用于控制聚合物粒度的方法和系统的制作方法

专利名称：用于控制聚合物粒度的方法和系统的制作方法
用于控制聚合物粒度的方法和系统发明背景发明领域本公开内容一般来说涉及聚合物的生产，更具体地涉及通过基于催化剂产率改变催化剂粒度，控制聚合物粒度。相关技术描述此章节意欲向读者介绍与下面描述和/或要求保护的本发明各方面相关的技术 的各方面。这些讨论被认为有助于提供给读者背景信息以促进更好理解本发明的各个方面。因此，应当明白，这些陈述是从这一角度理解，而非承认是现有技术。随着化学和石化技术发展，这些技术的产品已经在社会中日益盛行。具体而言，随着将简单分子结构单元结合为长链(或聚合物)的技术发展，聚合物产品，通常以各种塑料的形式，已经越来越融入各种日常用品中。例如，聚烯烃聚合物，比如聚乙烯、聚丙烯以及它们的共聚物，用于零售和药品包装、食品和饮料包装(比如果汁和苏打饮料瓶)、家用容器(比如桶和箱)、家庭用品(比如用具、家具、地毯和玩具)、汽车零部件、管道、导管以及各种其它消费品和工业产品。可以从上面列举的用途得出的聚烯烃结构的一个益处是其一般不与其接触的商品或产品以及周围环境发生反应。该性质使得聚烯烃产品可以用于许多居住、商业和工业的环境，包括食品和饮料仓储及运输、日用电子产品、农业、海运以及车辆的结构。聚烯烃在居住、商业和工业上的多种用途已经转变为对粗聚烯烃的大量需求，其可挤出、注塑、吹塑或以其它方式形成最终的消费品或部件。粗聚烯烃通常通过已经接通单体如乙烯的石化设施批量生产，单体充当要生产的聚烯烃的分子结构单元。聚合反应本身是放热或发热的，并且通常在封闭系统中进行，其中温度和压力可以调节以生产具有期望性能的聚烯烃。然而在一些情况中，聚烯烃反应器可能结垢，比如当聚合的产品形成于反应器壁上或者产品不能维持为淤浆时。这种污垢可能导致传热损失，比如由于循环减少或在换热器接口效率减少，这可以削弱或彻底地消除在反应器内保持期望温度的能力。反应器污垢也可能导致反应器内含物循环的减少和/或反应器流出液的期望固体百分比(按体积或按重量计)的变化。就反应器污垢可能导致与期望的反应条件的偏差而言，在这种反应器结垢期间生产的聚合物产品可能达不到期望的规格；也就是说，该产品可能是“不合格的(off-spec) ”。在极端或失控的污垢情况下，可能彻底地失去对反应的控制，反应器可能被聚合物堵塞，需要一至三周进行清理，在此期间反应器可能无法运行。反应器污垢可能由于各种不同的因素而出现，这取决于聚合系统的类型和环境。根据反应器污垢的类型，这种污垢存在的外部指示可以包括与设定反应温度的偏差或者对保持设定温度值的冷却系统的需求增加。类似地，冷却剂入口温度和反应器温度之间的温差增加可以表明某些类型的反应器污垢，比如妨碍经反应器壁传热的那些污垢。污垢的另一个外部指示可以是当泵试图维持反应器内足以保持聚合物和催化剂颗粒悬浮的速度或试图补偿流程的限制或阻碍时增加的电动机负载。类似地，可以在泵处观测到高压差，并指示一些污垢的存在。例如，在反应器温度高于“污垢曲线(fouling curve)”时可能发生共聚物污垢，“污垢曲线”描述生产具有期望密度的聚烯烃的适当反应器温度范围。这种偏差可能导致聚合物颗粒膨胀和颗粒聚集成更大颗粒的趋势增长，二者都可以增加反应器内聚合物的体积。较高体积百分比的固体可能引起聚合物而不是淤浆的移动床，这减小了循环速率。为了补偿，反应器循环泵必须加大运作以推进流体和颗粒，这引起高电动机负载和高压差，即，ΛΡ。