用于制备干燥粉末的工艺的制作方法

本公开提供了一种用于从稀释剂与粉末的混合物中制备干燥粉末的方法。

背景技术：

粉末的干燥方法在本领域中是众所周知的。虽然盘式干燥法已经使用了相当长的时间，但其基本上已被流化床干燥法所取代，原因在于后者具有更快的干燥速度。流化床干燥概念在本领域中是公知的，其用于对润湿固体进行干燥处理。流化床干燥法可提供受控且一致的干燥条件。

然而，流化床干燥法存在有各种问题。若引入的是润湿饼块或浆料，则难以使其流化。在大部分情况下，即使具有特定的流体稠度，润湿饼块也不完全流化。然而，在这种情况下，饼块的部分可能会塞住格栅(例如，多孔板)中的开口或孔口，进而导致润湿材料发生积聚。此外，所述非流化部分可能会覆盖住加热元件，并由此极大地降低加热效率。若孔口被堵塞或加热元件被阻隔，则设备必须停止操作，并进行清洗。特别地，若待干燥粉末包括大量的低分子量聚烯烃物质(该类物质通常具有蜡质稠度)，则加热面板可能会出现积垢现象，并最终导致发生热阻隔现象，由此使得需要对加热面板进行惰性化处理以及清洗。上述清洗程序可能会导致工厂停工数天，进而引起生产损失、增加维护成本，以及显著地降低该工厂的生产量。

已经知道，材料再循环可用于对难以流化的进料材料进行流化处理。然而，这可能会导致生产量降低，而且依然需要经常进行清洗程序。

虽然具有再循环步骤的流化床干燥法的干燥速度比盘式干燥法快好几倍，但仍需要一种干燥速度快且清洗周期少的干燥法。

EP 0 525 748公开了一种用于在加热闪蒸罐中从聚合物浆料移除烃的方法。浆料的部分从闪蒸罐移除，并加热至高于闪蒸罐的操作温度的温度，然后再循环至闪蒸罐。如此，可更有效地移除溶剂。然而，所述高温并不适于所有的聚合物。此外，该方法需要较高等级的安全性以及耐压性。因此，依然需要经常进行清洗程序。

WO 2015/188267 A1公开了具有一个或多个底流围堰的活塞流式流化床反应器以及在干燥应用中使用此类反应器的方法，其中该一个或多个底流围堰用于使产物区与进料区间隔开，并允许材料在内部从产物区再循环至进料区。WO 2009/134142 A1描述了一种用于在被划分成至少两个区的装置中对液态产物进行流化床喷雾制粒的方法，其中籽粒进料流以及液态产物进料流被引入至所述区的至少一个中。

因此，需要提供一种粉末生产量高于在前方案的方法。此外，在使用该方法的情况下，所采用的设备无需经常进行清洗程序。另一目的在于降低成本，以及维持较高的安全等级。

技术实现要素：

本公开提供了一种用于在设备中制备干燥粉末的方法，其中该设备包括：

i)具有第一上端区段、相对的第一下端区段以及至少一个第一腔室侧壁的第一干燥腔室，其中第一干燥腔室为包括一个或多个第一加热元件、一个或多个第一粉末入口、第一粉末出口、一个或多个第一气体入口以及第一气体出口的回混干燥腔室；

ii)具有第二上端区段、相对的第二下端区段以及至少一个第二腔室侧壁的第二干燥腔室，其中第二干燥腔室包括一个或多个第二加热元件、第二粉末入口、第二粉末出口、一个或多个第二气体入口以及第二气体出口；

iii)用于将粉末从第一干燥腔室输送至第二干燥腔室中的第一粉末通道，其中该第一粉末通道经由连接至第二粉末入口或与该第二粉末入口相同的第一粉末出口进行设置；

iv)传送机装置以及任选的用于将粉末从第二干燥腔室输送至第一干燥腔室中的第二粉末通道。

在所述设备中，以稀释剂的重量计具有第一平均浓度的粉末与稀释剂的混合物通过一个或多个第一粉末入口引入至第一干燥腔室中，且以稀释剂的重量计具有第二平均浓度的预干燥粉末通过第一粉末通道从第一干燥腔室输送至第二干燥腔室中，其中，在流过第一干燥腔室以及第二干燥腔室之后，稀释剂大部分或全部从粉末与稀释剂的混合物中移除，进而在第二干燥腔室中形成以稀释剂的重量计具有第三平均浓度的干燥粉末，其中第一平均稀释剂浓度高于第二平均稀释剂浓度，且第二平均稀释剂浓度高于第三平均稀释剂浓度，且其中干燥粉末的再循环部分通过传送机装置以及任选的第二粉末通道从第二干燥腔室输送至第一干燥腔室中，且干燥粉末的排出部分从第二干燥腔室中排出。

