專利名稱：氣相聚合的方法
技術領域：
本發明涉及將一種或多種催化劑組分引入到氣相聚合反應器來達到特定粒度分 布的注嘴。實施方式還涉及制備具有特定粒度分布的聚合物的方法。實施方式還涉及包含 通過所披露方法制備的聚合物的組合物。背景已經使用液態形式的催化劑制備聚合物來控制如粒度分布和流動性等性能。液態 催化劑的實例包括但不限于，茂金屬催化劑和齊格勒_納塔催化劑。其它液態催化劑包括 引入具有至少一個n鍵配體的過渡金屬-IV、V、和VI族金屬-的催化劑。將催化劑作為液體進料注入到聚合反應中獲得對反應的更好控制，從而優化反應 的熱力學并控制聚合物的粒度分布(PSD)。PSD影響聚合物性能，如聚合物粒子的流動特 性、聚合物的炭黑擔載、吹掃聚合物粒子的能力、在聚合物的包裝中的分離度、產生的廢料 量、以及聚合物的總體一致性。進一步，生產的末期，微細和超尺寸顆粒代表在聚合物生產 中的廢料。粒度傳統地通過機械方法如篩分來控制。這些方法通常在聚合物已從聚合反應器 中移除之后進行。美國專利5，317，036 (Brady, III，等)描述了通過使用液態催化劑的烯烴的氣相 聚合。美國專利5，693，727 (Goode,等)披露了通過將液態催化劑噴霧進聚合物粒子貧瘠的 區域來控制聚合物PSD。先前描述的方法通過使液態催化劑的液滴在與聚合物流化床接觸 (通過使用吹掃氣體從入口催化劑流使聚合物粒子偏轉來實現)之前分散進氣相一小段時 間來控制粒度。概述披露了催化劑注料嘴，其包括具有開口端的外管、連接到外管開口端的具有直徑 的注嘴稍部、外管內部的連接到注嘴稍部的孔、外管內部的連接到孔的內部混合區、進一步 包括連接到內部混合區的開口端的位于外管內部的內管，其中在內部混合區、在霧化氣體 與液態催化劑進料流量比為約0. 05 約10時，在霧化氣體和至少一種液態催化劑進料之 間不形成穩態均勻的兩相流動型態。披露了在具有至少一個催化劑注料嘴的氣相聚合反應器中制備聚合物的方法，所 述方法包括將至少一種單體進料到氣相聚合反應器中，將至少一種液態催化劑以及霧化 氣體經由所述至少一個催化劑注料嘴注入到聚合反應器中，其中在氣相聚合條件注入至少 一種液態催化劑引發與至少一種單體的聚合反應，并且其中至少一種液態催化劑選自液態 催化劑、基于淤漿的催化劑、及其組合。披露了下述方法制備的基本上脆的聚合物組合物，所述方法中所述聚合物組合物不包含催化劑載體并且包含約1. 5 約3. 5的未過濾的質量平均的粒度分布。附圖簡述當結合附圖一起閱讀時，將會更好地理解前面的概述以及后面的詳述。然而，應該 理解的是，本發明不限于所示精確的安排及手段。附圖中的組分并不必須按規定比例，而是 重點在于清晰闡明本發明的原理。此外，在附圖中，類似參考的數字指代遍及幾張視圖的相 應部分。
圖1闡明了具有液態催化劑注射系統的簡化聚合。圖2闡明了催化劑注料嘴的實施方式的各種要素。圖3闡明了通過各種催化劑注料嘴，包括實施方式的注嘴得到的噴霧型式。圖4闡明了制備一種或多種聚合物的實施方式的方法的流程圖。圖5是闡明注嘴類型中的變化以及加工條件對所得聚合物的D-比例的影響的圖。圖6是闡明注嘴類型中的變化以及加工條件對所得聚合物平均粒度(APS)的影響 的圖。圖7是闡明注嘴類型中的變化以及加工條件對所得聚合物D50的影響的圖。圖8是闡明注嘴類型中的變化以及加工條件對所得聚合物中附凝物(Agglom)形 成的影響的圖。詳述下面的討論使本領域技術人員能夠制備和使用所披露的組合物和方法。除了不背 離所披露組合物和方法的精神及范圍的那些詳細信息以外，描述的普遍原理可以應用于實 施方式和應用。所披露的組合物和方法不限于所示的實施方式，而是符合與所披露的原理 和特征一致的最寬的范圍。設計實施方式的注嘴，用來在氣相聚合反應器中在常規氣相加工條件下制備具有 基本上窄的粒度分布的聚合物。