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Dokumentenidentifikation DE60307785T2 13.09.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001463573
Titel KRISTALLISATIONSVORRICHTUNG UND IHRE ANWENDUNG ZUR GEWINNUNG VON KRISTALLEN
Anmelder Borealis Technology Oy, Porvoo, FI
Erfinder MÖRSKY, Esa, FIN-06750 Tolkkinen, FI;
LOUHELAINEN, Jarmo, FIN-00960 Helsinki, FI
Vertreter Kador & Partner, 80469 München
DE-Aktenzeichen 60307785
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 08.01.2003
EP-Aktenzeichen 037292638
WO-Anmeldetag 08.01.2003
PCT-Aktenzeichen PCT/FI03/00008
WO-Veröffentlichungsnummer 2003057341
WO-Veröffentlichungsdatum 17.07.2003
EP-Offenlegungsdatum 06.10.2004
EP date of grant 23.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.09.2007
IPC-Hauptklasse B01D 9/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B01J 19/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B01J 19/10(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Herstellung von festen Katalysatorträgern durch Kristallisieren und betrifft Verfahren zum Kristallisieren des Trägers und Verfahren zum Entfernen des Trägers aus der Kristallisationskammer.

Allgemeiner Stand der Technik

Polymerisationskatalysatoren, wie Katalysatoren vom Ziegler-Natta-Typ, werden gewöhnlich auf festen Trägerpartikeln aufgebracht. Die chemische Zusammensetzung, die Struktur der Oberfläche, die Morphologie und die Größe der Partikel sind für die Aktivität des Katalysators und für die Eigenschaften des zu erzeugenden Polymers wichtig.

Bestimmte Träger, wie MgCl2·(ROH)n, worin R eine Alkylgruppe und n 1 bis 6 sind, werden durch Schmelzen der Substanz und anschließendes Kristallisieren der Schmelze in einer Sprühkammer hergestellt. Die kristallisierten Partikeln werden gesiebt, um zu kleine und zu große Partikel zu entfernen. Die Schmelze kann z.B. durch eine rotierende Düse gesprüht werden, wie es in EP 655 073 beschrieben ist. Ein Problem bei solchen Verfahren besteht darin, daß der Träger dazu neigt, an den Wänden der Kammer zu kleben und zu agglomerieren. Das verringert die Ausbeute und Qualität des Trägers. Zum Entfernen des Trägers von den Wänden wurden pneumatische Hämmer verwendet. Das war jedoch nicht sehr wirksam. Das Hämmern beschädigt die Kammer auch schnell.

WO 98/53926 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von zu säubernden Gegenständen mittels Schwingungen in Form von Schallwellen. Ein Schallwellenstoß mit einer ausgewählten Frequenz wird erzeugt und ein Stoß mit einer ausgewählten Dauer wird auf den zu säubernden Gegenstand gerichtet. Nachdem die Lautstärke des Schalls ihr Maximum erreicht hat, wird sie auf eine vorher ausgewählte geringere Lautstärke verringert. Der Wellenstoß wird dann nach einem vorbestimmten Zeitabstand wiederholt.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Nunmehr sind ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Trägers in einer Kammer und ein Verfahren zum Entfernen eines solchen Trägers aus einer Kammer gemäß der unabhängigen Ansprüche entwickelt worden. Einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Gemäß dieser Erfindung wird die Kammer mit einem Schallerzeuger ausgestattet, der einen starken Schall erzeugt, der das Material von den Wänden der Kammer lockert. Die Intensität des Schalls kann z.B. 100 bis 150 dB, vorzugsweise 120 bis 140 dB und besonders bevorzugt 130 bis 135 dB betragen. Die Frequenz des Schalls beträgt geeigneterweise mehr als 5 Hz und weniger als 20000 Hz, d.h. weitestgehend im hörbaren Bereich und unter dem Ultraschallbereich. Besonders geeignet liegt die Frequenz unter 10000 Hz. Vorzugsweise beträgt der Bereich 20 bis 5000 Hz, stärker bevorzugt 100 bis 1000 Hz und besonders bevorzugt 400 bis 600 Hz. Die Dauer des angewendeten Schallsignals kann z.B. 1 bis 10 Sekunden, wie 3 bis 7 Sekunden betragen. Der Erzeuger wird vorzugsweise in geeigneten Abständen, z.B. in Abständen von 0,2 bis 2 Minuten, vorzugsweise von 0,3 bis 0,7 Minuten verwendet.

Der Schallerzeuger kann derart sein, daß er ein schwingendes Diaphragma aus Metall umfaßt, das pneumatisch schwingt. Der Erzeuger ist gewöhnlich mit einem Schalltrichter ausgestattet. Der Schalltrichter sollte nach unten in die Kammer zeigen.

Die Kammer ist gewöhnlich ein geschlossenes Gefäß, das von Wänden umgeben wird. Der Erzeuger wird vorzugsweise in der oberen Wand der Kammer befestigt.

Das Material wird vorzugsweise von deren Boden aus der Kammer entnommen. Die Kammer ist typischerweise eine aufrechte zylindrische Kammer mit einem konischen Boden. Das Volumen einer großtechnischen Kammer für die Industrie beträgt typischerweise 10 bis 30 m3, wie 15 bis 20 m3.

Der Träger kann z.B. ein magnesiumhaltiger Träger, wie MgCl2·(ROH)n sein, wobei R eine Alkylgruppe und n 1 bis 6 sind. Ein solcher Träger wird besonders für Olefinpolymerisationskatalysatoren vom Ziegler-Natta-Typ verwendet. Siliciumdioxid stellt ein anderes typisches Trägermaterial dar.

