюйм (4,48 МПа) или, альтернативно, от около 600 фунтов на квадратный дюйм (4,14 МПа) до около 625 фунтов на квадратный дюйм (4,31 МПа) и температуре в диапазоне от около 170° F (77°С) до около 230° F (110°С) или, альтернативно, от около 195° F (91°С) до около 220°F (104°С).
[0054] Концентрация различных реагентов может контролироваться для получения смол с определенными физическими и механическими свойствами. Предлагаемый конечный продукт, который будет образован с помощью смолы, и способ формирования этого продукта определяют желаемые свойства смолы. Механические свойства включают растяжение, изгиб, удар, деформацию, релаксацию напряжений и испытания на твердость. Физические свойства включают плотность, молекулярную массу, молекулярно-массовое распределение, температуру плавления, температуру стеклования, температуру кристаллизации, плотность, стереорегулярность, образование трещин, разветвленность и реологические параметры.
[0055] Концентрации, парциальные давления или оба мономера, сомономера, водород, сокатализатор, модификаторы и доноры электронов имеют важное значение для получения описанных свойств смолы. Сомономер можно использовать для контроля плотности продукта. Водород можно использовать для контроля молекулярной массы продукта. Сокатализаторы могут быть использованы для алкилирования, удаления «ядов» и контроля молекулярной массы. Модификаторы могут использоваться для контроля свойств продукта, а доноры электронов для влияния на стереорегулярность, молекулярно-массовое распределение, молекулярную массу или их комбинации. Кроме того, концентрацию «ядов» минимизируют, поскольку «яды» влияют на реакции и свойства продукта.
[0056] В одном или более вариантах осуществления изобретения, описанных в данном документе, мономеры в сырьевом потоке (например, очищенный сырьевой поток, поступающий в реактор, 11, как показано на фиг. 1), могут быть полимеризованы. В одном или более вариантах осуществления изобретения, полимеризирующиеся мономеры очищенного потока сырья могут быть задействованы в реакции полимеризации между несколькими мономерами путем контактирования мономера или мономеров с полимеризационной каталитической системой в условиях, подходящих для образования полимера. В одном или более вариантах осуществления изобретения, описанных в данном документе, полимеризирующиеся сомономеры очищенного потока сырья могут быть задействованы в реакции полимеризации между множеством сомономеров путем контактирования сомономера или сомономеров с полимеризационной каталитической системой в условиях, подходящих для образования сополимера.
[0057] В одном варианте осуществления изобретения, может быть использована любая подходящая каталитическая система для полимеризации. Подходящая полимеризационная каталитическая система может включать (содержать) катализатор; твердый компонент; и, необязательно, сокатализатор (например, алюминийорганическое соединение), промотор, либо оба. Неограничивающие примеры каталитических систем полимеризации, подходящих для использования в настоящем описании, включают катализаторы на основе хрома, катализаторы на основе оксида хрома, катализаторы на основе хрома и диоксида кремния, катализаторы на основе хрома-диоксида кремния-диоксида титана, хромоценовые катализаторы, металлоценовые катализаторы, катализаторы Циглера-Натта и тому подобное, или их комбинации. Каталитические системы, подходящие для использования в настоящем описании, описаны, например, в патентах США №7163906; 7619047; 7790820; и 7960487, каждый из которых полностью включен в данный документ посредством ссылки.
[0058] В одном варианте осуществления изобретения, катализаторная система полимеризации содержит твердый компонент, содержащий катализатор на основе хрома. В одном варианте осуществления изобретения, катализатор на основе хрома содержит материал носителя и соединение хрома. В одном варианте осуществления изобретения, катализатор содержит хром (VI).
2
2
[0059] В одном варианте осуществления изобретения, материал носителя на основе хрома содержит неорганический оксид, диоксид кремния, оксид алюминия, диоксид кремния-оксид алюминия, диоксид титана, диоксид кремния-диоксид титана, оксид алюминия-диоксид титана, алюмофосфат, алюмофосфат-диоксид титана, оксид магния, диоксид циркония, диоксид кремния-оксид циркония, оксид церия (CeO), оксид церия-циркония (Се: Zr оксид), оксид бора, диоксид тория (ThO), глину, цеолиты, их смешанные оксиды и тому подобное, или их комбинации. Материал носителя может быть охарактеризован с помощью площади поверхности и объемом пор, существенных для обеспечения получения активного катализатора (например, катализатора полимеризации).
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
[0060] В одном варианте осуществления изобретения, материал носителя имеет площадь поверхности в диапазоне от около 10 м/г до около 1000 м /г, альтернативно от около 50 м/г до около 500 м/г или, альтернативно, от около 200 м/г до около 400 м/г; объем пор в диапазоне от около 0,1 см/г до около 4,0 см/г, альтернативно от около 0,5 см до около 3,5 см /г или, альтернативно, от около 0,8 см/г до около 3,0 см/г; и средний размер частиц в диапазоне от около 5 мкм до около 500 мкм, альтернативно от около 10 мкм до около 200 мкм или, альтернативно, от около 25 мкм до около 150 мкм. Как правило, средний размер пор носителя материала составляет от около 10 ангстрем до около 1000 ангстрем, альтернативно от около 50 ангстрем до около 500 ангстрем или, альтернативно, от около 75 до около 350 ангстрем. Материал подложки может быть получен с использованием любой подходящей методики.
[0061] В одном варианте осуществления изобретения, материал носителя катализатора на основе хрома содержит диоксид кремния. В одном варианте осуществления изобретения, материал носителя содержит равное количество или более чем около 50% мас. диоксида кремния, альтернативно более чем около 80% мас. диоксида кремния или, альтернативно, более чем около 90% мас. диоксида кремния в расчете на массу материала носителя. В таком варианте осуществления изобретения, материал носителя может дополнительно содержать дополнительные компоненты, которые не оказывают неблагоприятного воздействия на каталитическую систему, такие как диоксид циркония, оксид алюминия, оксид бора, оксид церия, оксид тория, оксид магния, фторид, сульфат, фосфат и тому подобное, или их комбинации.
4
2
2
3
3
[0062] В одном варианте осуществления изобретения, материал носителя может содержать диоксид кремния, и содержащий диоксид кремния материал носителя, может быть получен с использованием любого подходящего способа. Например, материал носителя из диоксида кремния может быть синтезирован путем гидролиза тетрахлорсилана (SiCl) водой или путем контактирования силиката натрия с минеральной кислотой. В варианте осуществления изобретения, материал для носителя из диоксида кремния может иметь площадь поверхности от около 100 м/г до около 1000 м/г и объем пор в диапазоне от около 0,1 см/г до около 2,8 см/г. В одном варианте осуществления изобретения, материал носителя содержит осажденный диоксид кремния. Например, материал носителя может содержать осажденный или гелеобразный диоксид кремния. В данном документе, гелеобразный или осажденный диоксид кремния содержит трехмерную сеть первичных частиц диоксида кремния.
3
7
3
2
2
3
3
[0063] В другом варианте осуществления изобретения, материал носителя катализатора на основе хрома содержит оксид алюминия. Материал носителя из оксида алюминия может быть получен с использованием таких методологий, как, например, взаимодействие алюмината натрия, который является основным, с сульфатом алюминия, который является кислым; нейтрализация соли алюминия основанием, таким как аммиак или гидроксид аммония, или алюминат натрия; осуществление гидролиза пламени соединения алюминия; или осуществление гидролиза органического раствора соединения алюминия, например, путем добавления воды к спиртовому раствору изопропоксида алюминия (Al(ОСН)). В варианте осуществления изобретения материал носителя из оксида алюминия может иметь площадь поверхности от около 10 м/г до около 400 м/г и объем пор в диапазоне от около 0,1 см/г до около 1,8 см/ г.
+3
-3
2
2
3
3
[0064] В еще одном варианте осуществления изобретения, материал носителя катализатора на основе хрома включает алюмофосфат. Алюмофосфатный носитель может быть получен гидротермальной кристаллизацией при повышенных температурах алюмофосфатных гелей, содержащих шаблон, формирующий молекулярную структуру, как описано в патенте США №4310440, который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. Альтернативно, алюмофосфатный материал носителя может быть получен путем добавления основания к кислым растворам, содержащим ионы Al и PO, или, альтернативно, его можно получить обработкой оксида алюминия или алюмината источником фосфата, таким как фосфорная кислота. В одном варианте осуществления изобретения алюмофосфатный носитель может иметь площадь поверхности в диапазоне от около 100 м/г до около 500 м/г и объем пор в диапазоне от около 1,0 см/г до около 2,5 см/г.
2
2
3
3
[0065] В другом варианте осуществления изобретения, материал носителя катализатора на основе хрома содержит диоксид кремния-диоксид титана. Материал носителя из диоксида кремния-диоксида титана может быть получен путем совместного гелеобразования, гетерогенного совместного осаждения или поверхностной пропитки. В варианте осуществления изобретения, носитель диоксид кремния-диоксид титана может иметь площадь поверхности в диапазоне от около 250 м/г до около 600 м/г и объем пор в диапазоне от около 1,0 см/г до около 3,0 см/г.
[0066] В еще одном варианте осуществления изобретения, материал носителя катализатора на основе хрома содержит смешанный оксид, в котором оксидные компоненты могут представлять собой диоксид кремния, оксид алюминия, алюмофосфат, диоксид титана, диоксид циркония и т.п. или их комбинации, с уникальными микроструктурами, разнообразные физические свойства и различные способы получения таких материалов известны специалисту в данной области техники. Такие смешанные оксиды также имеют непрерывные, плотно упакованные гелевые сетки, которые обычно содержат уникальные плоские структуры. Кроме того, смешанные оксиды являются однородными (то есть отдельные оксидные фазы не наблюдаются), и размер пор, распределение пор и объем (мезо) этих материалов могут быть адаптированы.
[0067] В некоторых вариантах осуществления изобретения, материал носителя содержит целинный носитель (например, основной материал носителя). Для целей настоящего описания термин «основной носитель» или «основной материал носителя» относится к материалу носителя, который не контактирует с полимеризационноактивным соединением; не содержит полимеризационноактивное соединение; или оба. Такие основные материалы носителя могут быть коммерчески доступными соединениями, которые используются «как есть», и не подвергались какой-либо дополнительной обработке после изготовления поставщиком и, таким образом, находятся в невосприимчивом состоянии. В данном документе, активное соединение полимеризации относится к соединению или частицам, которые могут катализировать реакцию полимеризации (например, полимеризацию альфа-олефинов) или прекурсору таких соединений или частиц. В одном варианте осуществления изобретения, основной материал носителя не содержит никакого количества одного или более металлов, эффективных для катализа реакции полимеризации, такой как полимеризация олефинов. Например, основной материал не включает металлы группы VI, такие как Cr, Mo, W или их комбинации, в количествах, эффективных для катализа реакций полимеризации. В одном варианте осуществления изобретения, целинный носитель не содержит хрома или хромосодержащего соединения в количестве, эффективном для катализации реакции полимеризации. В одном варианте осуществления материал носителя представляет собой основной носитель, который не подвергался какой-либо дополнительной термообработке, с момента получения, или, альтернативно, ранее не нагревался до температуры, равной или более чем около 200°С. В одном варианте осуществления изобретения, материал носителя содержит первичный диоксид кремния.
[0068] В одном варианте осуществления изобретения, материал носителя может присутствовать в катализаторе на основе хрома в количестве от около 90% мас. до около 99,9% мас., альтернативно от около 95% мас. до около 99,5% мас., или, альтернативно, от около 98% мас. до около 99,5% мас. в пересчете на общую массу катализатора на основе хрома. В одном варианте осуществления изобретения, материал носителя содержит оставшуюся часть катализатора на основе хрома, когда учитываются все остальные компоненты.
[0069] В одном варианте осуществления изобретения, катализатор на основе хрома содержит хром в степени окисления+шесть (далее Хром (VI) или Cr (VI)). В одном варианте осуществления изобретения, хром может быть введен в катализатор на основе хрома путем контактирования одного или более компонентов катализатора на основе хрома (например, материала носителя) с хромсодержащим соединением. Хромсодержащее соединение может быть одним или более соединениями, содержащими Cr (VI), или содержать соединение, подходящее для превращения в Cr (VI). В одном варианте осуществления изобретения, хромсодержащее соединение включает водорастворимое соединение, содержащее хром; в качестве альтернативы хромсодержащее соединение включает углеводородсодержащее соединение хрома. Хромсодержащее соединение может быть соединением хрома (II), соединением хрома (III) или их комбинациями. Неограничивающие примеры водорастворимых соединений хрома, подходящих для использования в настоящем описании, включают оксид хрома, триоксид хрома, ацетат хрома, нитрат хрома и тому подобное или их комбинации. Неограничивающие примеры растворимых в углеводородах соединений хрома, подходящих для использования в настоящем описании, включают третичный бутилхромат, соединение диаренового хрома (0), бисциклопентадиенилхрома (II), ацетилацетонат хрома (III) и тому подобное или их комбинации.
[0070] В одном варианте осуществления изобретения, соединение хрома включает в себя, оксид хрома, триоксид хрома, третичный бутилхромат, соединение диаренового хрома (0), ацетаты хрома, нитраты хрома, карбоксилаты хрома, нафтенаты хрома, галогениды хрома, пирролиды хрома, бензоаты хрома, хромовые дионаты, хрома сульфаты, соединения хрома (III), сульфат хрома (III), хлорид хрома (III), нитрат хрома (III), бромид хрома (III), ацетилацетонат хрома (III), ацетат хрома (III), изооктаноат хрома (III), хрома (III) 2,2,6,6-тетраметилгептанедианат, нафтенат хрома (III), трис(2-этилгексаноат) хрома (III), фторид хрома (III), окси-2-этилгексаноат хрома (III), дихлорэтиленгексаноат хрома (III), бутират хрома (III), неопентаноат хрома (III), лаурат хрома (III), оксалат хрома (III), бензоат хрома (III), пирролид (ы) хрома (III), перхлорат хрома (III), хлорат хрома (III), соединения хрома (II), фторид хрома (II), хлорид хрома(II), бромид хрома (II), йодид хрома(II), сульфат хрома (II), ацетат хрома (II), бис (2-этилгексаноат) хрома (II), бутират хрома (II), неопентаноат хрома (II), лаурат хрома (II), стеарат хрома (II), оксалат хрома (II), бензоат хрома (II), пирролид(ы) хрома (II), хромосульфат, бисциклопентадиенил хром (II) и т.п. или их комбинаций.
[0071] Неограничивающие примеры соединений хрома, подходящие для использования в настоящем описании, включают третичный бутилхромат в углеводородной жидкости; триоксид хрома в воде; ацетат хрома в воде; нитрат хрома в спирте; соединения нульвалентного органохрома, такие как хромовые комплексы с пи-связью, например, дикумен хром и дибензол хром; и тому подобное; или их комбинаций. Хромовые комплексы с пи-связью описаны в патенте США №3976632, который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.
[0072] В одном варианте осуществления изобретения, хром может присутствовать в катализаторе на основе хрома в количестве от около 0,1% мас. до около 10% мас., альтернативно от около 0,2% мас. до около 5% мас. или, альтернативно, от около 0,5% мас. до около 2% мас. в пересчете на общую массу катализатора на основе хрома. В данном документе, % мас. хрома относится к конечному % мас. содержанию хрома, связанного с каталитическим материалом, по отношению к общей массе материала после всех этапов обработки.
[0073] В одном варианте осуществления изобретения, способ получения катализатора на основе хрома включает приведение в контакт типа материала носителя, описанного в данном документе, с хромсодержащим соединением, описанным в данном документе, с образованием катализатора на основе хрома. Хромсодержащее соединение может быть введено в материал носителя с использованием любого подходящего способа контактирования. Например, хромсодержащее соединение может быть приведено в контакт с материалом носителя с использованием таких способов, как ионный обмен, пропитка по влагоемкости, заполнение пор, пропитка и тому подобное или их комбинации.
[0074] В одном варианте осуществления изобретения, высушенный катализатор на основе хрома может быть активирован для получения активного катализатора (например, активного катализатора полимеризации). Сухой катализатор на основе хрома по настоящему описанию может быть активирован с использованием различных типов оборудования для активации. Любой сосуд или устройство могут быть использованы для активации высушенного катализатора на основе хрома, включая, например, роторные кальцинаторы, лотки статических сушилок или псевдоожиженные слои. Такое оборудование может работать в статическом, периодическом или непрерывном режиме. Для статического или периодического режима сосуд или устройство, содержащее слой катализатора, можно последовательно подвергать различным стадиям процедуры активации. Для непрерывного режима этапы процедуры могут происходить в серии зон, через которые сухой катализатор на основе хрома проходит по его пути через оборудование для активации.
[0075] В одном варианте осуществления изобретения, материал носителя катализатора на основе хрома содержит термически обработанный катализатор на основе хрома. Катализатор на основе хрома может подвергаться термической обработке (например, кальцинированию) путем нагревания в окислительной атмосфере до температуры менее чем около 900°С, альтернативно от около 300°С до около 900°С, альтернативно от около 400°С до около 800°С или, альтернативно, от около 500°С до около 700°С в течение периода времени от около 1 минуты до около 24 часов, альтернативно от около 30 минут до около 15 часов или, альтернативно, от около 1 часа до около 10 ч. В некоторых вариантах осуществления изобретения, катализатор на основе хрома может подвергаться термической обработке в кислородсодержащей атмосфере (например, в сухом воздухе). В таких вариантах осуществления изобретения, хромсодержащее соединение (например, соединение хрома (III)), которое было введено в хромосодержащий катализатор с помощью хромсодержащего соединения, может быть окислено до соединения хрома (VI). В таких вариантах осуществления изобретения, процентное превращение Cr (III) в Cr (VI) может составлять от около 10% до около 100%, альтернативно от около 30% до около 90% или, альтернативно, от около 40% до около 80%.
[0076] В одном варианте осуществления изобретения, каталитическая система полимеризации, подходящая для использования в настоящем описании, содержит катализатор, содержащий по меньшей мере один металлоцен (например, металлоценсодержащее соединение). В данном документе, термин «металлоцен» описывает соединение, содержащее по меньшей мере один фрагмент от η3 до η5-циклоалкадиенильного типа, где от η3 до η5-циклоалкадиенильных остатков включают циклопентадиенильные лиганды, инденильные лиганды, флуоренильные лиганды и т.п., включая частично насыщенные или замещенные производные или аналоги любого из них. Возможные заместители в этих лигандах включают водород, поэтому описание «их замещенных производных», в этом описании, включает частично насыщенные лиганды, такие как тетрагидроинденил, тетрагидрофлуоренил, октагидрофлуоренил, частично насыщенный инденил, частично насыщенный флуоренил, замещенный частично насыщенный инденил, замещенный частично насыщенный флуоренил и тому подобное.