在某些实施例中，方法包括如下步骤：

a)通过一个或多个第一粉末入口将粉末与稀释剂的混合物引入至第一干燥腔室中；

b)在通过一个或多个第一气体入口引入并通过第一气体出口排出的第一气体流中经由一个或多个第一加热元件将粉末与稀释剂的混合物加热至第一温度，进而形成预干燥粉末；

c)通过第一粉末通道将预干燥粉末输送至第二干燥腔室中；

d)在通过一个或多个第二气体入口引入并通过第二气体出口排出的第二气体流中经由一个或多个第二加热元件将预干燥粉末加热至第二温度，进而形成干燥粉末；

e)通过传送机装置以及任选的第二粉末通道将干燥粉末的再循环部分从第二干燥腔室输送至第一干燥腔室中，并使干燥粉末的排出部分通过第二粉末出口从第二干燥腔室中排出。

在某些实施例中，粉末与稀释剂的混合物中的第一平均稀释剂浓度高于预干燥粉末中的第二平均稀释剂浓度，且预干燥粉末中的第二平均稀释剂浓度高于干燥粉末中的第三平均稀释剂浓度，并且/或者粉末与稀释剂的混合物中的第一平均稀释剂浓度在15wt.％到50wt.％的范围内，且干燥粉末中的第三平均稀释剂浓度小于10wt.％。

在某些实施例中，粉末为聚合物粉末。

在某些实施例中，粉末为聚烯烃粉末。

在某些实施例中，粉末与稀释剂的混合物为聚乙烯与烃稀释剂的混合物。

在某些实施例中，聚烯烃为双峰或多峰聚烯烃。

在某些实施例中，第一和第二气体流选自氮气流或烃气流，并且/或者第一和第二气体流以及稀释剂可循环利用。

在某些实施例中，第一和第二加热元件的温度在60℃到125℃的范围内，并且/或者第一和第二加热元件通过水或蒸汽进行加热。

在某些实施例中，粉末在第一和第二干燥腔室中的平均总停留时间小于60分钟，并且/或者粉末的平均再循环部分对应于平均总粉末生产量的5到60％。

在某些实施例中，设备包括作为第一中间底板的第一格栅，该第一格栅包括耐热材料或由耐热材料组成，其中第一粉末出口以及第一气体出口布置在第一格栅上方，且一个或多个第一气体入口布置在第一格栅下方，其布置方式使得第一格栅使一个或多个第一粉末入口以及第一粉末出口与一个或多个第一气体入口间隔开，其中第一格栅为粉末在第一腔室中沉积在其上的第一中间底板，其中第一气体从一个或多个第一气体入口引入穿过第一格栅，并引导至第一气体出口；并且/或者设备包括作为第二中间底板的第二格栅，该第二格栅包括耐热材料或由耐热材料组成，其中第二粉末出口以及第二气体出口布置在第二格栅上方，且一个或多个第二气体入口布置在第二格栅下方，其布置方式使得第二格栅使第二粉末入口以及第二粉末出口与一个或多个第二气体入口间隔开，其中第二格栅为粉末在第二腔室中沉积在其上的第二中间底板，其中第二气体从一个或多个第二气体入口引入穿过第二格栅，并引导至第二气体出口。

在某些实施例中，第一腔室侧壁还构成第二腔室侧壁的至少一个区段，或被布置成邻近第二腔室侧壁，其中所述第一腔室侧壁包括第一粉末通道，且其中所述第一粉末通道为第一腔室侧壁中的第一孔口。

