专利名称：：对聚合过程中的能量效率进行优化的方法
技术领域：
：本发明大体上涉及烯烃聚合。本发明还涉及聚合过程中的能量回收方法。更具体地说，本发明涉及由反应器的冷却系统产生的热量的有效的能量回收。
背景技术：
：聚烯烃例如聚乙烯和聚丙烯可通过颗粒形式聚合例如淤浆聚合或气相聚合来制备。烯烃聚合通常使用单体、稀释剂和催化剂以及任选的共聚单体和氢气在反应器中进行。聚合通常在淤浆条件下进行，其中产物通常由固体颗粒组成并悬浮在稀释剂中。使用泵将该反应器的淤浆内容物连续循环以维持聚合物固体颗粒在液体稀释剂中的有效悬浮。产物通过沉降腿排出，所述沉降腿以间歇原理运行以回收产物。沉降腿中的沉降用于提高最终作为产物淤浆回收的淤浆的固体物浓度。进一步地，将该产物通过闪蒸管线排入闪蒸罐，在所述闪蒸罐中大部分稀释剂和未反应的单体被闪蒸掉且再循环。或者，可将该产物淤浆进料到与第一环流反应器串联连接的其中可产生第二聚合物部分的第二环流反应器中。通常，当以这种方式使用两个串联的反应器时，包含第一反应器中产生的第一聚合物部分和第二反应器中产生的第二聚合物部分的所得聚合物产物具有双峰分子量分布。环流反应区中的淤浆聚合已被证明在商业上是成功的。淤浆聚合技述取得了每年都如此生产数十亿磅聚烯烃的国际性成功。聚烯烃生产过程中的多种设备和操作可消耗能量。聚烯烃工厂内显著的用电设备可例如包括使聚合反应器(例如环流淤浆反应器)中的液体反应混合物循环的泵，使冷却用介质(例如经处理的水)循环穿过聚合反应器夹套的泵，对再循环的稀释剂(和/或单体)加压并将其返回至聚合反应器的压縮机，用于输送绒毛(fluff)和粒料(pellets)的鼓风机，和将聚烯烃绒毛转化为聚烯烃粒料的挤出机。典型聚烯烃工厂中重要的蒸汽用户可包括对聚合反应器的流出物中的液体进行闪蒸的加热器，和对回收的稀释剂和/或单体进行处理的分馏塔。燃料气体的相对大的消耗者可包括聚合催化剂的活化过程(其可能利用高的热量)，和维持工厂火炬头(flareheader)中(去往所述火炬的进料中)足够的可燃物含量的操作。通常，需要大量能量以将单体和共聚单体聚合为聚烯烃绒毛，对来自反应器的再循环流出物进行处理，和将聚烯烃绒毛转化为粒料。因此，聚烯烃的生产是消耗电力、蒸汽、燃料气体等的能量密集型过程。这样的能量消耗通常促成聚烯烃生产以及由聚烯烃建造的销售给消费者的下游产品的相当大的成本。W02006/026493描述了配置成生产每公吨聚烯烃消耗少于约445千瓦时电力的用于生产聚烯烃的生产方法。然而，仍需要改进聚烯烃生产过程的能量效率。
发明内容本发明人已经令人惊讶地发现可提高聚烯烃生产中的能量效率。本发明容许对在聚合场所上所产生的热能进行回收(尤其是利用聚合反应器的冷却系统对聚合场所上所产生的热能进行回收)，并使用该热能生产被再循环回聚合场所的蒸汽和/或电力和/或机械动力。然后，可将所述蒸汽用于对聚合反应器的流出物中的液体进行闪蒸的加热器，和对回收的稀释剂和/或单体进行处理的分馏塔。一部分聚合热的回收是在使聚烯烃生产的能量消耗最小化的方向上的进一步步骤。本发明提供对生产聚烯烃的聚合反应进行冷却的方法，包括如下步骤(a)使所述聚合反应与冷却用流体热接触，使得该冷却用流体从所述反应带走热能，(b)使所述冷却用流体与工作流体热接触，从而将所述热能从所述冷却用流体回收到所述工作流体中，和(c)使步骤(b)中得到的所述冷却用流体与所述聚合反应热接触，从而冷却所述反应，其中使所述工作流体相转变，从而将热量和/或电力和/或机械动力形式的能量返还给聚烯烃生产过程。在实施方式中，聚合反应在聚合反应器中进行并且包括如下步骤_将一种或多种烯烃反应物、聚合催化剂和稀释剂引入到所述反应器中，并且同时对所述反应物、催化剂和稀释剂进行循环，-使所述一种或多种烯烃反应物聚合，以产生基本上包括液体稀释剂和固体烯烃聚合物颗粒的聚合物淤浆，-使用冷却用流体对反应器温度进行控制并且通过与所述冷却用流体热接触的工作流体而从所述冷却用流体回收至少一部分热能，_使所述聚合物淤桨沉降，和-将沉降的聚合物淤浆排出所述反应器。本发明还提供在反应器中生产烯烃聚合物的聚合方法，包括如下步骤_将一种或多种烯烃反应物、聚合催化剂和稀释剂引入到所述反应器中，并且同时对所述反应物、催化剂和稀释剂进行循环，-使所述一种或多种烯烃反应物聚合，以产生基本上包括液体稀释剂和固体烯烃聚合物颗粒的聚合物淤浆，-使用冷却用流体对反应器温度进行控制，-使所述聚合物淤桨沉降，和-将沉降的聚合物淤浆排出所述反应器，其中所述方法进一步包括通过与所述冷却用流体热接触的工作流体而从所述冷却用流体回收至少一部分热能的步骤，其中使所述工作流体相转变，从而将热量和/或电力和/或机械动力形式的能量返还给聚烯烃生产过程。