實施方式的方法使用實施方式的注嘴在氣相聚合反應器中 制備具有基本上窄的粒度分布的聚合物。在氣相聚合反應器中在氣相聚合條件下使用實施 方式的注嘴制備實施方式的聚合物組合物。術語“粒度分布” (PSD)指粒度的總體范圍(從粗粒的至微細的)。術語“注嘴”指 設計用來控制流體的流動特性的機械設備。術語“流體的流動特性”指受流動型態影響的流 體的性質。流動型態的一個實例是分散流，其指多相流體流動型態，特征在于氣相分散進液 相。術語“聚合物”指包含化學鍵合原子的長鏈的彈性體大分子。長鏈中的原子可以是碳、 氫、氧或硅。術語“烯烴”指特征在于在其結構內具有至少一個雙鍵的烯烴。“a-烯烴”或 “ 1"烯烴”具體地指至少在化合物第一個碳原子和第二個碳原子之間具有一個雙鍵的烯烴。與現有技術中描述的方法和手段相比，本申請描述的實施方式改進了氣相聚合反 應的可操作性和穩定性。一些實施方式提供降低液態催化劑和霧化氣體流的可變性并且穩 定催化劑注嘴壓降的注嘴。支撐管出口相對于注料嘴稍部的位置對于提供對催化劑注料嘴 的控制和穩定性很關鍵-在現有技術中未認識到的事實。這種穩定性允許了對霧化氣體 液態催化劑的進料比的更大控制，從而潛在地導致了更窄的產物聚合物PSD。更窄的產物聚 合物PSD產生更少的廢物，這是通過在催化劑從粒子貧瘠區域出現之后限制微細和過大顆 粒的產生實現的。一些實施方式提供制備聚合物產物的方法，該聚合物產物的PSD比現有 技術能夠獲得的PSD窄。
圖1闡明了具有液態催化劑注射系統100的簡化聚合。系統100可以用于以連 續或不連續的方式生產一種或多種聚合物。在一些實施方式中，系統100包括聚合反應器 102、催化劑注料嘴104、霧化氣體源106、液態催化劑貯存罐108、皮托管流量計110、和液體 流量計112。系統100內的單元通過使用進給線相連。進給線的實例是本領域熟知的，并且 包括但不限于，管材、管、和耐壓管路。進給線可以進一步包括一個或多個閥、氣體分離器、 排氣孔、和其它本領域已知的管道部件。聚合反應器102的實例包括但不限于，連續攪拌釜反應器(CSTR)、活塞流反應器 (PFR)、和管狀反應器。在一些實施方式中，聚合反應器102是氣相聚合反應器。在這樣的 實施方式中，聚合反應器102可以是氣相流體床反應器。在需要將進料組分均勻分散到聚 合反應器102內的混合物中時，聚合反應器102還可以包括至少一個進料混合器、分料器、 或注嘴配件。使用系統100生產聚合物的方法包括將至少一種單體加入到聚合反應器102中并 從聚合反應器102中提取聚合物產物。在一些實施方式中，可以將附加組分注入到聚合反 應器102中來影響聚合過程。通過使用一個或多個聚合反應器102上的入口加入單體和附 加組分。通過一個或多個聚合反應器102上的出口從聚合反應器102提取聚合物產物。將液態催化劑進料用作在系統100中生產聚合物的方法的一部分。使用催化劑注 料嘴104將液態催化劑進料注入到聚合反應器102中。在一些實施方式中，聚合反應器102 可以具有多于一個類似于催化劑注料嘴104的注嘴來注射一種或多種液態催化劑進料。催 化劑注料嘴104可以由加工惰性的材料制成，所述材料如316不銹鋼或MONEL (Specialty Metals Corp. ；New Hartford，NY)。在一些實施方式中，設置催化劑注料嘴104來處理在 霧化氣體協助下注入的液態催化劑進料。液態催化劑進料和霧化氣體的混合物可以稱為 “氣輔液態催化劑進料”。在這樣的實施方式中，催化劑注料嘴104可以具有套管類型的設 計。在一些實施方式中，催化劑注料嘴104的長度與聚合反應器102的直徑的比例可以是 約1 4。在一些其它的實施方式中，催化劑注料嘴104的長度與其出口孔的直徑可以具有 預先確定的比例。