3
[0077] В одном варианте осуществления изобретения, катализаторная система полимеризации дополнительно содержит сокатализатор. Как правило, сокатализатор может быть использован для активации катализатора для реакции полимеризации (например, полимеризация этилена в полиэтилен). В одном варианте осуществления изобретения, сокатализатор может содержать алюминийорганическое соединение, такое как, например, соединение алкилалюминия. В одном варианте осуществления изобретения, алюминийорганическое соединение может содержать соединение триалкилалюминия, где соединение триалкилалюминия может быть представлено общей формулой AlR.
[0078] Неограничивающие примеры соединений триалкилалюминия, подходящих для использования в настоящем описании, включают в себя, триизобутилалюминий (ТиБА (TiBA или TiBAl)); три-н-бутилалюминий (THBA(TNBA)); триоктилбутилалюминий (ТОБА(ТОВА)); триэтилалюминий (ТЭА (TEA)); триметилалюминий; этоксид диэтилалюминия; цианид диэтилалюминия; другие подходящие алкилалюминиевые комплексы, галогениды алкилалюминия (например, диэтилалюминийхлорид, диизобутилалюминийхлорид, этилалюминий сесквихлорид) и тому подобное или их комбинации; или их комбинаций. Кроме того, частично гидролизованные алкилалюминиевые соединения; алюмоксаны (например, метилалюмоксан (МАО(МАО)), модифицированный метилалюмоксан (ММАО, (ММАО)), изобутил алюмоксаны, трет-бутил алюмоксаны и тому подобное или их смеси); или могут использоваться оба. В одном варианте осуществления изобретения, алюминийорганическое соединение включает соединение, представленное с помощью общей формулой:
1
2
p
q
Al(X)(X),
1
2
где X представляет собой галогенид, гидрокарбилоксидную группу, гидрокарбиламиногруппу или их комбинации; X представляет собой гидрокарбильную группу, содержащую до 18 атомов углерода; р находится в диапазоне от 0 до 2; и q составляет (3-р).
[0079] В некоторых вариантах осуществления изобретения, сокатализатор может содержать борорганическое соединение, триэтилбор (ТЭБ, (ТЕВ)), органоборатные соединения, литийорганические соединения, ионизирующиеся ионные соединения и т.п., или их комбинации.
[0080] В одном варианте осуществления изобретения, катализаторная система полимеризации содержит твердый компонент, содержащий активатор. Термины «подложка» и «активатор» не должны рассматриваться как инертный компонент каталитической композиции (например, каталитическая система полимеризации), а должны рассматриваться как активная часть каталитической композиции из-за их близкого нахождения с металлоценовым компонентом.
[0081] В одном аспекте изобретения, активатор содержит химически обработанную твердую оксидную подложку. Альтернативно, активатор может содержать глинистый минерал; столбчатую глину; эксфолиированную глину; эксфолиированную глину, загущенную в другую оксидную матрицу; слоистый силикатный минерал; неслоистый силикатный минерал; слоистый алюмосиликатный минерал, неслоистый алюмосиликатный минерал и тому подобное, или их комбинации. Термины «химически обработанный твердый оксид», «твердый оксидный активатор», «кислотный активатор», «активатор», «обработанное твердое оксидное соединение» и тому подобное, используются в данном документе для обозначения твердого неорганического оксида с относительно высокой пористостью, который проявляет свойства кислоты Льюиса или Бренстеда, и который был обработан электроноакцепторным компонентом, обычно соответствующим анионом, и который является кальцинированным. Электроноакцепторный компонент обычно представляет собой электроноакцепторное анион исходного соединения. Таким образом, химически обработанное твердое оксидное соединение содержит прокаленный контактный продукт по меньшей мере одного твердого оксидного соединения, по меньшей мере, с одним электроноакцепторным анионом источником исходного соединения. Как правило, химически обработанный твердый оксид содержит по меньшей мере одно ионизирующее, кислотное твердое оксидное соединение.
[0082] Обычно, химически обработанные твердые оксиды проявляют повышенную кислотность по сравнению с соответствующими необработанными твердыми оксидными соединениями. Химически обработанный твердый оксид может также функционировать в качестве активатора катализатора по сравнению с соответствующим необработанным твердым оксидом. Хотя химически обработанный твердый оксид активирует металлоцен (ы) в отсутствие сокатализаторов, нет необходимости исключать сокатализаторы из каталитической композиции. Активационная функция активатора проявляется в повышении активности каталитической композиции в целом по сравнению с каталитической композицией, содержащей соответствующий необработанный твердый оксид. Однако считается, что химически обработанный твердый оксид может функционировать в качестве активатора даже в отсутствие алюминийорганического соединения, алюмоксанов, борорганических или органоборатных соединений, ионизирующих ионных соединений и тому подобного.
[0083] В одном варианте осуществления изобретения, активатор (например, химически обработанный твердый оксид) может содержать твердый оксид, обработанный электроноакцепторным компонентом (например, электроноакцепторным анионом). Не желая ограничиваться теорией, считается, что обработка твердого оксида электроноакцепторным компонентом увеличивает или усиливает кислотность оксида. Таким образом, либо активатор проявляет кислотность Льюиса или Бренстеда, которая обычно больше, чем сила кислоты Льюиса или Бренстеда необработанного твердого оксида, или активатор имеет большее количество кислотных центров, чем необработанный твердый оксид, либо оба. Один из способов количественной оценки кислотности химически обработанных и необработанных твердых оксидных материалов заключается в сравнении активности полимеризации обработанных и необработанных оксидов в реакциях, катализируемых кислотой.
[0084] Химически обработанные твердые оксиды данного описания обычно образуются из неорганического твердого оксида, который проявляет свойства кислоты Льюиса или Бренстеда, и имеет относительно высокую пористость. Твердый оксид химически обрабатывают электроноакцепторным компонентом, обычно электроноакцепторным анионом, с образованием активатора.
3
3
3
2
2
2
2
2
2
[0085] В одном варианте осуществления изобретения, твердый оксид, подходящий для использования в настоящем описании для получения химически обработанного твердого оксида, может быть охарактеризован объемом пор более чем около 0,1 см/г, альтернативно более чем около 0,5 см/г, или, альтернативно, более чем около 1,0 см/г. В одном варианте осуществления изобретения, твердый оксид, подходящий для использования в настоящем описании для получения химически обработанного твердого оксида, может характеризоваться площадью поверхности от около 100 м/г до около 1000 м/г, альтернативно от около 200 м/г до около 800 м/г или, альтернативно, от около 250 м/г до около 600 м/г.
[0086] В одном варианте осуществления изобретения, химически обработанный твердый оксид может содержать твердый неорганический оксид, содержащий кислород и один или более элементов, выбранных из групп 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15 периодической таблицы или содержащий кислород и один или более элементов, выбранных из элементов группы лантаноидов или актинидов (см. Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 11th Ed., John Wiley & Sons, 1995; Cotton, F.A., Wilkinson, G., Murillo, C. A., and Bochmann, M, Advanced Inorganic Chemistry, 6th Ed., Wiley-Interscience, 1999). Например, неорганический оксид может содержать кислород и элемент или элементы, выбранные из Al, В, Be, Bi, Cd, Се, Со, Cr, Cu, Fe, Ga, La, Mn, Mo, Ni, Sb, Si, Sn, Sr, Th, Ti, V, W, P, Y, Zn и Zr.
2
3
2
3
2
3
2
3
4
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
3
2
5
2
5
2
2
2
2
2
5
3
2
3
2
[0087] Неограничивающие примеры твердых оксидов (например, твердых оксидных материалов или соединений), которые могут быть использованы для образования химически обработанного твердого оксида, подходящего для использования в настоящем описании, включают оксид алюминия (AlO), оксид бора (ВО), BeO, BiO, диоксид церия(CeO), CdO, CoO, CrO, CuO, FeO, GaO, LaO, MnO, MoO, NiO, PO, SbO, диоксид кремния (SiO), SnO, SrO, диоксид тория(ThO), диоксид титана (TiO), VO, WO, YO, оксид цинка (ZnO), диоксид циркония (ZrO), оксид магния (MgO), фосфат алюминия, алюмофосфат, гетерополивольфрамат, цеолиты, оксид кремния-оксид алюминия, оксид алюминия покрытый диоксидом кремния, диоксид кремния-диоксид титана, соосажденный диоксид кремния/диоксид титана, диоксид кремния-диоксид циркония, оксид алюминия-диоксид титана, оксид алюминия-диоксид циркония, алюминат цинка, оксид алюминия-оксид бора, диоксид кремния-оксид бора, алюмофосфат-диоксид кремния, диоксид титана-диоксид циркония и тому подобное, их смешанные оксиды или их комбинации. В одном из аспектов данного описания твердый оксид может содержать диоксид кремния, оксид алюминия, диоксид кремния-оксид алюминия, оксид алюминия, покрытый диоксидом кремния, фосфат алюминия, алюмофосфат, гетерополивольфрамат, диоксид титана, диоксид циркония, оксид магния, оксид бора, оксид цинка и т.п., их смешанные оксиды, или их комбинации.
[0088] Твердый оксид данного описания охватывает оксидные материалы, такие как оксид алюминия, их «смешанные оксидные» соединения, такие как диоксид кремния-оксид алюминия, и их комбинации, и их смеси. Смешанные оксидные соединения, такие как диоксид кремния-оксид алюминия, могут представлять собой одну или более химических фаз с более чем одним металлом в сочетании с кислородом с образованием твердого оксидного соединения. Неограничивающие примеры смешанных оксидов, пригодных для использования в активаторе настоящего описания, включают диоксид кремния-оксид алюминия, диоксид кремния-диоксид титана, диоксид кремния-диоксид циркония, цеолиты, различные глинистые минералы, оксид алюминия-диоксид титана, оксид алюминия-диоксид циркония, цинк алюминат, оксид алюминия-оксид бора, диоксид кремния-оксид бора, алюмофосфат-диоксид кремния, диоксид титана-диоксид циркония и тому подобное, или их комбинации. Твердый оксид данного описания также охватывает оксидные материалы, такие как оксид алюминия, покрытый оксидом кремния, как описано в патенте США №7884163, который включен в данный документ посредством ссылки во всей его полноте.
3
3
3
[0089] В одном варианте осуществления изобретения, диоксид кремния-оксид алюминия, подходящий для использования в настоящем описании для получения химически обработанного диоксида кремния-оксида алюминия, может быть охарактеризован объемом пор более чем около 0,5 см/г, альтернативно более чем около 0,8 см/г или альтернативно более чем около 1,0 см/г.
2
2
2
2
[0090] В одном варианте осуществления изобретения, диоксид кремния-оксид алюминия, подходящий для использования в настоящем описании для получения химически обработанного диоксида кремния-оксида алюминия, может быть охарактеризован площадью поверхности от более чем около 100 м/г до около 1000 м/г, альтернативно более чем около 250 м/г, или, альтернативно, более чем около 350 м/г.
[0091] В одном варианте осуществления изобретения, диоксид кремния-оксид алюминия, подходящий для использования в настоящем описании для получения химически обработанного диоксида кремния-оксида алюминия, может быть охарактеризован содержанием оксида алюминия от около 5% мас. до около 95% мас. в пересчете на общую массу диоксида кремния-оксид алюминия. В одном варианте осуществления изобретения, диоксид кремния-оксид алюминия, подходящий для использования в настоящем описании для получения химически обработанного диоксида кремния-оксида алюминия, может быть охарактеризован содержанием оксида алюминия от около 5 до около 50% мас., альтернативно от около 8% мас. до около 30% мас., в расчете на общую массу диоксида кремния-оксида алюминия. В других вариантах осуществления изобретения, диоксид кремния-оксид алюминия, подходящий для использования в настоящем описании для получения химически обработанного диоксида кремния-оксида алюминия, может характеризоваться содержанием оксида алюминия от около 60 до около 90% мас. альтернативно от около 65% мас. до около 80% мас., в расчете на общую массу диоксида кремния-оксида алюминия. В других вариантах осуществления изобретения, твердый оксидный компонент может содержать оксид алюминия без диоксида кремния. Еще в других вариантах осуществления изобретения, твердый оксидный компонент может содержать диоксид кремния без оксида алюминия.
[0092] Электроноакцепторный компонент, используемый для обработки твердого оксида, может быть любым компонентом, который увеличивает кислотность Льюиса или Бренстеда твердого оксида после обработки (по сравнению с твердым оксидом, который не обрабатывается, по меньшей мере, одним электроноакцепторным анионом). Согласно одному аспекту настоящего изобретения электроноакцепторный компонент представляет собой электроноакцепторный анион, полученный из соли, кислоты или другого соединения, такого как летучее органическое соединение, которое служит в качестве источника или предшественника для этого аниона. Неограничивающие примеры электроноакцепторных анионов, подходящих для использования в настоящем описании, включают сульфат, бисульфат, фторид, хлорид, бромид, йодид, фторсульфат, фторборат, фосфат, фторфосфат, трифторацетат, трифлат, фторцирконат, фтортитанат, фосфовольфрамат и тому подобное, или их комбинации. Кроме того, в настоящем описании могут быть также использованы другие ионные или неионные соединения, которые служат источниками этих электроноакцепторных анионов. Предполагается, что электроноакцепторный анион может быть или может содержать фторид, хлорид, бромид, фосфат, трифлат, бисульфат или сульфат и тому подобное, или любую их комбинацию в некоторых аспектах данного описания. В других аспектах настоящего изобретения, электроноакцепторный анион может содержать сульфат, бисульфат, фторид, хлорид, бромид, йодид, фторсульфат, фторборат, фосфат, фторфосфат, трифторацетат, трифлат, фторцирконат, фтортитанат и тому подобное, или любую их комбинацию.
[0093] Таким образом, например, активатор (например, химически обработанный твердый оксид), пригодный для использования в каталитической системе полимеризации настоящего описания, может быть или может содержать фторированный оксид алюминия, хлорированный оксид алюминия, бромированный оксид алюминия, сульфатированный оксид алюминия, фторированный диоксид кремния-оксид алюминия, хлорированный диоксид кремния-оксид алюминия, бромированный диоксид кремния-оксид алюминия, сульфатированный диоксид кремния-оксид алюминия, фторированный диоксид кремния-диоксид циркония, хлорированный диоксид кремния-диоксид циркония, бромированный диоксид кремния-диоксид циркония, сульфатированный диоксид кремния-диоксид циркония, фторированный диоксид кремния-диоксид титана, оксид алюминия покрытый фторированным диоксидом кремния, оксид алюминия покрытый сульфатированным диоксидом кремния, оксид алюминия покрытый фосфатированным диоксидом кремния, оксид алюминия, обработанный гексафторотитановой кислотой, оксид алюминия покрытый диоксидом кремния, обработанный гексафторотитановой кислотой, диоксид кремния-оксид алюминия, обработанный гексафторциркониевой кислотой, диоксид кремния-оксид алюминия, обработанный трифторуксусной кислотой, фторированный оксид бора-оксид алюминия, диоксид кремния, обработанный тетрафторборной кислотой, оксид алюминия, обработанный тетрафторборной кислотой, оксид алюминия, обработанный гексафторфосфорной кислотой, и тому подобное, или комбинации. В одном аспекте настоящего изобретения, активатор может быть или может содержать фторированный оксид алюминия, сульфатированный оксид алюминия, фторированный диоксид кремния-оксид алюминия, сульфатированный диоксид кремния-оксид алюминия, оксид алюминия покрытый фторированным диоксидом кремния, оксид алюминия, покрытый сульфатированным диоксидом кремния, оксид алюминия покрытый фосфатированным диоксидом кремния и тому подобное, или любую их комбинацию. В другом аспекте настоящего изобретения, носитель активатора содержит фторированный оксид алюминия; альтернативно, содержит хлорированный оксид алюминия; альтернативно, содержит сульфатированный оксид алюминия; альтернативно, содержит фторированный диоксид кремния-оксид алюминия; альтернативно, содержит сульфатированный диоксид кремния-оксид алюминия; альтернативно, содержит фторированный диоксид кремния-диоксид циркония; альтернативно, содержит хлорированный диоксид кремния-диоксид циркония; или, альтернативно, содержит оксид алюминия покрытый фторированным диоксидом кремния. В еще одном аспекте настоящего описания, активатор, подходящий для использования в каталитических композициях по настоящему изобретению, может быть или может содержать оксид алюминия, обработанный гексафторотитановой кислотой, оксидом алюминия покрытым диоксидом кремния, обработанным гексафторотитановой кислотой, диоксидом кремния-оксида алюминия, обработанным гексафторциркониевой кислотой, диоксид кремния-оксид алюминия, обработанный трифторуксусной кислотой, фторированный оксид бора-оксид алюминия, диоксид кремния, обработанный тетрафторборной кислотой, оксид алюминия, обработанный тетрафторборной кислотой, оксид алюминия, обработанный гексафторфосфорной кислотой; и тому подобное; или их комбинации. Кроме того, любой из этих активаторов необязательно может быть обработан ионом металла.
+
+
2
2
[0094] Когда электроноакцепторный компонент содержит соль электроноакцепторного аниона, противоион или катион этой соли можно выбрать из любого катиона, который позволяет соли образовывать или разлагаться обратно в кислоту во время прокаливания. Факторы, которые диктуют пригодность конкретной соли для использования в качестве источника электроноакцепторного аниона, включают, но не ограничиваются ими, растворимость соли в желаемом растворителе, отсутствие неблагоприятной реакционной способности катиона, эффекты образования ионных пар между катионом и анионом, гигроскопические свойства, придаваемые соли катионом и тому подобное, и термическая стабильность аниона. Неограничивающие примеры катионов, пригодных для использования в настоящем изобретении в соли электроноакцепторного аниона, включают аммоний, триалкиламмоний, тетраалкиламмоний, тетраалкилфосфоний, Н, [H(OEt)]и тому подобное или их комбинации.
[0095] Кроме того, комбинации одного или более различных электроноакцепторных анионов в различных пропорциях могут быть использованы для приведения удельной кислотности активатора до желаемого уровня. Комбинации электроноакцепторных компонентов могут контактировать с оксидным материалом одновременно или индивидуально и в любом порядке, что приводит к желаемой кислотности химически обработанного оксида. Например, один аспект данного описания состоит в использовании двух или более электроноакцепторных исходных соединений аниона на двух или более отдельных стадиях контактирования.
[0096] В соответствии с другим аспектом настоящего описания, активатор, подходящий для использования при получении каталитической системы полимеризации по данному описанию, содержит ионообменный активатор, включая, но не ограничиваясь ими, силикатные и алюмосиликатные соединения или минералы, с либо слоистыми или неслоистыми структурами, и их комбинации. В другом аспекте настоящего описания, ионообменные, слоистые алюмосиликаты, такие как столбчатые глины, могут использоваться в качестве активаторов. Когда кислотный активатор содержит ионообменный активатор, он может быть необязательно обработан по меньшей мере одним электроноакцепторным анионом, таким как описанные ранее в данном документе, хотя обычно ионообменный активатор не обрабатывается электроноакцепторным анионом.