在本发明的实施方式中，冷却用流体的热能的至少10%、至少20%、至少30%、至少40%或至少50%被回收。本发明还涉及对聚合过程中的能量消耗进行能量优化的方法，包括如下步骤将由所述聚合反应产生的热能的至少一部分回收到工作流体中，其中使所述工作流体相转变，从而将热量和/或电力和/或机械动力形式的能量返还给聚烯烃生产过程。本发明能够使聚烯烃生产过程中的能量消耗降低。本发明改进了设备效率并且可回收浪费的能量资源。以下将进一步具体公开本发明。所述描述仅作为实例给出而不限制本发明。附图标记涉及附于此后的附图。图1示意性地表示根据本发明一个实施方式的与压縮热泵连接的聚合反应器。图2表示根据本发明实施方式使用的示意性的再压縮单元。图3示意性地表示根据本发明一个实施方式的与蒸汽产生单元连接的压縮热泵。图4示意性地表示根据本发明一个实施方式的与用于产生电力的有机兰金循环(OrganicRankineCycle)连接的聚合反应器。具体实施例方式本发明提供用于烯烃聚合过程中的能量评价的系统，其特征在于使工作流体在热量回收过程期间相转变。本发明还涉及在反应器中生产烯烃聚合物的聚合方法，其包括如下步骤_将一种或多种烯烃反应物、聚合催化剂和稀释剂引入到所述反应器中，并且同时对所述反应物、催化剂和稀释剂进行循环，_使所述一种或多种烯烃反应物聚合，以产生基本上包括液体稀释剂和固体烯烃聚合物颗粒的聚合物淤浆，-使用冷却用流体对反应器温度进行控制，禾口-通过与所述冷却用流体热接触的工作流体而从所述冷却用流体回收至少一部分热能，其中使所述工作流体相转换，从而将热量和/或电力和/或机械动力形式的能量返还给聚烯烃生产过程。在优选实施方式中，所述冷却用流体(也称作反应冷却用流体)为水。根据本发明，利用工作流体从反应冷却用水回收热能。本文中使用的术语"工作流体"是指在热力学循环中发生演变(evolve)的介质。根据本发明，可使用任意的各种工作流体。可从若干种大类的工作流体中进行选择。第一大类为烃，包括丙烷(R290)、异丁烷(R600a)、正丁烷(R600)、环丙烷(RC270)、乙烷(RI70)、正戊烷(R601)、和异戊烷(R601a)。第二大类为氯代烃(例如氯甲烷(R40))。第三大类为氯氟烃(例如三氯氟甲烷(RII)、二氯二氟甲烷(R12)、一氟二氯甲烷(R21)、和一氯二氟甲烷(R22)、和三氯三氟乙烷(RI13)，以及RI14、R500、和R123(或HCFC-123))。第四大类为氟代烃(例如四氟乙烷(RI34a)、五氟乙烷(R125)、R502、R407C、R410和R417A、以及HFE-7000)。第五大类为例如氨(R717)、二氧化硫(R764)、和二氧化碳的其它化合物。对于某些用途可为有利的另一类工作流体为纳米流体。在实施方式中，所述工作流体选自包括烃、氯代烃、氯氟烃、氟代烃、氨、二氧化硫、二氧化碳和纳米流体的组。在特别优选的实施方式中，所述工作流体选自包括正戊烷、异戊烷、正丁烷、异丁烷、丙烷、异丙烷、氨、及其混合物的组。根据本发明的实施方式，所述方法中的所述热能回收步骤包括使反应冷却用流体与所述工作流体热接触，从而使所述工作流体通过热能吸收而蒸发为气体；对所述气态工作流体加压；和通过使所述经加压的工作流体冷凝而释放所述工作流体的焓；和在使所述经冷凝的工作流体与所述冷却用流体热接触之前降低所述工作流体的压力。根据第一具体实施方式，使用压縮热循环对来自所述冷却用流体的所述热能的至少一部分进行回收。优选地，使用压縮热泵。本文中使用的术语"焓"是指由所述工作流体释放或吸收的热量。根据具体实施方式，将来自所述冷却用流体的热能回收到工作流体中，该工作流体被相转变以产生热量并且所述热量的至少一部分被用于产生蒸汽，优选低压蒸汽。在实施方式中，如果希望高压，则可对所述低压蒸汽进行压縮以得到高压蒸汽和温度的升高。该系统允许回收蒸汽冷凝物并将所述冷凝物转化为蒸汽。优选地，使由聚合单元提供的蒸汽冷凝物与所述工作流体热接触，所述工作流体将从冷却用流体吸收的热量释放给所述蒸汽冷凝物。根据优选实施方式，冷却用流体与蒸汽产生单元之间的能量转移是经由在闭合环流中流动的所述工作流体(也称作制冷剂流体)提供的被来自所述冷却用流体的热能所过热的工作流体的蒸气被压縮并且进一步冷凝。将该经压縮的气体冷却，然后其在冷凝期间变为液态。冷却期间所释放的焓用于产生蒸汽(传热流体)。通过将热量释放给传热流体(优选水)(该传热流体蒸发(蒸汽))而使该工作流体冷凝。该传热流体优选为由聚合单元中使用的低压蒸汽所提供的冷凝物。当该冷凝物与工作流体接触时其通过从所述工作流体传热而转化为低压蒸汽。冷凝后的工作流体是饱和且液化的。然后使液化的工作流体膨胀与冷却水接触的工作流体为液体和蒸气的混合物。