一种聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置制造方法
【专利摘要】一种聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，预络合反应釜由带夹套的物料管线通过第一单向阀和预聚反应釜连接，物料管线上连接有冲洗管线；预络合反应釜顶部设有催化剂加入口和催化剂溢流出口，内部设有第一搅拌器；预聚反应釜顶部设有预络合物加入口、物料进料管线和预聚物溢流出口，物料进料管线通过第二单向阀连接到预聚反应釜，内部设有第二搅拌器，搅拌器上设有冲洗液进料管线，冲洗液进料管线通过第三单向阀连接到搅拌器，预聚反应釜底部设有物料出口。本实用新型由于采用上述管路连接方式，可有效避免反应釜内烯烃原料的反窜、催化剂输送管线堵塞的问题，同时也能解决搅拌器的密封轴冲洗不足易造成搅拌桨损坏或者烯烃原料泄漏的问题。
【专利说明】一种聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种催化组分预络合预聚装置，特别适用于聚烯烃的工业生产。
【背景技术】
[0002]催化聚合工业往往需要多种催化组分共同参与，协同催化进行工业生产。为了达到一定的催化效果，这些催化组分在进入反应器前，需要预先进行络合再进入主反应器。
[0003]比如，在工业聚丙烯生产中，参与的催化剂组分有主催化剂、助催化剂和给电子体三种组分，采用的预络合预聚装置主要由预络合釜和预聚反应釜构成，预络合和预聚反应釜装有单层桨式搅拌器，预络合釜和预聚反应釜通过管线直接相连，需要预络合的不同催化剂组分经预络合釜预接触后，直接在反应原料的冲洗下进入预聚反应釜，采用此种结构的预络合、预聚装置，搅拌形式简单，预络合不充分，预聚釜中会有催化剂沉积的现象，不仅使预络合效果降低，影响最终产品的粒子形态和产品的性能，且预络合反应釜出来的预络合物直接在反应原料的冲洗下进入预聚反应釜，这样反应原料和催化剂在管线中极易发生聚合反应，生成的聚合物极易造成连接管路堵塞，影响装置的正常运行。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，可以有效避免反应釜内烯烃原料的反窜、催化剂输送管线堵塞的问题。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型提供一种聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，其包括:
[0006]a.一提供催化剂预络合预聚反应空间的反应装置1，所述反应装置I由预络合反应釜2和预聚反应釜3通过物料管线8连接，所述物料管线8为夹套管线，设有冷却水进口9和冷却水出口 10，所述预络合反应釜2通过所述物料管线8以及第一阀12连接到所述预聚反应釜的预络合物加入口 13 ；
[0007]b.所述预络合反应釜2的顶部设有催化剂加入口 4和催化剂溢流出口 7，所述催化剂加入口 4通过插底管线5连接到所述预络合反应釜2的内部，所述预络合反应釜2的内部设有第一搅拌器6 ；
[0008]c.所述预聚反应釜3的顶部设有预络合物加入口 13、物料进料管线18和预聚物溢流出口 21，所述预络合物加入口 13通过插底管线14连接到所述预聚反应釜3的内部，所述物料进料管线18通过第二阀20连接到所述预聚反应釜3，所述预聚反应釜3的内部设有第二搅拌器15，所述第二搅拌器15上设有冲洗液进料管线17，所述冲洗液进料管线17通过第三阀19连接到所述第二搅拌器15，所述预聚反应釜3的底部设有物料出口 16。
[0009]上述的聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，其中，所述物料管线8上还连接有冲洗管线11。
[0010]上述的聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，其中，所述物料管线8之内还设置有夹套。
[0011]上述的聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，其中，所述第一阀12为单向阀。
[0012]上述的聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，其中，所述第二阀20为单向阀。
[0013]上述的聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，其中，所述第三阀19为单向阀。
[0014]上述的聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，其中，所述第一搅拌器6为多层四叶斜桨式搅拌器。
[0015]上述的聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，其中，所述第二搅拌器15为多层四叶斜桨式搅拌器。
[0016]本实用新型的有益功效在于:
[0017]本实用新型烯烃聚合催化剂预络合预聚装置由于采用了新的管路连接方式，可以有效避免反应釜内烯烃原料的反窜、催化剂输送管线堵塞的问题，同时也能解决搅拌器的密封轴冲洗不足易造成搅拌桨损坏或者烯烃原料泄漏的问题。
[0018]以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型烯烃聚合催化剂预络合装置示意图；