[0097] В одном варианте осуществления изобретения, активатор, подходящий для использования в каталитической системе полимеризации по данному описанию, содержит глинистый минерал; диоктаэдральные (Al) глины; триоктаэдрические (Mg) глины; бентониты; монтмориллониты; муллиты; аллофаны; смектиты; нетрониты; гекториты; лапониты; галлуаиты; вермикулиты; слюды; флюориты; хлориты; смешанные глины; волокнистые глины; сепиолиты; аттапульгиты; палыгорскиты; серпентиновые глины; иллиты; сапониты; сшитую глину (глину после пилларинга); эксфолиатную глину; эксфолиатную глину, загущенную в другую оксидную матрицу; слоистый силикатный минерал; неслоистый силикатный минерал; слоистый алюмосиликатный минерал; неслоистый алюмосиликатный минерал; ионообменную глину; ионообменные слоистые алюмосиликаты и их подобные производные, или их комбинации.
[0098] В соответствии с другим аспектом настоящего описания, активатор, подходящий для использования в каталитических композициях по настоящему изобретению, может быть или может содержать сшитую глину (глину после пилларинга), такую как сшитый монтмориллонит, необязательно обработанный фторидом, хлоридом, или сульфатом; фосфатированный оксид алюминия или другие алюмофосфаты, необязательно обработанные сульфатом, фторидом или хлоридом; или любую комбинацию вышеуказанных. Кроме того, любой из этих активаторов необязательно может быть обработан ионами металлов, как описано выше в данном документе для твердого оксидного активатора.
[0099] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения активатор данного описания содержит глинистые минералы, имеющие обменные катионы и слои, способные расширяться. Типичные глинистые минеральные активаторы включают, но не ограничиваются ими, ионообменные слоистые алюмосиликаты, такие как сшитые глины.
[00100] Согласно еще одному аспекту настоящего описания, глинистые материалы данного описания охватывают материалы, либо в их естественном состоянии, либо после соответствующей обработки различными ионами путем смачивания, ионного обмена или спеканием. Как правило, глинистый материал активатора данного описания включает глины, ионы в которых были заменены большими ионами, включая многоядерные высокозаряженные металлические комплексные катионы. Однако глинистый материал активатора данного описания также включает глины, ионы в которых были заменены таковыми из простых солей, включая, но не ограничиваясь, солями Al (III), Fe (II), Fe (III) и Zn (II) с противоионами, такими как галогенид, ацетат, сульфат, нитрат или нитрит.
[00101] В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения активатор содержит сшитую глину. Термин «сшитая глина» (либо глина после пилларинга) используется для обозначения глинистых материалов, ионы в которых были заменены большими ионами, включая многоядерные высокозаряженные металлические комплексные катионы. Неограничивающие примеры таких ионов включают ионы Кеггина, которые могут иметь заряды, такие как 7+, различные полиоксометаллаты и другие большие ионы. Таким образом, термин «сшитие» (пилларинг) относится к простой реакции обмена, в которой заменяемые катионы глинистого материала заменяются большими, высоко заряженными ионами, такими как ионы Кеггина. Эти полимерные катионы затем иммобилизуются между слоями глины и при прокаливании превращаются в «колонны оксида металла», эффективно поддерживающие глинистые слои в виде колоннообразных структур. Таким образом, как только глина высушивается и прокаливается для получения «опорных колон» между слоями глины, поддерживается расширенная структура решетки и повышается пористость. Полученные поры могут варьироваться по форме и размеру в зависимости от сшивающего метериала и материала исходной глины. Сшивающие и сшиваемые глины описаны более подробно в: T.J. Pinnavaia, Science 220 (4595), 365-371 (1983); J.M. Thomas, Intercalation Chemistry, (S. Whittington and A. Jacobson, Eds.) Ch.3, pp.55-99, Academic Press, Inc., (1972); патенты США №4452910; 5376611; и 4060480; каждая из которых включена в настоящее описание посредством ссылки во всей его полноте.
[00102] Процедура пилларинга использует глинистые минералы имеющие катионы способные к обмену и слои способные к расширению. Любая из глин после пилларинга может улучшить полимеризацию олефинов в каталитической композиции настоящего описания. Поэтому подходящие глинистые минералы для пилларинга включают, но не ограничиваются ими, аллофаны; смектиты, как диоктаэдрические (Al), так и триоктаэдрические (Mg) и их производные, такие как монтмориллониты (бентониты), нетрониты, гекториты или лапониты; галлуазиты; вермикулит; слюды; флюориты; хлориты; глины со смешанными слоями; волокнистые глины, включая, но не ограничиваясь ими, сепиолиты, аттапульгиты и палыгорскиты; змеевидную глину; иллит; лапонит; сапонит; и любую их комбинацию. В одном аспекте изобретения, активатор из глины после пилларинга содержит бентонит или монтмориллонит. Основным компонентом бентонита является монтмориллонит.
[00103] В некоторых аспектах настоящего описания, глина после пилларинга может быть предварительно обработана. Например, бентонит после пилларинга можно предварительно обработать, суша при температуре около 300°С в инертной атмосфере, обычно сухом азоте, в течение около 3 часов, прежде чем вводить в полимеризационный реактор. Хотя в данном документе описана приблизительная предварительная обработка, следует понимать, что предварительная обработка может проводиться при различных других температурах и периодах времени, включая любую комбинацию температурных и временных стадий, все из которых охватываются настоящим описанием.
[00104] Активатор, используемый для получения каталитических композиций по настоящему изобретению, может быть объединен с другими неорганическими материалами носителя, включая, но не ограничиваясь ими, цеолиты, неорганические оксиды, фосфатированные неорганические оксиды и тому подобное. В одном аспекте настоящего изобретения, типичные материалы носителя, которые могут быть использованы, включают, но не ограничиваются ими, диоксид кремния, диоксид кремния-оксид алюминия, оксид алюминия, диоксид титана, диоксид циркония, оксид магния, оксид бора, диоксид церия, диоксид тория, алюмофосфат, фосфат алюминия, диоксид кремния-диоксид титана, соосажденный диоксид кремния/диоксид титана, их смеси, или любую их комбинацию.
[00105] В одном варианте осуществления изобретения, способ изготовления активаторов, содержащих неорганические носители, может включать осаждение, совместное осаждение, пропитку, гелеобразование, порообразование, прокаливание (до примерно 900°С), распылительную сушку, мгновенную сушку, ротационную сушку и прокаливание, измельчение, просеивания или их сочетания.
[00106] В одном варианте осуществления изобретения, активатор, подходящий для использования в настоящем описании, может быть охарактеризован средним размером частиц, со средним размером частиц от около 5 мкм до около 500 мкм, альтернативно от около 10 мкм до около 250 мкм или альтернативно от около 25 мкм до около 200 мкм.
[00107] В аспекте настоящего описания полимеризационные мономеры очищенного потока сырья образуют поток продукта полимеризации могут, что может быть осуществлено с использованием петлевого суспензионного способа, такого как, например, петлевой суспензионный способ 100, проиллюстрированный в варианте осуществления по фиг.1. Петлевой суспензионный способ 100 обычно включает очиститель 102, турбидиметр 103, и первый реактор 104. Петлевой суспензионный способ 100 может необязательно включать второй реактор 106. В описанных в данном документе вариантах осуществления, в петлевом суспензионном способе, различные компоненты системы могут сообщаться текучей средой через один или более трубопроводов (например, трубы, трубки или линии подачи жидкости), подходящих для транспортировки конкретного потока, например, как детально изображено с помощью пронумерованных потоков на фиг. 1.
[00108] В одном варианте осуществления изобретения, поток реагентов 10 может быть направлен в очиститель 102, а очищенный сырьевой поток, поступающий в реактор, 11 может быть направлен из очистителя 102 в один или более реакторов (например, первый реактор 104, второй реактор 106). Когда петлевой суспензионный способ содержит два или более реакторов, полуполимеризованный поток из реактора 15 может быть направлен из первого реактора 104 во второй реактор 106. Поток 121 продукта полимеризации может быть выведен из первого реактора 104, второго реактора 106, или обоих. Водород (не показан) может быть введен в первый реактор 104, во второй реактор 106, или в оба потоком 21.
[00109] В вариантах осуществления изобретения, изображенных с помощью фиг. 1, полимеризационные мономеры очищенного потока сырья могут включать направление очищенного потока сырья 11 в один или более полимеризационных реакторов 104, 106 Полимеризационные мономеры потока 15 реактора средней полимеризации могут включать направление потока из реактора средней полимеризации 15 в реактор (ы) полимеризации 106. В вариантах осуществления изобретения, проиллюстрированных с помощью фиг. 1, полимеризационные мономеры потока 15 реактора средней полимеризации могут включать направление потока реактора средней полимеризации 15 из полимеризационного реактора (ов) 104 в реактор(ы) полимеризации 106.
[00110] В одном или более вариантах осуществления изобретения, раскрытых в данном документе, реакторы 104, 106 полимеризации могут включать, любой сосуд или комбинацию сосудов, подходящим образом сконфигурированных для обеспечения среды для химической реакции (например, зоны контакта) между мономерами (например, этиленом), полимерами (например, «активная» или растущая полимерная цепь) или обоих; и необязательно сомономеров, сополимеров или обоих в присутствии катализатора с получением полимера (например, полиэтиленового полимера), сополимера или обоих. Хотя варианты осуществления изобретения, проиллюстрированные с помощью фиг. 1, иллюстрируют систему ППЭ(РЕР), имеющую два реактора соединенных последовательно, специалист в данной области, рассматривающий данное описание, поймет, что может использоваться один реактор, альтернативно, любое подходящее количество реакторов, конфигураций реакторов или обоих.
[00111] В вариантах осуществления изобретения, проиллюстрированных с помощью фиг. 1, получение полимеров в нескольких реакторах может включать по меньшей мере два полимеризационных реактора 104, 106, соединенных одним или более устройствами или устройством (например, клапаном, непрерывным клапаном отбора, непрерывным механизмом отбора или их комбинациями). В вариантах осуществления изобретения, проиллюстрированных с помощью фиг. 1, получение полимеров в нескольких реакторах может включать по меньшей мере два полимеризационных реактора 104, 106, соединенных одним или более потоками или линиями (например, потоком 15 реактора средней полимеризации). В некоторых вариантах осуществления изобретения получение полимеров в нескольких реакторах может включать по меньшей мере два реактора 104, 106 полимеризации, соединенных одним или более разделителями (например, флеш-сепараторами).
[00112] В одном варианте осуществления полимеризация мономеров может включать введение подходящей каталитической системы полимеризации в первый реактор 104, второй реактор 106 или оба, для образования суспензии. Например, каталитическая система полимеризации может быть введена в один или более реакторов (например, первый реактор 104, второй реактор 106) через сырьевой поток, поступающий в реактор, 12а. По меньшей мере часть сырьевого потока, поступающего в реактор 12 (например, поток системы катализатора полимеризации) может сообщаться с турбидиметром 103 для измерения мутности потока, как будет описано более подробно ниже. Сырьевой поток, поступающий в реактор, 12а может быть направлен из турбидиметра 103 в один или более реакторов (например, первый реактор 104, второй реактор 106).
[00113] Как было описано в данном документе выше, полимеризация мономеров может включать избирательное манипулирование одним или более условиями реакции полимеризации с получением данного полимерного продукта, полимерного продукта, имеющего одно или более желаемых свойств, для достижения желаемой эффективности, для достижения желаемого выхода, и тому подобное или их комбинации. В одном варианте осуществления изобретения полимеризационные мономеры очищенного потока подачи 11 могут содержать регулятор одного или более условий реакции полимеризации.
[00114] В одном варианте осуществления изобретения, полимеризация мономеров может содержать поддержание подходящей температуры, давления, парциального давления(ний) или их комбинаций во время реакции полимеризации; альтернативно, циклирование между рядом подходящих температур, давлений, парциального давления (ий) или их комбинаций во время реакции полимеризации
[00115] В одном варианте осуществления изобретения, полимеризационные мономеры могут содержать полимеризационные сомономеры в одном или более полимеризационных реакторах 104, 106. В одном варианте осуществления изобретения, полимеризационные мономеры могут включать введение этиленового мономера, сомономера или обоих в реактор 106 полимеризации.
[00116] В одном варианте осуществления изобретения, полимеризационные мономеры могут содержать циркулирующие, текучие, циклические, перемешивающие, перемешивающиеся или их комбинации, мономеры (необязательно, сомономеры), катализаторную систему полимеризации, суспензию или их комбинации в реакторах 104, 106, между реакторами 104, 106 или обоими. В варианте осуществления изобретения, где мономеры (необязательно, сомономеры), каталитическая система полимеризации, суспензия или их комбинации, циркулируют, циркуляция может иметь скорость (например, скорость суспензии) от около 1 м/с до около 30 м/с, альтернативно от около 2 м/с до около 17 м/с или, альтернативно, от около 3 м/с до около 15 м/с.
[00117] В вариантах осуществления изобретения, проиллюстрированных с помощью фиг. 1, полимеризационные мономеры очищенного потока сырья 11 могут давать поток продуктов полимеризации 121. В одном варианте осуществления изобретения, поток 121 продукта полимеризации может обычно содержать различные твердые вещества, полутвердые вещества, летучие и нелетучие жидкости, газы и их сочетания. Полимеризационные мономеры очищенного потока сырья 11 могут давать поток 121 полимеризационного продукта, обычно содержащий непрореагировавший мономер (например, этилен), необязательный непрореагировавший сомономер, побочные продукты (например, этан, который может быть побочным продуктом, образованным из этилена и водорода), и продукт полимеризации (например, полимер и необязательно сополимер). Используемый в данном документе термин «непрореагировавший мономер», например, этилен, относится к мономеру, который был введен в реактор полимеризации во время реакции полимеризации, но не был включен в полимер. Используемый в данном документе термин «непрореагировавший сомономер» относится к сомономеру, который был введен в полимеризационный реактор во время реакции полимеризации, но не был включен в полимер. Газы потока 121 продукта полимеризации могут содержать непрореагировавшие газообразные реагентные мономеры или необязательные сомономеры (например, непрореагировавшие этиленовые мономеры, непрореагировавшие сомономеры), газообразные отходы, газообразные загрязнители или их комбинации. Твердые вещества потока 121 продукта полимеризации, жидкости потока 121 продукта полимеризации или оба могут содержать полимерный продукт (например, полиэтиленовый полимер), который часто упоминается на этой стадии процесса ППЭ (PEP) как «полимерная пыль».
[00118] В одном варианте осуществления изобретения, поток продукта полимеризации может быть дополнительно обработан (например, путем испарения или продувания) для удаления газов и жидкостей, и получения потока полимера. В одном или более вариантах осуществления изобретения, раскрытых в данном документе, поток полимера может быть дополнительно обработан, причем обработка потока полимера включает любой подходящий способ или последовательность способов, скомбинированных для получения полимерного продукта, который может быть подходящим для коммерческого или промышленного использования, хранения, транспортировки, дальнейшей обработки или их комбинаций.
[00119] В одном варианте осуществления изобретения, способ контроля твердого компонента сырьевого потока, поступающего в реактор в системе получения полимера (например, в системе производства полиэтилена) обычно может включать стадию измерения мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, при этом сырьевой поток, поступающий в реактор, содержит твердый компонент каталитической системы полимеризации.
[00120] В одном варианте осуществления изобретения измерение мутности сырьевого потока, подающего в реактор, может включать пропускание по меньшей мере части потока сырья (например, потока системы катализаторов полимеризации, сырьевого потока, поступающего в реактор 12) через турбидиметр (например, турбидиметр 103) и получение выходного сигнала, представляющего величину мутности, измеренную турбидиметром.
[00121] Обычно турбидиметр представляет собой аналитический прибор, который измеряет мутность жидкостей путем измерения потери интенсивности проходящего света из-за эффекта рассеяния света, эффекта поглощения света или обоих эффектов, частицами взвешенными в жидкости. Световой луч (например, падающий световой пучок) известной длины волны может проходить через измерительную ячейку (например, проточную ячейку или кювету), содержащую текучую среду со взвешенными твердыми частицами (например, поток каталитической системы полимеризации, содержащий твердое вещество компонент). Присутствие твердых частиц (например, твердого компонента каталитической системы полимеризации) в жидкости приводит к тому, что свет рассеивается и поглощается, а не проходит непосредственно через образец. Степень рассеяния и поглощения света зависит от свойств твердых частиц, таких как, например, состав частиц, форма частиц, размер частиц, цвет частиц, показатель преломления частицы. Измерительный прибор (например, фотоприемник, фотоэлемент, фотоумножитель, вакуумный фотодиод, фотодиод кремния, фотопроводник из сульфида кадмия) измеряет свет, проходящий через измерительную ячейку. Измерительное устройство может быть размещено на уровне с падающим световым лучом или оно может быть размещено под углом к падающему световому лучу (например, углом 90° к падающему световому лучу). Турбидиметр передает сигнал (например, о мутности), который учитывает ослабление интенсивности света, проходящего через измерительную ячейку, и такой сигнал коррелирует с количеством (например, концентрацией) твердых частиц (например, твердого компонента каталитической системы полимеризации) присутствующих в жидкости. В некоторых случаях жидкость может поглощать на длине волны падающего светового луча, и в этом случае жидкость обеспечивает фоновый сигнал, который необходимо вычесть из измеренной мутности. Например, текучая среда может содержать солюбилизированные компоненты (например, катализатор, такой как, металлоцен, который растворим в потоке системы катализатора полимеризации), где такие солюбилизированные компоненты могут поглощать на длине волны падающего светового пучка.
[00122] В некоторых вариантах осуществления изобретения, часть сырьевого потока, поступающего в реактор, может быть направлена из потока сырья через турбидиметр (например, через измерительную проточную ячейку турбидиметра) для измерения мутности сырьевого потока, поступающего в реактор. После измерения мутности часть сырьевого потока, поступающего в реактор, который был направлен из потока сырья через турбидиметр, может быть возвращена в сырьевой поток, поступающий в реактор, и данный поток может быть направлен в реактор (например, полимеризационный реактор, петлевой суспензионный реактор, газофазный реактор) как часть сырьевого потока, поступающего в реактор. Альтернативно, часть сырьевого потока, поступающего в реактор, которая была направлена из сырьевого потока, поступающего в реактор, через турбидиметр, может направляться в реактор без смешивания с сырьевым потоком, поступающим в реактор, который был отобран до измерения мутности.
