用于烯烃聚合的反应器装置和方法_4

文档序号:8268280阅读:来源:国知局
12943、 W0-A-98/40331、EP-A-776913、EP-A-1074557 和WO-A-99/42497 中。
[0119] 所述催化剂典型地与不同的活化剂一起使用。这样的活化剂通常为有机铝或硼化 合物,典型地为三烷基铝、烷基铝卤化物、铝氧烷(alumoxane)。此外,还可以使用不同的改 性剂,例如醚、烷氧基硅烷和酯等。
[0120] 另外,可以使用不同的共反应物。它们包括链转移剂,例如氢气和聚合抑制剂,例 如一氧化碳或水。另外,可适当地使用惰性组分。这样的惰性组分可以是例如氮气或具有 1-10个碳原子的烷径,例如甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、正己烷等。还 可以使用不同的惰性气体的混合物。
[0121] 使所述流化气体基本保持为蒸气或气相的温度和压力下进行聚合。对于烯烃聚 合而言,温度适于在30-110 °C、优选50-100 °C的范围内。所述压力适于在l-50bar、优选 5_35bar的范围内。
[0122] 优选地,所述反应器在使得所述床占所述中间区和所述上部区的总体积 (combinedvolume)的至少70%、更优选至少75%以及最优选至少80%的条件下运行。对 于根据本发明的发明方法而言,保持上述相同的数字。当以这样的方式运行所述反应器时, 已经惊讶地发现气泡在所述反应器的上部处破碎或者气泡被抑制生成。基于各种理由,这 都是有利的。首先,当由气泡占据的体积减少时,所述反应器的体积更有效地用于聚合,并 且减少了"死"体积。第二,大气泡的消失减少了从反应器夹带细粉的现象。相反地,由流 化气体携带出反应器的聚合物代表反应器内的全部聚合物。因此,可以从所述流化气体中 分离所述聚合物(例如,通过使用旋风分离器),然后分出该聚合物作为产物或将其引入进 一步的聚合阶段中。另外,能够将所述分离的固体再循环返回至所述流化床反应器。第三, 即使聚合物颗粒与流化气体一起从所述反应器中被夹带出,所述聚合物也出乎意料地比聚 合物的量较少的情形更易于从所述流化气体中分离出来。第四,用所述流化气体从所述反 应器得到的聚合物颗粒令人惊讶地含有最小化的细粉分数。因此,当从所述反应器的顶部 抽出的流化气体流经旋风分离器时,所得到的顶部物流出乎意料地含有比设有类似的旋风 分离器的传统流化床反应器更少的量的聚合物。所以,本发明的反应器装置和方法以协同 的方式将流化床反应器和用于固体/气体分离的构件结合起来。更进一步地,所述底流物 流(underflowstream)具有更好的流动特性并且比在类似的传统方法中较不容易造成阻 塞。
[0123]从所述流化床反应器的上部区抽出所述流化气体。为抽出所述流化气体,在所述 上部区中提供一个或多个出口,更优选地,所述一个或多个出口位于高于所述流化床反应 器的总高度的90%的高度。
[0124]此外,优选地,所述一个或多个出口都在相同的高度或都在不同的高度或两者的 组合位于流化床反应器上的上部区中。
[0125]优选地,所述一个或多个出口的至少一个位于高于所述流化床反应器的总高度的 95%的高度。
[0126]更优选地,一个出口位于所述反应器的最高端口,其它出口(如果存在)被设在高 于所述流化床反应器的总高度的90%的高度;甚至更优选地,一个出口位于所述反应器的 最高端口,其它出口(如果存在)被设在高于所述流化床反应器的总高度的95%的高度; 最优选地,所述流化床反应器的上部区中只存在一个流化气体抽出出口,并位于所述反应 器的最高端口。
[0127]将所述一个或多个出口连接至一个或多个出口管线。所述出口管线将流化气体流 输送至包括一个或多个气体/固体分离单元的气体/固体分离装置。出口的数量可以但不 必等于气体/固体分离单元的数量。例如,当所述多个出口管线中的一些或全部合并时,来 自一定数量的出口的流化气体可以被输送到少数气体/固体分离单元。优选地,所述气体 /固体分离装置之中仅存在一个气体/固体分离单元。
[0128]此外,一个或多个气体/固体分离单元优选为一个或多个旋风分离器。更优选地, 所述气体/固体分离装置之中只存在一个旋风分离器。
