溶液聚合设施中改进的能量利用_4

文档序号:9619080阅读:来源:国知局
情况下是10 MPa,并且在 其它情况下是5 MPa;而V/L分离器的最低操作压力可以是I MPa,在一些情况下是2 MPa, 并且在其它情况下是3 MPa。
[0059] 如图3中所示,分别使用流量控制器72和73将气态顶部物流71分成两个物流FLl 和FL2。通过物流FLl将不大于40%的气态顶部物流71送至蒸馏组列。剩余的气态顶部物 流,物流FL2流过卤化物去除塔74以除去例如有机氯化物和HCl的化合物。除去这样的卤 化物的吸附剂的非限制性实例包括AZ-300吸附剂、PCL-100吸附剂或CLR-300吸附剂;这 些吸附剂全部从 UOP LLD,A Honeywell Company,25 East Algonquin Road,Des Plaines, IL可得。AZ-300是改性的活性氧化铝和沸石分子筛吸收剂的均匀组合。PCL-100和CLR-300 是活性氧化铝吸收剂。包含AZ-300、PCL-100或CLR-300的卤化物去除塔可以或可以不是 可再生的。经验丰富的技术人员将意识到气态顶部物流中卤化物的量取决于使用的催化剂 体系(下文讨论合适的催化剂体系)。例如,在使用单位点催化剂体系的实施方案中,卤化 物去除塔74可以是任选的,即不需要;在另一使用Ziegler-Natta催化剂体系的实施方案 中,可以需要两个卤化物去除塔。在后者的情况下(Ziegler-Natta催化剂),一个实施方 案将是并联的卤化物去除塔74a和74b (图2中未显不);例如卤化物去除塔74a可以是在 线的(将物流FL2转化成物流75),而卤化物去除塔74b离线用于床的再生或替换用尽的 不可再生介质。另一卤化物去除实施方案将是具有旁路管线(图3中未显示)的单个氯化 物除去塔74。更具体地,在旁路模式中,物流FL2改变线路通过旁路管线并直接流入物流 75,这允许卤化物去除塔74采用离线用于吸附剂的再生或替换用尽的不可再生吸附剂;在 正常操作模式中,如图3中所示,物流FL2流过卤化物去除塔74。
[0060] 无卤化物物流75通过再循环冷凝器76,产生经冷凝的顶部物流79。取决于设施 操作情况,可以将经冷凝的顶部物流部分冷凝(即物流79可以包含经冷凝的液体和未冷凝 的气体的混合物)。经冷凝的顶部物流79可以具有180°C,在一些情况下是170°C,并且在 其它情况下是160°C的最高温度;而经冷凝的顶部物流的最低温度可以是145°C,在一些情 况下是150°C,并且在其它情况下是155°C。经冷凝的顶部物流的最高压力可以是5 MPa,在 一些情况下是4 MPa,并且在其它情况下是3 MPa;而经冷凝的顶部物流的最低压力可以是 0. 5 MPa,在一些情况下是I MPa,并且在其它情况下是I. 2 MPa。
[0061] 在图3中,由于物流75被冷凝,低压冷凝液77转化成低压蒸汽78。在本实施方案 中,溶液聚合方法产生比它可以消耗的更多的低压蒸汽;因此,溶液聚合设施成为能量的净 输出方。
[0062] 经冷凝的(或大部分/部分经冷凝的)顶部物流79通过用于低聚物去除的装置 80,产生冷再循环物流 83。取决于操作情况,冷再循环物流可以具有6(TC,在一些情况下是 50°C,并且在其它情况下是30°C的最高温度;而冷再循环物流的最低温度可以是-25°C,在 一些情况下是-l〇°C,并且在其它情况下是(TC。冷再循环物流的最高压力可以是5 MPa,在 一些情况下是4 MPa,并且在其它情况下是3 MPa;而冷再循环物流的最低压力可以是0.5 MPa,在一些情况下是I MPa,并且在其它情况下是I. 2 MPa。
[0063] 如图3中所示,用于低聚物去除的装置的非限制性实例由两个并联的热交换器组 成。并联配置允许热交换器的一个采用离线并用工艺溶剂冲洗以除去已经沉积在传热表面 上的低聚物。例如,当热交换器80a在线(将物流79转化成物流83)时,热交换器80b可 以采用离线并用热工艺溶剂81冲洗。热冲洗溶解截留在热交换器80b中的低聚物,并且 低聚物通过物流82离开用于低聚物去除的装置80。用于热冲洗的溶剂的温度可以在宽范 围内改变;例如最高溶剂温度可以是300°C,在一些情况下是270°C,并且在其它情况下是 240°C ;而最低溶剂温度可以是60°C,在一些情况下是90°C,并且在其它情况下是120°C。
[0064] 用于低聚物去除的装置的替代实施方案由至少两个并联的刮面式热交换器组成。 并联配置允许刮面式热交换器的一个采用离线,旋转地刮去并用工艺溶剂冲洗以从溶液聚 合方法除去低聚物。低聚物去除装置的替代实施方案包括分离塔;其中在塔底部移除低聚 物或富低聚物物流(重质物),并且冷再循环物流83离开塔的顶部(轻质物)。低聚物去 除装置的替代实施方案包括分离槽。分离槽(罐状容器)在分离槽的底部收集较重质、较小 挥发性或较小溶解性的低聚物。可以从分离槽连续取出富低聚物物流,或者可以以间歇式 方式吹扫分离槽(如果必须)以除去低聚物。
[0065] 将冷再循环物流通过轻质物分离器84,其中通过物流85将具有低沸点的轻馏分 杂质从所述方法除去,并且形成经吹扫的再循环物流86。轻馏分杂质的非限制性实例包括 氢气、氮气、CO、CO 2、甲烷和乙烷。