在某些实施例中，传送机选自于由以下项组成的组：螺旋传送机、管链式传送机以及气动传送装置。

在某些实施例中，一个或多个第一和第二加热元件为管束型加热元件或板型加热元件，并在距离至少一个第一和第二腔室壁一定距离处布置在腔室内部，或一个或多个第一加热元件与至少一个第一腔室侧壁可操作地热连接或并入至该至少一个第一腔室侧壁中，且一个或多个第二加热元件与至少一个第二腔室侧壁可操作地热连接或并入至该至少一个第二腔室侧壁中。

本公开进一步提供了一种用于制备聚烯烃的工艺，其包括如下步骤：

a)在一个或多个聚合反应器中，在聚合催化剂的存在下，使一种或多种烯烃单体在20℃到200℃的范围内的温度以及在0.1MPa到20MPa的范围内的压力下于稀释剂中连续地进行聚合；

b)得到包括固体聚烯烃颗粒以及稀释剂的浆料；

c)以机械的方式从稀释剂的部分中分离出聚烯烃颗粒，进而制得稀释剂含量低于在步骤b)中得到的浆料的稀释剂含量的聚烯烃粉末与稀释剂的混合物；

d)通过用于制备干燥粉末的方法的实施例对在步骤c)中制得的聚烯烃粉末与稀释剂的混合物进行干燥处理。

附图说明

在附图中：

图1是示出了在干燥阶段之前用于制备聚合物粉末的方法的示意图；

图2示出了根据本公开的方法的用于制备干燥粉末的干燥腔室的结构的第一实施例；

图3是示出了图2的在适用于根据本公开的方法的设备内的结构的示意图；

图4示出了根据本公开的方法的用于制备干燥粉末的干燥腔室的结构的第二实施例；以及

具体实施方式

就干燥粉末的制备而言，双腔室系统在本领域中是公知的，其具有第一干燥阶段以及分开的第二干燥阶段。整个系统被设计成防止来自第一和第二腔室的粉末发生混合。因此，通常仅利用一个小开口来将有限量的相对润湿粉末从第一腔室输送至包括相对干燥的粉末的第二腔室。双腔室系统的目的在于防止粉末发生混合，尤其是防止相对干燥的粉末从第二腔室输送至第一腔室。然而，令人意外的是，根据本公开的再循环步骤极大地改进了该双腔室系统，尤其是干燥程序。例如，这些改进体现在如下方面：混合物在第一干燥腔室中的流动性以及流化性获得了提高，且结垢、停工时间、清洗操作的次数及时间、维护成本以及生产损失等方面都获得了降低。另外，本公开的方法可显著地提高生产量。

应理解的是，“和/或”的使用以包括性的方式进行限定，从而使得术语“a和/或b”应被理解为包括如下集合：“a和b”、“a或b”、“a”以及“b”。优选地，在大部分情况下，“a和/或b”涉及两个实体“a”和“b”，其中所述实体中的至少一个存在于所描述的实施例中。

应理解的是，术语“粉末”涉及大量能够在干燥状态下流动的固体颗粒。然而，若粉末与稀释剂相混合，则该术语不必涉及特定稠度。若使用的液体非常少，则其几乎不会对粉末的性能造成影响。若较多的液体与粉末相结合，则可形成在一定程度上处于固体状态中的饼块。若使用更多的稀释剂，则可形成浆料或悬浮液。优选地，粉末涉及一种平均颗粒直径在50μm到3000μm的范围内的颗粒状材料。

应理解的是，术语“干燥”或“干燥处理”指的是稀释剂的热辅助移除，该稀释剂可为任何液体，例如，烃液体或水。优选地，液体为烃液体。

设备的干燥腔室包括用于将粉末和气体进料入干燥腔室中并将其从该干燥腔室中排出的各种入口以及出口。这些入口及出口中的每一个可为单个入口或出口。然而，这些入口及出口也可构造为多个入口及出口。也就是说，这些入口和出口中的每一个可为这些入口及出口中的两个、三个、四个或更多个的组合。在本公开的方法的优选实施例中，第一粉末入口为二到八个，更优选地为二到六个，最优选地为二到四个第一粉末入口的组合。