[0129]如上文已经概述,将所述反应器的上部区中的一个或多个出口连接至一个或多个 出口管线。所述出口管线将流化气体流(34)输送至包括一个或多个气体/固体分离单元 的气体/固体分离装置。因此,如果所述反应器的上部区中存在一个或多个出口,并且它们 连接至一个或多个出口管线,则通过所述一个或多个出口管线输送的物流的整体为所述流 化气体流(34)。
[0130]将塔顶物流(overheadstream)和固体再循环流从所述气体/固体分离装置抽 出。所述塔顶物流含有的固体以重量计比固体再循环流含有的固体少。
[0131] 优选地,所述塔顶物流含有的固体以重量计少于5.0%、更优选以重量计少于 3. 0%、甚至更优选以重量计少于1. 0%、甚至更优选以重量计少于0. 75%、最优选少于 0. 5%。优选地,在所述塔顶物流中的气体量以重量计大于95. 0%、更优选大于97. 0%、甚 至更优选大于99. 0 %、甚至更优选超过99. 25 %、最优选超过99. 5 %。
[0132] 所述固体再循环流(36)典型地主要含有固体物质,并包括颗粒间的一些气体。因 此,所述固体再循环流包含由所述流化气体流(34)从所述流化床反应器夹带的聚合物颗 粒的大部分质量。典型地,所述固体再循环流(36)含有以重量计至少75%、优选80%、更 优选85%的固体,且仅含有以重量计至多25%、优选20%、最优选15%的气体。
[0133] 如上文所讨论,所述气体/固体分离装置可以包括一个或多个气体/固体分离单 J1_1〇
[0134] 如果所述气体/固体分离装置仅含有一个气体/固体分离单元,则所述单元塔顶 物流与所述塔顶物流相同,所述单元固体再循环流与所述固体再循环流相同。
[0135] 从每个气体/固体分离单元得到单元塔顶物流和单元固体再循环流。
[0136] 如果所述气体/固体分离单元是旋风分离器,则从所述旋风分离器的顶部出口取 出所述单元塔顶物流,所述单元固体再循环流为从所述旋风分离器的底部出口取出的所述 旋风分离器的底流。
[0137]如果存在两个或更多个气体/固体分离单元,则这些气体/固体分离单元可以并 联布置或串联布置。
[0138] 在下文中提供了所述气体/固体分离单元的并联装置的优选变型。
[0139] 在并联装置中,通常并且优选地,每个气体/固体分离单元的单元塔顶物流含有 以重量计小于5. 0%、更优选以重量计小于3. 0%、甚至更优选以重量计小于1. 0%、甚至 更优选以重量计小于0. 75%、并且最优选以重量计小于0. 5%的固体。优选地,每个气体 /固体分离单元的单元塔顶物流中的气体量以重量计大于95.0%、更优选以重量计大于 97. 0%、甚至更优选以重量计大于99. 0%、甚至更优选以重量计大于99. 25%、最优选以重 量计大于99. 5%。
[0140] 在并联装置中,通常并且优选地,所述单元固体再循环流主要含有固体物质,并包 括颗粒间的一些气体。因此,所述单元固体再循环流包含由所述流化气体流(34)从所述流 化床反应器夹带的聚合物颗粒的质量的大部分。典型地,所述单元固体再循环流含有以重 量计至少75%、优选80%、更优选85%的固体,且仅含有以重量计至多25%、优选20%、最 优选15%的气体。
[0141] 如上文已经概述,将所述反应器的上部区中的一个或多个出口连接至一个或多个 出口管线。所述出口管线将流化气体流(34)输送至包括一个或多个气体/固体分离单元 的气体/固体分离装置。
[0142] 在所述情况的第一且优选的变型中,其中,所述气体/固体分离单元并联布置,并 且只存在一个出口管线将所述流化气体流(34)输送至如前面段落中提到的气体/固体分 离装置,或将如前面段落中提到的所有出口管线的物流合并之后供给至所述气体/固体分 离装置;将所述流化气体流(34)分割,并将其一部分被供给至每个气体/固体分离单元。 就此而言,部分指代整体的一部分,其在它的物理性质上与其它部分没有不同。如上文所提 及,优选只存在一个出口管线用于输送所述流化气体流(34)。因此,在所述情况的第一且优 选的变型中,其中,所述气体/固体分离单元并联布置,优选只存在一个出口管线将所述流 化气体流(34)输送至如前面段落中提到的气体/固体分离装置,并将所述流化气体流(34) 分割,其一部分被供给至每个气体/固体分离单元。