当所述工作流体从反应器的冷却水中将在冷却水使用回路中吸收的热量带走时，发生该工作流体的蒸发。反应器的冷却水冷却并且通过使所述工作流体蒸发直至其过热而释放所述冷却水含有的能量。优选地，本方法中所使用的工作流体为正戊烷。根据第二具体实施方式，使用动力循环对来自所述冷却用流体的所述热能的至少一部分进行回收。动力循环是本领域中所公知的。动力循环是带走热量并使用其对环境做功的循环。存在多种本领域中公知的动力循环。合适的动力循环的实例包括，但不限于有机兰金循环(0RC)。在"AReviewofOrganicRankineCycles(0RCs)fortheRecoveryofLow-GradeWasteHeat"，Energy,Vol.22，No.7，pp661-667，1997，ElsevierScienceLtd,GreatBritain禾口"AbsorptionPowerCycles",Energy,Vol.21，No.1，pp21-27，1996，ElsevierScienceLtd,GreatBritain中公开了可使用的动力循环的其它实例，将其引入本文作为参考。根据本发明的实施方式，所述方法中的所述热能回收步骤包括使所述冷却用流体与所述工作流体热接触，从而所述工作流体变为过热的饱和蒸气；使所述过热的蒸气膨胀以产生焓；冷凝所述蒸气并冷却所述蒸气以变为饱和液体；和在再循环以使所述经冷凝的工作流体与所述冷却用流体热接触之前对所述工作流体加压。在一个实施方式中，产生的焓优选用于从回收自聚合单元的蒸汽冷凝物产生蒸汽。在另一实施方式中，产生的焓优选用于为用于产生电力的涡轮机提供动力。根据第三具体实施方式，使用吸收制冷循环对来自所述冷却用流体的所述热能的至少一部分进行回收。典型的吸收制冷机使用至少两种物质氨和水作为工作流体。7合适的工作流体包括经历相变以促进热能的吸收和释放的循环材料，例如一种或多种氢氟烃，如CH3CHF2、C2HF5、CH2F2、C2H3F3、CHF3和C2H2F4包括R-152a、R-125、R-32、R-143a、R-23和R-134a。烃例如丙烷、丁烷、戊烷也可用作工作流体。还可使用工作流体的组合，以及工作流体与润滑剂的组合。可将通过所述工作流体回收的热能再循环回聚合过程。本发明适用于产生如下流出物的任何过程，该流出物包括悬浮在包括稀释剂和未反应单体的液体介质中的颗粒聚合物固体物的淤浆。这样的反应过程包括本领域中称为颗粒形式聚合的那些。本发明特别适合于用于制造颗粒烯烃聚合物的聚合过程，包括烯烃例如C2C8烯烃在含有待聚合单体的稀释剂中的催化聚合，其中，聚合淤浆在环流反应器中循环，其中，该环流反应器中进料有起始物料并且从该环流反应器中除去形成的聚合物。合适单体的实例包括，但不限于每个分子具有28个碳原子的那些，例如乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、丁二烯、异戊二烯、1_己烯等。聚合反应可在50120。C的温度下、优选在70115°C的温度下、更优选在8011(TC的温度下，和在20100巴的压力下、优选在3050巴的压力下、更优选在3745巴的压力下进行。在优选的实施方式中，本发明特别适合于乙烯在异丁烷稀释剂中的聚合。合适的乙烯聚合包括，但不限于乙烯的均聚、乙烯和更高级1-烯烃共聚单体(例如l-丁烯、l-戊烯、l-己烯、l-辛烯或l-癸烯)的共聚。在本发明的一个实施方式中，所述共聚单体为l-己烯。在本发明的另一实施方式中，描述了用于生产双峰聚乙烯(PE)的乙烯聚合。"双峰PE"是指使用两个彼此串联连接的反应器生产的PE。乙烯在液体稀释剂中，在催化剂、任选的助催化剂、任选的共聚单体、任选的氢气和任选的其它添加剂的存在下聚合，从而产生聚合淤浆。本文中使用的术语"聚合淤浆"或"聚合物淤浆"或"淤浆"基本上是指至少包括聚合物固体物和液相的多相组合物并且允许在该过程中至少局部地存在第三相(气体)，其中液相为连续相。所述固体物包括催化剂和聚合的烯烃，例如聚乙烯。所述液体包括惰性稀释剂(例如异丁烷)、溶解的单体例如乙烯、共聚单体、分子量控制剂(例如氢气)、抗静电剂、防垢剂、捕捉剂、和其它操作助剂。合适的稀释剂是本领域中公知的，并且包括但不限于烃稀释剂例如脂族、脂环族和芳族烃溶剂，或者这样溶剂的卤化形式。优选的溶剂为C12或更低级的、直链或支链的饱和烃；C5C9饱和脂环族或芳族烃。溶剂的非限制性说明性实例为丁烷、异丁烷、戊烷、己烷、庚烷、环戊烷、环己烷、环庚烷、甲基环戊烷、甲基环己烷、异辛烷、苯、甲苯和二甲苯。在本发明的优选实施方式中，所述稀释剂为异丁烷。然而，应从本发明中清楚地看出，根据本发明应用，也可应用其它稀释剂。合适的催化剂是本领域中公知的。