用于将粉末从第一干燥腔室输送至第二干燥腔室中的第一粉末通道优选为或优选地包括第一腔室的第一壁中的孔口。若第一壁也是第二腔室的一部分或直接邻近该第二腔室，则其可与第二粉末入口相同，即其可涉及充当粉末通道或粉末通道的一部分的同一孔口。然而，在一个根据本公开的实施例中，粉末通道还可由具有两个末端的管或管道形成，该两个末端形成第一粉末出口以及第二粉末入口。进一步地，粉末通道还可由连接至第一粉末入口以及第二粉末出口的中间腔室形成。

在根据本公开的方法的优选实施例中，方法包括如下步骤：

a)通过一个或多个第一粉末入口(例如，1到8个粉末入口)将以稀释剂的重量计具有第一平均浓度的粉末与稀释剂的混合物(粉末与稀释剂的第一混合物)引入至第一干燥腔室中；

b)在通过一个或多个第一气体入口引入并通过第一气体出口排出的第一气体流中经由一个或多个第一加热元件将混合物加热至第一温度，进而形成以稀释剂的重量计具有第二平均浓度的预干燥粉末(粉末与稀释剂的第二混合物)；

c)通过第一粉末通道将预干燥粉末输送至第二干燥腔室中；

d)在通过一个或多个第二气体入口引入并通过第二气体出口排出的第二气体流中经由一个或多个第二加热元件将预干燥粉末加热至第二温度，进而形成以稀释剂的重量计具有第三平均浓度的干燥粉末(粉末与稀释剂的第三混合物)；

e)通过传送机装置以及任选的第二粉末通道将干燥粉末的部分(其包括干燥粉末的再循环部分)从第二干燥腔室输送至第一干燥腔室中，并使干燥粉末的排出部分通过第二粉末出口从第二干燥腔室中排出。

已发现，通过将干燥粉末分成如上所述的再循环部分以及排出部分，使得干燥方法得到改善，通过该干燥方法，得以高效地降低残余稀释剂含量，并实现较高的可操作性。在本公开的方法中，稀释剂通常通过蒸发的方式来进行分离。在气体流的辅助下逸出第一和第二干燥腔室后的蒸发后稀释剂可经由冷凝装置(例如，冷凝柱)进行捕获，而且还可从第一和第二气体流的气体中分离出来。通常而言，稀释剂在粉末与稀释剂的混合物(粉末与稀释剂的第一混合物)引入至第一干燥腔室之前就已通过机械的方式从其分离出来，如上所述。在若干情况下，尤其是在混合物含有聚合物颗粒(例如，聚烯烃颗粒)时，在对稀释剂进行机械分离之后获得的混合物的稀释剂浓度在15wt.％到60wt.％的范围内。

在本公开的方法中，第一平均稀释剂浓度高于第二平均稀释剂浓度，且第二平均稀释剂浓度高于第三平均稀释剂浓度。优选地，第三平均稀释剂浓度比第一平均浓度低至少75％，更优选地低至少90％。在一个优选实施例中，第一平均稀释剂浓度在15wt.％到50wt.％的范围内，且第三平均稀释剂浓度低于10wt.％，例如，低于1wt.％或甚至不超过0.1wt.％。在大部分情况下，通过本公开的方法，干燥粉末中的残余稀释剂含量可为1wt.％或更低。通过对干燥度显著高于所引入的粉末与稀释剂的混合物(粉末与稀释剂的第一混合物)的干燥粉末(粉末与稀释剂的第三混合物)进行再循环，得以改善第一腔室中的流化处理。通常而言，通过本公开的方法，稀释剂可在较短的时间内均匀地分布在存在于第一腔室中的粉末中。也就是说，第一腔室内的颗粒中的残余稀释剂含量对于第一腔室的所有内容物而言是大体上相同的。

优选地，第一干燥腔室中蒸发掉的稀释剂量占干燥设备中蒸发掉的稀释剂量的70wt.％到97wt.％，且第二干燥腔室中蒸发掉的稀释剂量优选地占干燥设备中蒸发掉的稀释剂量的3wt.％到30wt.％。

在优选实施例中，在步骤c)和/或e)中，粉末以连续的方式进行输送。这在提供连续的生产量方面是有利的。

另外，在优选的备选实施例中，在步骤c)和/或e)中，粉末以间断的方式进行输送。优选地，这可通过自动方法来实现，在该自动方法中，粉末优选地在特定时间间隔之后以定期的方式进行移除。

