溶液聚合方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月14日提交的美国申请第62/779595号的权益，所述美国申请通过引用以其整体并入本文。

背景技术：

本公开涉及一种溶液聚合方法。特别地，本发明涉及一种溶液聚合方法，其使用与热活化相结合的高压反应器和液-液分离器。

聚合物溶液可表现出下临界溶液温度(lcst)现象，由此，均质聚合物溶液在高于一定温度时会分离为富聚合物液相和富溶剂相。该温度是溶剂类型、聚合物料流组成和压力的函数。这些变量中的任何一个都可以被操纵以引起液-液分离。这种分离与其相关的热负荷非常小，特别是与等量溶剂的蒸发相比。在商业溶液聚合中，需要提高效率并降低与溶剂去除过程相关的成本。

授予friedersdorf的美国专利6,881,800涉及用于连续溶液聚合的方法和设备。该设备包括压力源；在所述压力源下游的聚合反应器；位于聚合反应器下游的减压装置；以及位于减压装置的下游的分离器。公开的压力源足以在聚合过程中向反应混合物提供压力，以在反应器与分离器之间没有附加压力源的情况下在反应器中产生单相液体反应混合物，并在分离器中产生两相液-液反应混合物。该方法公开了在引起液相-液相分离之前，使用加热器加热反应器出口料流。由于从反应器出来的溶液每磅聚合物所含的溶剂比从分离器出来的溶液所含的溶剂多，因此在分离器之前进行加热会显着提高每磅聚合物的热负荷。

授予friedersdorf等人的国际公开号wo2008/076589公开了在稠密流体均相聚合体系中使烯烃聚合的方法。所述方法包括：(a)在一个或多个反应器中使具有百分比为30wt％或更多的三个或三个以上碳原子的烯烃单体与以下各项接触：1)一种或多种催化剂化合物、2)一种或多种活化剂、3)0至50摩尔％的共聚单体和4)0至40wt％的稀释剂或溶剂；(b)形成包含聚合物-单体混合物的反应器流出物；(c)任选地将(b)的聚合物-单体混合物在其离开反应器之后以及在步骤(e)中在减压之前或之后加热；(d)在分离容器中收集(b)的聚合物-单体混合物；(e)在分离容器中收集聚合物-单体混合物之前或之后，将包含(b)的聚合物-单体混合物的反应器流出物的压力降低到浊点压力以下，以形成包含富含聚合物相和富单体相的两相混合物。反应器中的压力比分离容器中的压力高7至100mpa，并且分离容器中的温度高于聚合物的结晶温度中的较高温度，或如果聚合物没有结晶温度，则高于80℃。将富单体相与富聚合物相分离，并循环到一个或多个反应器中。该专利公开了用于用小于40wt％的溶剂进行该方法的反应器压力很高(高达200mpa)，以确保超临界聚合介质。这种高压使反应器操作具有挑战性，并且需要使用厚壁反应器，这会降低资本和能源效率。

授予shigekauzu等人的美国专利6,255,410公开了用于在两相系统中在基本上低于常规高压条件下的压力下生产聚烯烃的方法。所述方法包括：(a)连续进料烯烃单体以及茂金属和助催化剂的催化剂体系；(b)使单体进料连续聚合以提供单体-聚合物混合物；(c)将两相混合物连续地沉降成连续的熔融聚合物相和连续的单体蒸气，后者可以任选地至少部分地再循环到(a)中。在(b)中，混合物处于低于浊点压力的压力下，以在高于聚合物熔点的温度下提供富聚合物相和富单体相，并且聚合在一定的温度和压力下进行，其中催化剂体系的生产率超过在该温度下在高于浊点的压力两倍下所获得的生产率。该专利仅公开了催化剂载体所需的少量溶剂，并且不具有使用与溶液聚合方法相关的较低温度和压力的优点。