根据本发明，术语"催化剂"在本文中定义为导致共聚反应速率变化而在反应中自身不消耗的物质。合适催化剂的实例包括但不限于氧化铬，例如负载在氧化硅或铝上的那些；有机金属催化剂，包括本领域中称作"齐格勒"或"齐格勒-纳塔"催化剂的那些；茂金属催化剂等。本文中使用的术语"助催化剂"是指可与催化剂一起使用以改进聚合反应期间催化剂活性的材料。根据另一实施方式，根据本发明的方法还可应用于由两个满液体环流反应器组成的双环流聚合反应器，其包括第一反应器和第二反应器，所述第一反应器和第二反应器通过第一反应器的为了将淤浆从所述第一反应器排到所述第二反应器而连接的一个或多个沉降腿串联连接。本发明还提供用于对烯烃聚合反应进行冷却的系统，所述系统特征在于使用压縮热泵循环、吸收制冷循环或有机兰金循环从所述聚合反应除去热能且在除热过程中利用了工作流体的相转变。具体地说，本发明提供用于对聚合反应进行冷却的方法，包括如下步骤将来自所述聚合反应的热能移除到工作流体中，和利用回收到所述工作流体中的热能的至少一部分将热量和/或电力和/或机械动力返还给聚烯烃生产过程。在实施方式中，所述工作流体与反应冷却用流体热接触，并从该反应冷却用流体带走来自所述聚合反应的热能。如上所述的压縮热泵、吸收制冷单元或有机兰金循环可用于所述方法。在一个实施方式中，所述热量可用于产生蒸汽，优选低压蒸汽。在另一实施方式中，所述能量可用于产生电力和/或机械动力。在一个实施方式中，所述方法包括使所述工作流体通过热能吸收而蒸发为气体；对所述气态工作流体加压；通过使所述工作流体冷凝而释放所述经加压的工作流体的焓；和在使所述经冷凝的工作流体与所述冷却用流体热接触之前降低所述工作流体的压力。所述烚优选由传热流体吸收，该传热流体优选为水，而水因此转化为蒸汽。在另一实施方式中，所述方法包括使所述工作流体通过热能吸收而蒸发为气体，从而所述工作流体变为过热的饱和蒸气；使所述过热的蒸气膨胀以产生焓；和使所述蒸气冷凝并使所述蒸气冷却以变为饱和液体；和在再循环以使所述经冷凝的工作流体与所述冷却用流体热接触之前对所述工作流体加压。本发明还提供提高聚烯烃生产过程的能量效率的方法。通过使用工作流体将来自聚合反应的浪费的热能转化为能量来提高这种能量效率，其中将由所述聚合反应产生的热能回收到所述工作流体中并且进一步地使所述工作流体相转变，从而将热量和/或电力和/或机械动力形式的能量返还给聚烯烃生产过程。如上所述的压縮热泵、吸收制冷单元或有机兰金循环可用于所述方法。在一个实施方式中，所述方法包括如下步骤将由所述聚合反应产生的热能的至少一部分回收到工作流体中，其中使所述工作流体相转变，从而将热量形式的能量提供给从聚合单元回收的蒸汽冷凝物，从而产生蒸汽。在一个实施方式中，使用压縮热循环对来自所述冷却用流体的部分热能进行回收，该压縮热循环包括使反应冷却用流体与工作流体热接触，从而使所述工作流体通过热能吸收而蒸发为气体；对所述气态工作流体加压；通过使所述经加压的工作流体冷凝而释放所述工作流体的焓；和在使所述经冷凝的工作流体与所述冷却用流体热接触之前降低所述工作流体的压力。在另一实施方式中，使用动力循环，优选有机兰金循环对来自所述冷却用流体的部分热能进行回收，该动力循环包括使反应冷却用流体与所述工作流体热接触，从而所述工作流体变为过热的饱和蒸气；使所述过热的蒸气膨胀以产生焓；使所述蒸气冷凝并使所述蒸气冷却以变为饱和液体；和在再循环以使所述经冷凝的工作流体与所述冷却用流体热接触之前对所述工作流体加压。本发明还提供聚烯烃生产单元，包括将单体、共聚单体、稀释剂、聚合催化剂和任选的氢气进料到至少一个聚合反应器中的装置；包括至少一个限定聚合物淤浆的流动路径的聚合反应器的反应器系统；一条或多条用于将所述聚合物淤桨排出所述聚合反应器的管线，其中所述至少一个聚合反应器与选自压縮热泵、吸收制冷单元或有机兰金循环的热量回收单元连接。在一个实施方式中，所述热量回收单元与蒸汽产生单元连接。在另一实施方式中，所述热量回收单元与电力产生单元连接。在优选的实施方式中，所述聚烯烃生产单元包括将单体、共聚单体、稀释剂和任选的氢气进料到至少一个聚合反应器中的装置；将聚合催化剂进料到所述至少一个聚合反应器中的装置；反应器系统，其包括至少一个限定聚合物淤浆的流动路径的聚合反应器，所述淤浆基本上由至少一种单体、共聚单体、聚合催化剂、液体稀释剂和固体烯烃共聚物颗粒组成；—条或多条用于将所述聚合物淤浆排出所述聚合反应器的管线；稀释剂/单体回收系统，其配置成从自所述至少一个聚合反应器排出的淤浆中分离大部分液体稀释剂；分馏系统，其配置成对从所述稀释剂/单体回收系统排出的液体稀释剂的一部分进行处理并且提供所回收的基本上不含烯烃单体的液体稀释剂；禾口挤出/出料(loadout)系统，其具有配置用于对从稀释剂/单体回收系统中的淤浆回收的聚烯烃颗粒进行挤出和造粒的挤出机/造粒机，其中所述至少一个聚合反应器与配置用于回收热能的选自压縮热泵、吸收制冷单元或动力循环的热量回收单元连接。