[00123] В других вариантах осуществления изобретения, весь сырьевой поток, поступающий в реактор (в противоположность только части сырьевого потока, поступающего в реактор), может быть направлен через турбидиметр (например, через измерительную проточную ячейку турбидиметра) для измерения мутности подаваемого потока. После измерения мутности сырьевой поток, поступающий в реактор, может сообщаться в реактор (например, реактор полимеризации, петлевой суспензионный реактор или газофазный реактор).
[00124] В других вариантах осуществления изобретения, сырьевой поток, поступающий в реактор (например, поток реактора 12), может быть направлен в турбидиметр (например, через измерительную проточную ячейку турбидиметра 103) для измерения мутности сырьевого потока, поступающего в реактор. Во время измерения мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, турбидиметр может быть соединен с сырьевым потоком, поступающим в реактор (например, поток реактора 12а).
[00125] Как будет понятно специалисту в данной области техники, и с помощью данного описания, сырьевой поток, поступающий в реактор, 12 и сырьевой поток, поступающий в реактор, 12а имеют одинаковую мутность. Сырьевой поток, поступающий в реактор, 12 и сырьевой поток, поступающий в реактор, 12а являются по существу одним и тем же потоком, где сырьевой поток, поступающий в реактор, 12 является сырьевым потоком, поступающим в реактор до измерения мутности, и где сырьевой поток, поступающий в реактор, 12а является сырьевым потоком, поступающим в реактор после измерения мутности.
[00126] В одном варианте осуществления изобретения, сырьевой поток, поступающий в реактор, содержит каталитическую систему полимеризации, содержащую твердый компонент. В варианте осуществления изобретения, сырьевой поток, поступающий в реактор, может содержать текучую среду-носитель, в которой текучая среда-носитель помогает транспортировать (например, направлять, транспортировать) один или более компонентов каталитической системы полимеризации в реактор через сырьевой поток, поступающий в реактор. Неограничивающие примеры жидкостей-носителей, подходящих для использования в настоящем описании, включают углеводороды, пропан, циклогексан, изобутан, н-бутан, н-пентан, изопентан, неопентан, н-гексан, н-гептан и т.п. или их комбинации. В одном варианте осуществления изобретения, текучая среда-носитель содержит изобутан.
[00127] В одном варианте осуществления изобретения, способ контроля твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор в системе получения полимера (например, в системе получения полиэтилена) обычно может включать стадию преобразования мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, в концентрацию твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор.
[00128] В одном варианте осуществления изобретения, преобразование мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, в концентрацию твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор, включает использование калибровочной кривой с известными значениями концентрации твердого компонента в зависимости от измеренной мутности. Калибровочная кривая с известными значениями концентрации твердого компонента в зависимости от измеренной мутности может быть получена путем приготовления суспензионных растворов с известными концентрациями твердого компонента в текучей среде-носителя, измерения мутности суспензионных растворов и нанесения известных концентраций твердого вещества компонента в жидкости-носителе в зависимости от соответствующей измеренной мутности. Как будет понятно специалисту в данной области техники, и с помощью данного изобретения, хотя для построения калибровочной кривой можно использовать два измерения, для построения калибровочной кривой следует использовать по меньшей мере три значения, предпочтительно как можно больше для получения достаточного статистического значения для любого конкретного случая.
[00129] Как будет понятно специалисту в данной области техники, и с помощью данного описания, калибровочная кривая обычно сопровождается математическим уравнением, описывающим калибровочную кривую, и математическое уравнение может быть использовано также для преобразования мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, в концентрацию твердого компонента путем включения в уравнение измеренного значения мутности и расчета соответствующей концентрации.
[00130] Кроме того, как будет понятно специалисту в данной области техники, и с помощью данного описания, иногда турбидиметры могут иметь присущее систематическое смещение и, таким образом, может быть предпочтительным построение калибровочной кривой с тем же самым турбидиметром, который используется для измерения мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, и с тем же источником света и на той же длине волны падающего света.
[00131] В одном варианте осуществления, преобразование мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, в концентрацию твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор может дополнительно содержать вычитание фонового сигнала из измеренной мутности сырьевого потока, поступающего в реактор. Как правило, текучая среда-носитель не создает фоновый сигнал. Однако некоторые компоненты системы катализаторов полимеризации (например, активатор или катализатор, такие как металлоцен, катализатор на основе хрома или катализатор Циглера-Натта) могут быть по меньшей мере частично солюбилизированы (например, растворены) в жидкости-носителе, и могут поглощать свет при длине волны падающего света или и то, и другое; и таким образом это будет вносить изменение в измеренный сигнал мутности. В таких случаях турбидиметр может использоваться для измерения фонового сигнала несущей текучей среды, содержащей растворенный компонент, который поглощает свет на длине волны падающего света в отсутствие твердого компонента, а фоновый сигнал можно вычесть из измеренной мутности. Как будет понятно специалисту в данной области техники, и с помощью данного описания фоновый сигнал будет зависеть от концентрации в жидкости-носителе растворенного компонента, который поглощает свет на длине волны падающего света.
[00132] В некоторых вариантах осуществления изобретения, катализаторная система полимеризации (например, катализатор на основе хрома, катализатор металлоценового типа или катализатор Циглера-Натта) может быть получена и направлена в реактор через сырьевой поток, поступающий в реактор, где мутность сырьевого потока, поступающего в реактор, можно измерить с помощью турбидиметра, расположенного до точки введения сырьевого потока, поступающего в реактор.
[00133] В других вариантах осуществления изобретения, компоненты каталитической системы полимеризации могут быть смешаны друг с другом в разных местах в системе ППЭ(РЕР). Например, твердый компонент каталитической системы полимеризации (например, носитель активатора каталитической системы на основе металлоцена) можно смешивать с текучей средой-носителем и хранить в резервуаре-хранилище выше по потоку от реактора. В таком варианте осуществления изобретения, мутность сырьевого потока, поступающего в реактор, может быть измерена ниже по потоку от резервуара-хранилища. Как будет понятно специалисту в данной области техники, и с помощью данного описания, твердый компонент можно смешивать с текучей средой-носителем для облегчения дозирования известных количеств твердого компонента для облегчения введения твердого компонента в реактор, или обоих. В одном варианте осуществления изобретения, мутность сырьевого потока, поступающего в реактор, может быть измерена за резервуаром-хранилищем и выше по потоку от реактора.
[00134] В одном варианте осуществления изобретения, баланс массы может быть рассчитан через резервуар-хранилище, для получения количество твердого компонента в резервуаре-хранилище. Когда турбидиметр расположен ниже по потоку от резервуара-хранилища, теоретически следует знать, какое количество твердого компонента распределяется в течение определенного периода времени из резервуара-хранилища. Кроме того, при условии, что известно количество твердого компонента, которое вводится в резервуар-хранилище в течение того же временного интервала, можно рассчитать, сколько твердого компонента присутствует в резервуаре-хранилище. Альтернативно, турбидиметр может помочь рассчитать количество твердого компонента, которое было распределено в течение заданного временного интервала из резервуара-хранилища (например, с использованием мутности исходящего потока резервуара-хранилища, такого как поток реактора, и скорости такого потока), а рассчитанное количество распределенного твердого компонента можно использовать для расчета количества твердого компонента в резервуаре-хранилище. Как будет понятно специалисту в данной области техники, и с помощью данного описания турбидиметр может либо переоценивать, либо недооценивать количество твердого компонента, которое было распределено в течение заданного временного интервала из резервуара для хранения, что соответственно недооценивает или переоценивает количество твердого компонента, присутствующего в резервуаре для хранения. В случае, когда расчетное количество (например, рассчитанное по сигналу мутности) твердого компонента, которое было распределено в течение определенного временного интервала из резервуара для хранения, отличается от фактического количества твердого компонента, который был распределен за тот же период времени, можно вычислить коэффициент корреляции между расчетным количеством распределенного твердого компонента и фактическим количеством распределенного твердого компонента. Например, коэффициент корреляции может быть рассчитан путем деления расчетного количества распределенного твердого компонента на фактическое количество распределенного твердого компонента или путем деления фактического количества распределенного твердого компонента на рассчитанное количество распределенного твердого компонента.
[00135] В одном варианте осуществления изобретения, баланс массы может быть рассчитан через резервуар-хранилище, чтобы получить коэффициент корреляции, где коэффициент корреляции можно использовать с калибровочной кривой (например, калибровочная кривая с известными значениями концентрации твердого компонента в зависимости от измеренных мутность) для преобразования мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, в концентрацию твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор. Как будет понятно специалисту в данной области техники, и с помощью данного описания коэффициент корреляции служит в качестве поправочного коэффициента между концентрацией твердого компонента, рассчитанной по данным мутности, и фактической концентрацией твердого компонента.
[00136] В одном варианте осуществления изобретения турбидиметр может обеспечивать данные в квазиреальном времени или информацию о пустом резервуаре-хранилище. В одном варианте осуществления изобретения, измерение мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, за резервуаром-хранилищем может обеспечить данные в квазиреальном времени о пустом резервуаре-хранилище. Как будет понятно специалисту в данной области техники, и с помощью данного описания небольшая задержка может быть введена посредством автоматической обработки данных между измерением мутности и использованием обработанных данных, тем самым обеспечивая данные в квазиреальном времени. Кроме того, как будет понятно специалисту в данной области техники, и с помощью данного описания, когда резервуар-хранилище работает пустым, поток, проанализированный турбидиметром, не содержит твердого компонента, и, таким образом, сигнал мутности обращается в нуль или до уровня фонового сигнала, который он имеет в отсутствие твердого компонента. В некоторых вариантах осуществления изобретения, сигнал мутности может увеличиваться (например, резко увеличиваться) непосредственно перед сигналом мутности, идущим на нуль, или уровнем фонового сигнала, который он имеет в отсутствие твердого компонента.
[00137] В варианте осуществления изобретения, мутность (например, сигнал мутности) может изменяться при изменении давления в резервуаре-хранилище. Различное давление в резервуаре-хранилище может приводить к различной скорости подачи твердого компонента каталитической системы полимеризации. В некоторых вариантах осуществления изобретения, уменьшение давления в резервуаре-хранилище может приводить к более низкому сигналу мутности и более низкой скорости подачи твердого компонента каталитической системы полимеризации. В других вариантах осуществления изобретения, увеличение давления в резервуаре-хранилище может приводить к более высокому сигналу мутности и более высокой скорости подачи твердого компонента каталитической системы полимеризации. Как будет понятно специалисту в данной области техники, и с помощью данного описания, уменьшение сигнала мутности может обеспечить информацию в квазиреальном времени о неожиданно низкой скорости подачи твердого компонента каталитической системы полимеризации в реактор. Кроме того, как будет понятно специалисту в данной области техники, и с помощью данного описания диапазоны давлений могут варьироваться в зависимости от расчетных давлений на каждой отдельной установке: нижнее значение диапазона давления обычно представляет собой давление в линии подачи или в самом реакторе, а верхнее значение диапазона давления - это верхнее расчетное давление в резервуаре-хранилище. Увеличение и уменьшение давления в резервуаре-хранилище может происходить разными способами. Кроме того, как будет понятно специалисту в данной области техники и с помощью данного описания, при использовании устройства для измерения фиксированного объема (например, шарового затвора подачи) ниже по потоку от резервуара-хранилища дисперсия давления в резервуаре-хранилище будет иметь эффект (т.е. увеличение или уменьшение) на эффективность заполнения этого устройства измерения фиксированного объема; степень такого эффекта связана с величиной изменения давления, а также с характеристиками конкретного твердого носителя (например, твердого компонента каталитической системы полимеризации). Как правило, более высокая эффективность наполнения приведет к недооценке твердого компонента каталитической системы полимеризации, а более низкая эффективность заполнения приведет к переоценке твердого компонента каталитической системы полимеризации. Кроме того, аналогичная ситуация может возникнуть, если давление нагнетающего насоса в резервуаре для твердо-жидких суспензий варьируется от заданного значения и приводит к соответствующей дисперсии сигнала скорости подачи и мутности твердого компонента каталитической системы полимеризации.
[00138] В одном варианте осуществления изобретения, турбидиметр может быть расположен ниже по потоку от устройства подачи твердого компонента. В таком варианте осуществления изобретения, устройство доставки твердого вещества может быть расположено ниже по потоку от резервуара-хранилища, в котором устройство доставки твердого компонента может использоваться для подачи твердого компонента из резервуара-хранилища. В одном варианте осуществления изобретения, мутность сырьевого потока, поступающего в реактор может быть измерена ниже по потоку от устройства подачи твердого компонента и выше по потоку от реактора.
[00139] В некоторых вариантах осуществления изобретения, устройство доставки твердых компонентов обеспечивает прерывистую подачу твердого компонента в сырьевой поток, поступающий в реактор. В таких вариантах осуществления изобретения, устройство доставки твердого вещества содержит устройство для измерения фиксированного объема, ротационный шарикоподшипник и тому подобное, или их комбинации.
[00140] В других вариантах осуществления изобретения, устройство доставки твердых компонентов обеспечивает непрерывную доставку твердого компонента в сырьевой поток, поступающий в реактор. В таких вариантах осуществления изобретения, устройство доставки твердого компонента содержит насос, подходящий для подачи твердого компонента, устройство для измерения скорости подачи твердого компонента и тому подобное или их комбинации.
[00141] В одном варианте осуществления изобретения, мутность сырьевого потока, поступающего в реактор, концентрация твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор или и то, и другое, можно усреднить за период времени, чтобы получить усредненную мутность, усредненную концентрацию или то, и другое. В таком варианте осуществления изобретения, период времени может составлять менее чем около 4 часов, альтернативно менее чем около 3 часов, альтернативно менее чем около 2 часов, альтернативно менее чем около 1 час, альтернативно менее чем около 30 минут, альтернативно менее чем около 15 минут, альтернативно менее чем около 5 минут, альтернативно менее чем около 1 мин, альтернативно менее чем около 30 секунд, альтернативно менее чем около 10 секунд, альтернативно от около 10 секунд до около 4 часов, альтернативно от около 1 минуты до около 3 часов, альтернативно от около 15 минут до около 2 часов или, альтернативно, от около 30 минут до около 90 минут.
[00142] В одном варианте осуществления изобретения, период времени может быть временем пребывания твердого компонента в реакторе. Обычно время пребывания твердого компонента в сосуде (например, реактор, предконтактор) относится к среднему количеству времени, которое частица твердого компонента проводит в этом конкретном контейнере. Когда твердый компонент каталитической системы полимеризации имеет известное время пребывания в реакторе, мутность сырьевого потока, поступающего в реактор, концентрация твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор, или и то, и другое может быть усреднено по этому конкретному времени пребывания, чтобы позволяет рассчитать количество твердого компонента каталитической системы полимеризации в реакторе, например, через баланс массы через реактор.
[00143] В одном варианте осуществления изобретения, каталитическая система полимеризации содержит катализатор на основе хрома, причем катализатор на основе хрома характеризуют с помощью времени пребывания в реакторе от около 30 минут до около 90 минут, в альтернативном варианте от около 45 минут до около 75 минут или в альтернативном варианте от около 50 минут до около 70 минут. В таком варианте осуществления изобретения, мутность сырьевого потока, поступающего в реактор, концентрация катализатора на основе хрома в сырьевом потоке, поступающем в реактор, либо оба, могут быть усреднены по времени пребывания в реакторе для получения усредненной мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, усредненной концентрации катализатора на основе хрома в сырьевом потоке, поступающем в реактор, либо оба.
[00144] В одном варианте осуществления изобретения, система производства полиэтилена может содержать предконтактор, причем предконтактор может быть выполнен с возможностью принимать по меньшей мере часть двух или более компонентов каталитической системы полимеризации. В таком варианте осуществления изобретения, по меньшей мере один из двух или более компонентов каталитической системы полимеризации включает твердый компонент. Предконтактор расположен выше по потоку от реактора.
[00145] В некоторых вариантах осуществления изобретения, два или более компонентов каталитической системы полимеризации могут приводить в контакт друг с другом выше по потоку от предконтактора. В таком варианте реализации изобретений, два или более компонентов каталитической системы полимеризации, которые приводят в контакт друг с другом выше по потоку от предконтактора, могут образовывать поток предконтактной смеси, причем поток предконтактной смеси может быть сообщен с предконтактором. В одном варианте осуществления изобретения, поток предконтактной смеси содержит сырьевой поток, поступающий в реактор.
[00146] В одном варианте осуществления изобретения, предконтактор может быть охарактеризован с помощью времени пребывания твердого компонента в предконтакторе. В таком варианте осуществления изобретения, время пребывания твердого компонента в предконтакторе может быть от около 1 минуты до около 120 минут, в альтернативном варианте от около 10 минут до около 90 минут, или в альтернативном варианте от около 20 минут до около 60 минут.
[00147] В одном варианте осуществления изобретения, мутность сырьевого потока, поступающего в реактор может быть измерена выше по потоку от предконтактора, ниже по потоку от предконтактора, либо в обоих случаях, причем турбидиметр расположен выше по потоку от реактора. В одном варианте осуществления изобретения, предконтактор может быть расположен ниже по потоку от резервуара-хранилища и выше по потоку от реактора.
[00148] В одном варианте осуществления изобретения, мутность сырьевого потока, поступающего в реактор, концентрация твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор, либо оба показателя, могут быть усреднены по времени пребывания твердого компонента в предконтакторе. В одном варианте осуществления изобретения, баланс массы может быть рассчитан в предконтакторе с получением количества твердого компонента в предконтакторе. В случае, если для твердого компонента каталитической системы полимеризации известно время пребывания в предконтакторе, мутность потока предконтактной смеси, концентрация твердого компонента в потоке предконтактной смеси, либо оба показателя, могут быть усреднены по этому конкретному времени пребывания, что позволит вычислить количество твердого компонента каталитической системы полимеризации в предконтакторе, например, с помощью баланса массы в предконтакторе.
[00149] В одном варианте осуществления изобретения, турбидиметр может располагаться выше по потоку от предконтактора. В таком варианте осуществления изобретения, мутность сырьевого потока, поступающего в реактор, концентрация твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор, либо оба показателя, может быть усреднена по времени пребывания твердого компонента в предконтакторе.
[00150] В одном варианте осуществления изобретения, твердый компонент каталитической системы полимеризации содержит активатор, причем каталитической системой полимеризации может быть каталитическая система на основе металлоцена. В таком варианте осуществления изобретения, активатор может подаваться в предконтактор, причем предконтактор может быть выполнен с возможностью получать каталитическую систему полимеризации через один или более потоков предконтактной смеси, и при этом по меньшей мере один из потоков предконтактной смеси содержит по меньшей мере часть активатора.
[00151] В одном варианте осуществления изобретения, по меньшей мере один из потоков предконтактной смеси содержит по меньшей мере часть активатора и текучую среду-носитель. В одном варианте осуществления изобретения, сырьевой поток, поступающий в реактор, содержит по меньшей мере часть потока предконтактной смеси, содержащую по меньшей мере часть активатора.
