具有连续输送的烯烃聚合工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在从用于烯烃淤浆聚合的反应器移除聚合物淤浆方面的改进。
【背景技术】
[0002] 烯烃聚合例如乙烯聚合常常在环管反应器中使用单体、稀释剂和任选的催化剂和 任选地使用共聚单体实施。所述聚合通常在淤浆条件下进行，其中产物通常由固体颗粒构 成并且悬浮在稀释剂中。用泵使反应器的淤浆内容物连续地循环以维持聚合物固体颗粒在 液体稀释剂中的有效悬浮，产物经常通过通常基于间歇原理操作的沉降腿取出（take off) 以收取产物。利用在沉降腿中的沉降以提高最终作为产物淤浆收取的淤浆的固体浓度。产 物进一步地被输送至另一反应器或者通过闪蒸管线被排放（discharge)至闪蒸罐，在其中 大部分的稀释剂和未反应单体被闪蒸出来并且被再循环。将聚合物颗粒干燥，可加入添加 剂并且最终将聚合物挤出和造粒。
[0003] 然而，在这些聚合工艺中，沉降腿确实存在一些问题。它们表现为将"间歇"或"不 连续的"技术强加于基础的连续工艺上。每次沉降腿达到其中其"排放"或"放出（fire)" 积聚的聚合物淤浆的阶段时，其导致对环管反应器中的压力的干扰，由此所述压力未被保 持恒定。环管反应器中的压力波动可大于1巴。在非常高的单体浓度下，这样的压力波动 可产生若干问题，例如，可在循环泵的操作中导致麻烦的气泡的产生。它们也可在反应器压 力的控制线路（控制规划，control scheme)方面引起扰动。
[0004] 然而已知多种替代的产物移除技术。例如，WO 01/05842描述了用于从导管中的 流动的淤浆物流移除浓淤浆的设备，其特征在于所述导管的出口区域中的通道，所述出口 适合于连续地移除淤浆。
[0005] EP 0891990描述了如下的烯烃聚合工艺：其中通过连续产物取出（take off)、更 具体地通过设置在反应器上的伸长的中空附件收取产物淤浆。所述中空附件与加热的闪蒸 管线直接流体连通，并且因此适合于产物淤浆的连续移除。
[0006] 然而，上述设备和工艺具有如下缺点：从反应器排出（withdraw)的悬浮液仍然含 有大量的稀释剂和大量的其它反应物例如单体，于是必须将其从聚合物颗粒分离和对其进 行处理以将它再用于反应器中。上述设备和工艺的另一缺点是在阶段或者反应开动期间或 者在对反应器的正常行为中的大的停顿（disruption)(例如进料物流之一的突然中断）的 响应方面它们缺乏灵活性。
[0007] W02011/095532公开了其中将沉降腿用于从单环管反应器的连续的和周期性的排 放的工艺。该文献还公开了其中两个环管反应器经由第一反应器的沉降腿串联连接的工 -H- 〇
[0008]因此，本发明的一个目的是提供发生在环管反应器中的聚合工艺，其中将聚合物 淤浆高效且连续地从所述环管反应器排放并且输送至后续环管反应器。更具体地，本发明 的一个目的是优化在沉降腿中的停留时间。本发明的另一目的是改善烯烃聚合物、反应物 和稀释剂的分离的效率。本发明的进一步目的是改善聚合工艺的操作性和可靠性。
【发明内容】
[0009] 这些当前目的通过根据本发明的工艺实现。
[0010] 本发明涉及在包含与第二环管反应器串联连接的第一环管反应器的至少两个淤 浆环管反应器中制备聚烯烃的工艺，其包含如下步骤：
[0011]-将一种或多种烯烃反应物、稀释剂和聚合催化剂引入到所述第一环管反应器中， 并且同时使所述烯烃反应物、稀释剂和聚合催化剂在所述第一环管反应器中循环；