[0143]在这个变型中,将所述出口管线中的物流进行分割或合并以及再分割,从而在多 于一个的气体/固体分离单元中实现气体/固体分离,这允许使用更小的气体/固体分离 单元。此外,如果一个气体/固体分离单元失效,没有必要在运行期间完全停止工艺过程, 而可以置换气体/固体分离单元。
[0144]此外,如果在不同的高度存在所述反应器的上部区中的两个或更多个出口,则各 自分出的物流通常具有不同的组成,允许微调流化气体流(34)。因此,任选地,每个出口管 线中存在阀门。
[0145]在所述情况的第二变型中,其中,所述气体/固体分离单元并联布置,并且存在两 个或更多个出口管线将所述流化气体流(34)输送至所述气体/固体分离装置,可以将每 个所述出口管线连接至不同的气体/固体分离单元。虽然不是优选地,但是也可以将每个 出口管线中的物流进一步分割为两个或更多个物流,将每个单独的物流供给至不同的气体 /固体分离单元,或者如果存在多于两个出口管线,则也可以将两个出口管线的物流合并而 不是被进一步分割,并供给至一个气体/固体分离单元。
[0146] 如果根据每个上述变型并联布置所述气体/固体分离单元,则通常将所有气体/ 固体分离单元的单元塔顶物流在进一步处理(例如:在固体过滤装置(41)中)前合并。因 此,所述合并物为自所述气体/固体分离装置得到的塔顶物流(42)。
[0147]相似地,如果并联布置所述气体/固体分离单元,则优选在任何进一步处理(例如 引入到流通装置中)前,将所有气体/固体分离单元的单元固体再循环流合并,如下文进一 步描述的那样。虽然不那么优选,但如果并联布置所述气体/固体分离单元,则也可以将所 有气体/固体分离单元的单元固体再循环流引入到单独的流通设备中,并合并自每个流通 设备得到的物流。
[0148] 更优选地,如果根据每个上述变型并联布置所述气体/固体分离单元,则
[0149]-将所有气体/固体分离单元的单元塔顶物流在进一步处理(例如在固体过滤装 置(41)中)前合并,从而形成自所述气体/固体分离装置得到的塔顶物流;
[0150]-将所有气体/固体分离单元的单元固体再循环流在引入到所述流通装置之前合 并,从而形成自所述气体/固体分离装置得到的单元固体再循环流。
[0151] 甚至更优选地,如果根据每个上述变型并联布置所述气体/固体分离单元,则在 所述流化床反应器的上部区中只存在一个抽出流化气体的出口,所述出口位于所述反应器 的最高端口,并且
[0152]-将所有气体/固体分离单元的单元塔顶物流在进一步处理(例如在固体过滤装 置(41)中)前合并,从而形成自所述气体/固体分离装置得到的塔顶物流;
[0153]-将所有气体/固体分离单元的单元固体再循环流在引入到所述流通装置之前合 并,从而形成自所述气体/固体分离装置得到的单元固体再循环流。
[0154] 可选地,串联所述气体/固体分离单元。
[0155]在下文中描述了如果串联所述气体/固体分离单元的优选变型。
[0156] 在串联装置中,通常并且优选地,每个气体/固体分离单元的单元塔顶物流含有 以重量计小于5. 0%、更优选小于3. 0%、甚至更优选按重量计小于1. 0%、甚至更优选以重 量计小于0. 75%、并且最优选按重量计小于0. 5%的固体。优选地,每个气体/固体分离单 元的单元塔顶物流中的气体量以重量计大于95. 0%、更优选大于97. 0%、甚至更优选大于 99. 0 %、甚至更优选大于99. 25 %、最优选大于99. 5 %。
[0157] 在串联装置中,通常并且优选地,所述单元固体再循环流主要含有固体物质,并包 括颗粒间的一些气体。因此,所述单元固体再循环流包含由所述流化气体流(34)自所述 流化床反应器夹带的聚合物颗粒的大部分质量。典型地,所述固体再循环流含有以重量计 至少75%、优选80%、更优选85%的固体,且仅含有以重量计至多25%、优选20%、最优选 15%的气体。
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