Труба из мультимодального полиэтилена - RU2019110832A
Код документа: RU2019110832A
Формула
1. Реакторная система для способа полимеризации для получения мультимодального полиэтилена, включающая:
(а) первый реактор;
(b) установку для удаления водорода, расположенную между первым реактором и вторым реактором и включающую, по меньшей мере, одну емкость, соединенную с оборудованием для сбрасывания давления, предпочтительно выбираемым из вакуумного насоса, компрессора, газодувки, эжектора или их комбинации, при этом оборудование для сбрасывания давления делает возможным доведение рабочего давления до значений в диапазоне 100-200 кПа (абс.);
(с) второй реактор; и
(d) третий реактор.
2. Реакторная система по п. 1, где оборудование для сбрасывания давления делает возможным доведение рабочего давления в установке для удаления водорода до значений в диапазоне 103-145 кПа (абс.), предпочтительно 104-130 кПа (абс.), наиболее предпочтительно от 105 до 115 кПа (абс.).
3. Реакторная система по п. 1 или 2, где установка для удаления водорода дополнительно включает отгоночную колонну для отделения водорода и жидкого разбавителя.
4. Способ производства композиции мультимодального полиэтилена в реакторной системе по любому из пп. 1-3, включающий:
(а) полимеризацию этилена в инертной углеводородной среде в первом реакторе в присутствии системы катализатора, выбираемой из катализатора Циглера-Натта или металлоцена, и водорода в количестве в диапазоне 0,1-95% (моль.) по отношению к общему количеству газа, присутствующего в паровой фазе в первом реакторе, для получения низкомолекулярного полиэтилена, характеризующегося среднемассовой молекулярной массой (Mw) в диапазоне от 20000 до 90000 г/моль, или среднемолекулярного полиэтилена, характеризующегося среднемассовой молекулярной массой (Mw) в диапазоне от более чем 90000 до 150000 г/моль, где низкомолекулярный полиэтилен, соответственно, среднемолекулярный полиэтилен, характеризуется плотностью, составляющей, по меньшей мере, 0,965 г/см3, и низкомолекулярный полиэтилен характеризуется значением MI2 в диапазоне от 10 до 1000 г/10 мин, а среднемолекулярный полиэтилен характеризуется значением MI2 в диапазоне от 0,1 до 10 г/10 мин;
(b) удаление в установке для удаления водорода от 98,0 до 99,8% (масс.) водорода, содержащегося в суспензионной смеси, полученной из первого реактора, при давлении в диапазоне 103-145 кПа (абс.) и передачу полученной остаточной смеси во второй реактор;
(с) полимеризацию этилена и необязательно С4 - С12 α-олефинового сомономера во втором реакторе в присутствии системы катализатора, выбираемой из катализатора Циглера-Натта или металлоцена, и в присутствии водорода в количестве, полученном на стадии (b), для получения первого высокомолекулярного полиэтилена, характеризующегося среднемассовой молекулярной массой (Mw) в диапазоне от более, чем 150000 до 1000000 г/моль, или первого сверхвысокомолекулярного полиэтилена в виде гомополимера или сополимера, характеризующегося среднемассовой молекулярной массой (Mw) в диапазоне от более, чем 1000000 до 5000000 г/моль, и передачу получающейся в результате смеси в третий реактор; и
(d) полимеризацию этилена и необязательно С4 - С12 α-олефинового сомономера в третьем реакторе в присутствии системы катализатора, выбираемой из катализатора Циглера-Натта или металлоцена, и водорода, где количество водорода в третьем реакторе находится в диапазоне 0,1-70% (моль.), предпочтительно 0,1-60% (моль.), по отношению к общему количеству газа, присутствующего в паровой фазе в третьем реакторе, или необязательно соответствует по существу отсутствию водорода, для получения второго высокомолекулярного полиэтилена, характеризующегося среднемассовой молекулярной массой (Mw) в диапазоне от более, чем 150000 до 1000000 г/моль, или второго сверхвысокомолекулярного полиэтиленового гомополимера или сополимера, характеризующегося среднемассовой молекулярной массой (Mw) в диапазоне от более, чем 1000000 до 5000000 г/моль.
5. Способ по п. 4, где удаляют 98,0-99,8% (масс.) водорода, более предпочтительно 98,0-99,5% (масс.), а наиболее предпочтительно от 98,0 до 99,1% (масс.).
6. Способ по п. 4 или 5, где рабочее давление в установке для удаления водорода находится в диапазоне 103-145 кПа (абс.), более предпочтительно 104-130 кПа (абс.), а наиболее предпочтительно от 105 до 115 кПа (абс.).
7. Композиция мультимодального полиэтилена, получаемая при использовании способа по любому одному из пп. 4-6 и содержащая:
(А) от 30 до 65 массовых частей, предпочтительно от 40 до 65 массовых частей, предпочтительно от 50 до 60 массовых частей, низкомолекулярного полиэтилена или среднемолекулярного полиэтилена;
(В) от 10 до 20 массовых частей, предпочтительно от 10 до 15 массовых частей, первого высокомолекулярного полиэтилена или первого сверхвысокомолекулярного полиэтилена; и
(С) от 25 до 40 массовых частей, предпочтительно от 30 до 38 массовых частей, второго высокомолекулярного полиэтилена или второго сверхвысокомолекулярного полиэтилена, где соотношение Mw/Mn между среднемассовой молекулярной массой Mw и среднечисленной молекулярной массой Mn композиции мультимодального полиэтилена находится в диапазоне от 10 до 60, предпочтительно от 10 до 40, где Mw и Mn, соответственно, определяют при использовании гельпроникающей хроматографии.