[0012] -使所述一种或多种稀径反应物聚合以产生主要（essentially)包含液体稀释剂 和固体烯烃聚合物颗粒的聚烯烃淤浆；
[0013] -从所述第一反应器排出包含固体烯烃聚合物颗粒和稀释剂的聚烯烃淤浆和通过 设置在所述第一反应器上的一个或多个沉降腿将所排出的颗粒引入到所述第二环管反应 器中，其中各沉降腿具有连接至所述第一反应器的入口和通过输送管线连接至所述第二反 应器的出口，
[0014] 其中，
[0015] 至少一个沉降腿是连续打开的，容许固体烯烃聚合物颗粒从所述第一环管反应器 到所述第二环管反应器的连续输送，和其中所述工艺进一步包含通过所述至少一个连续打 开的沉降腿控制固体烯烃聚合物颗粒从所述第一环管反应器到所述第二环管反应器的连 续输送的步骤。
[0016] 所述通过所述至少一个连续打开的沉降腿控制固体烯烃聚合物颗粒从所述第一 环管反应器到所述第二环管反应器的连续输送的步骤包含控制连续打开的沉降腿的数目 的步骤和/或控制所述至少一个连续打开的沉降腿的流速的步骤。
[0017] 令人惊讶地，本发明人已经发现，根据本发明的工艺通过避免聚合物停滞和优化 沉降腿中的停留时间而改善了操作性/可靠性。
[0018] 本工艺不需要取出点位于第一反应器上的特定位置处或者具有复杂形状，并且不 需要延伸到循环路径中。
[0019] 从作为实例来说明本发明原理的以下具体描述和附图，本发明的以上和其它特 性、特征和优点将变得明晰。
【附图说明】
[0020] 图1表示双环管聚合反应器的示意性透视图。
【具体实施方式】
[0021] 应理解，本发明不限于所描述的特定工艺、组分（部件）、或装置，因为这样的方 法、组分（部件）、和装置当然可变化。还应理解，本文中所使用的术语不意图为限制性的， 因为本发明的范围将仅由所附权利要求限制。
[0022] 如本文中使用的，单数形式"一个（种）（a，an)"和"该（所述）"包括单数个和复 数个指示物两者，除非上下文清楚地另有规定。
[0023] 如本文中使用的术语"包含"和"由...组成（comprised of)"是与"包括"或者 "含（有）"同义的，并且是包容性的或者开放式的并且不排除另外的、未列举的成员、要素 或方法步骤。术语"包含"和"由...组成"也包括术语"由...构成（consisting of)"。
[0024] 通过端点进行的数值范围的列举包括囊括在相应范围内的所有数目和分数、以及 所列举的端点。
[0025] 除非另有定义，在公开本发明中使用的所有术语，包括技术和科学术语，具有如本 发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义。作为进一步指引，对于在说明书中使用的 术语的定义是为了更好地领会本发明的教导而包括的。
[0026] 在整个本说明书中提及"一种（one)实施方式"或"一个（an)实施方式"意味着 关于该实施方式所描述的具体特征、结构或特性包括在本发明的至少一种实施方式中。因 此，在整个本说明书中在各种位置处出现短语"在一种实施方式中"或"在一个实施方式中" 不一定全部涉及相同的实施方式，但是可以涉及相同的实施方式。此外，所述具体的特征、 结构或者特性可在一种或多种实施方式中以如本领域技术人员从本公开内容明晰的任何 合适的方式组合。此外，虽然本文中描述的一些实施方式包括了在其它实施方式中包括的 一些特征但是没有包括在其它实施方式中包括的其它特征，但是如本领域技术人员将理解 的，不同实施方式的特征的组合意欲在本发明的范围内，并且形成不同的实施方式。例如， 在所附权利要求中，任意所要求保护的实施方式可以任意组合使用。