上述参考文献中描述的聚合方法通常是能量密集的，需要聚合反应器和分离器之间的热交换、超临界聚合条件和/或附加的聚合物-溶剂分离装置。需要开发使用溶剂分离装置的新的聚合方法，所述方法使用更少的能量并且具有提高的效率和降低的成本。还需要消除辅助和能量密集型装置，从而降低资本成本和营业成本。

技术实现要素：

本文公开了一种用于溶液聚合的系统，所述系统包括：反应器系统，所述反应器系统可操作以接收单体、催化剂和溶剂，并使所述单体反应以形成聚合物；预热器，所述预热器位于所述反应器系统的下游，其中所述预热器可操作以从所述反应器系统接收聚合物溶液，并将所述聚合物溶液加热至高于其下临界溶液温度的温度；液-液分离器，所述液-液分离器可操作以从所述预热器接收聚合物溶液，并通过降低所述聚合物溶液的压力和/或将所述聚合物溶液的温度降低至低于所述聚合物溶液的所述下临界溶液温度来促进所述聚合物与挥发物之间的分离；其中所述聚合物存在于富聚合物相中，而所述挥发物存在于富溶剂相中；以及多个脱挥发分容器，所述多个脱挥发分容器位于所述反应器系统的下游，其中每个脱挥发分容器在比前一脱挥发分容器更低的压力下操作，并且其中所述多个脱挥发分容器从所述反应器系统接收所述富聚合物相并将聚合物与挥发物分离。

本文还公开了一种方法，所述方法包括将包含催化剂、单体和溶剂的进料料流装入反应器系统中；使所述单体反应以形成聚合物；其中所述聚合物包含在单相聚合物溶液中；将所述聚合物溶液输送至预热器以提高所述聚合物溶液的温度；将所述聚合物溶液装入液-液分离器中；降低所述液-液分离器中的所述聚合物溶液的压力，并且在所述液-液分离器中将富聚合物相与富溶剂相分离；将所述富聚合物相输送至位于所述液-液分离器下游的多个脱挥发分容器中，其中每个脱挥发分容器在比前一脱挥发分容器更低的压力下操作；以及将所述聚合物与存在于所述富聚合物相中的挥发物分离。

附图说明

图1描绘了用于溶液聚合单体以形成聚合物的系统的示例性实施方案；并且

图2描绘了压力-温度曲线图，其示出了预热器对系统性能的影响。

具体实施方式

如本文所使用的，术语“连续搅拌釜式反应器”或“cstr”是指将反应物连续进料到其中并且将产物连续抽出的釜式反应器。cstr被机械搅拌，使得存在非常接近的完全返混。

如本文所使用的，术语“沸腾反应器”是指在使得液相和气相两者都存在的条件下操作的反应器。至少部分以液体形式引入反应器的溶剂和单体被蒸发，并以蒸气形式离开反应器，由此去除部分聚合热，这导致在离开反应器的液体流中与绝热反应器相比更高的聚合物浓度。将离开反应器的蒸气流冷却并再循环到反应器中。在此冷却工艺中冷凝的任何液体也被再循环到反应器中。这些反应器通常充分混合，并且可以通过引入蒸气再循环流而进行简单地混合；然而，可以借助于机械搅拌来增强混合。沸腾反应器可以单独使用或与其他沸腾反应器、cstr、环管反应器或用于制备聚烯烃的任何其他反应器组合使用，并且可以是单级或多级反应器。

cstr的变体是环管反应器，所述环管反应器包括通过其使工艺流体再循环的导管。通常，其还含有一个或多个热交换器、再循环泵以及用于反应物和催化剂的注入装置。环管反应器中的热交换器可以是管壳式、具有混合元件插入件的管壳式、板框式或平板式交换器。

术语“管式反应器”意在描述呈简单管形状的反应器。本发明的管式反应器的长度/直径(l/d)比为至少10/1。管式反应器可以被搅拌或可以不被搅拌。管式反应器可以绝热地或等温地操作。当绝热地操作时，随着聚合作用的进行，残留的共聚单体越来越多地被消耗，并且溶液的温度升高(两者均提高了将残留的共聚单体从聚合物溶液中分离的效率)。特别优选的是，沿着管式反应器的长度的温度增加大于3℃(即，来自管式反应器的排出温度比来自向管式反应器进料的反应器的排出温度高至少3℃)。