类似地，可能出现已知为“固体污垢(solids foul)”的情况，其中反应物和产物在反应器内的的循环被中断或减少。例如，当反应器固体和乙烯的浓度过高时，可以形成大聚合物颗粒，其可堵塞连续输出阀(continuous take-off valve)或其它排出阀或导管。大聚合物颗粒也可以从反应器内的淤浆中沉降，其中它们可限制淤浆流动。此外，大聚合物颗 粒增加了反应器内固体的体积百分比，这增加了淤浆的流动阻力，并引起相应的高电动机负载和高△ P，这是因为反应器循环泵补偿增加的阻力。聚合物细颗粒即“细粒(fines) ”的增加也可能导致污垢的形成。具体而言，细粒的数量增加增加了淤浆的粘度，因为颗粒表面积相应增加。为了补偿粘度的增加，反应器循环泵必须加大运作，引起了较高的电动机负载和ΛΡ。在这些情况中，如果泵不能够补偿，经过反应器壁的传热可能被削弱和/或聚合物颗粒可能从淤浆中沉降。取决于反应环境可能出现的污垢的另一类型是静态污垢(static fouling)。静态污垢通常与通过静电固定在反应器壁上的聚合物颗粒、细粒和/或催化剂有关。催化剂颗粒和聚合物颗粒和/或细粒内的催化剂促进沿反应器壁的聚合，导致聚合物膜或层在反应器壁上生长。随着聚合物层的生长，它减少了从反应器至反应器冷却剂的传热。由于聚合物层而造成的传热损失可能导致冷却剂的温度在入口处减小以保持期望产率。因此，温差即冷却剂入口温度和反应器温度之间的差幅可增加。此外，聚合物层限制了淤浆沿反应器壁流动，导致循环泵处的电动机负载和ΛΡ增加。在极端情况下，聚合物颗粒和细粒可能变得熔合在一起，这可能堵塞反应器，需要清扫反应器。正如可以预期的，反应器污垢可以通过之前所述的一些或全部因素来显示。例如，减少的传热速率、增加的温差、增加的电动机负载和/或增加的ΛΡ可指示反应器污垢的存在或增长。为了对这些指示物做出响应，通常需要快速响应以获得反应的控制。取决于污垢，这种响应可以包括调整反应器温度，增加稀释剂(如异丁烷)的添加率，减少单体的添加率，加入抗静电剂，和/或减少催化剂的添加率。如果反应的控制未能恢复，那么可能需要停止或减轻反应以预防反应器被聚合物堵塞。鉴于可以由可得的污垢指示物提供的反应时间有限，预防污垢发展可能是期望的。可选地，在污垢不能被消除的情况下，对即将发生的污垢提供更多警告以便可以用较少的剧烈响应解决污垢可能是期望的。附图简述通过阅读下面的详述并参照附图，本发明的优点可以变得更加清晰，附图中图I描述了依照本技术的环路淤浆反应器；图2为描述作为催化剂尺寸的函数的蓬松毛(fluff)尺寸范围的表格；
图3为描述作为催化剂产率的函数的催化剂粒度的表格；图4描述了依照本技术的一个方面，包含长的流动过渡部分的聚烯烃反应器段的首丨J视图;图5描述了依照本技术的一个方面，包含中心分流器的聚烯烃反应器段的剖视图；图6描述了依照本技术的一个方面，包含多个叶轮的聚烯烃反应器段的剖视图；图7描述了依照本技术的一个方面，配置用以基于在局部反应器热点获取的温度测量值进行手动温度控制的环路淤浆反应器；图8描述了依照本技术的一个方面，配置用以基于在局部反应器热点获取的温度测量值进行自动温度控制的环路淤浆反应器； 图9为依照本技术的一个方面,描述具有双迹线的周期图的图表；

图10描述了依照本技术的一个方面，配置用以手动响应统计学上得出的污垢预测性指示物的环路淤浆反应器；图11描述了依照本技术的一个方面，配置用以自动响应统计学上得出的污垢预测性指示物的环路淤浆反应器；和图12为图解说明依照本技术的一个方面，在聚合反应器内生产的聚烯烃的后加工步骤的框图具体实施方式