[00152] В одном варианте осуществления изобретения, по меньшей мере один из потоков предконтактной смеси содержит по меньшей мере часть катализатора (например, по меньшей мере один металлоцен), по меньшей мере часть сокатализатора (например, алюминийорганическое соединение), либо оба. Катализатор и сокатализатор могут быть солюбилизированы в текучей среде-носителе.
[00153] В одном варианте осуществления изобретения, по меньшей мере часть катализатора и по меньшей мере часть сокатализатора могут приводить в контакт друг с другом выше по потоку от предконтактора.
[00154] В некоторых вариантах осуществления изобретения, первый поток предконтактной смеси содержит по меньшей мере часть катализатора, солюбилизированный в текучей среде-носителе, а второй поток предконтактной смеси содержит по меньшей мере часть сокатализатора, солюбилизированного в текучей среде-носителе, причем несущая жидкость, используемая для солюбилизации каждого из катализатора и сокатализатора, может быть одинаковой или отличной. В таком варианте реализации изобретений, по меньшей мере часть первого потока предконтактной смеси и по меньшей мере часть второго потока предконтактной смеси может индивидуально сообщаться с (например, отдельно, независимо друг от друга) предконтактором.
[00155] В других вариантах осуществления изобретения по меньшей мере часть первого потока предконтактной смеси, содержащая катализатор, солюбилизированный в текучей среде-носителе, и по меньшей мере часть второго потока предконтактной смеси, содержащая сокатализатор, солюбилизированный в текучей среде-носителе, могут приводить в контакт друг с другом выше по потоку от предконтактора для формирования общего потока предконтактной смеси, содержащего как катализатор, так и сокатализатор, причем несущая жидкость, используемая для солюбилизации каждого из катализатора и сокатализатора, может быть одинаковой или отличной. В таком варианте реализации изобретений по меньшей мере часть общего потока предконтактной смеси, содержащая как катализатор, так и сокатализатор, может быть сообщена с предконтактором.
[00156] В других вариантах осуществления изобретения по меньшей мере один из потоков предконтактной смеси содержит по меньшей мере часть двух или более компонентов каталитической системы полимеризации, причем компоненты каталитической системы полимеризации могут быть выбраны из группы, состоящей из активатора, катализатора (например, по меньшей мере одного металлоцена) и сокатализатора (например, алюминийорганическое соединение). В таком варианте реализации изобретений, по меньшей мере часть индивидуальных потоков предконтактной смеси может быть объединена выше по потоку от предконтактора, или в альтернативном варианте может быть объединена в предконтакторе.
[00157] В одном варианте осуществления изобретения, активатор может быть охарактеризован с помощью времени пребывания в предконтакторе от около 1 минуты до около 60 минут, в альтернативном варианте от около 5 минут до около 30 минут, или в альтернативном варианте от около 10 минут до около 15 минут.
[00158] В одном варианте осуществления изобретения, мутность потока предконтактной смеси, содержащая по меньшей мере часть активатора, может быть усреднена по времени пребывания в предконтакторе для получения усредненной мутности активатора, усредненной концентрации активатора, либо оба. В одном варианте осуществления изобретения, баланс массы может быть рассчитан в предконтакторе для получения количества активатора в предконтакторе. В случае, если активатор имеет известное время пребывания в предконтакторе, мутность потока предконтактной смеси, концентрация твердого компонента в потоке предконтактной смеси, либо оба показателя, могут быть усреднены по данному конкретному времени пребывания, что позволит вычислить количество активатора в предконтакторе, например, с помощью баланса массы в предконтакторе.
[00159] В одном варианте осуществления изобретения, активатор может храниться в резервуаре-хранилище выше по потоку от реактора. В таком варианте осуществления изобретения, мутность сырьевого потока, поступающего в реактор, может быть измерена ниже по потоку от резервуара-хранилища и выше по потоку от реактора.
[00160] В одном варианте осуществления изобретения, баланс массы может быть рассчитан через резервуар-хранилище для получения количества активатора в резервуаре-хранилище. В случае, если турбидиметр расположен ниже по потоку от резервуара-хранилища, теоретически следует знать, какое количество активатора распределяется в течение определенного периода времени из резервуара-хранилища. Кроме того, при условии, что также известно количество активатора, которое вводиться в резервуар-хранилище в течение того же временного интервала, можно рассчитать количество активатора, которое присутствует в резервуаре-хранилище. В альтернативном варианте, турбидиметр может помочь рассчитать количество активатора, которое было распределено в течение заданного интервала времени из резервуара-хранилища (например, с использованием мутности исходящего потока резервуара-хранилища, такого как поток реактора и скорости такого потока), а рассчитанное количество распределенного активатора может быть использовано для расчета присутствующего количества активатора в резервуаре-хранилище. В случае, если вычисленное количество (например, рассчитанное по сигналу мутности) распределенного активатора в течение данного периода времени из резервуара-хранилища отличается от фактического количества активатора, которое было распределено в течение того же интервала времени из резервуара-хранилища, может быть вычислен коэффициент корреляции между рассчитанным количеством распределенного активатора и фактическим количеством распределенного активатора. Например, коэффициент корреляции может быть рассчитан путем деления расчетного количества распределенного активатора на фактическое количество распределенного активатора, или путем деления фактического количества распределенного активатора на рассчитанную величину распределенного активатора.
[00161] В одном варианте осуществления изобретения, баланс массы может быть рассчитан в резервуаре-хранилище приводя к коэффициенту корреляции, причем коэффициент корреляции может использоваться с калибровочной кривой (например, калибровочная кривая с известным значением концентрации активатора в зависимости от измеренной мутности) для преобразования мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, в концентрацию активатора в сырьевом потоке, поступающем в реактор.
[00162] В одном варианте осуществления изобретения, резервуар-хранилище может располагаться выше по потоку от предконтактора. В таком варианте осуществления изобретения, мутность сырьевого потока, поступающего в реактор, может быть измерена (i) ниже по потоку от резервуара-хранилища и выше по потоку от предконтактора; (ii) ниже по потоку от предконтактора и выше по потоку от реактора; или их комбинации.
[00163] В одном варианте осуществления изобретения, концентрация твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор может использоваться для расчета одного или более соотношений компонентов каталитической системы полимеризации, причем концентрация твердого компонента рассчитывалась с использованием измерений турбидиметра, как описано в данном документе. В таком варианте осуществления изобретения, одно или более соотношение компонентов каталитической системы полимеризации может быть сопоставимо с одним или более целевыми соотношениями. Целевые соотношения компонентов каталитической системы полимеризации будут изменяться в соответствии с желаемым продуктом реакции полимеризации. Как будет понятно специалисту в данной области техники и с помощью данного раскрытия изобретения, целевые соотношения компонентов каталитической системы полимеризации могут быть установлены на основе желаемого результата реакции полимеризации, то есть на основе желаемых свойств конечного полимерного продукта, таких как, например, молекулярная масса, плотность, модальность.
[00164] В некоторых вариантах осуществления изобретения, одно или более соотношение компонентов каталитической системы полимеризации одинаковы по сравнению с одним или более целевым соотношением.
[00165] В других вариантах осуществления изобретения, одно или более соотношение компонентов каталитической системы полимеризации различны по сравнению с одним или более целевым соотношением. В таком варианте реализации изобретений, количество по меньшей мере одного компонента каталитической системы полимеризации может быть скорректировано для соответствия целевым соотношениям.
[00166] В одном варианте осуществления изобретения, система производства полиэтилена может дополнительно содержать систему управления, причем система управления содержит по меньшей мере один процессор (например, компьютер) и по меньшей мере один регулятор (например, актуатор). Как правило, система управления представляет собой устройство или набор устройств (например, по меньшей мере один процессор и по меньшей мере один регулятор), который управляет, подает команды, направляет или регулирует поведение других устройств или систем (например, оборудование или машины для производства полиэтилена или, такое как, устройство для дозированной подачи компонента каталитической системы полимеризации).
[00167] В одном варианте осуществления изобретения, системой управления может быть распределенная система управления (РСУ). В целом, РСУ представляет собой систему управления процессом (например, процессом производства полиэтилена) или установки (например, установка для производства полиэтилена), причем элементы управления распределяются по всей системе управления (вместо нераспределенных систем управления, которые используют единый регулятор в центральном положении). Регуляторы РСУ могут быть подключены с помощью коммуникационных сетей для осуществления управления и контроля.
[00168] В одном варианте осуществления изобретения по меньшей мере один процессор может принимать сигнал мутности, представляющий собой мутность потока (например, сырьевого потока, поступающего в реактор, потока предконтактной смеси или потока предконтактной смеси на выходе) по меньшей мере от одного турбидиметра,. В таком варианте осуществления изобретения по меньшей мере один процессор может преобразовывать сигнал мутности в концентрацию твердого компонента в потоке, например, с использованием калибровочной кривой с известными значениями концентрации твердого компонента в зависимости от измеренной мутности.
[00169] В одном варианте осуществления изобретения по меньшей мере один процессор системы управления может вычислить одно или более соотношение компонентов каталитической системы полимеризации, используя концентрацию твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор. Процессор также получает информацию/данные о компонентах каталитической системы полимеризации отличных от твердого компонента, и может использовать эти данные для вычисления одного или более соотношений компонентов каталитической системы полимеризации. Например, в каталитической системе на основе металлоцена, концентрацию металлоцена (например, катализатора) в потоке может быть определена с помощью спектроскопии в ультрафиолетовой и видимой области спектра (UV-VIS), а концентрация алюминийорганического соединения (например, сокатализатора) в потоке может быть определена расчетным путем исходя из известной концентрации алюминийорганического соединения в сырьевом потоке.
[00170] В одном варианте осуществления изобретения по меньшей мере один процессор системы управления может сопоставлять одно или более соотношение компонентов каталитической системы полимеризации с одним или более целевым соотношением.
[00171] В некоторых вариантах осуществления изобретения, одно или более соотношение компонентов каталитической системы полимеризации одинаковы при сравнении с одним или более целевым соотношением, и процессор не совершает дополнительных действий для коррекции одного или более соотношения компонентов каталитической системы полимеризации.
[00172] В других вариантах осуществления изобретения, одно или более соотношение компонентов каталитической системы полимеризации отличаются при сравнении с одним или более целевым соотношением. В таком варианте реализации изобретений по меньшей мере один процессор может давать сигнал по меньшей мере одному регулятору и направлять по меньшей мере один регулятор корректировать одно или более соотношение компонентов каталитической системы полимеризации путем регулирования количества по меньшей мере одного компонента каталитической системы полимеризации для соответствия целевым соотношениям. Например, по меньшей мере один регулятор контроллер может быть актуатором, который управляет клапаном (например, клапан подачи или ротационный шарикоподшипник) и позволяет подавать определенное количество компонента каталитической системы полимеризации.
[00173] В некоторых аспектах данного описания, корректировка количества одного из компонентов каталитической системы полимеризации может изменять время пребывания в сосуде (например, реакторе или предконтакторе) по меньшей мере одного из компонентов каталитической системы полимеризации, и, как таковое, одно или более соотношений компонентов каталитической системы полимеризации по-прежнему могут отличаться при сравнении с одним или более целевыми соотношениями, даже при корректировке количества одного из компонентов каталитической системы полимеризации. В таких аспектах, процессор может продолжать передавать сигнал по меньшей мере одному регулятору и направлять по меньшей мере один регулятор для корректировки одного или более соотношения компонентов каталитической системы полимеризации путем регулирования количества по меньшей мере одного компонента каталитической системы полимеризации до тех пор, пока не будут достигнуты целевые соотношения.
[00174] В одном варианте осуществления изобретения, каталитическая система полимеризации включает твердый компонент, содержащий активатор. В таком варианте осуществления изобретения, концентрация активатор в сырьевом потоке, поступающем в реактор, может использоваться для расчета одного или более соотношения компонента каталитической системы полимеризации, причем концентрация активатора рассчитывалась с использованием измерений турбидиметра, как описано в данном документе. Одно или более соотношение компонентов каталитической системы полимеризации может быть сопоставимо с одним или более целевым соотношением.
[00175] В одном варианте осуществления изобретения, катализатор содержит по меньшей мере один металлоцен. В таком варианте осуществления изобретения, преобразование мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, в концентрацию активатора в сырьевом потоке, поступающем в реактор, дополнительно включает вычитание фонового сигнала по меньшей мере одного металлоцена от измеренной мутности сырьевого потока, поступающего в реактор.
[00176] В одном варианте осуществления изобретения, концентрация активатора в сырьевом потоке, поступающем в реактор может быть использована для вычисления соотношения активатор/катализатор, соотношения активатор/сокатализатор, либо для обоих. Соотношение активатор/катализатор может быть сопоставимо с целевым соотношением активатор/катализатор. Соотношение активатор/сокатализатор может быть сопоставимо с целевым соотношением активатор/сокатализатор.
[00177] В некоторых вариантах осуществления изобретения, соотношение активатор/катализатор может отличаться при сравнении с целевым соотношением активатор/катализатор, а соотношение активатор/сокатализатор может быть таким же при сравнении с целевым отношением активатор/сокатализатор. В таком варианте осуществления изобретения, количество катализатора может быть скорректировано для соответствия целевому соотношению активатор/катализатор. В случае, если катализатор содержит по меньшей мере один металлоцен, добавление количества металлоцена может вызвать изменение времени пребывания активатора в сосуде (например, реакторе или предконтакторе), и, как таковые, другие соотношения (например, соотношение активатор/алюминийорганический сокатализатор) могут быть непреднамеренно изменены, что требует дальнейшей корректировки одного или более соотношения компонентов каталитической системы полимеризации до тех пор, пока не будут достигнуты все целевые соотношения.
[00178] В других вариантах осуществления изобретения, соотношение активатор/катализатор может быть таким же при сравнении с целевым соотношением активатор/катализатор, и соотношение активатор/сокатализатор может отличаться при сравнении с целевым соотношением активатор/сокатализатор. В таком варианте реализации изобретений, количество сокатализатора может быть скорректировано для соответствия целевому соотношению активатор/сокатализатор. В случае, если сокатализатор включает алюминийорганическое соединение, регулировка количества алюминийорганического соединения может вызвать изменение времени пребывания активатора в сосуде (например, реакторе или предконтакторе), и, как таковые, другие соотношения (например, соотношение активатор/катализатор) могут быть непреднамеренно изменены, что требует дальнейшей корректировки одного или более соотношения компонентов каталитической системы полимеризации до тех пор, пока не будут достигнуты все целевые соотношения.
[00179] В других вариантах осуществления изобретения, соотношение активатор/катализатор могут отличаться при сравнении с целевым соотношением активатор/катализатор, и соотношение активатор/сокатализатор может быть различным по сравнению с целевым соотношением активатор/сокатализатор. В таком варианте реализации изобретений, количество активатора может быть скорректировано для соответствия целевому соотношению активатор/катализатор и целевому соотношению активатор/сокатализатор. В случае, если каталитическая система полимеризации содержит по меньшей мере один металлоцен, регулировка количестваактиватора может вызвать изменение времени пребывания активатора в сосуде (например, реакторе или предконтакторе), что требует дальнейшей корректировки одного или более соотношения компонентов каталитической системы полимеризации до тех пор, пока не будут достигнуты все целевые соотношения.
[00180] В некоторых аспектах, каталитическая система полимеризации может содержать более чем один катализатор, такой как, например, двухкомпонентная металлоценсодержащая каталитическая система, где катализатор содержит первый металлоцен и второй металлоцен. Как будет понятно специалисту в данной области техники, и с помощью данного раскрытия изобретения, в случае, если более чем один катализатор используется для полимеризации, концентрация каждого катализатора может быть использована для расчета соотношений активатор/катализаторы, а соотношения компонентов каталитической системы полимеризации могут быть сопоставлены с соответствующими целевыми соотношениями компонентов каталитической системы полимеризации, с последующим регулированием по мере необходимости концентрации/количества компонентов каталитической системы полимеризации для соответствия целевым соотношениям, аналогично случаю, когда каталитическая система полимеризации включает один катализатор.
[00181] Например, концентрация активатора в сырьевом потоке, поступающем в реактор, может быть использована для вычисления соотношения активатор/первый металлоцен, соотношения активатор/второй металлоцен, соотношения активатор/сокатализатор, или их комбинации. Соотношение активатор/первый металлоцен может быть сопоставимо с целевым соотношением активатор/первый металлоцен. Соотношение активатор/второй металлоцен может быть сопоставимо с целевым соотношением активатор/второй металлоцен. Соотношение активатор/сокатализатор может быть сопоставимо с целевым соотношением активатор/сокатализатор. Как будет понятно специалисту в данной области техники, и с помощью данного раскрытия изобретения, когда катализатор содержит по меньшей мере два металлоцена, имеет место необходимое заданное соотношение между металлоценовыми компонентами катализатора (на основе необходимого конечного полимерного продукта), и поэтому количество индивидуальных металлоценовых компонентов может независимо регулироваться в случае необходимости при условии, что заданное соотношение между металлоценовыми компонентами не изменяется.
[00182] Различные варианты реализации изобретений, проиллюстрированные на Фигурах, могут быть упрощены и могут не иллюстрировать общее оборудование, такое как, теплообменники, насосы и компрессоры; однако специалисту в данной области техники будет понятно, что раскрытые способы и системы могут включать такое оборудование, обычно используемое во всем производстве полимеров.
[00183] Специалисту в данной области технике будет понятно, что для промышленных и коммерческих способов производства полиэтилена может быть необходим один или более, чаще несколько, компрессоров, или подобных устройств. Такие компрессоры используются во всем производстве полиэтилена, например (и со ссылкой на фигуру 1) для повышения давления в реакторах 104, 106 во время полимеризации. Кроме того, специалисту в данной области техники будет понятно, что способ производства полиэтилена включает один или более дезоксигенизаторов, аналогичные деоксидирующие устройства, либо оба, например, для очистки растворителей или реагентов, для очистки реакторов от кислорода, либо в обоих случаях. Поскольку существующая инфраструктура уже существующего завода для коммерческого производства полиэтилена обеспечивает питание и поддерживание компрессоров, дезоксигенизаторов, либо обоих, перераспределение части этих доступных ресурсов для использования в раскрытых системах может потребовать небольшие, если таковые имеются, дополнительные инвестиции для того, чтобы внедрить раскрытые системы и/или способы.
[00184] Кроме того, поскольку компрессоры, дезоксигенизаторы и различные другие компоненты уже используются в различных процессах и системах производства полиэтилена, возможность расширения функциональности таких установок может повысить общую эффективность систем и процессов производства полиэтилена. Например, в случае, если часть системы получения полиэтилена временно выводится из эксплуатации для профилактики, ремонта, либо в обоих случаях, другая часть системы (например, компрессор, дезоксигенизатор или реактор) может продолжать предоставлять услуги в соответствии с текущими процессами. Эксплуатация, перераспределение ресурсов, либо оба, для приведения в действие раскрытых систем производства полиэтилена, способов производства полиэтилена, либо обоих, может тем самым повысить эффективность использования обычных систем.