在本公开中使用的管式反应器可以具有用于另外的乙烯、氢气和溶剂的进料端口。进料可以是“回火的”—即，将另外的乙烯、氢气和/或溶剂的温度加热到高于环境(优选地约100℃)，但是所述温度低于管式反应器的排出温度。在一个实施方案中，使乙烯回火到100与200℃之间。还期望与溶剂一起添加乙烯和氢气。溶剂的量(表示为重量比，按乙烯计)优选地是10/1到0.1/1，特别地5/1到1/1。

如本文所使用的，术语“绝热地闪蒸”是指闪蒸步骤，在所述闪蒸步骤中，不向一个或多个反应器与闪蒸容器之间的聚合物溶液添加热量。

相对于加热通道内的区域的尺寸(如宽度或高度)或横截面积所使用的“基本上均匀”是指其要么完全不收敛也不发散，要么收敛和/或发散不超过所述尺寸平均值的百分之十。

术语“固体含量”是指聚合物溶液中的聚合物的量。当提及聚合物溶液中的聚合物的浓度时，术语“聚合物浓度”与“固体含量”可互换地使用。

“聚合物”是指通过使单体(无论相同或不同类型的单体)聚合来制备的化合物。通用术语“聚合物”包括术语“低聚物”、“均聚物”、“共聚物”、“三元共聚物”以及“互聚物”。

“互聚物”是指通过使至少两种不同类型的单体聚合而制备的聚合物。通用术语“互聚物”包括术语“共聚物”(通常用于指由两种不同单体制备的聚合物)以及术语“三元共聚物”(通常用于指由三种不同类型的单体制备的聚合物)。其还涵盖通过使四种或更多种类型的单体聚合而制备的聚合物。

“低聚物”是指仅由几个单体单元组成的聚合物分子，如二聚物、三聚物、四聚物或在其链中具有少于20个碳原子的聚合物。

alpha-烯烃(或α-烯烃)是一类有机化合物，是具有化学式cxh2x的烯烃(alkene)(也称为烯烃(olefin))，其特征在于在伯或alpha(α)位置具有双键。

“起泡点压力”意指在给定温度下形成第一蒸气泡的压力。

“聚合物溶液”是指含有溶解的聚合物的溶液，其中聚合物和挥发物处于单相(液相)中。

使用antonpaargermanygmbh制造的antonpaarmcr102流变仪测量溶液粘度。流变仪配备有c-etd300电加热系统。杯锤系统(同心圆柱体的组合)包括直径为27mm的杯和直径为25mm的锤，以允许两者之间有1mm的间隙。锤在150巴(大约153kgf/cm²)压力室内以旋转模式进行操作。在30巴(大约31kgf/cm²—用氮气气氛获得)的压力、温度范围(150到250℃)、聚合物浓度范围(20到90重量％)、剪切速率范围(0.1到>100倒数秒(s^-1))以及聚合物分子量范围(15,000到200,000克/摩尔)下获得粘度测量值。在所有情况下，溶剂是埃克森美孚公司(exxonmobil)的isopartme。所获得的粘度测量值范围为100到大于2,000,000厘泊。

本文公开了一种用于α-烯烃的溶液聚合的方法。方法包括使用一个或两个高压搅拌绝热反应器在烃溶剂中进行α-烯烃的均相聚合，以制备设计的聚乙烯和弹性体产品。反应器在低乙烯转化率条件下操作。方法包括将反应器流出物(在下文中被称为“聚合物溶液”)加热至高温以使催化剂失活，而无需使用任何极性化合物来灭活催化剂。为了实现这一点，系统利用预热器(位于液-液分离器的上游和反应器系统的下游)将反应器流出物温度提高到大于系统下临界溶液温度的值。在该温度下，催化剂失活。