的详述下面将描述本发明的一个或多个具体实施方式
。力图提供这些实施方式的简要描述，并非在说明书中描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何这种实际实施方式的开发中，比如在任何工程或设计项目中，必须做许多特定于实施的决定来实现开发者特定的目的，比如符合系统相关的和业务相关的限制条件，这种限制条件在一个实施方式到另一个实施方式可以不同。另外，应当理解，尽管这种开发工作可能复杂且耗费时间，但对于拥有本公开内容的益处的本领域普通技术人员却是常规的设计、制造和加工工作。本技术涉及聚烯烃聚合反应器中污垢的检测和减少和/或预防。具体而言，首先讨论通过控制聚合物粒度和/或通过基于高温读数控制聚合反应预防反应器污垢。另外，讨论利用统计的方法如周期图检测即将出现的反应器污垢。一旦检测到，这种即将出现的反应器污垢可以用相对小的调整来预防。统计的方法也可以用于评估催化剂的结垢倾向。本技术还涉及控制聚合物粒度。具体而言，本技术可以用于生产相对小的聚合物颗粒。例如，根据某些实施方式，按重量计至少70%至90%的聚合物颗粒可以具有100至500 μ的单个聚合物粒度。相对小的聚合物颗粒可以使反应器内达到较高的固体含量。为了生产相对小的聚合物颗粒，可以使用具有相对小的粒度的催化剂。例如，根据某些实施方式，按重量计至少81%至100%的催化剂颗粒可以具有小于50 μ的单个催化剂粒度。另外，催化剂粒度可以从大约I变化至50μ，这取决于催化剂产率。具体而言，用于生产相对小的聚合物颗粒的催化剂的粒度可以用催化剂产率，以及其它变量，比如催化剂颗粒密度、聚合物颗粒密度和目标聚合物粒度进行计算。如本文所述，聚合物粒度和催化剂粒度指的是粒径，其可以通过本领域普通技术人员所知的测量技术进行测量，比如筛析或激光衍射等。例如激光衍射可以依照标题为“粒度分析-激光衍射方法(Particle Size Analysis—Laser Diffraction Methods) ” 的ISO准则13320:2009进行实施，其通过引用以其全部并入本文。激光衍射分析采用球形的颗粒形状；然而因为聚合物和催化剂颗粒并不是完美的球体，因此当预测的球形颗粒的体积之和的散射图形与测量的散射图形匹配时，测量粒度分布。粒度分布显示了在每种粒度或粒度范围的颗粒按体积计的量，并且可以用于通过本领域普通技术人员所知的技术，测量某一粒度或具体粒度范围内的颗粒的重量百分比。平均粒度则可以测量为粒度分布的中平均粒度(mean average particle size)。根据某些实施方式，可以使用具有双波长检测的粒度分析器，其中红光的测量值是用氦氖激光器测量的，蓝光的测量值是用短波长的蓝光源结合向前和向后散射检测测量的。在某些实施方式中，可以使用从马萨诸塞州韦斯特伯鲁的马尔文仪器公司(MalvernInstruments Inc. of Westborough, Massachusetts)商业可得的 Mastersizer 2000 粒度仪或者其它类似Mastersizer测量粒度。在这些实施方式中,粒度可以通过分析三个大约50 毫升的单独样品进行测量以获得完整的粒度分布。平均粒度则可以测量为粒度分布的中平均粒度。本技术可以结合各种聚合反应来实施，比如可以在不同的聚合反应器内实现。