通常而言，第一温度低于第二温度。优选地，第一温度在50℃到90℃的范围内，更优选地在55℃到70℃的范围内，且第二温度在60℃到105℃的范围内，更优选地在75℃到100℃的范围内。

优选地，粉末为聚合物粉末。特别地，已发现，聚烯烃可通过上述方法高效地进行干燥处理。在尤其优选的实施例中，粉末与稀释剂的混合物为聚乙烯与烃稀释剂的混合物或聚丙烯与烃稀释剂的混合物。

本公开的方法尤其适用于对双峰或多峰聚烯烃进行干燥处理，其中术语“双峰”以及“多峰”指的是聚合物组合物的模态，并由此往往指代分子量分布的模态。此类聚合物可通过使烯烃在不同的反应条件下于两个或多个级联聚合反应器中进行聚合来制得。因此，“模态”指示聚烯烃的制备利用了多少不同的聚合条件，无论该分子量分布模态是否能够被识别为凝胶渗透色谱法(GPC)曲线中的分离最大值。经常在本领域中使用并在本文中使用的术语“多峰”可包括双峰。已发现，此类双峰或多峰聚烯烃通常需要经常对设备进行清洗，且其对所述程序的响应非常好，即清洗频率的降低程度可大于预期的降低程度。

优选地，第一和第二加热元件的温度在60℃到125℃的范围内，特别是在80℃到120℃的范围内。已发现，较高的温度可对加热元件的效率产生不利影响，尤其是在对烃稀释剂中的聚烯烃进行干燥处理的情况下。此外，在一个实施例中，第一和第二加热元件经由水或蒸汽进行加热。合适的加热元件包括板型加热元件以及管束型加热元件。

在另一优选实施例中，粉末在第一和第二干燥腔室中的平均总停留时间小于60分钟，特别是小于30分钟。除了其他影响以外，所需的平均总停留时间还受到第一和/或第二加热元件的温度、第一和/或第二气体流的速度、稀释剂类型以及再循环量的影响。

此外，优选地，粉末的平均再循环部分为平均总粉末生产量的5到60％，特别是10到50％。令人惊讶的是，相当高的再循环量可导致产生更好的总生产量，虽然大部分干燥材料再次进料至干燥过程中。可想到的是，第一腔室的混合物的流动度提高之后，干燥效率可极大地提高，进而克服须将已干燥材料再次进料至干燥过程中的不利影响。

在方法的某些实施例中，设备包括作为第一中间底板的第一格栅，该第一格栅包括耐热材料或由耐热材料组成，其中第一粉末出口以及第一气体出口布置在第一格栅上方，且一个或多个第一气体入口布置在第一格栅下方，其布置方式使得第一格栅使一个或多个第一粉末入口以及第一粉末出口与一个或多个第一气体入口间隔开，其中第一格栅为粉末于第一腔室中在其上流化的第一中间底板。例如，第一格栅可为多孔板或分布器板。在优选实施例中，采用了不止一个第一粉末入口，例如，采用了二到六或优选地二到四个第一粉末入口。优选地，第一气体从一个或多个第一气体入口引入穿过第一个格栅，并引导至第一气体出口。在该实施例中，粉末通过第一气体流进行干燥，该第一气体流流动穿过格栅，并通过第一气体出口排出，进而连续地运送稀释剂。在一个实施例中，第一格栅下方的空间被分成两个或多个(例如，四个、五个或六个)分开的隔室，其中从一个或多个第一气体入口流出的第一气体通过这些隔室流动穿过第一格栅。在另一实施例中，在格栅下方采用了多个第一气体入口，甚至还采用了上述隔室中的一个或多个。

在方法的其他实施例中，第二腔室具有类似的结构，其中设备包括作为第二中间底板的第二格栅，该第二格栅包括耐热材料或由耐热材料组成，其中第二粉末入口、第二粉末出口以及第二气体出口布置在第二格栅上方，且一个或多个第二气体入口布置在第二格栅下方，其布置方式使得第二格栅使第二粉末入口以及第二粉末出口与一个或多个第二气体入口间隔开，其中第二格栅为粉末于第二腔室中在其上流化的第二中间底板，其中第二气体流从一个或多个第二气体入口引入穿过第二格栅，并引导至第二气体出口。例如，第二格栅可为多孔板或分布器板。在一个实施例中，第二格栅下方的空间被分成两个或多个(例如，四个、五个或六个)分开的隔室，其中从一个或多个第二气体入口流出的第二气体通过这些隔室流动穿过第二格栅。