在一个实施方式中，所述热量回收单元与蒸汽产生单元连接。所述热量回收单元通常包括布置在回路中的冷凝器和蒸发器。吸收制冷单元通常包括一个或多个冷却回路，每个回路包括与膨胀阀结合的发电机(generator)、冷凝器和蒸发器。压縮热泵通常包括一个或多个冷却回路，每个回路包括与压縮机和膨胀阀结合的冷凝器和蒸发器。在一个实施方式中，所述压縮热泵进一步与蒸汽产生单元连接，其中将蒸汽冷凝管线配置成在所述冷凝器中与工作流体热接触，从而将所述冷凝物转化为蒸汽。在一个实施方式中，进一步将压縮机与所述压縮热泵连接。例如，在将热能回收到低压蒸汽中的方法中，如果希望高压，则可使用第二压縮机。首先使用压縮热泵在低压下产生蒸汽，然后通过所述第二压縮机对所述蒸汽进行压縮而达到期望的压力。图1表示根据本发明实施方式的与压縮热泵101可操作地连接的单环流反应器1。该单环流反应器1包括互联管7。应该理解，虽然环流反应器1图示为具有两根垂直管7，但是所述环流反应器1可配备有更多的管，例如四根或更多根的管，例如六根垂直管，例如420根垂直管。管段7的垂直部分设置有热量夹套(heatjacket)9。通过在反应器1的这些夹套9中循环的冷却水来带走聚合热。可将反应物例如稀释剂、单体、任选的共聚单体和反应添加剂通过管线3引入到反应器1中。可将催化剂以及任选的助催化剂或活化剂注入到该反应器中。通过一个或多个泵(例如轴流泵2)使聚合淤浆如箭头6所示在整个环流反应器l中定向循环。所述泵可由电动机5驱动。本文中使用的术语"泵"包括通过例如活塞或一组旋转叶轮4而对流体进行压縮驱动、提高流体压力的任意设备。反应器1还可设有一个或多个用于将聚合物淤浆排到产物回收区8的沉降腿(未示出)。所述沉降腿可设有产物取出阀或排出阀。所述排出阀可为任意类型的阀门，其中，当所述阀门完全打开时，其可允许聚合物淤浆的连续或周期性排出。可适当地使用角阀或球阀。例如，所述阀门可具有这样的结构所述结构防止固体物质在该阀门的主体部分积聚或沉淀。然而，本领域技术人员可根据需要对排出阀的类型和结构进行选择。在排出阀每次打开时，使沉降腿的一部分或全部进行排放。在沉降腿中沉降的聚合物淤浆可通过一条或多条产物回收管线移至例如产物回收区8。沉降的聚合物淤桨可连续地或周期性地从环流反应器1排出到产物回收区8中。本文中使用的"产物回收区"包括但不限于经加热的或未经加热的闪蒸管线、闪蒸罐、旋风分离器、过滤器和相关的蒸气回收和固体物回收系统，或者在几个反应器串联连接时去往另一反应器的输送管线或者所述另一反应器。当在所述沉降腿的下游不存在反应器时，可将排出的淤浆减压并通过例如经加热或未经加热的闪蒸管线输送至闪蒸罐，在所述闪蒸罐中，将聚合物和未反应的单体和/或共聚单体以及稀释剂分离。可进一步在净化塔(purgecolumn)中完成聚合物的脱气。当在所述沉降腿的下游存在至少一个反应器时，将排出的淤浆通过与所述沉降腿连接的输送管线输送至下一个反应器。可通过将所述淤浆注入到下游反应器中的其中压力低于沉降腿出口处压力的位置而进行输送。本发明包括根据本发明与热量回收单元热连接的单环流或多环流反应器，其中，所述单环流或多环流反应器可并联或串联使用。管段7的垂直部分设有热量夹套9。通过在这些夹套9中循环的冷却水来带走聚合热。冷却水120从管线12循环进入到垂直管7的夹套9中并且经由互连管11循环10穿过下一个反应器夹套9。冷却水130通过管13离开反应器夹套。冷却水130进一步循环到热交换单元中，与压縮热泵101的蒸发器15热接触，其中来自冷却水的热能通过工作流体而带走并且经冷却的水120通过管线12返回反应器。压縮热泵101通常包括布置在回路中的冷凝器19和蒸发器15。通过在闭合环流中流动的工作流体进行能量转移。压縮机17将从蒸发器15出来的工作流体的过热蒸气16抽出，并且对它们进行压縮18以将它们排到冷凝器19中。经压縮的气体18被冷却然后其在冷凝器19中变为液态。这是表面型热交换器其中，待冷凝的工作流体在一侧循环，和待蒸发的传热流体(冷凝水)在另一侧循环。所述冷凝器19通过将热量释放给传热流体23(其蒸发26)而使工作流体冷凝。离开冷凝器19的工作流体20是饱和的。然后液化的工作流体20通过膨胀阀21进行膨胀22。进入蒸发器15的膨胀的工作流体22为液体和蒸气的混合物。在对应于该工作流体的蒸发压力的蒸发温度下发生蒸发。所述工作流体从反应器1的冷却水130将所述冷却水在对所述反应器1进行冷却时所吸收的热量带走。