进行聚合反应的例证性反应器是环路淤浆反应器10，如图I所示，其可以用于聚合聚乙烯及其它聚烯烃。尽管应当理解本技术可以应用于其它类型的易结垢的聚合反应器，比如沸腾液池和气相反应器，但是为简单起见，本文讨论环路淤浆反应器10。实际上，任何类型的聚合反应或反应器都可以从本技术中受益。关于图1，描述了例证性的环路淤浆反应器10和冷却系统12。冷却系统12通过反应器套14从环路反应器10中去除热量。环路反应器10 —般由通过平滑弯管或肘管连接的多段管道组成。反应器10可以用于在淤浆条件下进行聚烯烃聚合，其中不可溶的聚烯烃颗粒，比如聚乙烯，形成于流体介质中并悬浮为淤浆，直至移除。流体介质可以包括稀释齐IJ(比如异丁烷)、乙烯、共聚单体(比如己烯)、助催化剂、分子量控制剂，以及其它任何在聚合反应之前或期间加入到反应器内部的共反应剂或添加剂。类似地，粒状催化剂可以加入反应器10并在流体介质中悬浮以引发或保持期望的聚合反应。该催化剂可以是任何用于聚合存在的单体的适当催化剂。这种催化剂的一个实例是在二氧化硅载体上的含有六价铬(或Cr+6)的氧化铬，其可以用于聚合乙烯共聚单体。动力装置，比如泵16，使反应器10中的流体淤浆循环。例如，泵16可以是布置在反应器10内部以在流体介质内形成湍动混合区的具有泵叶轮18的在线轴流泵18。叶轮还可以辅助推进流体介质以足够的速度通过反应器的闭合环路，如箭头所示，以保持固体微粒比如催化剂或聚烯烃产物在流体介质内悬浮。例如，在生产聚乙烯的环路淤浆反应器中，循环速率为30-40英尺/秒通常足以保持聚合物产物和催化剂悬浮为淤浆。叶轮18可以通过电机20或其它原动力驱动。可以选择反应器10内的反应条件以促进期望的聚合度和期望的反应速度，同时保持温度低于流体介质存在时聚合物产物将变为溶液和/或开始熔化的温度。由于聚合反应的放热性质，可以在闭合环路系统的各部分周围提供冷却套14。冷却液可以根据需要在冷却套14内循环以去除产生的热量并保持温度处于期望的范围内，比如对于聚乙烯而言，在 150° F 至 250° F (65° C 至 121° C)之间。随着聚合反应在反应器10内进行，单体(以及如果存在，共聚单体)聚合，形成聚合物，其基本上在反应温度下不溶于流体介质，从而在介质内形成固体微粒的淤浆。随后固体聚烯烃微粒可以从反应器10中去除，比如通过沉降管或连续输出22，并送往下游加工。在下游加工中，从反应器10中排出的聚烯烃可以从淤浆中提取并最终形成用于个人、商业和/或工业用途的部件或产品。可选地，反应器10的排出物可 以送往一个或多个附加的环路淤浆反应器以进一步聚合。当这些反应器与第一反应器串联运行时，可以生产双峰或多峰树脂，其中每个反应器内生产的树脂具有不同的平均分子量和/或密度。例如，在第一反应器10中，可以生产高分子量、线性低密度聚合物，而在一个或多个附加的反应器中可以生产低分子量、高密度聚合物。在另一个实例中，在第一反应器10中，可以生产低分子量、高密度聚合物，而在一个或多个附加的反应器中可以生产高分子量、线性低密度聚合物。随后一个或多个附加的反应器的排出物可以送往下游加工，在那里可以从淤浆中提取聚合物。通过保持温度、压力、固体重量百分比、固体体积百分比和其它反应条件在期望范围内，以及通过使用适当的聚合催化剂，由反应器10生产的聚烯烃可以具有期望的性质。然而，如之前所述，可能出现各种类型的反应器污垢，其有效地限制或削弱对反应器条件比如温度、淤浆循环速率和/或淤浆中固体百分比(按重量或按体积计)的控制。