值得注意的是，根据地球引力，如所组装及使用的，“上”、“顶部”或“在……上方”以及“下”、“底部”或“在……下方”指的是元件在设备中的布置方式。因此，底部区段比顶部区段更靠近地心。这并不排除不可用阶段(在该阶段中，布置方式会发生偏离)，例如，在将非组装设备运送至安装地点期间。

优选地，两个腔室都具有如上所述的格栅。特别地，优选的是，腔室具有相似的尺寸，其中体积(即相应腔室内的可用空间)之间彼此相差不多于75％，优选地不多于50％，特别地不多于25％。

在方法的一个实施例中，第一腔室侧壁还构成第二腔室侧壁的至少一个区段，或被布置成邻近第二腔室侧壁，其中所述第一腔室侧壁包括第一粉末通道，且其中所述第一粉末通道为第一腔室侧壁中的第一孔口。因此，粉末的运送距离得以最大程度地降低。第一腔室侧壁可包括通向第二干燥腔室的第二粉末通道，其位于第一粉末通道上方和/或第一腔室侧壁的上部处，其中所述第二粉末通道为第一腔室侧壁中的第二孔口。然而，可能无法完全避免的是，仍然有部分材料通过第二粉末通道从第一腔室流至第二腔室中。这可在某种程度上限制如上所述的效率提高。因此，利用传送机装置来将材料从第二腔室输送至第一腔室中具有如下优点：粉末从第二干燥腔室输送至第一干燥腔室的流速可通过，例如，调节传送机的速度来进行控制。例如，这使得能够针对待干燥粉末的性质来调节再循环流速。对于流化难度较大的产物，可增加流速，而对于其他产物，则可将流速维持在最小值。此外，还可构想的是使用第二粉末通道与传送机装置的组合。

优选地，传送机装置选自于由以下项组成的组：螺旋传送机、管链式传送机以及气动传送装置。已发现，所述传送机在与粉末一起操作时是有利的。尤其优选的是螺旋传送机(也被称作螺旋式传送机)。

在方法的另一实施例中，一个或多个第一和第二加热元件为管束型加热元件或板型加热元件，并在距离至少一个第一和第二腔室壁一定距离处布置在腔室内部。

此外或可选地，一个或多个第一加热元件与至少一个第一腔室侧壁可操作地热连接或并入至该至少一个第一腔室侧壁中，并且/或者一个或多个第二加热元件与至少一个第二腔室侧壁可操作地热连接或并入至该至少一个第二腔室侧壁中。

优选地，第一气体流引导穿过第一腔室，其中一个或多个第一气体入口将第一气体流引入至腔室中，且第一气体出口使第一气体流从第一腔室中排出。此外，第二气体流可引导穿过第二腔室，其中一个或多个第二气体入口将第二气体流引入至腔室中，且第二气体出口使第二气体流从第二腔室中排出。

在方法的又一实施例中，第一气体出口连接至第一分离单元，优选地连接至第一旋风分离器，以从携载穿过第一气体出口的稀释剂和气体中分离出残余粉末，该残余粉末由第一气体流携载穿过第一气体出口，并离开第一腔室。优选的是，由第一分离单元分离出的残余粉末通过第三粉末入口引入至第二腔室中。

在本公开的方法的又一实施例中，第二气体出口连接至第二分离单元，优选地连接至第二旋风分离器，以从携载穿过第二气体出口的稀释剂和气体中分离出残余粉末，该残余粉末由第二气体流携载穿过第二气体出口，并离开第二腔室。优选的是，由第二分离单元从第二气体流分离出的残余粉末添加至通过第二粉末出口排出的粉末中。