通过使工作流体蒸发直至其过热16，所述反应器的冷却水在蒸发器15中冷却120并且释放其含有的能量。然后将过热的工作流体16作为经压縮机17压縮的工作流体18而再循环回冷凝器19。在图2中所示的实施方式中，可通过压縮机47对交换器19中产生的蒸汽进行进一步压縮。该蒸汽压縮步骤需要非常少的能量，但由压縮而导致的温度升高极大地提高了蒸汽44利用的可能。冷凝器19是其中工作流体正戊烷和待蒸发的冷凝物(物流40)之间发生热量交换的场所。所获得的物流41可含有液态水部分，在此情况下，可在将蒸汽42送至压縮机47之前使用任选的闪蒸设备46对液体和蒸汽进行分离。将液体回收在物流43中并且经压縮的蒸汽以物流44排出压縮机47。在图3中所示的实施方式中，蒸汽产生单元进一步与压縮热泵101连接。在冷凝器19中，待冷凝的工作流体在一侧进行循环，和待蒸发的传热流体(这里为蒸汽冷凝物)23在另一侧进行循环。冷凝器19使工作流体冷凝，该工作流体将其热量传递给蒸汽冷凝物23，而所述蒸汽冷凝物23蒸发为蒸汽26。然后输送所述蒸汽26用于聚合单元/过程50。经过使用的蒸汽51在容器52中作为蒸汽冷凝物23回收，其中使用与所述聚合反应器连接的压縮热泵将其再循环为蒸汽。优选地，所述蒸汽为低压蒸汽且所述冷凝物为低压蒸汽冷凝物。然后使液化的工作流体20在膨胀阀21中进行膨胀22。经膨胀的工作流体22进入蒸发器15，在该蒸发器15中该工作流体通过来自从反应器而来的冷却水130的热量的能量转移而蒸发16，所述冷却水因此冷却120。然后过热的工作流体16通过压縮机17进行压縮18，然后在冷凝器19中冷凝20，在所述冷凝器19中，所吸收的焓被释放，从而将蒸汽冷凝物23转化为蒸汽26。在图4中所示的实施方式中，单环流反应器100与电力产生单元60可操作地连接。所述单环流反应器100包括互连管7。管段7的垂直部分设有热量夹套9。通过在反应器1的这些夹套9中循环的冷却水而带走聚合热。可通过管线3将反应物引入到反应器1中。聚合淤浆通过泵2在整个环流反应器1中定向循环6，该泵2包括一组由电动机5驱动的旋转叶轮4。反应器1还可设有一个或多个用于将聚合物淤浆排到产物回收区8的沉降腿(未示出)。所述管7设有热量夹套9。通过在这些夹套9中循环的冷却水120而带走聚合热。冷却水120从管12循环进入到垂直管7的夹套9中并且经由互连管11而循环10穿过下一个反应器夹套9。冷却水130通过管13离开反应器夹套。在该实施方式中，聚合反应器100与电力产生单元60连接。该电力单元60依赖于有机兰金循环的原理。在热交换器61中，借助于由冷却水130从反应器100所带出的能量而使工作流体68蒸发。然后使反应器冷气剂130冷却120，并将其送回反应器100用于反应器制冷。然后使工作流体62在涡轮机63中闪蒸，从而在该设备处得到可在发电机69中转化为电力的机械动力70。可将所产生的电力输送用于聚合单元/过程(未示出)。或者，涡轮机63可直接与聚合单元的旋转电机(未示出)连接，以直接使用所得到的机械动力。冷凝器65对工作流体64进行冷凝，该工作流体64将其热量传递给冷却水。进一步地，通过泵67将此时为液态的工作流体66泵送至蒸发器61。虽然已经描述了本发明的当前优选的实施方式，然而本领域技术人员可进行合理的变型和改进且这种变型在所述发明和所附权利要求的范围内。本发明可通过其优选实施方式的如下实施例而进一步说明，但应该理解，仅为了说明目的而包括该实施例并且该实施例不意图限制本发明的范围，除非另有明确说明。实施例12实施例1本实施例描述了在PE(聚乙烯)单元中使用压縮热泵以对过程中所浪费的能量进行回收以及在本发明另一实施方式中使用该能量以产生低压蒸汽。使用压縮热泵作为制冷单元研究冷却水的热量回收。冷却水的能量含量是大大过量的。本实施例说明了环流反应的冷却水作为压縮热泵中冷源(约75tO的用途，其中水的热能用于产生低压蒸汽(约125tO。利用了以正戊烷作为热流体的循环。由产生的热量与所消耗的电能的比率来确定能量性能。该比率为性能系数(C0P)。性能系数(COP)取决于热源温度以及热量分布系统(heatdistributionsystem)的温度、辅助能量消耗(泵等)、泵的额定效率、和热泵在需求和操作条件方面各自的范围(dimensioning)。利用工艺过程软件，以lt/h的正戊烷作为传热流体来模拟机械热泵的闭合循环。本实施例中所用的示意性的压縮热泵101示于图1中。通过压縮机17将压力P28和温度T28的工作流体压縮至压力P29和温度T29。然后使该经压縮的流体在冷凝器19中冷凝并且其在温度T30和压力P30(=P29)下排出所述冷凝器19。