高的未反应乙烯浓度和反应器流出物的预热都促进了液-液分离，这导致去除了超过总溶剂的33wt％。

本文还公开了一种系统，在所述系统中进行α-烯烃的溶液聚合。系统包括一个或多个反应器，在所述一个或多个反应器中使α-烯烃聚合。在一个实施方案中，系统包括彼此串联的多个反应器，所述多个反应器用于一种或多种单体的溶液聚合以产生聚合物-溶剂溶液(也称为反应器流出物，并且在下文中被称为“聚合物溶液”)。所述反应器中的至少一个反应器有助于在绝热条件下的聚合。反应器与预热器、液-液分离器和脱挥发分系统流体连通，所述脱挥发分系统包括至少1个脱挥发分容器，优选地至少2个脱挥发分容器。每个后一脱挥发分容器在比前一容器更低的压力下操作。预热器将聚合物溶液温度加热至高于下临界溶液温度的温度。在液-液分离器中降低聚合物溶液的温度以促进聚合物与挥发物的分离。聚合物分离成富聚合物相，而挥发物分离成富溶剂相。这种布置不使用任何抗溶剂来使聚合物从挥发物中沉淀出来。这种布置在造粒、制粒和固化之前将聚合物料流中的固体含量增加到至少92wt％。

图1是可以用于使单体(或多种单体)聚合以产生聚合物或共聚物的示例性溶液聚合系统100(在下文中被称为系统100)的示意图。系统100包括反应器系统103，所述反应器系统可以包括彼此流体连通的一个或多个反应器单元(其串联或并联布置)。这种反应器系统的实例在美国专利第4,616,937号、第4,753,535号和第4,808,007号中提出，所述美国专利的全部内容特此通过引用并入。

反应器系统103可操作以接收单体、共聚单体、氢气、催化剂、引发剂、溶剂等。在一个实施方案中，反应器系统中的反应器可以是连续搅拌釜式反应器(cstr)、环管反应器(例如，单环管反应器、双环管反应器)、沸腾反应器，并且可以是单级或多级反应器。在一个实施方案中，这种工艺可以在一个或多个反应器中采用多种催化剂。

在一个实施方案中，当反应器系统采用多个反应器时，这些反应器可以全部是同一类型的(例如，所有反应器可以是环管反应器或所有反应器可以是连续搅拌釜式反应器)。在另一个实施方案中，反应器可以是不同的反应器类型(例如，一个反应器可以是环管反应器，而另一个反应器可以是连续搅拌釜式反应器)或其组合。在一个实施方案中，所述反应器中的至少一个反应器是绝热反应器，即，在反应期间不向反应器供应热量。

现在再次参考图1，反应器系统103包括两个反应器—彼此串联的第一反应器102和第二反应器104。在一个优选实施方案中，第一反应器102和第二反应器104都是连续搅拌釜式反应器。两个反应器均在绝热条件下操作。反应器操作的细节将在后面详述。

位于反应器系统103下游的是彼此串联的多个脱挥发分容器—与反应器系统流体连通并且彼此流体连通的第一脱挥发分容器110和第二脱挥发分容器112。设置在反应器系统102和第一脱挥发分容器108之间的是预热器107和液-液分离器106，所述液-液分离器可操作以将溶剂和未反应单体中的一些与聚合物分离。

预热器107将从反应器系统103流出的聚合物溶液加热到高于下临界溶液温度的温度。在液-液分离器106中将聚合物溶液的温度降低至低于下临界溶液温度，从而促进聚合物从挥发物中沉淀出来。从液-液分离器106的底部去除富聚合物相，同时从液-液分离器的顶部去除富溶剂相。

促进从脱挥发分容器中输送聚合物溶液的正排量泵位于每个脱挥发分容器的下游。第一正排量泵110位于第一脱挥发分容器110的下游，而第二正排量泵114位于第二脱挥发分容器112的下游。