如果不进行预防或处理，这种反应器污垢可能导致不期望的经济和商业结果，比如不合格的产品和/或反应器停工。污垢的预防聚合物粒度例如，固体污垢可能是由于淤浆混合物中存在大聚合物颗粒造成的。具体而言，较大聚合物颗粒需要较大的淤浆速度以保持悬浮。不能保持足够的淤浆速度使得较大聚合物颗粒从淤浆中沉降，引起固体污垢。因此，形成大颗粒的趋势限制了反应器10的固体运载能力，其又限制了反应器10的最大生产能力。此外，如本领域普通技术人员将理解，增加反应器10的固体运载能力也增加了以较高的时空产率操作反应器10的能力，时空产率按每加仑的反应器体积每小时生产的聚合物产物的磅数测量、或等同的测量。这种时空产率的增长结合反应器污垢发生率的减少可以使得反应器10的聚烯烃产品和生产能力增加。因此，为了增加反应器10的固体运载能力，可能期望生产在期望的尺寸范围内的聚合物，以便聚合物颗粒更有可能保持悬浮，从而使得在反应器10中获得较大重量百分比的固体。例如，Englehard LynxlOO催化剂,其平均生产比用Davidson 969MS Chrome催化剂生产的那些更小的聚合物颗粒，可以用于实现反应器中更高的固体水平且不引起污垢。在这个实例中，由Lynx 100催化剂生产的聚合物颗粒可以以比由969MS催化剂生产的相应聚合物颗粒更高的固体水平循环。期望的聚合物粒度的范围可以根据聚合物产物和反应条件而变化。在一个实施方式中，为了在关于图I所述的那些反应条件下运行的环路淤浆反应器中保持适当的淤浆条件，按重量计小于1%的聚合物颗粒大于1500 μ宽(across)。在另一个实施方式中，按重量计小于5%的聚合物颗粒大于1000 μ宽。在另一个实施方式中，按重量计小于O. 1%的聚合物颗粒大于1500 μ宽和/或按重量计小于O. 5%的聚合物颗粒大于1000 μ宽。在另一个极端情况下，为了避免与过多数量的细颗粒有关的问题，在一个实施方式中，按重量计小于5%的聚合物颗粒小于100 μ宽，在另一个实施方式中，按重量计小于O. 5%的聚合物颗粒小于100 μ宽。此外，在另一个实施方式中，按重量计超过70%的聚合物颗粒在300 μ宽至500 μ宽之间，而且在另外的实施方式中，按重量计超过80%的聚合物颗粒在300 μ宽至500 μ宽之间。在另一个实施方式中，按重量计超过90%的聚合物颗粒在300 μ宽至500 μ宽之间。具有依照这些优先选择的尺寸分布的聚合物颗粒的产品可以通过各种技术来实现。例如，可是使用由于催化剂尺寸、形状、反应表面积或其它催化剂活动特性产生在期望尺寸范围内的聚合物颗粒的催化剂。具体而言，通过催化剂生产的聚合物颗粒的尺寸一般随催化剂粒度成比例地变化；换言之，较小的催化剂一般生产较小的聚合物颗粒。在图2中提供了该情况的一个实例，其中提供了将不同尺寸催化剂的聚合物粒度进行比较的表格。如从图2的表格中可见，不同尺寸的聚合物颗粒的重量百分比在催化剂之间有变化且一般与催化剂粒径相对应。例如，在提供的实例中，不同于较大的催化剂，25 μ ΕΡ30Χ催化剂没有产生可测数量的大于1190 μ的聚合物颗粒。类似地，小于100 μ的催化剂生产大于1000 μ宽的聚合物颗粒按重量计小于5%，而100 μ的催化剂生产大于1000 μ宽的聚合物颗粒按重量计大于5%。虽然催化剂的尺寸可能是决定聚合物尺寸的一个因素，但其它的因素，比如形态、活性部位可及度、催化剂活性、生产的聚合物等等，也可能对给定催化剂生产的聚合物粒度的范围有贡献。 