[0020]图2为图1中带夹套的物料管线的A-A剖视图。
[0021]其中，附图标记
[0022]1-预络合预聚反应装置
[0023]2-预络合反应釜
[0024]3-预聚反应釜
[0025]4-催化剂加入口
[0026]5-插底管
[0027]6-预络合釜搅拌器(第一搅拌器)
[0028]7-催化剂溢流出口
[0029]8-带夹套的物料管线
[0030]9-冷却水进口
[0031]10-冷却水出口
[0032]11-预络合物冲洗管线
[0033]12-预络合物单向阀(第一单向阀)
[0034]13-预络合物进料口
[0035]14-插底管线
[0036]15-预聚釜搅拌器(第二搅拌器)
[0037]16-物料出口
[0038]17-搅拌密封冲洗管线
[0039]18-物料管线
[0040]19-冲洗液单向阀(第三单向阀)
[0041]20-反应物料单向阀(第二单向阀)
[0042]21-预聚物溢流出口；
【具体实施方式】
[0043]下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述:
[0044]催化聚合工业往往需要多种催化组分共同参与，协同催化进行工业生产。为了达到一定的催化效果，这些催化组分在进入反应器前，需要预先进行络合再进入主反应器。
[0045]比如，在工业聚丙烯生产中，参与的催化剂组分有主催化剂、助催化剂和给电子体三种组分，采用的预络合预聚装置主要由预络合釜和预聚反应釜构成，预络合和预聚反应釜装有单层桨式搅拌器，预络合釜和预聚反应釜通过管线直接相连，需要预络合的不同催化剂组分经预络合釜预接触后，直接在反应原料的冲洗下进入预聚反应釜，采用此种结构的预络合、预聚装置，搅拌形式简单，预络合不充分，预聚釜中会有催化剂沉积的现象，不仅使预络合效果降低，影响最终产品的粒子形态和产品的性能，且预络合反应釜出来的预络合物直接在反应原料的冲洗下进入预聚反应釜，这样反应原料和催化剂在管线中极易发生聚合反应，生成的聚合物极易造成连接管路堵塞，影响装置的正常运行。
[0046]有鉴于上述现有技术存在的问题，本实用新型为了克服聚合物极易造成连接管路堵塞的缺陷而提供一种聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置。
[0047]在图1所述的【具体实施方式】中，本实用新型揭示的聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，包括:1_预络合预聚反应装置；2_预络合反应釜；3_预聚反应釜；4_催化剂加入口 ；5_插底管；6_预络合釜搅拌器(第一搅拌器)；7_催化剂溢流出口 ；8_带夹套的物料管线；9_冷却水进口 ；10_冷却水出口 ；11_预络合物冲洗管线；12_预络合物单向阀(第一单向阀)；13_预络合物进料口 ；14_插底管线；15_预聚釜搅拌器(第二搅拌器)；16_物料出口 ； 17-搅拌密封冲洗管线；18-物料管线；19-冲洗液单向阀(第三单向阀)；20_反应物料单向阀(第二单向阀)；21_预聚物溢流出口。
[0048]进一步地，
[0049]参见图1揭示本实用新型的【具体实施方式】。
[0050]如图所示，本实用新型聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，包括:一提供催化剂预络合、预聚反应空间的反应装置1，所述反应装置I由预络合反应釜2和预聚反应釜3通过物料管线8连接，所述物料管线8为夹套管线，设有冷却水进口 9和冷却水出口 10，所述预络合反应釜2通过所述物料管线8以及第一阀(12)连接到所述预聚反应釜的预络合物加入口 13，所述物料管线8上连接还有冲洗管线11 ；
[0051 ] 所述预络合反应釜2顶部设有催化剂加入口 4和催化剂溢流出口 7，所述催化剂加入口 4通过插底管线5连接到所述预络合反应釜2内部，所述预络合反应釜2内部设有第一搅拌器6 ;
[0052]所述预聚反应釜3顶部设有预络合物加入口 13、物料进料管线18和预聚物溢流出口 21，所述预络合物加入口 13通过插底管线14连接到所述预聚反应釜3内部，所述物料进料管线18通过第二单向阀20连接到所述预聚反应釜3，所述预聚反应釜3的内部设有第二搅拌器15，所述第二搅拌器15上还设有搅拌密封冲洗管线17，所述搅拌密封冲洗管线17通过第三单向阀19连接到所述第二搅拌器15上，所述预聚反应釜3底部设有物料出口16 ；
[0053]本实用新型揭示的催化剂预络合、预聚反应通过以下流程进行:
[0054]所图1所示，催化剂通过所述预络合预聚反应装置I的催化剂加入口 4、插底管线5加入到带第一搅拌器6的预络合反应釜2中进行预络合反应，生成的预络合物经催化剂溢流出口 7溢流出料，通过带夹套的物料管线8、第一单向阀12、预络合物加入口 13以及插底管线14，随着冲洗管线11中的冲洗剂，进入到带第二搅拌器15的预聚反应釜3中进行预聚反应，冲洗剂选择使用非反应物料，如图2所示，带夹套的物料管线8中通过冷却水进口9注入低温的冷却水，通过冷却水出口 10排出，循环使用，通入的冷却水可降低催化剂预络合物的温度，防止受环境因素的影响，预络合物进入到预聚反应釜因温度较高反应较快造成管路出口堵塞，第二搅拌器15上通过搅拌密封冲洗管线17、第三单向阀19加入冲洗液，冲洗液选择使用反应物料，冲洗液起冲洗密封作用，防止反应产生的物料进入到第二搅拌器15中，引起堵塞或物料泄漏，反应物料通过物料进料管线18、第二单向阀20进入预聚反应Il 3中进行预聚合反应，生成的预聚合物经预聚物溢流出口 21溢流出预聚反应Il 3。发生超温超压的情况可通过预聚物出口 16紧急排出。
