[发明专利]活性监控和聚合过程控制

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制液体进料流的方法，该方法是如下进行的：测量该包含引发剂或催化剂的液体进料流的至少一个光谱、在所述光谱的基础上使用一种预测模型确定其活性并且调节这些进料流和/或调节该包含引发剂或催化剂的进料流的制备条件以获得或维持一个所希望的总活性水平。在另一个方面，本发明涉及在一个聚合反应器中通过使包含单体以及引发剂或催化剂的多个液体进料流相接触而制备聚合物的一个受控的过程，其中对进入该聚合反应器的这些进料流的控制和/或对该引发剂或催化剂制备的控制是如下进行的：测量该包含引发剂或催化剂的液体进料流的至少一个光谱、在所述光谱的基础上使用一种预测模型确定其活性并且调节这些进料流和/或调节该包含引发剂或催化剂的进料流的制备条件以在该聚合反应器内获得或维持一个所希望的总活性水平。

更具体地说，本发明涉及在用于异烯烃和/或多烯烃的共聚反应（特别是用于由异丁烯和异戊二烯制备丁基橡胶）的一个过程中控制含铝引发剂的活性的一种方法。

本发明进一步涉及适合用于运行所述过程的一种化学设备。

背景技术

用于聚合反应的引发剂或催化剂体系经常表现出高度变化的并且可控制性或可重现性较差的活性，因为活性中心的典型地极低的浓度受到制备条件以及痕量成分的存在的强烈影响。

对一种引发剂或催化剂体系的评估典型地要求大量测试，因为所确立的适合于在线监测引发剂或催化剂活性的分析方法目前不是可用的。

例如通过ATR-IR或量热学测量法对单体消耗以及聚合物形成的实时监控从Storey,R.F.;Donnalley,A.B.;Maggio,T.L.Macromolecules1998,31,1523以及A.Ledwith,E.Lockett,D.C.Sherrington,Polymer1975,16,31中是已知的。然而，并未测量引发剂活性的贡献和品质以及它们与其他也可能影响聚合动力学的因素的区别。

在X.Xu,Y.Wu,Y.Qiu,C.Dong,G.y.Wu,H.Wang,Eur.Polym.J.2006,42,2791and L.Balogh,L.Fabián,I.Majoros,T.Kelen,Polym.Bull.1990,23,75中，已经使用了电导率测量来确定引发剂溶液中的离子浓度以及离解度。

在G.Heublein,J.Macromol.Sci.-Chem.1985,A22,1277and R.Metava,C.Konstantinov,V.Kaibanov,J.Polym.Sci.Part A,Polym.Chem.1970,8,3563中，披露了将引发剂特征与催化活性相联系的尝试。

从EP0948761A进一步获知了通过使用变化的工艺参数来控制一种卤丁基橡胶产物的特性，这些参数具体是作为过程控制参数的门尼粘度以及聚合物分子量分布。该过程使用一个原位测量系统进行，该系统不要求从该过程中去除任何样品材料并且它尤其包括一个傅里叶变换近红外（FTNIR）光谱仪。然而，EP0948761A并未披露这样的聚合物制造过程：该制造过程使用了在聚合过程中采用的一种催化剂或引发剂的活性作为过程控制参数。

发明内容

因此，仍然需要如下一种方法，该方法允许在连续或分批的聚合反应中使用引发剂或催化剂之前确定活性并且特别允许通过使用该活性作为过程控制参数来控制在所述聚合过程中采用的催化剂或引发剂的量。

现在提供一种用于制备聚合物的受控的过程，该过程至少包括以下步骤：

a)制备一种第一活性液体介质，该第一活性液体介质包括至少一种聚合催化剂或至少一种聚合引发剂

b)使以下各项在一个聚合反应器中进行接触：

●一个体积的所述第一活性液体介质的进料流V1，该第一活性液体介质包括至少一种聚合催化剂或至少一种聚合引发剂

与

●一个体积的一种第二液体介质的进料流V2，该第二液体介质包括一个量M的至少一种可聚合单体

以便形成一种反应介质，并且使该至少一种可聚合单体在该反应介质内进行聚合从而形成含一种聚合物的一种产物介质，

其中

●在步骤b)中使用的进料流V1和V2

是通过至少以下步骤进行控制的

i）测量该第一活性液体介质的至少一个光谱

ii）使用一个预测模型确定该第一活性液体介质的比活性（a_比）