[00185] В аспекте настоящего изобретения, способ контроля содержания твердого компонента сырьевого потока, поступающего в реактор может осуществляться в системе производства полиэтилена, такой как, например, системе производства полиэтилена 200, проиллюстрированной в варианте осуществления изобретения по фигуре 2. Система производства полиэтилена 200 обычно содержит турбидиметр 203, предконтактор 230 и реактор полимеризации 240. В описанных в данном документе вариантах системы производства полиэтилена, различные компоненты системы могут сообщаться текучей средой через один или более трубопроводов (например, трубы, трубки или линии подачи жидкости), подходящие для транспортировки конкретного потока, например, как подробно показано с помощью пронумерованных потоков на фигурах 2 и 3.
[00186] Ссылаясь на вариант осуществления изобретения по фигуре 2, по меньшей мере часть потока предконтактной смеси 210 (например, поток активатора) может быть сообщена с турбидиметром 203 для измерения мутности потока, как описано выше в данном документе. После измерения мутности сырьевого потока, турбидиметр 203 может сообщать поток предконтактной смеси (например, через поток предконтактной смеси 210а) с предконтактором 230.
[00187] Как будет понятно специалисту в данной области техники, и с помощью данного раскрытия изобретения, поток предконтактной смеси 210 и поток предконтактной смеси 210а обладают той же мутностью. Поток предконтактной смеси 210 и поток предконтактной смеси 210а представляют собой по существу один и тот же поток, причем поток предконтактной смеси 210 представляет собой поток предконтактной смеси до измерения мутности, а при этом поток предконтактной смеси 210а представляет собой поток предконтактной смеси после измерения мутности.
[00188] В некоторых вариантах осуществления изобретения, часть потока предконтактной смеси может быть направлена из сырьевого потока через турбидиметр (например, через измерительную проточную ячейку турбидиметра) для измерения мутности сырьевого потока. После измерения мутности, часть потока предконтактной смеси, которая была направлена из сырьевого потока через турбидиметр может быть возвращена потоку предконтактной смеси и может быть сообщена с предконтактором, как часть сырьевого потока. В альтернативном варианте, часть потока предконтактной смеси, которая была направлен из сырьевого потока через турбидиметр, может быть сообщена с предконтактором без смешивания с потоком предконтактной смеси, из которого была отобрана до измерения мутности.
[00189] Продолжая ссылаться на вариант осуществления изобретения по фигуре 2, поток катализатора, поток сокатализатора, или поток катализатора и сокатализатора 208 может быть сообщен с предконтактором 230. Поток предконтактной смеси на выходе 212 (например, поток каталитической системы полимеризации, сырьевой поток, поступающий в реактор, или сырьевой поток, поступающий в реактор, 12а, как в варианте осуществления изобретения по фигуре 1) может быть направлен из предконтактора 230 в реактор полимеризации 240 (например, петлевой суспензионный реактор 104, или петлевые суспензионные реакторы 104, 106 в варианте осуществления изобретения по фигуре 1). Поток реагентов 211 (например, очищенный поток реагентов 11 в варианте осуществления изобретения по фигуре 1) также может быть направлен реактору полимеризации 240. Поток продукта полимеризации 221 (например, поток продукта полимеризации 121 в варианте осуществления изобретения по фигуре 1) может быть выведен из реактора полимеризации 240.
[00190] В одном варианте осуществления изобретения, способ контроля содержания твердого компонента (например, активатора) сырьевого потока, поступающего в реактор в системе производства полиэтилена 200 может включать этапы (а) измерения мутности потока предконтактной смеси 210, причем поток предконтактной смеси содержит активатор каталитической системы на основе металлоцена; и (b) преобразование мутности потока предконтактной смеси в концентрацию активатора в потоке предконтактной смеси на выходе 212, используя калибровочную кривую с известными значениями концентрации активатора в зависимости от измеренной мутности, причем поток предконтактной смеси на выходе включает сырьевой поток, поступающий в реактор (например, поток каталитической системы полимеризации, поток каталитической системы на основе металлоцена). В таком варианте осуществления изобретения, каталитическая система на основе металлоцена может включать по меньшей мере один металлоценовый катализатор и сокатализатор на основе алюминийорганического соединения. В одном варианте осуществления изобретения, способ контроля содержания активатора сырьевого потока, поступающего в реактор, в системе производства полиэтилена может дополнительно включать вычисление баланса массы в предконтакторе для получения количества активатора в предконтакторе; вычисление соотношения активатор/по меньшей мере один металлоцен, соотношение активатор/алюминийорганическое соединение, либо оба; и сравнение соотношения активатор/по меньшей мере один металлоцен к целевому соотношению активатор/по меньшей мере один металлоцен, соотношение активатор/алюминийорганическое соединение к целевому соотношению активатор/алюминийорганическое соединение, либо оба.
[00191] В другом аспекте реализации данного изобретения, способ контроля содержания твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор, может выполняться в системе производства полиэтилена, такой как, например, системе производства полиэтилена 300, изображенной в варианте осуществления изобретения по фигуре 3. Система производства полиэтилена 300 обычно включает предконтактор 330, турбидиметр 303 и реактор полимеризации 340.
[00192] Как в общем изображено в варианте осуществления изобретения по фигуре 3, поток предконтактной смеси 310 (например, поток активатора); и поток катализатора, поток сокатализатора, или поток катализатора и сокатализатора 308 может быть сообщен с предконтактором 330. По меньшей мере часть потока предконтактной смеси на выходе 312 (например, поток каталитической системы полимеризации, сырьевой поток, поступающий в реактор, сырьевой поток, поступающий в реактор, 12 в варианте осуществления изобретения по фигуре 1) могут быть сообщены с предконтактором 330 в турбидиметре 303 для измерения мутности потока, как описано выше в данном документе. После измерения мутности потока, турбидиметр 303 может сообщать поток предконтактной смеси на выходе 312а (например, поток каталитической системы полимеризации, сырьевой поток, поступающий в реактор, сырьевой поток, поступающий в реактор, 12а в варианте осуществления изобретения по фигуре 1) реактору полимеризации 340 (например, петлевой суспензионный реактор, реактор 104, 106 в варианте осуществления изобретения по фигуре 1).
[00193] Как будет понятно специалисту в данной области техники, и с помощью данного раскрытия изобретения, поток предконтактной смеси на выходе 312 и поток предконтактной смеси на выходе 312а обладают одинаковой мутностью. Поток предконтактной смеси на выходе 312 и поток предконтактной смеси на выходе 312а представляют собой в основном тот же поток, причем поток предконтактной смеси на выходе 312 представляет собой поток предконтактной смеси на выходе до измерения мутности, а при этом поток предконтактной смеси на выходе 312а представляет собой поток предконтактной смеси после измерения мутности.
[00194] В некоторых вариантах осуществления изобретения, часть потока предконтактной смеси на выходе может быть направлена из потока через турбидиметр (например, через измерительную проточную ячейку турбидиметра) для измерения мутности потока. После измерения мутности, часть потока предконтактной смеси на выходе, которая была направлена из потока через турбидиметр, может быть возвращена потоку предконтактной смеси на выходе и может быть сообщена с реактором в виде части потока предконтактной смеси на выходе. В альтернативном варианте, часть потока предконтактной смеси на выходе, которая была направлена из выходящего потока через турбидиметр, может быть сообщена с реактором без смешивания с выходящим потоком, который был отобран до измерения мутности.
[00195] Ссылаясь на вариант осуществления изобретения по фигуре 3, поток реагентов 311 может быть сообщен с реактором полимеризации 340, а поток продукта полимеризации 321 может быть выведен из реактора полимеризации 340.
[00196] В одном варианте осуществления изобретения, способ контроля содержания твердого компонента (например, активатора) в сырьевом потоке, поступающем в реактор, в системе производства полиэтилена 300 может включать этапы (а) измерения мутности потока предконтактной смеси на выходе 312, причем поток предконтактной смеси на выходе содержит активатор каталитической системы на основе металлоцена, по меньшей мере один металлоценовый катализатор и сокатализатор на основе алюминийорганического соединения, и при этом поток предконтактной смеси на выходе включает сырьевой поток, поступающий в реактор (например, поток каталитической системы полимеризации, такой как, поток каталитической системы на основе металлоцена); и (b) преобразования мутности потока предконтактной смеси на выходе 312 в концентрацию активатора в сырьевом потоке, поступающем в реактор, используя калибровочную кривую с известными значениями концентрации активатора в зависимости от измеренной мутности. Концентрация по меньшей мере одного металлоценового катализатора и сокатализатора на основе алюминийорганического соединения может быть измерена выше по потоку от предконтактора. В таком варианте осуществления изобретения, измерение мутности потока предконтактной смеси на выходе может дополнительно включать вычитание фонового сигнала по меньшей мере одного металлоцена от измеренной мутности потока предконтактной смеси на выходе.
[00197] В одном варианте осуществления изобретения, система производства полиэтилена может включать каталитическую систему полимеризации, содержащую по меньшей мере один катализатор и активатор, причем по меньшей мере один катализатор, активатор, либо оба, могут быть твердыми компонентами каталитической системы полимеризации; предконтактор выполнен с возможностью получать каталитическую систему полимеризации через один или более потоков предконтактной смеси, причем по меньшей мере один из потоков предконтактной смеси содержит по меньшей мере часть твердого компонента; поток предконтактной смеси на выходе, причем поток предконтактной смеси на выходе содержит по меньшей мере часть каталитической системы полимеризации; реактор полимеризации этилена выполнен с возможностью принимать по меньшей мере часть потока предконтактной смеси на выходе в виде сырьевого потока, поступающего в реактор, причем сырьевой поток, поступающий в реактор, содержит по меньшей мере часть твердого компонента; и по меньшей мере один турбидиметр для измерения мутности потока предконтактной смеси, содержащей в ней твердый компонент, мутности потока предконтактной смеси на выходе, содержащей в ней твердый компонент, либо оба, где мутность потока предконтактной смеси, мутность потока предконтактной смеси на выходе, либо обе, преобразуют в концентрацию твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор.
[00198] В одном варианте осуществления изобретения, способ контроля содержания твердого компонента сырьевого потока, поступающего в реактор, в системе производства полиэтилена может обычно включать стадии (а) измерения мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, причем сырьевой поток, поступающий в реактор, содержит твердый компонент, включающий катализатор на основе хрома и диоксида кремния; и (b) преобразования мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, в концентрацию катализатора на основе хрома и диоксида кремния в сырьевом потоке, поступающем в реактор. В таком варианте осуществления изобретения, система производства полиэтилена не включает предконтактор, поскольку катализатор на основе хрома и диоксида кремния может непосредственно подаваться в реактор через сырьевой поток, поступающий в реактор, содержащий катализатор.
[00199] В одном варианте осуществления изобретения, способ контроля содержания твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор, в системе производства полиэтилена может обычно включать стадии (а) измерения мутности сырьевого потока, поступающего в реактор с помощью турбидиметра, причем сырьевой поток, поступающий в реактор, содержит твердый компонент, включающий катализатор на основе хрома и диоксида кремния, причем сырьевой поток, поступающий в реактор, содержит газообразный носитель, и при этом катализатор на основе хрома и диоксида кремния в газе-носителе может быть подан в газофазный реактор с помощью устройства измерения фиксированного объема; и (b) преобразования мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, в концентрацию катализатора на основе хрома и диоксида кремния в сырьевом потоке, поступающем в реактор. В таком варианте осуществления изобретения, турбидиметр может располагаться выше по потоку от дозатора фиксированного объема, ниже по потоку от дозатора фиксированного объема, либо в обоих случаях.
[00200] В одном варианте осуществления изобретения, способ контроля содержания твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор, в системе производства полиэтилена может обычно включать стадии (а) измерения мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, причем сырьевой поток, поступающий в реактор, содержит твердый компонент, включающий катализатор Циглера-Натта; и (b) преобразования мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, в концентрацию катализатора Циглера-Натта в сырьевом потоке, поступающем в реактор. В таком варианте осуществления изобретения, система производства полиэтилена не включает предконтактор, а катализатора Циглера-Натта может непосредственно подаваться в реактор через сырьевой поток, поступающий в реактор, включающий катализатор. В таком варианте осуществления изобретения, сырьевой поток, поступающий в реактор, содержащий алюминийорганический сокатализатор, может также подаваться в реактор, причем сырьевой поток, поступающий в реактор, содержащий сокатализатор, может быть таким же или отличным от сырьевого потока, поступающего в реактор, содержащий катализатор.
[00201] В некоторых вариантах осуществления изобретения, способ контроля содержания твердого компонента (например, катализатор Циглера-Натта) в сырьевом потоке, поступающем в реактор в системе производства полиэтилена может включать этапы (а) измерения мутности потока предконтактной смеси, причем поток предконтактной смеси содержит катализатор Циглера-Натта; и (b) преобразования мутности потока предконтактной смеси в концентрацию катализатора Циглера-Натта в потоке предконтактной смеси на выходе, используя калибровочную кривую с известными значениями концентрации катализатора Циглера-Натта в зависимости от измеренной мутности, при этом поток предконтактной смеси на выходе включает сырьевой поток, поступающий в реактор (например, поток каталитической системы полимеризации, такой как, поток каталитической системы Циглера-Натта). В таком варианте осуществления изобретения, каталитическая система Циглера-Натта может включать по меньшей мере один катализатор Циглера-Натта и сокатализатор на основе алюминийорганического соединения. В одном варианте осуществления изобретения, способ контроля катализатора Циглера-Натта в сырьевом потоке, поступающем в реактор в системе производства полиэтилена может дополнительно включать вычисление массового баланса в предконтакторе с получением количества катализатора Циглера-Натта в предконтакторе; вычисление соотношения катализатора Циглера-Натта/алюминийорганическое соединение; и сравнение соотношения катализатора Циглера-Натта/алюминийорганическое соединение с целевым соотношением катализатора Циглера-Натта/алюминийорганическое соединение.
[00202] В одном варианте осуществления изобретения, способ контроля содержания твердого компонента (например, катализатор Циглера-Натта) в сырьевом потоке, поступающем в реактор в системе производства полиэтилена может включать этапы (а) измерения мутности потока предконтактной смеси на выходе, причем поток предконтактной смеси на выходе содержит катализатор Циглера-Натта из каталитической системы Циглера-Натта и сокатализатор на основе алюминийорганического соединения, и при этом поток предконтактной смеси на выходе включает сырьевой поток, поступающий в реактор (например, поток каталитической системы полимеризации, поток каталитической системы Циглера-Натта); и (b) преобразования мутности потока предконтактной смеси на выходе в концентрацию катализатора Циглера-Натта в сырьевом потоке, поступающем в реактор, используя калибровочную кривую с известными значениями концентрации катализатора Циглера-Натта в зависимости от измеренной мутности. Концентрация сокатализатора на основе алюминийорганического соединения может быть измерена выше по потоку от предконтактора.
[00203] В одном варианте осуществления изобретения, одна или более описанных систем (например, система производства полиэтилена), описанные способы, либо оба, преимущественно могут отображать улучшение в одной или более характеристиках системы, характеристиках способа, либо в обоих, по сравнению с другими аналогичными системами, способами, либо обоими, у которых отсутствует этап измерения мутности сырьевого потока, поступающего в реактор. В одном варианте осуществления изобретения, турбидиметр, как описано в данном документе, может преимущественно обеспечивать более точный контроль количества твердых компонентов, подаваемых в реактор полимеризации. Принимая во внимание, что свойства требуемого конечного полимера частично зависят от соотношений компонентов каталитической системы полимеризации, целесообразно точно контролировать соотношения компонентов каталитической системы полимеризации в реакторе.
[00204] В одном варианте осуществления изобретения, турбидиметр, как описано в данном документе, может преимущественно обеспечивать индикацию в квазиреальном времени пустого резервуара-хранилища, содержащего твердый компонент каталитической системы полимеризации, в случае, если турбидиметр расположен ниже по потоку от резервуара-хранилища. Знание, когда резервуар-хранилище работает впустую, может быть выгодным, поскольку ситуацию можно решить (например, резервуар для хранения может быть пополнен) до отрицательного воздействия на получение полимера.
[00205] В одном варианте осуществления изобретения, турбидиметр, как описано в данном документе, может преимущественно обеспечивать диагностику высокого или низкого давления в резервуаре-хранилище, выпуск насоса для подачи суспензии, либо оба, что указывает на ненормальное состояние производственного оборудования, которое может отрицательно повлиять на процесс производства полимера. Дополнительные преимущества систем и/или способы для производства полиэтилена, как описано в данном документе, может быть очевидным для специалиста в данной области техники, рассматривающего данное изобретение.
[00206] Настоящее изобретение дополнительно иллюстрируется следующими примерами, которые никоим образом не должны толковаться как налагающие ограничения на его объем. Наоборот, следует четко понимать, что данное изобретение может иметь другие аспекты, варианты реализаций, модификации, и их эквиваленты, которые после прочтения данного описания, могут быть предложены специалисту в данной области техники без отклонения от сущности настоящего изобретения или объема прилагаемой формулы изобретения.
ПРИМЕРЫ
[00207] Данное изобретение было в целом описано, следующие примеры приведены в качестве конкретных вариантов осуществления данного изобретения и для демонстрации его способов и преимуществ. Следует понимать, что примеры приведены в качестве иллюстрации и не предназначены для ограничения описания формулы изобретения каким-либо образом.
[00208] Все измерения мутности проводились с помощью турбидиметра ТС007-1, полученного от Kemtrak (Стокгольм, Швеция). Турбидиметр ТС007-1 состоит из проточной ячейки высокого давления с двумя сапфировыми окнами, расположенными на расстоянии 2 мм друг от друга, соединенными через волоконно-оптические кабели со светодиодной лампой AlGaAs (работающей при 850 нм), и детектора, содержащегося в блоке управления и индикации. Проточная ячейка разработана для измерения затухания света, проходящего через проточную ячейку. Калибровочные постоянные инструмента были установлены на ноль, за исключением линейного члена, который был установлен на 1.00000; показания были выведены в единицы поглощения или "Авто.".
ПРИМЕР 1
[00209] Была исследована мутность суспензий твердых компонентов каталитической системы полимеризации. В частности, были построены калибровочные кривые мутности для суспензий твердых компонентов различных известных концентраций.