在其中包括霧化氣體的實施方式中，從霧化氣體源106提供霧化氣體到催化劑注 料嘴104中，其中霧化氣體源106為霧化氣體的貯存設備。霧化氣體源106的實例包括但 不限于，料筒、罐、貯存罐、和低溫容器。在一些實施方式中，皮托管流量計110是連接在將 霧化氣體從霧化氣體源106運至催化劑注料嘴104的進給線上的，從而來測量霧化氣體進 入催化劑注料嘴104的流速。在一些實施方式中，將液態催化劑進料從液態催化劑貯存罐108提供到催化劑注 料嘴104中，其中液態催化劑貯存罐108是能夠在壓力下放出液體的容器。在一些實施方 式中，液態催化劑貯存罐108包括具有一個或多個脈沖減震器來將瞬時進料速率的可變性 降到最低的泵。液態催化劑貯存罐108的實例包括但不限于，壓力反應器、流化罐、貯存罐、 料筒、壓力釜、和料斗。在一些實施方式中，液體流量計112是連接在將液態催化劑進料運 至催化劑注料嘴104的進給線上的，并且用于測量流體進料的流動速率。液體流量計112 的實例包括但不限于，文丘里管、皮托管、孔板、旋渦流量計、磁流量計、和科里奧利流量計。使用系統100生產聚合物的方法包括將至少一種單體組分加入到聚合反應器102 中。通過使用一個或多個聚合反應器102上的入口加入單體。單體的實例包括但不限于，C2 C2Q a -烯烴(如乙烯和丙烯)、和C6 C2Q 二烯(如環戊二烯、乙叉降冰片烯、乙叉降冰 片二烯、苯乙烯、和丁二烯)。使用系統100生產聚合物的方法包括將至少一種液態催化劑進料注入到聚合反 應器102中。液態催化劑進料的實例可以包括，例如，固體載體催化劑，如分散的固體催化 劑、粒狀固體催化劑和無載體的幾何限定催化劑。在一些實施方式中，霧化氣體用于運輸和 吸出液態催化劑進料。霧化氣體的實例可以包括但不限于，氮氣、惰性氣體如氬氣和氦氣， 丙烯、和超臨界C02。在一些實施方式中，還可以將至少一種添加劑加入到聚合反應器102中。在這樣 的實施方式中，添加劑可以是“阻凝劑”。如所用的術語“阻凝劑”指抑制聚合物粒子粘在一 起的任意添加劑。阻凝劑的實例包括但不限于，硅石、滑石、和炭黑。加入的炭黑量可以為 約5磅(2. 3千克) 約35磅(15. 9千克)的炭黑每一百份聚合物。在一些實施方式中，還可以將至少一種溶劑加入到聚合物反應器102中。溶劑的 實例包括但不限于，甲醇、丙酮、和正庚烷。通過將液態催化劑進料經由催化劑注料嘴104注入到聚合反應器102中，所述至 少一種單體在氣相聚合條件與液態催化劑接觸，并聚合生成所得聚合物。在一些實施方式 中，聚合物可以包含均聚物，如基于乙烯的聚合物或基于丙烯的聚合物。在其它的實施方式 中，聚合物可以包含一種或多種不同單體(如烯烴和二烯)的互聚物。在一些這樣的實施 方式中，聚合物可以是EPDM橡膠。在其它的實施方式中，聚合物可以包含約4. 5wt %的乙叉 降冰片烯和約69wt %的乙烯聚合物，基于聚合物的總重量。在這樣的實施方式中，聚合物粘 度可以是約85門尼單位。在另一種實施方式中，聚合物組合物是包含約20 約95襯％的 乙烯或丙烯以及最高約10wt%的二烯單體的互聚物，基于聚合物的總重量。圖2闡明用于體系100的催化劑注料嘴104的實施方式。催化劑注料嘴200包括 外管202、內管204、環狀空間205、一個或多個定中心接線片206、內部混合室208、混合區 210、孔211、和注嘴稍部212。如前所述，催化劑注料嘴104的實施方式可以用來將液態催化劑注入到聚合反應 器102中。在各種實施方式中，氣輔液態催化劑進料可以包含至少一種液態催化劑和霧化 氣體。液態催化劑的類型的實例包括但不限于，液態催化劑和基于淤漿的催化劑。液態催 化劑的實例可以包括茂金屬催化劑和齊格勒_納塔類型催化劑。霧化氣體的實例可以包括 但不限于，氮氣、惰性氣體(如氬氣和氦氣)、丙烯、和超臨界C02。在一些實施方式中，液態催化劑進料到催化劑注料嘴200中并且與霧化氣體以特 定比例混合。