然后利用膨胀阀35使该经冷凝的工作流体膨胀至压力P30和温度T30并且进一步地，在蒸发器21中利用冷却水的热能(来自管线13的冷却水与蒸发器15热接触，来自该冷却水的热能通过所述工作流体带走且经冷却的水通过管线12返回反应器)使其蒸发至温度T32(T28)和压力P32。然后进一步地，使用压縮机17等对工作流体进行压縮。实验结果示于表1中，其中1T(低温)对应于正戊烷工作流体的温度T28、T31和T32(图1中阶段28、31和32处的温度)，其中hT(高温)对应于正戊烷工作流体的温度T29和T30(图1中阶段29和30的温度)，其中IP(低压)对应于正戊烷的压力P28、P31和P32和hP(高压)对应于压力P29和P30。表1IP(巴)hP(巴)hP/lPIT(°c)hT(°C)hT-lTQevap(kW)W(kW)(kW)COP=Qrec/w311.13.772.4130.257.842.7416.3162.423.833124.072.4134.361.942.5417.0659.63.492.45212.2615.065135.470.438.1619.4357.592.96比率hP/lP是压縮机17的压縮比。Qe，是向蒸发器15输入(由冷却水输入)的热量，Q^是由热泵提供给待蒸发冷凝物的热量，和W是由压縮机17所做的功(等熵操作，且等熵效率n=72%)。则COP等于QM。/W。表1清楚地表明了主要决定C0P的变量。对于各种初始压力值的COP而言，这些变量之一为压縮比。在热交换器中利用反应器冷却水流(其为约80°C)使正戊烷蒸发。该冷却水在蒸发器15中适当地冷却至75°C。13然后，所回收的能量可用于将冷凝水(初始为约70°C)蒸发为初始估计为约2.3巴的可用压力(125°C)。还测试了其它流体例如异丁烷和正丁烷的用途。结果示于表2中。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>根据本发明的一个实施方式使用压縮热泵对环流反应器的冷却水的热量进行回收能够产生大量的低压蒸汽。然后可将所产生的低压蒸汽用于乙烯加热和用于单体的再循环。然后，剩余的低压蒸汽可使用MVR(机械蒸气再压縮)进行压縮，该MVR使得能够产生例如19(TC的高压蒸汽。实施例2本实施例描述了在PE(聚乙烯)单元中使用压縮热泵以对过程中所浪费的能量进行回收以及在本发明的另一实施方式中使用所回收的能量产生低压蒸汽。利用压縮热泵，反应器的冷却系统也可用于产生低温(约100ll(TC)蒸汽，其中，使用压縮机将产生的蒸汽再压縮至约2.5巴。图2表示具有用于本实施例中的再压縮的示意性的压縮热泵。冷凝器19是工作流体正戊烷和待蒸发的冷凝物(物流40)之间发生热量交换的场所。所获得的物流41可含有液态水部分，在此情况下，可在将蒸汽42送至等熵效率n=72%的压縮机47之前使用任选的闪蒸设备46对液体和蒸汽进行分离。将液体回收在物流43中并且经压縮的蒸汽以物流44排出压縮机47。可蒸发的水的量取决于热量Q^。和温度Th。作为实例，认为蒸发lt/h的蒸汽所必需的热量为Qra=699kW。该实验基于lt/h蒸汽的再压縮进行。为了在蒸发的水量(对提供于压縮机中的功值)没有任何影响的情况下比较总C0P，在对于在冷凝器中产生650kW所必需的正戊烷量的情况下，给出表3的结果，并且使用=650kW的热量输入并且对于lt/h的所蒸发的冷凝水根据前述数值进行模拟。所得结果示于表3中，其中Pi和Ti值对应于在水蒸发之后但在再压縮之前的压力和温度。Tf对应于经再压縮蒸汽的温度。可将Ti值选择为约10012(TC，使得如果Ti为约IO(TC则COP可相当高(COP>5)或者如果Ti为约11012(TC则COP可为中等的值(3<COP<5)。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>选择根据实施例1的热泵，并且具有接近IO(TC的Ti和良好的C0P(>5)。然后第二压縮机47使温度升高，且总COP因该压縮机的消耗而降低。对于给定的最终温度，总COP比一个阶段中的COP高。实施例3本实施例描述了在PE(聚乙烯)单元中使用有机兰金循环对过程中所浪费的能量进行回收以及在本发明的另一实施方式中使用所回收的能量产生电力。本实施例是对环流反应器的冷却水进行的，其中由水得到的热能为约7.5丽附近，并且排出温度为约8085°C。该实验通过使用表4中所示条件对三种工作流体正丙烷、异丁烯和氨进行测试而进行。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>所得结果示于表5中。