[0066] 经吹扫的再循环物流流过液面控制器87并进入纯化步骤;其中除去水、0)、0)2和 氧化(例如脂肪酸、酮和醛)杂质。这样的杂质是潜在的催化剂毒物。如图3中所示,纯化 步骤的非限制性实例包括至少两个纯化容器88a和88b。并联配置允许纯化容器的一个保 持在线(将物流86转化成物流89)而另一纯化容器采用待再生的离线;如果不可再生,可 以替换用尽的吸附介质。从烃物流除去这样的杂质的吸附材料和方法对经验丰富的技术人 员是公知的。合适的吸附剂的非限制性实例包括AZ-300 ;Selexsorb⑶或Selexsorb Q)X。 纯化物流86的替代的非限制性实例是至少两个纯化组列(术语"组列"表示串联连接的多 个纯化容器);其中每个组列包括至少三个包含以下吸附剂的纯化容器:吸附水的分子筛; 吸附CO 2的活性氧化铝(例如CG-731)和氧化吸附材料(例如AZ-300或Selexsorb CD或 Selexsorb⑶X)。至少两个并联蒸馏组列允许一个纯化组列保持在线(将物流86转化成 物流89)而将另一个纯化组列再生,或替换离线纯化容器中的一种或多种吸附材料。如果 在纯化步骤中除去催化剂去活化杂质,纯化容器的数目和使用的吸附剂对本发明的成功不 特别重要。
[0067] 如图3中所示,通过纯化步骤(容器88a和/或88b)后,形成经纯化的再循环物流 89。任选地,经纯化的再循环物流流过分析装置90,在此测定物流89的化学组成。在再循 环罐91中收集经纯化的再循环物流。取决于操作情况,再循环罐可以具有60°C,在一些情 况下是50°C,并且在其它情况下是30°C的最高温度;而再循环罐的最低温度可以是_25°C, 在一些情况下是-l〇°C,并且在其它情况下是(TC。再循环罐的最高压力可以是3 MPa,在一 些情况下是2 MPa,并且在其它情况下是I MPa;而再循环罐的最低压力可以是0.1 MPa,在 一些情况下是0.2 MPa,并且在其它情况下是0.3 MPa。
[0068] 如图3中所示,再循环罐91中的经纯化的再循环物流通过栗92,形成高压再循环 物流93。高压再循环物流可以具有120°C,在一些情况下是80°C,并且在其它情况下是60°C 的最高温度;而高压再循环物流的最低温度可以是-20°C,在一些情况下是-10°C,并且在 其它情况下是〇°C。高压再循环物流的最高压力可以是45 MPa,在一些情况下是35 MPa,并 且在其它情况下是25 MPa;而高压再循环物流的最低压力可以是3 MPa,在一些情况下是4 MPa,并且在其它情况下是6 MPa。
[0069] 使用一个或多个流量控制器将高压再循环物流分配至一个或多个上游反应器。图 3举例说明显示两个上游反应器,反应器61和反应器62的非限制性实例。在图3中,0-100% 的高压再循环物流93通过流量控制器94,形成再循环物流RCl,将其与反应器进料物流RFl 组合并注入第一上游反应器61 ;剩余的高压物流93通过流量控制器95,形成再循环物流 RC2,将其与反应器进料物流RF2组合并注入第二上游反应器62。任选地,可以流量控制再 循环物流RCl和RC2 (如果需要),分别直接进入反应器61和62。
[0070] 不特别限制适合用于本发明的催化剂。本发明可以使用能够在溶液方法中聚合烯 烃的任何单位点催化剂(SSC)、Ziegler-Natta催化剂、铬催化剂或任何其它有机金属催化 剂。通常,催化剂组分可以在工艺溶剂中预混合或作为单独物流进料至每个反应器。在一 些情况下,可以需要预混合催化剂组分以在进入反应之前为催化剂组分提供反应时间。这 样的"在线混合(in-line mixing)"技术描述在以DuPont Canada Inc的名义的许多专利 (例如1996年12月31日颁布的美国专利5, 589, 555)中。
[0071] 术语"Ziegler-Natta催化剂"对本领域技术人员是公知的并且在此用于表达它 的常规含义。Ziegler-Natta催化剂适合于在图1中通过管线14和19,在图2中通过管 线34和39和在图3中通过管线54和59注入。Ziegler-Natta催化剂体系包含:至少一 种过渡金属化合物,其中过渡金属选自周期表的第3、4或5族(使用IUPAC命名法),非限 制性实例包括TiClJP钛醇盐(Ti (OR J4),其中R1是低级C i 4烷基基团;和有机铝组分,其 由(Al (X')a(OR2)b(R3) J定义,其中X'是卤素(halide)(优选氯),OR2是烷氧基或芳氧基 基团;R3是烃基(优选具有1-10个碳原子的烷基)并且a、b或c各自是0、1、2或3,前提 条件是a+b+c=3和b+c=l。如本领域技术人员将意识到的,常规Ziegler-Natta催化剂通 常并入额外组分。例如,胺或镁化合物或烷基镁,例如丁基乙基镁,和卤化物来源(其通常 是氯化物,例如叔丁基氯)。Ziegler-Natta催化剂还可以包含电子给体,例如醚,例如四 氢呋喃等。在引入反应器之前,可以将这样的组分(如果使用)添加至其它催化剂组分或 者可以直接添加至反应器。在引入反应器之前,Ziegler-Natta催化剂还可以是"回火的 (tempered) "(即热处理的)(再次,使用本领域技术人员公知的和出版在文献中的技术)。 存在大量的公开这些
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