在一些實施方式中，霧化氣體與液態催化劑進料的比例、或霧化氣體液態催 化劑的比例，是約0. 05 約10，并且優選的是約0. 1 約2。在一些實施方式中，外管202運載霧化氣體，并且內管204運載液態催化劑進料。 霧化氣體和液態催化劑進料在內部混合室208中混合，并且在經由孔211吸出至聚合反應 器102中之前，在混合區210中進一步混合并一起壓縮。在一些實施方式中，內管204中的 液體流可以表現為環隙流。在一些實施方式中，外管202或內管204的其一或全部可以由 316不銹鋼制成。在一些實施方式中，外管202和內管204可以是同中心的。在一些實施方式中，外 管202的直徑可以與內管204的直徑相關聯從而形成外管202和內管204之間的環狀空間
7205。在這樣的實施方式中，霧化氣體在外管202和內管204之間的環狀空間205中流動。 在一些實施方式中，外管202的直徑為約0.1英寸(2. 5毫米) 約0.5英寸(12.7毫米)。 在某些實施方式中，外管202的直徑為約0.25英寸(6.4毫米)。在一些實施方式中，內管 204的直徑為約0.05英寸(1.3毫米) 約0.25英寸(6. 4毫米)。在某些實施方式中，內 管204的直徑為約0. 125英寸(3. 2毫米)。在一些實施方式中，每個管壁的厚度為約0. 028 英寸(0. 7毫米)。在一些實施方式中，外管202與內管204的直徑比例為約1. 5 約3，并 且優選的是約2。催化劑注料嘴200的實施方式可以包括由至少一個定中心接線片206支撐的內管 204。定中心接線片206可以由包括但不限于銅、鐵、銀、或塑料的材料制成。鄰近催化劑注 料嘴200的內管204的末端是與內部混合室208相連的。當霧化氣體和液態催化劑進料兩股單獨的流突然合并時，內部混合室208允許兩 者的湍流混合。在一些實施方式中，沿著內部混合室208的流體通道的長度可以是約0. 25 英寸(6. 4毫米)至約1英寸(25. 4毫米)，并且優選的是約0. 5英寸(12. 7毫米)。內部混合室208與混合點210相連。混合點210是來自內部混合室208的霧化氣 體和液態催化劑進料的混合物通過收縮的區域、壓縮、并且合并成氣輔液態催化劑進料的 地點。混合點210與注嘴稍部212鄰近。實施方式的催化劑注料嘴防止在氣輔液態催化劑進料內形成均勻的氣/液兩相 稀相流動型態。均勻的氣/液兩相稀相流動型態的形成導致注入到聚合反應器102中的液 氣比例可變性的增加。液氣混合物中的可變性是由于發生在兩相體系中(特別是氣/液體 系)的“脈沖”效應產生的。液體脈沖的發生來自于兩相流通過接觸和冷凝(condensation) 而粘附在管壁上。在兩相體系中，液層建立于管壁上而氣相繼續保持不衰退。最終，足夠的 液體積聚來克服氣體流的影響，并且該液體通過重力的作用被拉到一起。隨著液體積聚，逐 漸阻礙了氣體流。此時氣體流不得不把冷凝的液體推到一旁，以便其可以繼續在管中移動。 由于氣體失去能量來推動冷凝的液體，氣體的壓力下降并且速度減小。隨著氣體能量和速 度的減小，冷凝的液體移動回到位置。脈沖效應來自于氣體將液體從氣體流中推開以及液 體移動回到氣體流道。此外，隨著運載氣體失去能量并且壓降增加，氣體中的更多的攜帶流 體掉落并且積聚在液相，進一步使問題惡化。通過將液態催化劑進料與霧化氣體隔離直到必須使兩者結合在一起來達到經由 孔211進入聚合反應器102的吸出作用，實施方式的催化劑注料嘴防止這種條件形成。通 過保持兩股進料分開直到必須的混合點，防止在外管202的壁上形成液相，所述液相的形 成將阻礙運送液態催化劑進料的霧化氣體的前進。由于在實施方式注嘴中的霧化氣體無需 如前述一樣地去推動冷凝的液體，因此不形成系統脈沖效應。由于在實施方式的注嘴中不 形成脈沖，霧化氣體的穩流以及對氣液進料比例的更好控制都可以維持。