[00210] Проточную ячейку турбидиметра устанавливали в вертикальном положении и соединяли через резиновую трубку к малообъемному рециркулятору Microtrac 158139-SVR (от Leeds & Northrup) при скорости потока около 2 литров в минуту. Конструкция проточной ячейки турбидиметра позволяла суспензии протекать вниз через проточную ячейку. Вся система рециркуляции (содержащая резервуар для рециркуляции) тщательно промывалась гептаном, водой (если необходимо удалить твердые вещества), н-пропанолом (для удаления воды), и в конце дополнительным количеством гептана до тех пор, пока не было получено устойчивое нулевое значение мутности. После завершения экспериментов, систему рециркуляции заполняли водой и добавляли небольшое количество аскорбиновой кислоты, и оставляли циркулировать для нейтрализации остаточного Cr(VI), затем снова промывали н-пропанолом и гептаном.
2
2
2
2
2
2
2
2
[00211] Гептан, н-пропанол и дистиллированную воду использовали без дополнительной очистки. Начальные измерения выполнялись на исходном (не кальцинированном) сульфатированном оксиде алюминия (S-SSA). Все последующие данные собирали, используя кальцинированные твердые вещества. S-SSA кальцинировали при 600°С и два разных образца (образец #1 и образец #2) использовали в экспериментах по калибровке данных. Образец #1 кальцинировали во вращающейся обжиговой печи, а образец #2 кальцинировали в обжиговой печи кипящего слоя. В случае муллита, алюмосиликатную смесь SIRALOX 40 получали кальцинированием до 600°С во вращающейся обжиговой печи от Sasol North America, Inc. (Хьюстон, штат Техас, США). В случае диоксида кремния, диоксид кремния ЕР10Х получали от коммерческого поставщика и кальцинировали в муфельной печи до 400°С. Катализаторы на основе хрома на силикагеле Cr/SiO, Cr/Ti/SiO, Cr/Mg/Ti/SiO и Cr/F/SiO были получены от коммерческих поставщиков. Cr/SiO, Cr/Ti/SiO и Cr/F/SiO кальцинировали в кипящем слое на воздухе при 650°С, a Cr/Mg/Ti/SiO кальцинировали в кипящем слое на воздухе при 625°С.
[00212] После проведения предварительного испытания экспериментальной установки с целью подтвердить нормальное функционирование оборудования, и возможность получить корректные показания, собирались калибровочные данные в серии циклов. Каждый цикл выполнялся путем тщательной промывки системы рециркуляции, как описано выше, полного высушивания, добавления 100 мл свежего гептана (текучей среды-носителя) в систему рециркуляции, установки турбидиметра на нулевое значение (при необходимости), отвешивания аликвот необходимого твердого вещества (например, твердого компонента каталитической системы полимеризации) в систему рециркуляции, и считывание мутности по показаниям прибора между аликвотами. Твердые вещества взвешивали путем добавления 10,0 граммов в металлический поддон, затем путем переноса небольшого количества в рециркулятор и взвешиванием твердого остатка в подносе. В результате концентрации твердых веществ в обычном цикле составляли 0-10 г/100 мл (эквивалентно 0-10% мас./об.). Для заданных циклов было доступно менее чем 10,0 граммов необходимого твердого вещества. Аликвоты твердого вещества добавляли до опустошения подноса.
[00213] Важно отметить, что гептан летуч, и в некоторых случаях объем жидкости в системе рециркуляции может уменьшаться по мере прохождения цикла. Поэтому, циклы выполняли как можно быстрее. Далее необходимо отметить, что в большинстве случаев некоторое количество твердого вещества прилипало к боковым стенкам резервуара рециркуляции, особенно при самых высоких концентрациях твердых веществ. Была предпринята попытка свести данную седиментацию к минимуму, соскабливая твердые частицы обратно в суспензию по мере необходимости, но это отрицательно сказалось на скорости сбора данных. Тем не менее, данные были признаны приемлемо воспроизводимыми, причем данные при более низких концентрациях твердых веществ были более воспроизводимыми.
[00214] Поскольку распределение частиц по размеру способно влиять на измерения мутности, распределение частиц по размеру для двух образцов S-SSA (образец #1 и образец #2) было записано с использованием анализатора размера частиц Microtrac FRA9200 (от Microtrac, Монтгомери, Пенсильвания, США), а данные изобразили на фигуре 4А.
[00215] Для образца #1 и образца #2 дополнительно проводили измерение мутности, и данные для образца #1 представлены в таблице 1 (четыре разных цикла) и в таблице 2 для образца #2 (три разных цикла). Данные по мутности подытожены как для образца #1, так и для образца #2 на фигуре 5.
[00216] Было найдено линейное соотношение между концентрацией S-SSA в суспензии и мутности для данных, собранных используя образец S-SSA #1. Как показано на фигуре 4А, распределения частиц по размеру как для образца #1, так и для образца # 2 аналогичны между собой. Как показано на фигуре 4 В, данные для образца # 1 дали идеальное линейное приближение, которое отличалась от образца # 2 менее чем на 10%, вероятно, из-за схожего распределения частиц по размеру как для образца # 1, так и для образца #2.
[00217] Муллит также поддавали измерению мутности, данные представлены в Таблице 3 (пять разных циклов) и приведены на фигуре 5.
[00218] Как изображено на фигуре 5, данные хорошо согласуются с квадратичной аппроксимации, вместе с тем следует отметить, что особенно трудно было предотвратить осаждение муллита при более высоких концентрациях суспензии. В некоторых случаях, только данные при меньших концентрациях муллита могут быть использованы для получения калибровочных кривых муллита, поскольку может быть меньше неопределенности в отношении истинной концентрации суспензии. Дополнительно, как проиллюстрировано на фигуре 5, может быть получено линейное приближение для концентраций муллита ниже 7 г/100 мл. Как правило, линейное приближение проще в использовании, чем квадратичное приближение, поскольку линейное приближение может позволить более простой расчет коэффициентов и стандартных отклонений; упрощенный расчет поправочного коэффициента; более легкое отслеживание неопределенности анализа; лучшую корреляцию с теоретической моделью поглощения/ рассеивание света; или их комбинации; в сравнении с квадратичным приближением.
[00219] Поскольку для нескольких катализаторов на основе хрома используется подложка на основе диоксида кремния, диоксид кремния также поддавали измерению мутности, а данные представлены в таблице 4 (пять разных циклов) и приводятся на фигуре 6.
2
2
2
2
[00220] Как, изображено на фигуре 6, диоксид кремния дает довольно линейную характеристику. Однако, для проверки, препятствует ли хром измерению мутности, несколько катализаторов на основе хрома на подложке из диоксида кремния также подвергали измерению мутности, а данные представлены в таблице 5 для Cr/F/SiO (четыре разных цикла) и в таблице 6 для Cr/Mg/Ti/SiO (два разных цикла), Cr/SiO (один цикл), и Cr/Ti/SiO (один цикл). Данные для катализаторов на основе хрома приведены на фигуре 7.
[00221] Таблицы 5 и 6, и фигуры 7 демонстрируют, что все данные для всех катализаторов на основе хрома могут довольно хорошо подходить к простейшей линейной регрессии, что может уменьшить или даже исключить необходимость использования индивидуальных калибровочных кривых для разных катализаторов на основе хрома. В то время как катализаторы на основе хрома демонстрировали отличный сигнал мутности по сравнению с чистым диоксидом кремния (как проиллюстрировано на фигуре 8), ни одна из модификаций, специфичных для определенного катализатора на основе хрома, не привела к окончательному изменению мутности. Таким образом, для всех катализаторов на основе хрома может использоваться одна калибровочная кривая.
2
[00222] Данные для всех изученных твердых компонентов каталитических систем полимеризации приведены на фигуре 8. Фигура 8 иллюстрирует различия между каждым исследованным типом твердого вещества, и указывает на то, что для каждого типа твердого компонента требуется значительно отличающаяся калибровочная кривая. Например, присутствие хрома влияет на измерение мутности диоксида кремния, как это можно видеть при сравнении точки данных для диоксида кремния и Cr/SiO на фигуре 8.
[00223] Следует отметить, что различные растворители (текучие среды-носители) могут иметь разные показатели преломления, и поэтому может потребоваться поправочный коэффициент при использовании калибровочной кривой для образца, суспендированного в текучей среде-носителе, отличной от текучей среды-носителя, использованной для записи калибровочной кривой.
ПРИМЕР 2
[00224] Была исследована мутность суспензий, содержащие активатор. В частности, турбидиметр был интегрирован в систему производства полиэтилена, как проиллюстрировано на фигуре 9, и использовался для контроля мутности сырьевого потока, поступающего в реактор. Активатор (например, компонент каталитической системы A, S-SSA или муллит) суспендировали в изобутане в резервуаре-хранилище (например, компонент каталитической системы А в резервуаре-хранилище). Активатор подавался из резервуара-хранилища через ротационный шарикоподшипник с определенными временными интервалами. Катализатор (например, компонент каталитической системы С, металлоцен) и сокатализатор (например, компонент каталитической системы В, триизобутилалюминий) были объединены друг с другом перед приведением в контакт с потоком активатора, распределенным с помощью ротационного шарикоподшипника с получением сырьевого потока, поступающего в реактор. Сырьевой поток, поступающий в реактор, анализировали с помощью проточной ячейки турбидиметра до сообщения с петлевым суспензионным реактором. Этилен вместе с сомономером (например, 1-гексен) также сообщали с петлевым суспензионным реактором. Турбидиметр обнуляли только при использовании изобутана (текучая среда-носитель).
[00225] Ротационный шарикоподшипник был установлен для подачи активатора на две разные частоты, 40 введений в час и 10 введений в час, а необработанные данные, зарегистрированные турбидиметром, отображены на фигуре 10А и 10В, соответственно. Частота дозирования активатора соответствует частоте ротационного шарикоподшипника, который вращается вокруг и выдает аликвоты суспензий активатора в текучей среде-носителе (например, изобутане). Отсутствие изменений в сигналах приводных клапанов на фигурах 10А и 10В указывает на то, что процесс достиг установившего режима работы, а сигналы мутности в течение того же временного периода указывают на мутность, в случае, когда процесс достигает устойчивого состояния.
[00226] На фигурах 10А и 10В изображены пики, соответствующие каждой подаче активатора, распределенного с помощью ротационного шарикоподшипника. Для частоты подачи активатора 40 введений в час, пики отображают сходные высоты и формы, как проиллюстрировано на Фигуре 10А. Для частоты подачи активатора 10 введений в час, пики имеют рассредоточенный вид, как проиллюстрировано на Фигуре 10В. Обе частоты подачи активатора (например, скорости промывки катализатора) проводили при устойчивом потоке текучей среды-носителя (например, изобутан) твердой подложки предконтактору. Эти данные подчеркивают различия в виде (например, форма пика, высота пика) выхода исходного сигнала от турбидиметра в зависимости от типа носителя и других параметров процесса (например, скорость потока текучей среды-носителя). Несмотря на эти различия, данные могут быть использованы для адекватного предписания условий процесса для поддержания желаемых соотношений между носителем, катализатором и сокатализатором.
[00227] На фигурах 11А и 11В изображены исходные данные, записанные турбидиметром, когда активатор перестал подаваться через проточную ячейку турбидиметра. На фигуре 11А показаны необработанные данные, записанные турбидиметром, когда активатор перестает протекать через проточную ячейку турбидиметра из-за отсутствия его в резервуаре-хранилище. Как проиллюстрировано на фигуре 11А, сигнал повышался до перехода к нулю с указанием потери подачи активатора в реактор. Увеличение сигнала, как показано, может происходить до потери подачи, но это не является необходимым. Потеря сигнала мутности до нуля или исходного уровня является явным признаком потери подачи реагентов и является следствием такой потери в подаче реагентов. Отсутствие изменений в сигналах приводного клапана на фигуре 11А указывает на то, что остальная часть системы функционирует должным образом и потеря сигнала мутности, наблюдаемого на фигуре 11В, обусловлена потерей подачи реагентов, которая, в свою очередь, обусловлена опустошением резервуара-хранилища для катализатора (например, резервуар-хранилище) из которого подаются реагенты, а не некоторым отклонением в нормальной работе, таким как нарушение работы клапана, наблюдаемая на фигуре 11В.
[00228] На фигуре 11В показаны исходные данные, записанные турбидиметром, когда активатор прекратил протекать через проточную ячейку турбидиметра из-за нарушения работы клапана в линии подачи, что привело к остановке потока активатора через турбидиметр. Потеря сигнала мутности до исходного уровня указывает на то, что ни один поток твердого носителя не проходил. Однако увеличение выходного сигнала приводного клапана для текучей среды-носителя в течение времени потери сигнала мутности указывает на создание рестрикции в линии подачи (например, нарушение работы клапана). Такое разделение позволило обеспечить эффективное обслуживание для устранения проблемы и возобновления производства полимеров.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[00229] Первый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ контроля содержания твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор, в системе производства полимера, включающий (а) измерение мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, причем сырьевой поток, поступающий в реактор, содержит твердый компонент каталитической системы полимеризации; и (b) преобразование мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, в концентрацию твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор.
[00230] Второй вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по первому варианту осуществления изобретения, в котором (b) преобразование мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, в концентрацию твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор, включает использование калибровочной кривой с известными значениями концентрации твердого компонента в зависимости от измеренной мутности.
[00231] Третий вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с первого по второй, в котором (b) преобразование мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, в концентрацию твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор, дополнительно включает вычитание фонового сигнала из измеренной мутности сырьевого потока, поступающего в реактор.
[00232] Четвертый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с первого по третий, в котором (а) измерение мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, включает пропускание по меньшей мере части сырьевого потока через турбидиметр, и получение выходного сигнала, представляющего собой величину мутности, измеренную турбидиметром.
[00233] Пятый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ четвертого варианта осуществления изобретения, в котором турбидиметр расположен ниже по потоку от устройства подачи твердого компонента, причем устройство доставки твердого компонента обеспечивает прерывистую подачу твердого компонента в сырьевой поток, поступающий в реактор.
[00234] Шестой вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по пятому варианту осуществления изобретения, в котором устройство доставки твердого компонента содержит ротационный шарикоподшипник.
[00235] Седьмой вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с пятого по шестой, в котором турбидиметр расположен ниже по потоку от устройства подачи твердого компонента, причем устройство доставки твердого компонента обеспечивает непрерывную доставку твердого компонента в сырьевой поток, поступающий в реактор.
[00236] Восьмой вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с первого по седьмой, в котором мутность сырьевого потока, поступающего в реактор, концентрацию твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор, или то, и другое, усредняли за период времени, чтобы получить усредненную мутность, усредненную концентрацию, или то, и другое.
[00237] Девятый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по восьмому варианту осуществления изобретения, в котором период времени представляет собой от около 10 секунд до около 4 часов.
[00238] Десятый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с первого по девятый, в котором период времени представляет собой время пребывания твердого компонента в реакторе.
[00239] Одиннадцатый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с первого по девятый, в котором период времени представляет собой время пребывания твердого компонента в предконтакторе, причем предконтактор выполнен с возможностью принимать по меньшей мере часть двух или более компонентов каталитической системы полимеризации, и при этом один из двух или более компонентов каталитической системы полимеризации включает твердый компонент.
[00240] Двенадцатый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по одиннадцатому варианту осуществления изобретения, в котором мутность измеряют выше по потоку от предконтактора, ниже по потоку от предконтактора, либо в обоих направлениях.
[00241] Тринадцатый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с первого по двенадцатый, в котором баланс массы рассчитан через предконтактор с получением количества твердого компонента в предконтакторе.
[00242] Четырнадцатый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с первого по тринадцатый, в котором два или более компонентов каталитической системы полимеризации могут контактировать друг с другом выше по потоку от предконтактора.
[00243] Пятнадцатый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с первого по четырнадцатый, в котором твердый компонент хранится в резервуаре-хранилище выше по потоку от реактора, и при этом мутность сырьевого потока, поступающего в реактор, измеряется ниже по потоку от резервуара-хранилища.
[00244] Шестнадцатый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по пятнадцатому варианту осуществления изобретения, в котором баланс массы рассчитан через резервуар-хранилище с получением количества твердого компонента в резервуаре-хранилище.
[00245] Семнадцатый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с первого по шестнадцатый, в котором баланс массы рассчитан через резервуар-хранилище, чтобы получить коэффициент корреляции, причем коэффициент корреляции используется с калибровочной кривой для (b) преобразования мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, в концентрацию твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор.
[00246] Восемнадцатый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с первого по семнадцатый, в котором сырьевой поток, поступающий в реактор, поступает в реактор полимеризации, петлевой суспензионный реактор или газофазный реактор.
[00247] Девятнадцатый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с первого по восемнадцатый, в котором концентрация твердого компонента используется для вычисления одного или более соотношений компонентов каталитической системы полимеризации.
[00248] Двадцатый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по девятнадцатому варианту осуществления изобретения, в котором одно или более соотношение компонентов каталитической системы полимеризации сравниваются с одним или более целевыми соотношениями.
[00249] Двадцать первый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по двадцатому варианту осуществления изобретения, в котором одно или более соотношение компонентов каталитической системы полимеризации различны по сравнению с одним или более целевым соотношением, и при этом количество по меньшей мере одного компонента каталитической системы полимеризации регулируют для достижения целевого соотношения.
[00250] Двадцать второй вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с первого по двадцать первый, в котором твердый компонент включает катализатор на основе хрома.
[00251] Двадцать третий вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с первого по двадцать второй, в котором катализатор на основе хрома включает хром (VI).
[00252] Двадцать четвертый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с первого по двадцать третий, в котором катализатор на основе хрома содержит материал носителя и соединение хрома.
[00253] Двадцать пятый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по двадцать четвертому варианту осуществления изобретения, в котором материал носителя включает неорганический оксид, диоксид кремния, оксид алюминия, диоксид кремния-оксид алюминия, диоксид титана, диоксид кремния-диоксид титана, оксид алюминия-диоксид титана, алюмофосфат, алюмофосфат-диоксид титана, оксид магния, диоксид циркония, диоксид кремния-оксид циркония, оксид алюминия-оксид циркония, оксид церия, оксид циркония-оксид церия, оксид бора, диоксид тория, глину, цеолиты, их смешанные оксиды, или их комбинации.