Bei der Kristallisationskammer wird geschmolzenes Material in die Kammer gesprüht, worin es abkühlt und kristallisiert. In die Kammer kann Kühlgas geblasen werden. Das Kühlgas ist vorzugsweise ein Inertgas, wie Stickstoff. Nach einer Ausführungsform wird die Schmelze durch eine Düse auf den oberen Teil der Kammer geleitet. Kühlgas wird ebenfalls auf den oberen Teil der Kammer geleitet. Weiteres Kühlgas kann an einer tieferen Position zugeführt werden. Das zweite Kühlgas hat gewöhnlich eine geringere Temperatur.

Gemäß der Erfindung werden das Kleben des Katalysatormaterials auf den Wänden und dem Auslaß der Kammer und die Agglomeration der Partikel des Katalysatormaterials wirksam verhindert. Das ist besonders vorteilhaft, wenn das Material kontinuierlich aus der Kammer entfernt wird. Der Anteil mit zu großen Partikeln, die zurückgehalten werden sollen, wird folglich ebenfalls geringer. Die Qualität des Materials wird nicht schlechter. Es kommt nicht zu einer Beschädigung der Kammer.

Kurze Beschreibung der Erfindungen

Die beigefügten Zeichnungen bilden einen Teil der Beschreibung der Erfindung.

1 zeigt die Herstellung eines Katalysatorträgers durch ein Sprühverfahren.

Ausführliche Beschreibung einiger Ausführungsformen der Erfindung

1 beschreibt die Herstellung eines Trägermaterials in Form von MgCl2·(C2H5OH)n. Das Material wird geschmolzen und durch die Leitung 1 und die Düse 2 auf den oberen Teil der Sprühkammer 3 geleitet. Die Strömungsrate der Schmelze beträgt F1 und die Temperatur T1. Stickstoff wird durch die Leitung 4 auf den oberen Teil der Kammer zugeführt. Die Strömungsrate beträgt F2 und die Temperatur T2. T2 ist kleiner als T1. Ein zweiter Stickstoffstrom wird durch die Leitung 5 in den unteren Teil der Kammer direkt über dem konischen Boden eingeführt. Die Strömungsrate beträgt F3 und die Temperatur T3. T3 ist kleiner als T2. Das Trägermaterial kristallisiert in der Kammer und fällt zu Boden, wovon es durch die Leitung 6 kontinuierlich zum Sieb 7 hin entfernt wird. Gase werden durch die Leitung 8 aus der Kammer entfernt.

Ein Schallerzeuger 9 (Nirafon, Lahti, Finnland) ist im Inneren der Kammer 3 am oberen Teil befestigt, wobei der Schalltrichter nach unten in die Kammer zeigt. Der Erzeuger umfaßt ein mit einer Frequenz von 500 Hz schwingendes Diaphragma. Die maximale Intensität des Schalls beträgt 135 dB. Das Horn arbeitet mit 7 bis 8 bar Stickstoff.

Das Verfahren wurde unter folgenden Bedingungen durchgeführt:

Der Schallerzeuger 9 ertönte nach jeweils 30 Sekunden für 5 Sekunden.

Das Verfahren kann durchgeführt werden, ohne daß das Material den unteren Auslaß blockiert oder die Kammerwände überzieht. Der längste ununterbrochene Versuch dauerte 14 Tage. Selbst danach wurde kein Anzeichen von Ablagerungen des Trägers auf den Wänden oder den Auslaß festgestellt.

Als Vergleich wurde der Schallerzeuger 9 abgeschaltet. Es wurde eine sofortige geringe Abnahme der Ausstoßrate beobachtet. Nach 6 Stunden war der Auslaß vollständig verstopft und mußte geöffnet werden. Der Versuch wurde fortgesetzt, und nach 3 Stunden war der Auslaß wiederum fast vollständig verstopft. Als der Schallerzeuger wieder in Betrieb genommen wurde, wurde nach 15 Stunden eine plötzliche Materialflut beobachtet. Dieses Material war offensichtlich auf den Wänden der Kammer abgelagert gewesen und fiel nun plötzlich herunter.


Anspruch[de]
Verfahren zur Herstellung eines festen Katalysatorträgers, wobei der Träger bei diesem Verfahren in einer Kammer (3) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite der Kammer (3) Schall, dessen Intensität mindestens 100 dB beträgt, ausgesetzt wird, der von einem Schallerzeuger (9) erzeugt wird, um den Träger von den Wänden der Kammer zu lockern. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schallintensität mindestens 120 dB und vorzugsweise mindestens 130 dB beträgt. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Frequenz des Schalls mehr als 5 Hz und weniger als 20.000 Hz, geeigneterweise weniger als 10.000 Hz, vorzugsweise 20 bis 5.000 Hz, stärker bevorzugt 100 bis 1.000 Hz und besonders bevorzugt 400 bis 600 Hz beträgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dauer des Schalls 1 bis 10 Sekunden, vorzugsweise 3 bis 7 Sekunden beträgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schall periodisch, wie in Intervallen von 0,2 bis 2 Minuten, vorzugsweise in Intervallen von 0,3 bis 0,7 Minuten erzeugt wird. Verfahren zum Entfernen eines kristallisierten festen Katalysatorträgers von den Wänden einer Kammer (3), dadurch gekennzeichnet die Innenseite der Kammer (3) Schall, dessen Intensität mindestens 100 dB beträgt, ausgesetzt wird, der von einem Schallerzeuger (9) erzeugt wird, um den Träger von der Kammer zu lockern. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Träger kontinuierlich aus der Kammer (3) entfernt wird. Verwendung eines Schallerzeugers (9), der Schall mit einer Intensität von mindestens 100 dB erzeugt, zum Lockern von festem kristallisierten Katalysatorträger von den Wänden einer Kammer (3).






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