8. Композиция мультимодального полиэтилена, содержащая:
(А) от 40 до 65 массовых частей, предпочтительно от 50 до 60 массовых частей, низкомолекулярного полиэтилена, характеризующегося среднемассовой молекулярной массой (Mw) в диапазоне от 20000 до 90000 г/моль, или среднемолекулярного полиэтилена, характеризующегося среднемассовой молекулярной массой (Mw) в диапазоне от более чем 90000 до 150000 г/моль;
(В) от 10 до 20 массовых частей, предпочтительно от 10 до 15 массовых частей, первого высокомолекулярного полиэтилена, характеризующегося среднемассовой молекулярной массой (Mw) в диапазоне от более, чем 150000 до 1000000 г/моль, или первого сверхвысокомолекулярного полиэтилена, характеризующегося среднемассовой молекулярной массой (Mw) в диапазоне от более, чем 1000000 до 5000000 г/моль; и
(С) от 25 до 40 массовых частей, предпочтительно от 30 до 38 массовых частей, второго высокомолекулярного полиэтиленового сополимера, характеризующегося среднемассовой молекулярной массой (Mw) в диапазоне от более, чем 150000 до 1000000 г/моль, или второго сверхвысокомолекулярного полиэтилена, характеризующегося среднемассовой молекулярной массой (Mw) в диапазоне от более, чем 1000000 до 5000000 г/моль, где соотношение Mw/Mn между среднемассовой молекулярной массой Mw и среднечисленной молекулярной массой Mn композиции мультимодального полиэтилена находится в диапазоне от 10 до 60, предпочтительно от 20 до 30, где Mw и Mn, соответственно, определяют при использовании гельпроникающей хроматографии, и имеет место степень кристалличности, составляющая, по меньшей мере, 57%, предпочтительно, по меньшей мере, 60%, согласно определению при использовании дифференциальной сканирующей калориметрии.
9. Композиция мультимодального полиэтилена по п. 7 или 8, где композиция мультимодального полиэтилена характеризуется степенью кристалличности в диапазоне от 57 до 70%, предпочтительно от 60 до 70%, согласно определению при использовании дифференциальной сканирующей калориметрии.
10. Композиция мультимодального полиэтилена по п. 7 или 9, где композиция мультимодального полиэтилена характеризуется среднемассовой молекулярной массой в диапазоне от 80000 до 1300000 г/моль, предпочтительно от 200000 до 400000 г/моль, предпочтительно от 250000 до 350000 г/моль, согласно измерению при использовании гельпроникающей хроматографии.
11. Композиция мультимодального полиэтилена по любому из пп. 7-10, где композиция мультимодального полиэтилена характеризуется среднечисленной молекулярной массой в диапазоне от 5000 до 30000 г/моль, от 8000 до 20000 г/моль, предпочтительно от 10000 до 15000 г/моль, согласно измерению при использовании гельпроникающей хроматографии.
12. Композиция мультимодального полиэтилена по любому из пп. 7-11, где композиция мультимодального полиэтилена характеризуется Z-средней молекулярной массой в диапазоне от 800000 до 6000000 г/моль, предпочтительно от 800000 до 3000000 г/моль, более предпочтительно от 1000000 до 2500000 г/моль, согласно измерению при использовании гельпроникающей хроматографии.
13. Композиция мультимодального полиэтилена по любому из пп. 7-12, где композиция мультимодального полиэтилена характеризуется плотностью в диапазоне от 0,940 до 0,965, предпочтительно от 0,945 до 0,965 г/см3, предпочтительно от 0,958 до 0,963 г/см3, в соответствии с документом ISO 1183 и/или индексом текучести расплава MI5 в диапазоне от 0,1 до 60 г/10 мин, предпочтительно от 0,1 до 0,5 г/10 мин, предпочтительно от 0,1 до 0,4 г/10 мин, предпочтительно от 0,15 до 0,3 г/10 мин.
14. Композиция мультимодального полиэтилена по п. 13, где композиция мультимодального полиэтилена характеризуется индексом текучести расплава MI5 в диапазоне от 0,190 до 0,4 г/10 мин, предпочтительно от 0,195 до 0,275 г/10 мин.
15. Композиция мультимодального полиэтилена по пп. 7-12, где композиция мультимодального полиэтилена характеризуется средним периодом повторения для ламели, включающим кристаллическую часть и аморфную часть, где кристаллическая часть имеет среднюю толщину, составляющую, по меньшей мере, 7,2 нм, а аморфная часть имеет среднюю толщину, составляющую, по меньшей мере, 19 нм.
16. Композиция мультимодального полиэтилена по п. 15, где кристаллическая часть имеет среднюю толщину в диапазоне от 7,2 нм до 9,0 нм, предпочтительно от 7,2 нм до 8,5 нм, предпочтительно от 7,2 нм до 8,3 нм, предпочтительно от 7,23 до 8,22 нм; и/или аморфная часть имеет среднюю толщину в диапазоне от 19 нм до 30 нм, предпочтительно от 19 нм до 25 нм, предпочтительно от 19 нм до 23 нм, предпочтительно от 19 нм до 22 нм, предпочтительно от 19,55 нм до 21,38 нм.
17. Композиция мультимодального полиэтилена по пп. 7-16, где альфа-температура композиции мультимодального полиэтилена составляет, по меньшей мере, 60°С, предпочтительно, по меньшей мере, 63°С, более предпочтительно находится в диапазоне от 63 до 70°С, наиболее предпочтительно от 63 до 65°С.
18. Композиция мультимодального полиэтилена по п. 17, где альфа-температура находится в диапазоне от 63,46 до 64,46°С.
19. Применение трубы, содержащей композицию мультимодального полиэтилена по любым предшествующим пп. 7-18, для областей применения при давлении, составляющем, по меньшей мере, 12,5 МПа.