方法可通过选自氮气流或另一惰性气体流或烃气流的第一和第二气体流进行执行。尤其优选的是，第一和第二气体流以及稀释剂可循环利用。特别地，优选的是，第一和第二气体流为较大的气体循环通路的一部分，其中第一气体流通向将气体从稀释剂中分离出的第三分离单元，特别是冷凝柱，且分离出的气体形成第二气体流，该第二气体流通向一个或多个第二气体入口，并穿过第二腔室，然后从第二气体出口排出。针对所述循环通路，优选的是，第二气体流在经过第二气体出口以及第二分离单元之后通向第一腔室的一个或多个第一气体入口，并在进入之后形成第一气体流。例如，在冷凝柱中液化并回收稀释剂，从而使得该稀释剂可再次在聚合过程中使用。

优选地，第三分离单元是一种通过冷却流体进行冷却的冷凝柱。在一个有利的实施例中，稀释剂也可为冷却流体。此外，优选的是，第三分离单元包括用于稀释剂的排出单元。

优选地，气体循环通路包括至少一个气体传送装置。特别地，尤其优选的是，第二气体流包括第一和第二气体传送装置。在一个实施例中，第一气体传送装置布置在位于第三分离单元的下游但位于一个或多个第二气体入口的上游处的气体循环通路中，且第二气体传送装置布置在位于第二气体出口的下游但位于一个或多个第一气体入口的上游处的气体循环通路中。优选地，上述气体传送装置为风扇或鼓风机。

在方法的一个实施例中，气体和粉末在第一和第二腔室内进行加热。在某些情况下，由于所述稀释剂在所述腔室内发生蒸发，因此，与引入至所述腔室中的气体的温度相比，气体流在离开所述腔室之后的温度可较低。然而，由于加热元件布置在所述腔室中，因此气体流的温度还可被保持成处于基本恒定状态中，或甚至得到提高。

根据本公开的方法的若干实施例，干燥粉末的再循环部分以及排出部分可在这些部分通过第二和第三粉末出口从腔室中移除之前进行分离，或这两个部分被输送穿过第二腔室粉末出口，并随后分离成再循环部分以及排出部分。例如，可构想其他根据本公开的可能性，即：第二分离单元至少部分地提供再循环部分。

干燥腔室可根据任何已知的方法进行构造，以对颗粒状材料进行干燥处理。因此，可能的是，颗粒可自由地流动穿过干燥腔室的整个内部空间。然而，同样可能的是，干燥腔室包括各种装置，这些装置在干燥腔室内部分或主要地引导颗粒的流动。第一干燥腔室为回混干燥腔室；也就是说，第一干燥腔室的内容物可自由地流动穿过第一干燥腔室的整个内部空间。第二干燥腔室优选地为回混干燥腔室或活塞流式干燥腔室，即所有的颗粒在其中以相同的速度移动穿过干燥腔室的干燥腔室。

在本公开的方法的一个实施例中，设备包括位于第一干燥腔室与第二干燥腔室之间的一个或多个其他干燥腔室。从第一干燥腔室排出的预干燥粉末随后穿过该一个或多个其他干燥腔室，进而优选地进一步降低稀释剂的平均浓度；最后，预干燥粉末被引入至第二干燥腔室中。一个或多个其他干燥腔室不一定装配有加热元件。

应理解的是，被明确地描述为适用于特定方法的单元、实施例以及其他元件优选地用作为该方法的一部分。因此，第一气体入口优选地在方法中使用来引入气体，加热元件优选地在方法中使用来进行加热步骤，气体传送气体优选地在方法中使用来运送气体等。

本公开进一步提供了一种用于制备聚烯烃的工艺，其包括如下步骤：

a)在一个或多个聚合反应器中，在聚合催化剂的存在下，使一种或多种烯烃单体在20℃到200℃的范围内的温度以及在0.1MPa到20MPa的范围内的压力下于稀释剂中连续地进行聚合；