在一个实施方案中，泵110和114都是螺杆泵。在另一个实施方案中，泵110和114都是齿轮泵。从第二泵114排出的聚合物溶液被装入挤出机116中，在所述挤出机中，将目前基本上没有溶剂的聚合物溶液造粒。将在挤出机中萃取的溶剂和未反应单体再循环，并通过冷凝器120和122装入反应器系统103中。

在一个实施方案中，以利用系统100产生烯烃聚合物的一种方式，将α-烯烃单体连同催化剂、引发剂、溶剂和氢气一起加入反应器系统103中。如α-烯烃单体等反应物连同溶剂一起通过料流302引入到反应系统103中，而氢气同时通过料流304引入到反应系统103中。

在一个实施方案中，α-烯烃单体可仅包含乙烯。在另一个实施方案中，α-烯烃单体可包含乙烯以及具有3至12个碳原子的α-烯烃共聚单体。此类α-烯烃共聚单体的说明性实例是丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯和1-癸烯中的一种或多种。1-辛烯是优选的。

除了使聚合物增溶以外，进料溶剂还用作吸收反应热的散热器。惰性烃溶剂的实例包含可以是未取代的或被c1-4烷基，如戊烷、甲基戊烷、己烷、庚烷、辛烷、环己烷、甲基环己烷、氢化石脑油或其组合取代的c5-12烃。优选的溶剂是甲基环己烷，

料流202(其将反应物进料到反应器系统103中)中溶剂与单体的重量比为5至10。在一个优选实施方案中，料流202中溶剂与单体的重量比为6至8。

在进料到反应器系统103之前，将单体与氢气混合并且溶解/分散于溶剂中。在混合之前，通常将溶剂和单体(有时被称为“原料”)纯化，以去除潜在的催化剂毒物，如水、氧或其他极性杂质。原料纯化可以采用分子筛、氧化铝床或除氧催化剂。溶剂也可以以类似的方式纯化。通常将反应器系统103的进料冷却到小于40℃，优选地小于20℃的温度。进料的冷却可以有助于反应器系统中的热交换器大小的减小。冷却既可以在反应器系统中进行，也可以在进入反应器系统中之前进行。在优选实施方案中，进料的冷却可以在进入反应器系统中之前进行。

在一个实施方案中，催化剂可以在用于反应的溶剂中预混合，或作为单独的料流进料到反应器系统103中的一个或多个反应器中。在一个实施方案中，一些或全部催化剂通过料流203引入第一反应器102中，而另外的催化剂可以通过料流205添加到第二反应器104中。所使用的催化剂可以是齐格勒-纳塔(ziegler-natta)催化剂、双茂金属催化剂、限定几何构型催化剂、多价芳氧基醚络合物、膦亚胺或其组合。

在一个实施方案中，第一反应器102在大于或等于105kgf/cm²，优选地大于或等于110kgf/cm²，并且更优选地大于或等于115kgf/cm²的压力下操作。在一个实施方案中，第一反应器102在小于或等于200kgf/cm²，优选地小于或等于195kgf/cm²，并且更优选地小于或等于180kgf/cm²的压力下操作。在一个优选实施方案中，第一反应器102在130kgf/cm²至155kgf/cm²的压力下操作。在一个实施方案中，第一反应器102在范围为120到230℃的温度下操作。在一个实施方案中，离开第一反应器102的聚合物溶液的温度可以为130到240℃，优选地150到170℃。

在第一反应器102的出口处，聚合物(固体含量)以8到16wt％，优选地9到15wt％，并且更优选地11到13wt％的量存在于聚合物溶液中。重量百分比(wt％)是按聚合物料流的总重量计。根据astmd-1238(方法b)在190℃下以及分别在2.16kg和10kg负荷下测量乙烯类聚合物的熔体指数i2(或i2)和i10(或i10)。所述熔体指数的值以克/10分钟报告。熔体指数比(也被称为熔体流动比)i10/i2是两个值的比率并且其是无量纲的。在第一反应器102的出口处的聚合物的熔体指数比的范围可以为0.1到1500。

