[发明专利]来自具有故意热梯度的环管反应器的宽分子量分布聚合物产物

说明书

具有宽分子量分布的聚烯烃的生产方法可包括：在环管反应器内在催化剂体系存在下聚合一种或多种单体以生产多分散性指数为2.5至8的聚烯烃产物，其中环管反应器包括串联的两个或更多个反应器，和其中环管反应器具有50℃至150℃的环管热梯度和/或沿着环管反应器10℃至50℃的组件间热梯度的标准偏差。

相关申请的交叉参考

本申请要求2019年4月5日提交的U.S.S.N.62/829,750和2019年5月10日提交的欧洲申请19173838.4的优先权，本文通过参考将其引入。

背景技术

本发明涉及控制来自聚合反应的聚合物产物的分子量分布。

在工业规模的聚合反应中，溶液聚合和淤浆聚合是牵涉在溶剂中溶解或悬浮聚合物的两种主要方法。在溶液聚合方法中，单体，催化剂/活化剂，和聚合物溶解在溶剂，典型地，非反应性溶剂中。反应释放的热量被溶剂吸收并通过各种方法移除，其中包括，但不限于急冷进料溶剂，回流冷却，夹套冷却，和外部换热器。在反应后，在浓缩和脱挥发分段中，从聚合物中闪蒸掉溶剂与未反应的单体。然后挤出所得熔融聚合物并在水中造粒以形成小的粒料，随后将其干燥并装袋。淤浆聚合具有类似步骤，主要区别在于将聚合物悬浮在溶剂中且溶剂可以是反应性的。

在溶液和淤浆聚合这两种方法中使用连续搅拌罐反应器(CSTR)和环管反应器。尽管CSTR溶液或淤浆聚合方法有益地充分混合反应物和催化剂，但这些方法努力适应因从反应器中热量移除不充分导致的非常高的聚合热。也就是说，在CSTR中用于聚合的回流冷却，冷却夹套，或急冷进料提供有限的除热能力，这导致较高的反应温度。目前，茂金属催化剂因其与常规齐格勒-纳塔催化剂相比较高的催化剂活性而广泛用于生产聚烯烃。然而，茂金属催化剂通常要求比齐格勒催化剂低的反应温度。因此，若在溶液或淤浆聚合方法中使用CSTR，则通常需要稀的聚合物浓度或降低的转化率。

在溶液和淤浆聚合方法中，环管反应器可克服CSTR的局限性。通常环管反应器是在环管内的若干换热器。环管反应器可带离聚合反应释放的大量热量，这使得能够实现高的聚合物浓度和高的单体转化率。而且，在采用进料急冷情况下，与在CSTR中的工艺相比反应温度可维持在显著较低的温度下，从而满足茂金属催化剂的要求。

分子量分布对聚合物的机械性能具有深远的影响。一般地，因聚合物链高度缠结导致高的分子量会增加强度，韧度，抗冲击性，和抗龟裂性。然而，高分子量还增加粘度，这使得加工聚合物更加困难。低分子量使得能够实施较高的分子迁移和较低的粘度，因为更多的端基会增加自由体积，从而导致更加容易加工的聚合物。当设计聚合物产物时，重要的是平衡聚合物中的高分子量和低分子量两个部分，以便提供可同时合理地加工并生产具有良好机械性能制品的聚合物。然而，在溶液或淤浆聚合方法中，由于催化剂，特别地广泛采用的茂金属催化剂体系(它通常产生具有窄分子量分布的聚合物)的可获得性的局限性，导致并不容易实现这种平衡的聚合物设计。

发明概述

本发明涉及通过在环管反应器内诱导热梯度使来自聚合反应的聚合物产物分子量分布增宽。

第一非限制性实例实施方案是包括下述步骤的方法：在环管反应器内在催化剂体系存在下聚合一种或多种单体以生产多分散性指数为2.5至8的聚烯烃产物，其中环管反应器包括串联的两个或更多个反应器，和其中环管反应器具有50℃至150℃的环管热梯度。

第二非限制性实例实施方案是包括下述步骤的方法：在环管反应器内在催化剂体系存在下聚合一种或多种单体以生产多分散性指数为2.5至8的聚烯烃产物，其中环管反应器包括串联的两个或更多个反应器，和其中环管反应器具有沿着环管反应器10℃至50℃的组件间热梯度的标准偏差。

附图简述

包括下述附图，阐述实施方案的某些方面，且不应当被视为独特的实施方案。所披露的主题在形式和功能上能进行明显改性，改变，组合和等价，这将发生于熟练本领域且受益于本发明公开内容的技术人员中。