此外，由于實施方 式的注嘴中的霧化氣體無須不斷地去推動液體冷凝物，與在現有技術注嘴的類似條件下所 需的氣體相比，可以用更少的氣體來達到液態催化劑的吸出作用。穩流和對催化劑進料的 更好控制導致需要更低的氣液比例。這些性質影響引入聚合反應器102中氣輔液態催化劑 進料內的液態催化劑進料的液滴尺寸分布以及影響霧化氣體的保持。在將催化劑組分注入到聚合反應器102中之前，使內部混合室208和混合區 210 (共同形成內部混合區220)沿著流體通道的相加長度最優化來避免脈沖流動型態的發展。避免了系統脈沖流動型態，這是因為內管204的近末端與孔211的起點之間的距離在 液態催化劑進料和霧化氣體的進料速度不允許穩態均勻的兩相流(即，氣體和液體)型態 的形成。如前所述，霧化氣體與液態催化劑進料的比例，或霧化氣體液態催化劑的比例，為 約0. 05 約10。這種進料比例以及催化劑注料嘴200的這種結構避免系統脈沖流形成。控制混合點210離內管204近末端的距離(通過作為流動減震器)來減少霧化 氣體和液態催化劑的混合物中的流動可變性。在一些實施方式中，內部混合室208的起點 (在內管204的近末端)與混合點210的末端(在孔211的入口 )之間距離(該距離反映 內部混合區220沿著流動通道的長度)是約0. 5英寸(12. 7毫米) 約1. 5英寸(38. 1毫 米)，并且優選的是約1. 0英寸(25. 4毫米)。孔211和注嘴稍部212在催化劑注料嘴200的末端形成開口，從該開口將進料引 入到聚合反應器102中。在一些實施方式中，注嘴稍部212的尺寸是直徑為約0. 065英寸 (1.65毫米)。在一些實施方式中，孔211的長度與注嘴稍部212的直徑的比為約500 1 約 0. 1 1。在一些實施方式中，孔211和注嘴稍部212使催化劑進料得以霧化。控制內管 204中液態催化劑進料的相對速度和從注嘴稍部212中的放出流速來達到液態催化劑進料 的目標液滴尺寸分布，霧化氣體速度影響在注嘴稍部212產生的粒子貧瘠區域(particle lean zone)的大小。在一些實施方式中，流經注嘴稍部212的液態催化劑進料可以表現為 分散流。實施方式的催化劑注料嘴與液態催化劑進料的種類無關。實施方式如催化劑注料 嘴200減少注入進聚合反應器102的液態催化劑進料中的脈沖，從而提供對進料流壓力的 更好控制。實施方式的催化劑注料嘴提供所注射的液態催化劑進料的基本上窄的液滴尺寸 分布，其進而反映在所得聚合物的粒度分布。液態催化劑進料的窄的液滴尺寸分布導致附 聚體和細粒的形成的減少。在一些實施方式中，催化劑注料嘴200所具有的上游壓力與下游壓力(也稱為“壓 降”)的比例為約1.05 1 約2 1，并且優選為約1.2 1 約1.5 1。術語“上游 壓力”指在混合點210的壓力并且術語“下游壓力”指在聚合物反應器102中的壓力。氣輔液態催化劑進料中的液態催化劑進料的可控液滴尺寸分布導致在聚合反應 器102中制備的脆的烯烴聚合物的基本上窄的D-比例。術語“D-比例”指烯烴聚合物組合 物的未過濾的質量平均PSD。D-比例越接近0，PSD的范圍越窄。D-比例限定為
魔例— D50其中所用的“D50”指允許按重量50%的粒子通過的理論篩孔的尺寸。類似地， “D90”指允許按重量90%的粒子通過的篩孔的尺寸，并且“D10”是允許按重量10%的粒子 通過的篩網的尺寸。在一些實施方式中，制備的烯烴聚合物組合物的D-比例為約1. 5 約 3 5 o在一些實施方式中，所得聚合物產生的未過濾的粒度分布可以是約125微米 約 12，700 微米。