[00254] Двадцать шестой вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с первого по двадцать пятый, в котором соединение хрома включает оксид хрома, триоксид хрома, третичный бутилхромат, соединение диаренового хрома (0), ацетаты хрома, нитраты хрома, карбоксилаты хрома, нафтенаты хрома, галогениды хрома, пирролиды хрома, бензоаты хрома, хромовые дионаты, сульфаты хрома, соединения хрома (III), сульфат хрома (III), хлорид хрома (III), нитрат хрома (III), бромид хрома, ацетилацетонат хрома (III), ацетат хрома (III), изооктаноат хрома (III), хрома (III) 2,2,6,6-тетраметилгептандионат, нафтенат хрома (III), трис(2-этилгексаноат)хрома (III), фторид хрома, окси-2-этилгексаноат хрома (III), дихлорэтилгексаноат хрома (III), бутират хрома (III), неопентаноат хрома (III), лаурат хрома (III), оксалат хрома (III), бензоат хрома (III), пирролид(ы) хрома (III), перхлорат хрома (III), хлорат хрома (III), соединения хрома (II), фторид хрома (II), хлорид хрома (II), бромид хрома (II), йодид хрома (II), сульфат хрома (II), ацетат хрома (II), бис(2-этилгексаноат) хрома (II), бутират хрома (II), неопентаноат хрома (II), лаурат хрома (II), стеарат хрома (II), оксалат хрома (II), бензоат хрома (II), пирролид(ы) хрома (II), хромосульфат, бисциклопентадиенил хрома (II), или их комбинации.
[00255] Двадцать седьмой вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с первого по двадцать шестой, в котором катализатор на основе хрома характеризуют с помощью времени пребывания в реакторе от около 30 минут до около 90 минут.
[00256] Двадцать девятый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по двадцать седьмому вариант осуществления изобретения, в котором мутность сырьевого потока, поступающего в реактор, концентрацию катализатора на основе хрома в сырьевом потоке, поступающем в реактор, либо оба, усредняют по времени пребывания в реакторе с получением усредненной мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, усредненной концентрации катализатора на основе хрома в сырьевом потоке, поступающем в реактор, либо оба.
[00257] Двадцать девятый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с первого по двадцать первый, в котором твердый компонент содержит активатор.
[00258] Тридцатый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по двадцать девятому варианту осуществления изобретения, в котором каталитическая система полимеризации включает катализатор, содержащий по меньшей мере один металлоцен.
[00259] Тридцать первый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из двадцать девятого и тридцатого вариантов осуществления изобретения, в котором каталитическая система полимеризации дополнительно включает сокатализатор.
[00260] Тридцать второй вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по тридцать первому варианту осуществления изобретения, в котором сокатализатор включает алюминийорганическое соединение, алкилалюминий, триалкилалюминий, триизобутилалюминий, три-н-бутилалюминий, три-октил-бутилалюминий, триэтилалюминий, триметилалюминий, диэтилалюминийэтоксид, диэтилалюминий цианид, алкилалюминиевые комплексы, алкилалюминийгалогениды, диэтилалюминийхлорид, диизобутилалюминийхлорид, этилалюминийсесквихлорид, частично гидролизованные алкилалюминиевые соединения, алюминоксаны, метилалюмоксан, модифицированный метилалюмоксан, изобутилалюмоксан, трет-бутилалюмоксаны, борорганическое соединение, триэтилбор, органоборатные соединения, литийорганические соединения, ионизирующие ионные соединения, или их комбинации.
[00261] Тридцать третий вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с двадцать девятого по тридцать второй, в котором активатор включает глинистый минерал; диоктаэдрические (Al) глины; триоктаэдрические (Mg) глины; бентониты; монтмориллониты; муллиты; аллофаны; смектиты; нетрониты; гекториты; лапониты; галлуаиты; вермикулиты; слюды; флюориты; хлориты; смешанные глины; волокнистые глины; сепиолиты; аттапульгиты; палыгорскиты; серпентиновые глины; иллиты; сапониты; сшитую глину (глину после пилларинга); эксфолиатную глину; эксфолиатную глину, загущенную в другую оксидную матрицу; слоистый силикатный минерал; неслоистый силикатный минерал; слоистый алюмосиликатный минерал; неслоистый алюмосиликатный минерал; ионообменную глину; ионообменные слоистые алюмосиликаты, и их подобные производные, или их комбинации.
[00262] Тридцать четвертый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с двадцать девятого по тридцать третий, в котором активатор включает твердый оксид, химически обработанный электроноакцепторным компонентом.
2
3
2
3
2
3
2
3
4
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
3
2
5
2
5
2
2
2
2
2
5
3
2
3
2
[00263] Тридцать пятый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по тридцать четвертому варианту осуществления изобретения, в котором твердый оксид включает оксид алюминия (AlO), оксид бора (ВО), ВеО, BiO, СеО, CdO, CoO, CrO, CuO, FeO, GaO, LaO, MnO, MoO, NiO, РО, SbO, диоксид кремния (SiO), SnO, SrO, оксид тория (ThO), диоксид титана (TiO), VO, WO, YO, оксид цинка (ZnO), диоксид циркония (ZrO), оксид магния (MgO), фосфат алюминия, алюмофосфат, гетерополивольфрамат, цеолиты, диоксид кремния-оксид алюминия, оксид алюминия, покрытый диоксидом кремния, диоксид кремния-диоксид титана, соосажденный диоксид кремния/диоксид титана, диоксид кремния-диоксид циркония, оксид алюминия-диоксид титана, оксид алюминия-диоксид циркония, алюминат цинка, оксид алюминия-оксид бора, диоксид кремния-оксид бора, алюмофосфат-диоксид кремния, диоксид титана-диоксид циркония, их смешанные оксиды, или их комбинации.
[00264] Тридцать шестой вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с двадцать девятого по тридцать пятый, в котором электроноакцепторный компонент включает сульфат, бисульфат, фторид, хлорид, бромид, йодид, фторсульфат, фторборат, фосфат, фторфосфат, трифторацетат, трифлат, фторцирконат, фтортитанат, фосфовольфрамат, или их комбинации.
[00265] Тридцать седьмой вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с двадцать девятого по тридцать шестой, в котором активатор включает фторированный оксид алюминия, хлорированный оксид алюминия, бромированный оксид алюминия, сульфатированный оксид алюминия, фторированный диоксид кремния-оксид алюминия, хлорированный диоксид кремния-оксид алюминия, бромированный диоксид кремния-оксид алюминия, сульфатированный диоксид кремния-оксид алюминия, фторированный диоксид кремния-диоксид циркония, хлорированный диоксид кремния-диоксид циркония, бромированный диоксид кремния-диоксид циркония, сульфатированный диоксид кремния-диоксид циркония, фторированный диоксид кремния-диоксид титана, оксид алюминия покрытый фторированным диоксидом кремния, оксид алюминия покрытый сульфатированным диоксидом кремния, оксид алюминия покрытый фосфатированным диоксидом кремния, оксид алюминия, обработанный гексафторотитановой кислотой, оксид алюминия покрытый диоксидом кремния, обработанный гексафторотитановой кислотой, диоксид кремния-оксид алюминия, обработанный гексафторциркониевой кислотой, диоксид кремния-оксид алюминия, обработанный трифторуксусной кислотой, фторированный оксид бора-оксид алюминия, диоксид кремния, обработанный тетрафторборной кислотой, оксид алюминия, обработанный тетрафторборной кислотой, оксид алюминия, обработанный гексафторфосфорной кислотой, или их комбинации.
[00266] Тридцать восьмой вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с двадцать девятого по тридцать седьмой, в котором активатор подается в предконтактор, причем предконтактор выполненный с возможностью получать каталитическую систему полимеризации через один или более потоков предконтактной смеси, и при этом по меньшей мере один из потоков предконтактной смеси содержит по меньшей мере часть активатора.
[00267] Тридцать девятый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по тридцать восьмой вариант осуществления изобретения, в котором по меньшей мере один из потоков предконтактной смеси содержит по меньшей мере часть катализатора, по меньшей мере часть сокатализатора, либо оба.
[00268] Сороковой вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с двадцать девятого по тридцать девятый, в котором по меньшей мере часть катализатора и по меньшей мере часть сокатализатора приводят в контакт друг с другом выше по потоку от предконтактора.
[00269] Сорок первый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с двадцать девятого по сороковой вариант реализации изобретений, в котором активатор характеризуют с помощью времени пребывания в предконтакторе от около 1 минуты до около 60 минут.
[00270] Сорок второй вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по сорок первый вариант осуществления изобретения, в котором сырьевой поток, поступающий в реактор, содержит по меньшей мере часть потока предконтактной смеси, содержащий по меньшей мере часть активатора, и при этом мутность потока предконтактной смеси, содержащий по меньшей мере часть активатора усредняли по времени пребывания в предконтакторе для получения усредненной мутности активатора, усредненной концентрации активатора, либо оба.
[00271] Сорок третий вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с двадцать девятого по сорок второй, в котором баланс массы рассчитан через предконтактор для получения количества активатора в предконтакторе.
[00272] Сорок четвертый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с двадцать девятого по сорок третий, в котором активатор хранится в резервуаре-хранилище выше по потоку от реактора, и при этом мутность сырьевого потока, поступающего в реактор, измеряется ниже по потоку от резервуара-хранилища.
[00273] Сорок пятый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по сорок четвертому варианту осуществления изобретения, в котором резервуар-хранилище расположен выше по потоку от предконтактора.
[00274] Сорок шестой вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по сорок пятому варианту осуществления изобретения, в котором мутность сырьевого потока, поступающего в реактор, измеряли (i) ниже по потоку от резервуара-хранилища и выше по потоку от предконтактора; (ii) ниже по потоку от предконтактора и выше по потоку от реактора; или их комбинации.
[00275] Сорок седьмой вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с двадцать девятого по сорок шестой, в котором баланс массы рассчитан через резервуар-хранилище с получением количества активатора в резервуаре-хранилище.
[00276] Сорок восьмой вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с двадцать девятого по сорок седьмой дополнительно включающий вычисление соотношения активатор/катализатор, соотношение активатор/сокатализатор, либо оба; и сравнение соотношения активатор/катализатор с целевым соотношением активатор/катализатор, соотношения активатор/сокатализатор с целевым соотношением активатор/сокатализатор, либо оба.
[00277] Сорок девятый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по сорок восьмому варианту осуществления изобретения, в котором соотношение активатор/катализатор отличается при сравнении с целевым соотношением активатор/катализатор, и при этом соотношение активатор/сокатализатор то же при сравнении с целевым соотношением активатор/сокатализатор, дополнительно включающий регулирование количества катализатора для достижения целевого отношения активатор/катализатор.
[00278] Пятидесятый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с двадцать девятого по сорок девятый, в котором соотношение активатор/катализатор является одинаковым при сравнении с целевым соотношением активатор/катализатор, и при этом соотношение активатор/сокатализатор отличается при сравнении с целевым соотношением активатор/сокатализатор, дополнительно включающий регулирование количества сокатализатора для достижения целевого отношения активатор/сокатализатор.
[00279] Пятьдесят первый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с двадцать девятого по пятидесятый, в котором соотношение активатор/катализатор отличается при сравнении с целевым соотношением активатор/катализатор, и при этом соотношение активатор/сокатализатор отличается при сравнении с целевым соотношением активатор/сокатализатор, дополнительно включающий регулирование количества активатора для достижения целевого отношения активатор/катализатор и целевого отношения активатор/сокатализатор.
[00280] Пятьдесят второй вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с двадцать девятого по пятьдесят первый, в котором (b) преобразование мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, в концентрацию твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор, дополнительно включает вычитание фонового сигнала по меньшей мере одного металлоцена от измеренной мутности сырьевого потока, поступающего в реактор.
[00281] Пятьдесят третий вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ контроля содержания твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор, в системе производства полимера, включающий: (а) измерение мутности потока предконтактной смеси, причем поток предконтактной смеси содержит твердый компонент каталитической системы полимеризации; и (b) преобразование мутности потока предконтактной смеси в концентрацию твердого компонента в потоке предконтактной смеси на выходе, причем поток предконтактной смеси на выходе включает сырьевой поток, поступающий в реактор.
[00282] Пятьдесят четвертый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по пятьдесят третьему варианту осуществления изобретения, в котором твердый компонент содержит активатор, и при этом каталитическая система полимеризации содержит по меньшей мере один металлоцен и алюминийорганическое соединение.
[00283] Пятьдесят пятый вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по любому из вариантов осуществления изобретения с пятьдесят третьего по пятьдесят четвертый, дополнительно включающий вычисление баланса массы в предконтакторе с получением количества активатора в предконтакторе; вычисление соотношения активатор/по меньшей мере один металлоцен, соотношение активатор/алюминийорганическое соединение, либо оба; и вычисление соотношения активатор/по меньшей мере один металлоцен к целевому соотношению активатор/по меньшей мере один металлоцен, соотношению активатор/алюминийорганическое соединение к целевому соотношению активатор/алюминийорганическое соединение, либо оба.
[00284] Пятьдесят шестой вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ контроля содержания твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор, в системе производства полимера, включающий: (а) измерение мутности потока предконтактной смеси на выходе, причем поток предконтактной смеси на выходе включает сырьевой поток, поступающий в реактор; и (b) преобразование мутности потока предконтактной смеси на выходе в концентрацию твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор.
[00285] Пятьдесят седьмой вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по пятьдесят шестому варианту осуществления изобретения, в котором твердый компонент содержит активатор, причем каталитическая система полимеризации содержит по меньшей мере один металлоцен и алюминийорганическое соединение, и при этом концентрацию по меньшей мере одного металлоцена и алюминийорганического соединения измеряют выше по потоку от предконтактора.
[00286] Пятьдесят восьмой вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по пятьдесят седьмому варианту осуществления изобретения, в котором (а) измерение мутности потока предконтактной смеси на выходе дополнительно включает вычитание фонового сигнала по меньшей мере одного металлоцена от измеренной мутности потока предконтактной смеси на выходе.
[00287] Пятьдесят девятый вариант осуществления изобретения, представляющий собой систему производства полиэтилена, включающая: каталитическую систему полимеризации, содержащую по меньшей мере один катализатор и активатор, причем по меньшей мере один катализатор, активатор, либо оба, представляют собой твердый компонент каталитической системы полимеризации; предконтактор, выполненный с возможностью получать каталитическую систему полимеризации через один или более потоков предконтактной смеси, причем по меньшей мере один из потоков предконтактной смеси содержит по меньшей мере часть твердого компонента; поток предконтактной смеси на выходе, выходящий из предконтактора, причем поток предконтактной смеси на выходе содержит по меньшей мере часть каталитической системы полимеризации; полимеризационный реактор для получения полиэтилена выполненный с возможностью приема по меньшей мере части потока предконтактной смеси на выходе в виде сырьевого потока, поступающего в реактор, причем сырьевой поток, поступающий в реактор, содержит по меньшей мере часть твердого компонента; и по меньшей мере один турбидиметр для измерения мутности потока предконтактной смеси, имеющего в нем твердый компонент, мутности потока предконтактной смеси на выходе, имеющего в нем твердый компонент, либо оба, при этом мутность потока предконтактной смеси, мутность потока предконтактной смеси на выходе, либо оба, преобразовывают в концентрацию твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор.
[00288] Шестидесятый вариант осуществления изобретения, представляющий собой систему производства полиэтилена по пятьдесят девятому варианту осуществления изобретения, дополнительно содержащую систему управления, причем система управления содержит по меньшей мере один процессор и по меньшей мере один регулятор; при этом по меньшей мере один процессор принимаем от по меньшей мере одного турбидиметра сигнал мутности, представляющий собой мутность потока предконтактной смеси, мутность потока предконтактной смеси на выходе, либо обе; причем по меньшей мере один процессор преобразовывает сигнал мутности в концентрацию твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор; причем по меньшей мере один процессор вычисляет одно или более соотношение компонентов каталитической системы полимеризации, используя концентрацию твердого компонента в сырьевом потоке, поступающем в реактор; причем по меньшей мере один процессор сравнивает одно или более соотношение компонентов каталитической системы полимеризации с одним или более целевым соотношением; причем по меньшей мере один процессор, когда одно или более соотношение компонентов каталитической системы полимеризации различны по сравнению с одним или более целевыми соотношениями, передает сигнал по меньшей мере одному регулятору; и при этом по меньшей мере один регулятор корректирует количество по меньшей мере одного компонента каталитической системы полимеризации для достижения целевого соотношения.
[00289] Шестьдесят первый вариант осуществления изобретения, представляющий собой систему производства полиэтилена по шестидесятому варианту осуществления изобретения, в которой система управления представляет собой распределенную систему управления.
[00290] Шестьдесят второй вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ по шестидесятому варианту осуществления изобретения, в котором измерение мутности сырьевого потока, поступающего в реактор, ниже по потоку от резервуара-хранилища, обеспечивает данные в квазиреальном времени о пустом резервуаре-хранилище.
[00291] В то время как варианты осуществления изобретения показаны и описаны, их модификации могут быть выполнены без отклонения от духа и содержимого изобретения. Варианты реализации изобретений и примеры, описанные в данном документе, являются только примерами, и не предназначены для ограничения. Многие варианты и модификации изобретения, раскрытые в данном описании, возможны и находятся в пределах объема настоящего изобретения.
1
u
1
u
1
[00292] По меньшей мере один вариант осуществления изобретения раскрыт и вариации, комбинации и/или модификации варианта (вариантов) осуществления и или признаков варианта (вариантов) осуществления, выполнены лицом, имеющим обычную квалификацию в данной области техники, входят в объем раскрытия. Альтернативные варианты осуществления, которые являются результатом объединения, интеграции и/или исключения признаков варианта(ов), также входят в объем данного описания. Если числовые диапазоны или ограничения четко указаны, то такие выраженные диапазоны или ограничения следует понимать, как включающие повторяющиеся диапазоны или ограничения подобной величины, попадающие в явно указанные диапазоны или ограничения (например, от около 1 до около 10 включает 2, 3, 4, и т.д.; более чем 0,10 включает 0,11, 0,12, 0,13, и т.д.). Например, всякий раз, когда числовой диапазон с нижним пределом, R, и верхним пределом, R, раскрыт, любое количество, попадающее в диапазон, раскрывается конкретно. В частности, следующие числа в пределах диапазона раскрыты конкретно: R=R+k* (R-R), причем k представляет собой переменную от 1 процента до 100 процентов с приростом в 1 процент, т.е., k представляет собой 1 процент, 2 процента, 3 процента, 4 процента, 5 процента, ...50 процентов, 51 процентов, 52 процентов... 95 процентов, 96 процентов, 97 процентов, 98 процентов, 99 процентов или 100 процентов. Кроме того, численный диапазон, определенный двумя числами R, как определено выше, также специально раскрыт. Использование термина «необязательно» по отношению к любому элементу формулы изобретения означает, что элемент необходим, или в качестве альтернативы, элемент не требуется, оба варианта находящиеся в пределах объема формулы изобретения. Использование более широких терминов, таких как содержит, включает и должны быть поняты для обеспечения поддержки более узких терминов, таких как, состоящий из, состоящий преимущественно из.
[00293] Соответственно, объем защиты не ограничивается описанием, изложенным выше, но ограничивается только следующей формулой изобретения, причем объем включает все эквиваленты заявленного предмета. Каждый пункт формулы включен в описание в качестве варианта реализации настоящего изобретения. Таким образом, формула изобретения является дополнительным описанием и является дополнением к подробному описанию настоящего изобретения.