[0055]本实用新型的第一搅拌器6、第二搅拌器15的设计上采用多层四叶斜桨式，而不是简单的单层桨式搅拌器，可以保证釜内物料混合均匀。
[0056]预络合反应Il 2、预聚反应藎3通过带夹套的物料管线8连接，夹套中可通入冷却水，保持物料一定的粘度，防止使用淤浆类催化剂时，催化剂沉降，同时物料管线8上设有冲洗管线11协助催化剂的输送，防止催化剂堵塞管线。
[0057]物料管线8设有第一阀12，物料进料管线18设有第二阀20，搅拌密封冲洗管线17设有第三阀19，用于防止物料反窜堵塞进料管线，单独引一路物料通过搅拌轴进入预聚反应釜3中，起到冲洗密封的作用。
[0058]本实用新型烯烃聚合催化剂预络合预聚装置由于采用了新的管路连接方式，可以有效避免反应釜内烯烃原料的反窜、催化剂输送管线堵塞的问题，同时也能解决搅拌器15的密封轴冲洗不足易造成搅拌桨损坏或者烯烃原料泄漏的问题。
[0059]以下以聚丙烯预络合工艺为例，用到的催化剂组分是主催化剂ZN1114、助催化剂三乙基铝、给电子体甲基环己基三甲氧基硅氧烷。
[0060]主催化剂ZN1114、助催化剂三乙基铝、给电子体甲基环己基三甲氧基硅氧烷通过预络合、预聚反应装置I的催化剂加入口 4、插底管线5加入到带搅拌器6的预络合反应釜2中进行预络合反应，生成的预络合物经催化剂溢流出口 7溢流出料，通过带夹套的物料管线8、第一单向控制阀12、预络合物加入口 13以及插底管线14，随着冲洗管线11中的冲洗剂己烷，进入到带第二搅拌器15的预聚反应釜3中进行预聚反应，带夹套的物料管线8中通过冷却水进口 9注入低温的冷却水，通过冷却水出口 10排出，循环使用，第二搅拌器15上通过搅拌密封冲洗管线17、单向阀19加入丙烯，防止反应产生的物料进入到第二搅拌器15中，引起堵塞或物料泄漏，反应单体丙烯通过物料进料管线18、第二单向阀20进入预聚反应Il 3中进行预聚合反应，生成的预聚合物经预聚物溢流出口 21溢流出预聚反应Il 3。
[0061]当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，其特征在于，包括: a.一提供催化剂预络合预聚反应空间的反应装置(I)，所述反应装置(I)由预络合反应釜(2)和预聚反应釜(3)通过物料管线(8)连接，所述物料管线(8)为夹套管线，设有冷却水进口(9)和冷却水出口(10)，所述预络合反应釜(2)通过所述物料管线(8)以及第一阀(12)连接到所述预聚反应釜的预络合物加入口(13); b.所述预络合反应釜(2)的顶部设有催化剂加入口(4)和催化剂溢流出口(7)，所述催化剂加入口(4)通过插底管线(5)连接到所述预络合反应釜(2)的内部，所述预络合反应釜(2)的内部设有第一搅拌器(6); c.所述预聚反应釜(3)的顶部设有预络合物加入口(13)、物料进料管线(18)和预聚物溢流出口(21)，所述预络合物加入口(13)通过插底管线(14)连接到所述预聚反应釜(3)的内部，所述物料进料管线(18)通过第二阀(20)连接到所述预聚反应釜(3)，所述预聚反应釜(3)的内部设有第二搅拌器(15)，所述第二搅拌器(15)上设有搅拌密封冲洗管线(17)，所述搅拌密封冲洗管线(17)通过第三阀(19)连接到所述第二搅拌器(15)，所述预聚反应釜(3)的底部设有物料出口(16)。
2.根据权利要求1所述的聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，其特征在于，所述物料管线(8)上还连接有冲洗管线(11)。
3.根据权利要求2所述的聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，其特征在于，所述物料管线(8)之内还设置有夹套。
4.根据权利要求3所述的聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，其特征在于，所述第一阀(12)为单向阀。
5.根据权利要求3所述的聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，其特征在于，所述第二阀(20)为单向阀。
6.根据权利要求3所述的聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，其特征在于，所述第三阀(19)为单向阀。
7.根据权利要求4、5或6所述的聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，其特征在于，所述第一搅拌器(6)为多层四叶斜桨式搅拌器。
8.根据权利要求4、5或6所述的聚烯烃生产用催化剂预络合预聚装置，其特征在于，所述第二搅拌器(15)为多层四叶斜桨式搅拌器。
【文档编号】C08F4/00GK204251542SQ201420643197
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】陈旭, 张长军, 刘小燕, 马艳萍, 刘义, 许云波, 谢克锋, 朱博超, 张庆国, 邢赵中, 竺栋荣, 吴冬, 慕雪梅 申请人:中国石油天然气股份有限公司