如上所述，可能期望生产小于某一尺寸的聚合物颗粒，以阻止可能造成反应器污垢的聚合物颗粒的过早沉降。例如，可能期望保持环路淤浆反应器内的淤浆条件，以生产粒度大于至少大约1，500 μ至700 μ以及所有其间的子范围的按重量计小于大约1%的聚合物颗粒。在另一个实例中，可能期望保持环路淤浆反应器内的淤浆条件，以生产粒度大于至少大约 I, 500 μ、1400 μ、1300 μ、1200 μ、1100μ、1，000 μ ,900 μ ,800 μ 或 700 μ 的按重量计小于大约1%的聚合物颗粒。通过预防聚合物颗粒形成过大，更多的聚合物颗粒可能在聚合物淤浆中保持悬浮，其可以增加反应器10的固体运载能力。还如上所述，可能期望生产大于某一尺寸的聚合物颗粒，以阻止可能难以在反应器下游加工的细颗粒或“细粒”形成。如本文所述，“细粒”可以指粒度小于大约150μ，优选地小于100μ的聚合物颗粒。根据某些实施方式，可能期望保持环路淤浆反应器内的淤浆条件，以生产粒度小于150 μ的按重量计小于大约15%至O. 5%以及所有其间的子范围的聚合物颗粒。更具体而言，可能期望保持环路淤浆反应器内的淤浆条件，以生产粒度小于150 μ的按重量计小于大约15%、10%、5%、1%或O. 5%的聚合物颗粒。在另一个实例中，可能期望保持环路淤浆反应器内的淤浆条件以生产粒度小于100μ的按重量计小于大约15%至
O.5%以及所有其间的子范围的聚合物颗粒。更具体而言，可能期望保持环路淤浆反应器内的淤浆条件以生产粒度小于100 μ的按重量计小于大约15%、10%、5%、1%或O. 5%的聚合物颗粒。通过预防聚合物颗粒形成过小，由于减少了细颗粒在气动输送设备中造成的问题(例如，堵塞过滤器，由于通气造成进料器中的流量低，以及细粒流过过滤器)，可以增加所形成聚烯烃的回收率。另外，可能期望生产聚合物粒度仅略微大于“细粒”的聚合物粒度的聚合物颗粒。例如，可能期望保持环路淤浆反应器内的淤浆条件以生产粒度大约100 μ至500μ以及所有其间子范围的按重量计至少大约70%至100%以及所有其间子范围的聚合物颗粒。更具体而言，可能期望保持环路淤浆反应器内的淤浆条件以生产粒度大约100μ至500μ以及所有其间子范围的按重量计至少大约70%至90%以及所有其间子范围的聚合物颗粒。更加具体而言，可能期望保持环路淤浆反应器内的淤浆条件以生产粒度大约150 μ至400 μ，或更具体而言，150 μ至300 μ，按重量计至少大约70%至90%以及所有其间子范围的聚合物颗粒。在另一个实例中，可能期望保持环路淤浆反应器内的淤浆条件以生产粒度大约250 μ至400 μ的按重量计至少大约70%至90%以及所有其间子范围的聚合物颗粒。根据某些实施方式，如上所述，单个聚合物粒度的重量百分比可以通过筛析、激光衍射或其它本领域普通技术人员已知的适当的技术测量的粒度分布来测量。一般而言，粒度较小的聚合物颗粒可以使环路淤浆反应器10内达到较高的固体水平。具体而言，较小的聚合物颗粒可以允许达到较高的聚合物颗粒重量百分比或体积百分比，这可以增加固体水平而不需要增加循环速度。聚合物粒度和聚合物颗粒浓度之间的关系可以由水平管的Durand相关性(Durand correlation)阐明。由Wasp提出的Durand相关性(参见 Edward J. Wasp 等，Solid-Liquid Flow Slurry Pipeline Transportation89 (Trans Tech Publications 1977) (1977)))可以表述为:
权利要求
1.控制聚合物粒度的方法，所述方法包括 基于预期的催化剂产率选择催化剂粒度；以及 将具有所选择的催化剂粒度的催化剂送往环路淤浆聚合反应器，其中所述催化剂用于聚合单体以在所述环路淤浆聚合反应器中形成多个聚合物颗粒，其中按重量计70%至90%的所述聚合物颗粒具有100至500微米的单个聚合物粒度。
2.权利要求I所述的方法，其中选择催化剂粒度包括利用目标聚合物粒度、催化剂颗粒密度和聚合物颗粒密度计算所述催化剂粒度。
3.权利要求I所述的方法，其中选择催化剂粒度包括利用下述公式计算所述催化剂粒度
4.权利要求I所述的方法，包括 在设计用于产生所述预期的催化剂产率的聚合条件下，在所述环路淤浆聚合反应器中循环所述单体和所述催化剂；以及 在所述催化剂上聚合所述单体，以在所述环路淤浆聚合反应器中形成所述多个聚合物颗粒。
5.权利要求I所述的方法，其中所述选择的催化剂粒度小于50微米。
6.权利要求I所述的方法，其中所述催化剂包括按重量计81%至100%的催化剂颗粒小于或等于所述选择的催化剂粒度。
7.权利要求I所述的方法，其中所述预期的催化剂产率包括至少2，000并且其中所述选择的催化剂粒度小于或等于32微米。
8.权利要求I所述的方法，其中所述预期的催化剂产率包括至少10，000并且其中所述选择的催化剂粒度小于或等于19微米。
9.权利要求I所述的方法，其中按重量计70%至90%的所述聚合物颗粒的所述单个聚合物粒度为150至300微米。
10.权利要求I所述的方法，其中按重量计小于1%的所述聚合物颗粒的所述单个聚合物粒度大于1，500微米。
11.权利要求I所述的方法，其中按重量计小于10%的所述聚合物颗粒的所述单个聚合物粒度大于150微米。
12.权利要求I所述的方法，包括将至少一部分所述环路淤浆聚合反应器的排出物送往一个或多个附加的环路淤浆反应器以生产聚合物产品。
13.权利要求12所述的方法，其中所述集合物产品为双峰或多峰树脂。
14.生产具有控制尺寸的聚合物颗粒的系统，所述系统包括 环路淤浆聚合反应器，其配置用于在催化剂上聚合单体，以形成多个聚合物颗粒； 一个或多个进料位置，其配置用于将所述单体和所述催化剂送至环路淤浆聚合反应器内，其中所述单体包括烯烃，并且其中所述催化剂包括平均催化剂粒度小于50微米并且基于预期的催化剂产率确定的催化剂颗粒，其中所述预期的催化剂产率包括生产的聚合物颗粒的第一重量和使用的催化剂的第二重量之间的重量比；以及 连续输出装置，其配置用于从所述环路淤浆反应器中移出所述聚合物颗粒，其中按重量计70%至90%的所述聚合物颗粒具有100至500微米的单个聚合物粒度。
15.权利要求14所述的系统，其中所述环路淤浆聚合反应器包括具有25至50微英寸的均方根粗糙度的反应器壁。
16.权利要求14所述的系统，其中所述环路淤浆聚合反应器包括具有小于或等于32微英寸的均方根粗糙度的反应器壁。
17.权利要求14所述的系统，其中所述催化剂包括铬二氧化硅催化剂、金属茂催化剂和齐格勒-纳塔催化剂。
18.权利要求14所述的系统，其中所述平均催化剂粒度小于40微米。
19.权利要求14所述的系统，其中按重量计70%至90%的所述聚合物颗粒的所述单个聚合物粒度为150至400微米。