圖3闡明了通過各種催化劑注料嘴(包括實施方式的注嘴)得到的氣輔液態催化 劑進料的噴霧型式。圖3a是通過現有技術已知的標準注嘴得到的噴霧型式的圖像。圖3b 通過套管類型注嘴(代表的是實施方式的催化劑注料嘴)得到的噴霧型式的圖像。套管式 注嘴可以與如圖2所示例和如前所描述的催化劑注料嘴200類似。圖3c是通過套管類型 注嘴在“基本條件”下同時運載301bS/hr(13.6kg/hr)的水時得到的噴霧型式的圖像。圖 3d是通過實施方式代表物的套管類型注嘴得到的噴霧型式的圖像，與霧化氣體的基本條件 相比流速降低以及運載301bS/hr(13.6kg/hr)的水。對于圖3d，霧化氣體的流速降至等于 基本條件的約60%的量。圖4闡明了制備一種或多種聚合物的實施方式的方法400的流程圖。實施方式的 方法400可以通過使用具有至少一個實施方式的注嘴(如催化劑注料嘴200)的實施方式 的系統(如系統100)來進行。在實施方式的方法的步驟402，將至少一種單體組分注入到 聚合反應器中。在實施方式的方法中，單體組分可以包括乙烯、丙烯、環戊二烯、乙叉降冰片 烯、乙叉降冰片二烯、苯乙烯、丁二烯、及其混合物。在一些實施方式的方法中，單體組分可 以進一步包含一種或多種溶劑和添加劑(如阻凝劑)。在一些實施方式中，步驟402還可以 包括調整聚合反應器內的反應條件(如溫度和壓力)來使聚合反應能夠進行。在一種實施 方式中，聚合物反應器與聚合反應器102類似。在如圖4所示的實施方式的方法的步驟404，將包含至少一種霧化氣體和至少一 種液態催化劑的氣輔液態催化劑進料注入到聚合反應器中。在一種實施方式中，將氣輔液 態催化劑進料以基本上恒定和穩定的流速注入。所用術語“基本上恒定和穩定的流速”指 無明顯脈沖的流體流動。通過減少霧化氣體和液態催化劑進料的混合時間，從而防止發展 的兩相流的形成，來達到無明顯脈沖的氣輔液態催化劑進料流。為進一步使該影響最小化， 如一個或多個脈沖減震器和恒流泵的裝置可以用于實施方式的方法來達到恒定的液態催 化劑流速。在如圖4所示的實施方式的方法的步驟406得到最終聚合物。最終聚合物是不具 有催化劑載體并且進一步具有窄的粒度分布的基本上脆的烯烴聚合物組合物。術語“基本 上脆的”表示如非全部，則大部分烯烴聚合物組合物的固體顆粒是用壓力或外力的小規模 應用(如用手的操作)易于粉碎或變成類似粉末的形狀。注射的步驟(步驟402)提供基 本上窄的催化劑液滴尺寸分布。基本上窄的催化劑液滴尺寸分布導致基本上窄的烯烴聚合 物未過濾的粒度分布。在本發明的一種實施方式中，最終聚合物的未過濾的質量平均粒度 分布，或D-比例，為約1. 5 約3. 5。在一些實施方式中，最終的烯烴聚合物組合物的重均分子量為約100,000 約 5，000，000克每摩爾，優選的是約250,000 約5，000，000克每摩爾，并且更優選的是約 500，000 約4，000，000克每摩爾。值得注意的是所得聚合物的粒度分布的范圍在篩分或 過濾的任意步驟之前已被決定。在一些實施方式中，最終的聚合物是烯烴聚合物。在一些實施方式中，聚合物可以 是C2 C1(l a -烯烴和C6 C2(l 二烯的共聚物，并且在一些實施方式中，其還可以包括一種或 多種交聯的鏈。在一些實施方式中，聚合物組合物可以包含約20wt% 約95襯％的乙烯或 丙烯或其混合物，基于聚合物的總重量。在一些實施方式中，聚合物組合物可以包括最高約 10wt %的二烯單體，基于聚合物的總重量。
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所得聚合物的實例可以包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、EPDM橡膠、及其混合物。 實施例對實施方式的注嘴和本領域已知的標準注嘴在相應加工條件下的性能進行比較。 “標準注嘴”是如圖3所示的注嘴。實施方式的注嘴是之前描述并如圖2所示的類型的“TnT 注嘴”(套管)。
權利要求