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>权利要求对生产聚烯烃的聚合反应进行冷却的方法，包括如下步骤(a)使所述聚合反应与冷却用流体热接触，使得该冷却用流体从所述反应带走热能，(b)使所述冷却用流体与工作流体热接触，从而将所述热能从所述冷却用流体回收到所述工作流体中，和(c)使步骤(b)中得到的所述冷却用流体与所述聚合反应热接触，从而冷却所述反应，其中使所述工作流体相转变，从而将热量和/或电力和/或机械动力形式的能量返还给聚烯烃生产过程。2.权利要求1的方法，其中将所述热量用于产生蒸汽，优选低压蒸汽。3.权利要求2的方法，其中对所述蒸汽进一步加压以使温度升高。4.权利要求13中任一项的方法，其中利用压縮热循环对来自所述冷却用流体的热能的一部分进行回收。5.权利要求14中任一项的方法，其中步骤(b)包括通过热能吸收使所述工作流体蒸发为气体；对所述气态工作流体加压；通过使所述经加压的工作流体冷凝而释放所述工作流体的焓；和在使所述经冷凝的工作流体与所述冷却用流体热接触之前降低所述工作流体的压力。6.权利要求1的方法，其中将所述能量用于产生电力和/或机械动力。7.权利要求1或6中任一项的方法，其中使用动力循环，优选有机兰金循环回收来自所述冷却用流体的热能的一部分。8.权利要求1、6和7中任一项的方法，其中步骤(b)包括通过热能吸收使所述工作流体蒸发为气体，从而所述工作流体变为过热的饱和蒸气；使所述过热的蒸气膨胀以产生焓，和使所述蒸气冷凝并且使所述蒸气冷却以变为饱和液体；和在再循环以使所述经冷凝的工作流体与所述冷却用流体热接触之前对所述工作流体加压。9.权利要求18中任一项的方法，其中所述聚合反应在反应器中进行并且包括如下步骤-将一种或多种烯烃反应物、聚合催化剂和稀释剂引入到所述反应器中，并且同时对所述反应物、催化剂和稀释剂进行循环，_使所述一种或多种烯烃反应物聚合，以产生基本上包括液体稀释剂和固体烯烃聚合物颗粒的聚合物淤浆，-使用冷却用流体对该反应器温度进行控制并且通过与所述冷却用流体热接触的工作流体而从所述冷却用流体中回收至少一部分热能，_使所述聚合物淤浆沉降，禾口_将沉降的聚合物淤浆排出所述反应器。10.权利要求9的方法，其中所述冷却用流体的热能的至少10%被回收，优选所述冷却用流体的热能的至少20%、至少30%、至少40%或至少50%被回收。11.聚烯烃生产单元，包括将单体、共聚单体、稀释剂、聚合催化剂和任选的氢气进料到至少一个聚合反应器中的装置；包括至少一个限定聚合物淤浆的流动路径的聚合反应器的反应器系统；一条或多条用于将所述聚合物淤浆排出所述聚合反应器的管线，其中所述至少一个聚合反应器与选自压縮热泵、吸收制冷单元或有机兰金循环的热量回收单元连接。12.权利要求21的聚烯烃生产单元，其中所述热量回收单元与蒸汽产生单元连接。13.用于对生产聚烯烃的聚合过程中的能量消耗进行能量优化的方法，包括如下步骤将由所述聚合反应所产生的热能的至少一部分回收到工作流体中，其中使所述工作流体相转变，从而将热量和/或电力和/或机械动力形式的能量返还给聚烯烃生产过程，优选将所述热量用于产生蒸汽。14.权利要求14的方法，其中使用压縮热循环对来自所述冷却用流体的热能的一部分进行回收，该压縮热循环包括使反应冷却用流体与所述工作流体热接触，从而使所述工作流体通过热能吸收而蒸发为气体，对所述气态工作流体加压，禾口通过使所述经加压的工作流体冷凝而释放所述工作流体的焓，禾口在使所述经冷凝的工作流体与所述冷却用流体热接触之前降低所述工作流体的压力。15.权利要求14的方法，其中使用动力循环，优选有机兰金循环对来自所述冷却用流体的热能的一部分进行回收，该动力循环包括使反应冷却用流体与所述工作流体热接触，从而所述工作流体变为过热的饱和蒸气，使所述过热的蒸气膨胀以产生焓，使所述蒸气冷凝并使所述蒸气冷却以变为饱和液体；禾口在再循环以使所述工作流体与所述冷却用流体热接触之前对所述经冷凝的工作流体加压。全文摘要本发明涉及对生产聚烯烃的聚合反应进行冷却的方法，包括如下步骤(a)使所述聚合反应与冷却用流体热接触，使得该冷却用流体从所述反应带走热能，(b)使所述冷却用流体与工作流体热接触，从而将所述热能从所述冷却用流体回收到所述工作流体中，和(c)使步骤(b)中得到的所述冷却用流体与所述聚合反应热接触，从而冷却所述反应，其中使所述工作流体相转变，从而将热量和/或电力和/或机械动力形式的能量返还给聚烯烃生产过程。本发明还涉及在反应器中生产烯烃聚合物的聚合方法，并且还涉及用于对聚合过程中的能量消耗进行能量优化的方法并涉及聚合单元。文档编号C08F2/14GK101743258SQ200880024692公开日2010年6月16日申请日期2008年7月15日优先权日2007年7月16日发明者伯纳德·范德施里克申请人:道达尔石油化学产品研究弗吕公司