在一个实施方案中，当如上详述的进行测量时，离开第一反应器102的聚合物溶液的粘度为50到11,000厘泊。根据astmd4703制备用于密度测量的样品。根据astmd792、方法b，在样品压制的一小时内进行测量。

在示例性实施方案中，离开第一反应器102的产物的密度为0.865到0.920g/cm³，熔体指数i2为每10分钟0.25到210.0g，并且熔体流动比i10/i2为6.0到8.5。如上详述的进行测量的，在反应器温度为160℃并且聚合物浓度为12wt％下，预期在反应器系统出口处的溶液粘度将至少为350厘泊。

第二反应器104在比第一反应器102更高的温度下操作。在一个实施方案中，第二反应器在比第一反应器102更低的压力下操作。相对于从第一反应器102流出的聚合物料流的固体含量，第二反应器104可操作以将聚合物料流中的固体含量增加大于10wt％，优选地大于15wt％，优选地大于20wt％，并且更优选地大于25wt％的量。

在一个实施方案中，按进入液-液分离器的聚合物溶液料流的总重量计，进料至液-液分离器的聚合物料流中的单体含量大于至少5wt％。当聚合物溶液的温度低于下临界溶液温度时，液-液分离器进料料流(即聚合物溶液料流)中至少5wt％的单体的存在促进了聚合物与溶剂的相分离。如上所述，单体包含α-烯烃。在一个优选实施方案中(如下所述)，存在于进料到液-液分离器中的聚合物料流中的α-烯烃单体是乙烯。

在一个实施方案中，按进入液-液分离器的聚合物溶液料流的总重量计，乙烯含量(其反映了进料至液-液分离器的料流中的乙烯浓度)大于至少5wt％。当聚合物溶液的温度低于下临界溶液温度时，液-液分离器进料料流中至少5wt％的乙烯的存在促进了聚合物与溶剂的相分离。

在一个实施方案中，按聚合物料流的总重量计，从第二反应器104流出的固体含量为12到20wt％，优选地14到18wt％，并且更优选地15到17wt％。

第二反应器104在大于或等于100kgf/cm²，优选地大于或等于105kgf/cm²，并且更优选地大于或等于110kgf/cm²的压力下操作。在一个实施方案中，第二反应器104在小于或等于180kgf/cm²，优选地小于或等于175kgf/cm²，并且更优选地小于或等于155kgf/cm²的压力下操作。在一个优选实施方案中，第二反应器102在120kgf/cm²至135kgf/cm²的压力下操作。

第二反应器104在比第一反应器更高的温度下操作。第二反应器的温度比第一反应器102的温度高至少25％，优选地至少30％，更优选地至少35％。在一个实施方案中，第二反应器104在范围为180到250℃的温度下操作。在一个实施方案中，离开第二反应器102的聚合物溶液的温度可以为190到230℃，优选地200到220℃，并且更优选地208到214℃。

然后将聚合物溶液从反应器系统103转移到预热器107中。预热器将聚合物溶液加热至高于聚合物溶液的下临界溶液温度的温度。在一个实施方案中，预热器将聚合物溶液加热至大于或等于约250℃，优选地大于或等于约255℃的温度。在一个实施方案中，预热器将聚合物溶液加热至260℃的温度。

然后将从预热器107流出的聚合物溶液装入液-液分离器106中。在液-液分离器中，来自第二反应器的聚合物溶液的压力从第二反应器104的出口压力(120kgf/cm²到135kgf/cm²)降低至低于70kgf/cm²。图2描绘了压力-温度曲线图，其示出了预热器对系统性能的影响。第二反应器操作点处于200℃的温度和1800磅/平方英寸(约126kgf/cm²)的压力下。预热器提高了聚合物溶液的温度，因此系统温度升高到约250℃(参见图2中的预热器操作点)。将聚合物溶液装入液-液分离器中后，压力下降至约930psi(约65kgf/cm²)。液-液分离器操作点低于下临界溶液温度，因此聚合物溶液分离成富聚合物相和富溶剂相，这将在下面进一步详细讨论。

