[发明专利]向溶液聚合反应器供应固体催化剂的方法

说明书

公开了溶液聚合方法，或，备选地，将粉末催化剂输送至溶液聚合反应器的方法，包括将均相单位点催化剂前体与α‑烯烃单体结合以形成聚烯烃，其中所述均相单位点催化剂前体呈(i)干粉末、(ii)悬浮在脂族烃溶剂中，或(iii)悬浮在油或蜡中的形式，其中当所述均相单位点催化剂前体在进入溶液聚合反应器之前悬浮在脂族烃溶剂中时，按大于0.8毫摩尔/升的浓度。

发明人：Peijun Jiang、Robert T.Li、Jay L.Reimers

优先权声明

本申请要求于2016年8月10日提交的USSN 62/373,120和于2016年9月19日提交的EP 16189476.1的优先权和利益并通过参考以全文引入。

技术领域

本公开内容涉及在均相溶液聚合方法中在不使用芳族溶剂的情况下将干燥或悬浮催化剂传送到反应器的方法。本公开内容还涉及在不使用芳族运载介质的情况下将催化剂悬浮液输送至均相溶液聚合反应器的方法。

背景技术

将催化剂供应给聚合反应器并达到高催化剂效率同时使不希望的后果最小化已经是许多商业方法的挑战。所遇到的问题取决于催化剂的形式(即，固态、颗粒尺寸、液态、溶剂类型等)和正使用的聚合方法。所遇到的问题可能由以下因素产生：催化剂降解、催化剂进料速率的差的控制、进料管线的堵塞、催化剂与单体及其它聚合介质的不良混合、不希望量的运载介质导入到方法中、对聚合介质或运载溶剂的差的溶解性和对产物中残留溶剂的关注。特别地，一些催化剂受困于与方法中用作载体的烃的延长接触。

大多数聚合催化剂是负载型非均相催化剂，或非负载型均相催化剂(下面更多描述)。负载型非均相催化剂用于淤浆和气相聚合反应器。此种催化剂的活性成分负载在固态、不溶性载体上并因此不溶于任何溶剂。典型地，将此种负载型催化剂以干粉末形式或作为在溶剂中的淤浆输送或“传送”到工艺管线和/或反应器中。气相流化床聚合反应器通常采用干催化剂输送系统，有时使用载气。淤浆反应器通常采用某种类型的溶剂来输送非均相催化剂。

但是采用溶剂的聚合方法例如淤浆和溶液聚合存在特定的问题。与气相聚合反应器的情况不同，当将催化剂输送到淤浆或溶液聚合反应器中时喷射气体是不希望的，因为过量气体可能引起可操作性问题。另外，一些负载型非均相催化剂受困于与用于输送它们的溶剂的延长接触并导致低的催化剂效率。将纯固态粉末催化剂传送到淤浆或溶液反应器也可能存在问题，因为系统的生产率可能低。

均相催化剂用于溶液聚合方法。许多烯烃聚合方法在惰性液态有机溶剂存在下进行，并且产生的聚合物溶解在该惰性有机溶剂中。在烯烃溶液聚合中，将催化剂典型地溶解在运载介质中并呈溶液形式输送到聚合反应器中。然后将催化剂溶液与单体及其它聚合介质混合并且聚合以液态进行。催化剂运载介质可以与用于聚合的溶剂相同，或可以使用具有更好溶解力的不同类型的溶剂。在一些情况下，存在催化剂(虽然均相，但是弱可溶性)的问题。

脂族烃溶剂典型地用于烯烃的溶液聚合。相对照而言，芳族溶剂典型地用作催化剂运载介质，这归因于催化剂在脂族烃溶剂中的差的溶解力。据承认，芳族溶剂的应用是有利的，因为好的溶解性改进催化剂利用效率。然而，就芳族溶剂例如甲苯和二甲苯的应用而言存在其它担心。芳族溶剂的应用可能在与高分子量聚合物产物的溶剂分离和溶剂回收和回到聚合反应器的再循环方面增加附加的要求/成本。催化剂对于运载介质例如烃溶剂的延长暴露可能导致催化剂失活或引起工艺缺陷。

使用非芳族溶剂将催化剂输送到溶液聚合反应将是合乎需要的。US 2015/0094434公开了使用脂族烃溶剂溶解金属茂催化剂的方法。然而，在脂族烃溶剂中的催化剂浓度限于0.02-0.6mmol/升溶剂，这归因于该公开内容中的催化剂的脂族烃溶剂的差的溶解力。在该公开内容中，发现催化剂的悬浮液导致差的聚合物生产率和聚合物产率。