[0027] 本发明涉及在环管反应器中利用稀释剂产生聚合物和稀释剂的产物淤浆的烯烃 聚合工艺的改进。本发明更具体地涉及其中将聚合物的产物淤浆从环管反应器连续地排放 和输送至后续反应器的用于生产聚合物的聚合工艺。
[0028] 本发明适用于产生如下流出物的任何工艺：其包含悬浮在包含稀释剂和未反应单 体的液体介质中的粒状聚合物固体的淤浆。这样的反应工艺包括本领域中已知为颗粒形式 聚合的那些。
[0029] 聚烯烃聚合包含将包括烯烃单体、任选的一种或多种共聚单体、任选的氢气、稀释 剂、催化剂、任选的助催化剂或活化剂的反应物进料至环管反应器。
[0030] 如本文中使用的，术语"环管反应器"指的是用于生产聚烯烃、优选聚乙烯或聚丙 烯的闭合回路管状聚合反应器。所述环管反应器包含互连管道，从而限定聚烯烃淤浆的连 续流动路径。
[0031] 各环管反应器包含：至少两个竖直管道、至少一个上部段反应器管路、至少一个下 部段反应器管路，其通过接头首尾相接合以形成完整的环管；一个或多个进料管线；一个 或多个出口；每个管道一个或多个冷却夹套；和一个泵；从而限定聚合物淤浆的连续流动 路径。管道段的竖直部分优选地设置有冷却夹套。聚合热可通过在反应器的这些夹套中循 环的冷却水被带走。反应器优选地以满液模式操作。
[0032] 本发明涵盖在包含与第二环管反应器串联连接的第一环管反应器的至少两个淤 浆环管反应器中制备聚烯烃的工艺，所述工艺包含如下步骤：
[0033] -将一种或多种烯烃反应物、稀释剂和聚合催化剂引入到所述第一环管反应器中， 并且同时使所述烯烃反应物、稀释剂和聚合催化剂在所述第一环管反应器中循环；
[0034] -使所述一种或多种烯烃反应物聚合以产生包含液体稀释剂和固体烯烃聚合物颗 粒的聚烯烃淤浆；
[0035] -从所述第一反应器排出包含固体烯烃聚合物颗粒和稀释剂的聚烯烃淤浆和通过 设置在所述第一反应器上的一个或多个沉降腿将所排出的颗粒引入到所述第二环管反应 器中，其中各沉降腿具有连接至所述第一反应器的入口和通过输送管线连接至所述第二反 应器的出口，
[0036] 其中
[0037] 至少一个沉降腿是连续打开的，容许固体烯烃聚合物颗粒从所述第一环管反应器 到所述第二环管反应器的连续输送。
[0038] 所产生的聚合物淤浆可经由一个或多个沉降腿、更特别地经由至少一个连续打开 的沉降腿被连续地输送至所述输送管线和进一步地至所述第二或后续环管反应器。
[0039] 如本文中使用的，术语"连续打开的沉降腿"指的是这样的沉降腿：其在使用时是 连续打开的以容许连续地从环管反应器排放和从沉降腿排放出去，并且仅在其停止使用时 关闭。优选地，沉降腿的关闭和/或打开通过设置在所述沉降腿的入口处或者设置在将所 述第一环管反应器与所述沉降腿的入口连接的输送导管上的散装物料阀（容积阀，bulk valve)(或隔离阀）进行。
[0040] 根据本发明的工艺适用于双环管反应器以及多环管反应器。所述连续输送在第一 和/或任何后续环管反应器中但是不在串联的最后一个环管反应器中进行。当所述工艺在 包含串联连接的两个环管反应器的双环管反应器中进行时，所述输送通过连接至串联的第 一环管反应器的至少一个连续打开的沉降腿进行。当所述工艺在串联连接的多环管反应器 中进行时，所述输送通过设置在串联中的第一和/或任何后续环管反应器上但不是在最后 一个环管反应器中的至少一个连续打开的沉降腿进行。从最后一个环管反应器向产物收取 区中的排放可以常规方式进行