20.生产具有控制的聚合物粒度的聚合物颗粒的方法，所述方法包括 在环路淤浆聚合反应器中循环单体和催化剂，其中所述催化剂包括按重量计81%至100%的单个催化剂粒度小于50微米的催化剂颗粒；以及 在所述催化剂上聚合所述单体，以在所述环路淤浆聚合反应器中形成多个聚合物颗粒，其中按重量计至少70%至90%的所述聚合物颗粒具有150至500微米的单个聚合物粒度。
21.权利要求20所述的方法，包括在设计用于产生预期的催化剂产率的聚合条件下，在所述环路淤浆聚合反应器中循环所述单体和所述催化剂，并且其中所述预期的催化剂产率包括生产的聚合物颗粒的第一重量和使用的催化剂的第二重量之间的重量比。
22.权利要求20所述的方法，其中按重量计81%至100%的所述催化剂颗粒的所述单个催化剂粒度小于40微米。
23.操作环路淤浆聚合反应器的方法，所述方法包括 在环路淤浆反应器中循环单体和催化剂； 在所述催化剂上聚合所述单体，以在所述环路淤浆聚合反应器中形成多个聚合物颗粒，其中按重量计70%至90%的所述聚合物颗粒具有100至500微米的单个聚合物粒度；以及 基于预期的催化剂产率改变平均催化剂粒度； 其中所述预期的催化剂产率包括生产的聚合物颗粒和使用的催化剂的比值。
24.权利要求23所述的方法，其中改变平均催化剂粒度包括随着所述催化剂产率增加减小所述平均催化剂粒度和/或随着所述催化剂产率减小增加所述平均催化剂粒度。
25.权利要求23所述的方法，其中改变催化剂粒度包括随着目标聚合物粒度增加，增加所述平均催化剂粒度，和/或随着目标聚合物粒度减小，减小所述平均催化剂粒度。
26.权利要求23所述的方法，其中改变催化剂粒度包括基于目标聚合物粒度、催化剂颗粒密度和聚合物颗粒密度，计算所述催化剂粒度。
27.控制聚合物粒度的方法，所述方法包括基于预期的催化剂产率和目标聚合物粒度，选择催化剂粒度；以及 将具有所选择的催化剂粒度的催化剂送往气相聚合反应器，其中所述催化剂用于聚合单体以在所述气相聚合反应器中形成多个聚合物颗粒，其中按重量计至少70%的所述聚合物颗粒具有小于或等于所述目标聚合物粒度的单个聚合物粒度。
28.权利要求27所述的方法，其中选择催化剂粒度包括利用目标聚合物粒度、催化剂颗粒密度和聚合物颗粒密度计算所述催化剂粒度。
29.权利要求27所述的方法，其中选择催化剂粒度包括利用下述公式计算所述催化剂粒度
30.权利要求27所述的方法，其中所述气相聚合反应器包括流化床气相反应器。
31.权利要求27所述的方法，其中按重量计70%至90%的所述聚合物颗粒具有100至1，000微米的单个聚合物粒度。
32.权利要求27所述的方法，其中所述选择的催化剂尺寸小于110微米。
33.权利要求27所述的方法，其中所述催化剂包括按重量计81%至100%的催化剂颗粒小于或等于所述选择的催化剂粒度。
全文摘要
本发明提供用于生产尺寸仅略微大于聚合物细粒尺寸的聚合物颗粒的技术。该技术可以预防或限制与大聚合物颗粒有关的反应器污垢的发生。该技术也可以在反应器中提供较大重量百分比的固体。可以通过使用具有基于预期的催化剂产率确定的粒度的催化剂，获得期望的聚合物粒度。在某些实施方式中，可以基于预期的催化剂产率、聚合物颗粒密度、催化剂颗粒密度和/或聚合物粒度确定催化剂粒度。
文档编号C08F2/12GK102648215SQ201080055431
公开日2012年8月22日 申请日期2010年11月9日 优先权日2009年12月7日
发明者G·G·汉德瑞克森, J·D·浩托威 申请人:切弗朗菲利浦化学公司