要注意的是，虽然图2表明，压降使聚合物溶液达到低于下临界溶液温度的点，但在某些情况下，温度降低或者压力和温度两者的降低可能使系统达到低于下临界溶液温度的点。简而言之，压力、温度或温度和压力两者的降低可能有助于使聚合物溶液达到低于下临界溶液温度的点，在所述温度下，单相溶液分离为两相体系—富聚合物相和富溶剂相。

液-液分离器通过降低聚合物溶液的压力、温度或压力和温度两者来促进聚合物与挥发物的分离。在一个实施方案中，在液-液分离器106中将压力降低至65kgf/cm²或更低，优选地降低至60kgf/cm²或更低。液-液分离器106中压力的降低有助于将聚合物溶液移动至低于下临界溶液温度，在所述温度下，聚合物溶液分离成富聚合物相和富溶剂相。

在第二反应器在至少250℃下操作的情况下，反应器流出物(即聚合物溶液)高于系统下临界溶液温度，该温度能够在无需任何额外能量输入的情况下引起液-液分离。通过将液-液分离器中的压力降低至低于60kgf/cm²来促进液-液分离，这是因为虽然聚合物溶液位移至液-液状态，但保持高于系统的起泡点压力(约56kgf/cm²)。聚合物溶液的位移低于下临界溶液温度促使聚合物溶液分离成富溶剂相和富聚合物相。富聚合物相分离至液-液分离器的底部，而富溶剂相位于富聚合物相的顶部。从液-液分离器的底部去除富聚合物相，并通过料流210将其输送至第一脱挥发分容器108。在一个实施方案中，从液-液分离器流出的料流210具有比从第二反应器104流出的料流206多至少25％的固体。按从分离器底部去除的聚合物溶液的总重量计，料流210含有20到24wt％的固体。

富溶剂相通过料流212去除，并通过料流208再循环到反应器系统103中。在一个实施方案中，将富溶剂相再循环至第二反应器104。液-液分离器的使用导致在液-液分离器处从聚合物溶液中去除至少33％的挥发物(溶剂和单体)。由于在液-液分离器之前没有将极性化合物引入到聚合物料流中，因此离开液-液分离器的富溶剂料流可以直接送回到反应器进料段，而无需使其经受任何额外的纯化步骤。

然后将聚合物溶液(富聚合物料流)排出到包括一系列脱挥发分容器的脱挥发分系统—第一脱挥发分容器108和第二脱挥发分容器112，所述两种脱挥发分容器彼此串联流体连通。第一脱挥发分容器108位于第二脱挥发分容器112的上游。每个顺序脱挥发分容器在比前一容器更低的压力下操作，并且每个脱挥发分容器有助于溶剂从聚合物溶液中绝热闪蒸，留下了具有比闪蒸之前更高的聚合物浓度的聚合物溶液。

在进入第一脱挥发分容器108的点时，聚合物溶液包括约20到24wt％的固体，优选地21到23wt％的固体。在第一脱挥发分容器108中，使聚合物溶液经受闪蒸，其中去除至少60wt％的溶剂，使得按聚合物溶液的总重量计，溶液被浓缩成至少60wt％，优选地至少65wt％的聚合物。在一个实施方案中，闪蒸是绝热地进行的。

在一个实施方案中，第一脱挥发分容器108绝热地操作以促进从聚合物溶液中去除溶剂。在一个实施方案中，第一脱挥发分容器中的压力维持在6到12kgf/cm²，优选地8到10kgf/cm²，因此允许溶剂闪蒸出并按通过料流214离开第一脱挥发分容器的聚合物溶液的总重量计，将聚合物溶液中的聚合物含量增加至45到90wt％，优选地50至70wt％。在一个实施方案中，闪蒸出(在进入第一脱挥发分容器108时)存在于聚合物溶液中的至少50wt％，优选地至少55wt％的溶剂。闪蒸的溶剂通过管线216从第一脱挥发分容器108中去除到冷凝罐122中，通过料流226和228将其从所述冷凝罐再循环回到反应器系统103。