一種催化劑注料嘴，包含具有開口端的外管；連接到外管開口端的具有直徑的注嘴稍部；外管內部的連接到注嘴稍部的孔；外管內部的連接到孔的內部混合區；進一步包括連接到內部混合區的開口端的位于外管內部的內管；其中在內部混合區，在霧化氣體與液態催化劑進料流量比為約0.05～約10時，在霧化氣體和至少一種液態催化劑進料之間不形成穩態均勻的兩相流動型態。
2.權利要求1中所述的注嘴，其中所述孔的軸向長度與所述注嘴稍部的直徑比為約 500 1 約 0. 1 1。
3.權利要求1中所述的注嘴，其中壓降比例為約1.05 1 約2 1。
4.權利要求1中所述的注嘴，其中所述至少一種液態催化劑進料包含液態催化劑和基 于淤漿的催化劑中的至少一種。
5.權利要求1中所述的注嘴，其中所述霧化氣體選自氮氣、丙烯、惰性氣體、超臨界流 體、及其組合。
6.一種在具有至少一個權利要求1中所述催化劑注料嘴的氣相聚合反應器中制備聚 合物的方法，所述方法包括將至少一種單體進料到氣相聚合反應器中，將至少一種液態催化劑以及霧化氣體經由所述至少一個催化劑注料嘴注入到聚合反 應器中，其中在氣相聚合條件注入所述至少一種液態催化劑引發與所述至少一種單體的聚合 反應，并且其中所述至少一種液態催化劑選自液態催化劑、基于淤漿的催化劑、及其組合。
7.權利要求6中所述的方法，其中所述至少一種液態催化劑選自齊格勒-納塔催化劑 和茂金屬催化劑。
8.權利要求6中所述的方法，其中所述霧化氣體選自氮氣、丙烯、惰性氣體、超臨界流 體、及其組合。
9.權利要求6中所述的方法，其中將所述霧化氣體和至少一種液態催化劑以約0.05 約10的比例注入。
10.權利要求6中所述的方法，其中所述至少一種單體選自C2 C2(1a -烯烴和C6 C2(1 -~ 火布o
11.權利要求10中所述的方法，其中所述二烯選自環戊二烯、乙叉降冰片烯、乙叉降冰 片二烯、苯乙烯、丁二烯、及其組合。
12.權利要求6中所述的方法，其中所述方法進一步包括將一種或多種阻凝劑加入到聚合反應器中。
13.權利要求12中所述的方法，其中所述一種或多種阻凝劑是炭黑。
14.權利要求13中所述的方法，其中炭黑與所述聚合物的比例為約5 約35磅炭黑每一百份聚合物。
15.一種通過權利要求6中所述方法制備的基本上脆的聚合物組合物，其中所述聚合物組合物不包含催化劑載體，并且包含約1. 5 約3. 5的未過濾的質量平均的粒度分布。
16.權利要求15中所述的聚合物組合物，其中所述聚合物組合物的重均分子量為約 100，000 約5，000，000克每摩爾。
17.權利要求15中所述的聚合物組合物，其中所述聚合物組合物包含共聚物，所述共 聚物包含約20 約95wt%的乙烯或丙烯、或其組合，并包含量大于0 約10襯％的二烯單 體，基于聚合物的總重量。
18.權利要求15中所述的聚合物組合物，其中所述聚合物組合物包含基于乙烯的聚合 物和基于丙烯的聚合物中的至少一種。
19.權利要求15中所述的聚合物組合物，其中所述聚合物組合物包含EPDM橡膠。
20.權利要求15中所述的聚合物組合物，其中所述聚合物組合物的未過濾的粒度分布 為約125微米 約12，700微米。
全文摘要
披露了催化劑注料嘴，其包含具有開口端的外管、連接到外管開口端的具有直徑的注嘴稍部、外管內部的連接到注嘴稍部的孔、外管內部的連接到孔的內部混合區、進一步包括連接到內部混合區的開口端的位于外管內部的內管，其中在內部混合區、在霧化氣體與液態催化劑進料流量比為約0.05～約10時，在霧化氣體和至少一種液態催化劑進料之間不形成穩態均勻的兩相流動型態。
文檔編號B01J8/24GK101977676SQ200980110314
公開日2011年2月16日 申請日期2009年1月23日 優先權日2008年1月24日
發明者布魯斯·格特納, 戴維·登頓, 查爾斯·利普 申請人:陶氏環球技術公司