离开第一脱挥发分容器108的聚合物溶液的温度为170℃到220℃，并且其压力为2到12kgf/cm²。按离开第一脱挥发分容器108的聚合物溶液的总重量计，离开第一脱挥发分容器108的聚合物溶液含有50到90wt％的量的聚合物。在一个实施方案中，按离开第一脱挥发分容器108的聚合物溶液的总重量计，固体含量增加至至少60wt％的聚合物，优选地至少65wt％。

然后将聚合物溶液从第一脱挥发分容器108通过料流214排出到任选的第一正排量泵110。任选的第一正排量泵110有助于增加聚合物溶液的压力。按离开第二脱挥发分容器112的聚合物溶液的总重量计，当聚合物溶液在第二脱挥发分容器112中绝热闪蒸以将固体浓度增加到大于90wt％，优选地大于92wt％，并且更优选地大于95wt％的量时，压力的这种增加(由第一任选的正排量泵110引起)促进了挥发物(例如，溶剂和未反应单体)从聚合物溶液进一步脱挥发分。

第二脱挥发分容器112也可以绝热地操作以促进溶剂从聚合物溶液中去除。在一个实施方案中，进入第二脱挥发分容器112(参见图1)的聚合物溶液的温度为210到260℃，优选地220到240℃。

在一个实施方案中，第二脱挥发分容器中的压力维持在0.5到1kgf/cm²，从而允许溶剂闪蒸出并按在第二脱挥发分容器112的出口处的聚合物溶液的总重量计，将聚合物溶液中的固体含量增加到90到97wt％，优选地92到95wt％。离开第二脱挥发分容器112的聚合物溶液的温度为180℃到240℃，优选地190到230℃。

将从第二脱挥发分容器112中的(聚合物溶液的)闪蒸去除的挥发物通过料流219输送到冷凝容器122，从所述冷凝容器中通过溶剂回收容器124再循环到反应器系统103。料流226和228有助于将挥发物输送到反应系统103。热交换器126和泵128分别用于升高挥发物料流的温度和压力。

第二正排量泵114有助于通过料流218将聚合物溶液(溶剂含量小于6wt％，优选地小于5wt％)装入制粒和固化装置，如造粒机116，在所述制粒和固化装置中将聚合物造粒并包装以用于运输。

将在两个脱挥发分容器108和112中产生的挥发物以及在造粒机中产生的挥发物输送到溶剂回收容器124并从那里再循环到反应器系统103。将来自第一脱挥发分容器108的挥发物通过料流216输送到溶剂回收容器124和冷凝容器122。将来自第二脱挥发分容器112的挥发物通过料流219输送到溶剂回收容器124和冷凝容器122。将来自造粒机116的挥发物通过料流220、222、224、226和228输送到溶剂回收容器124并从那里再循环到反应器系统103。

然后将再循环的挥发物连同包含乙烯和溶剂的进料(参见料流302)和氢气(参见料流304)一起通过料流202进料到反应器系统103中。反应器系统103中的反应如上详述的进行。

本文公开的系统的优点在于，通过使用低乙烯转化率条件结合预热器来影响液-液分离，所述预热器使催化剂热失活并使系统升高至高于系统下临界溶液温度。减压实现液-液分离。这是在不使用抗溶剂的情况下完成的。在不添加催化剂灭活化合物的情况下进行热失活(以中和催化剂并停止任何进一步的反应)的优点在于，离开液-液分离器的富溶剂料流保持“清洁”的料流而没有极性化合物，并且可以直接将其送回到反应器，而无需使其经受额外的纯化步骤。