b)得到包括固体聚烯烃颗粒以及稀释剂的浆料；

c)以机械的方式从稀释剂的部分中分离出聚烯烃颗粒，进而制得稀释剂含量低于在步骤b)中得到的浆料的稀释剂含量的聚烯烃粉末与稀释剂的混合物；

d)通过上文所述的方法对在步骤c)中制得的聚烯烃粉末与稀释剂的混合物进行干燥处理。

已发现，在上述反应条件下制得的聚烯烃(根据步骤c)，其以机械的方式从稀释剂分离出)可通过现有的方法获得特别优异的干燥效果。

聚烯烃可为烯烃以及1-烯烃的均聚物或共聚物，即具有端部双键的烃，但其并不局限于此。优选的单体为非极性烯烃化合物，包括芳基取代1-烯烃。尤其优选的1-烯烃为线性或支链C2-C12-1-链烯烃，特别是线性C2-C10-1-链烯烃(例如，乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯或1-癸烯等)或支链C2-C10-1-链烯烃(例如，4-甲基-1-戊烯、共轭和非共轭二烯(例如，1,3-丁二烯、1,4-己二烯或1,7-辛二烯等)或乙烯基芳族化合物(例如，苯乙烯或取代苯乙烯等))。还可使各种1-烯烃的混合物进行聚合。合适的烯烃还包括双键在其中为环状结构的一部分的烯烃，该环状结构可具有一个或多个环体系。示例为环戊烯、降冰片烯、四环十二碳烯或甲基降冰片烯或二烯，例如，5-亚乙基-2-降冰片烯、降冰片二烯或乙基降冰片二烯。还可使两种或更多种烯烃的混合物进行聚合。

特别地，聚合工艺是一种用于制备乙烯或丙烯的均聚物或共聚物的工艺。作为丙烯聚合中的共聚单体，优选的是使用高达40wt.％的乙烯和/或1-丁烯。

在优选实施例中，本公开的工艺指的是制备通过乙烯均聚或共聚制得的聚烯烃。尤其优选的是制备聚乙烯，其中乙烯与高达40wt.％的C3-C8-1–链烯烃，优选地，1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯或其混合物进行共聚。尤其优选的是乙烯在其中与高达20wt.％的1-丁烯、1-己烯或其混合物进行共聚的工艺。

本公开的工艺可用于对所有类型的常用聚烯烃进行干燥处理。聚烯烃可通过所有工业上已知的在稀释剂的存在下进行执行的低压聚合方法进行制备。这包括在20℃到200℃，优选地在30℃到150℃，更优选地在40℃到130℃的范围内的温度以及在0.1MPa到20MPa，尤其优选地在0.3MPa到5MPa的范围内的压力下进行执行的溶液工艺以及悬浮液或浆料工艺。聚合可间歇进行，或优选地在一个或多个阶段中连续进行。这种类型的工艺对于本领域技术人员而言通常是已知的。本公开的聚合优选地在浆料中进行执行，特别是在环管反应器或搅拌釜反应器中。也就是说，聚合在介质(即所谓的悬浮介质)中进行，该介质在相应的聚合反应器中于特定条件下处于液态或超临界状态中，在该介质中，所生成的聚烯烃具有不溶性，并形成固体颗粒。浆料的固体物含量通常在10wt.％到60wt.％的范围内，优选地在20wt.％到40wt.％的范围内。

形成浆料的液相或超临界相的悬浮介质通常包括作为主要成分的稀释剂，但也包括其他成分，例如，诸如，溶解单体或共聚单体、溶解助催化剂或清除剂(例如，烷基铝)、溶解反应助剂(例如，氢)或聚合反应的溶解反应产物(例如，低聚物或石蜡)。合适的稀释剂应具有惰性，即其不应在反应条件下发生分解。例如，此类稀释剂为具有3到12个碳原子的烃，特别是饱和烃，例如，异丁烷、丁烷、丙烷、异戊烷、戊烷、己烷、辛烷或其混合物。还可使用不饱和烃(例如，单体本身(例如，丙烯))来作为稀释剂。稀释剂优选地具有明显不同于所使用的单体和共聚单体的沸点的沸点，以通过蒸馏从混合物中回收这些起始材料。例如，此类稀释剂为沸点高于40℃或甚至高于60℃的烃，或为包括这些烃的绝大部分的混合物。因此，若聚合在液态悬浮介质中进行，则本公开的工艺是尤其有利的，该液态悬浮介质包括大于50wt.％或甚至大于80wt.％的沸点在0.1MPa下高于60℃的饱和烃。

在本公开的优选实施例中，聚合在至少两个串联连接的级联聚合反应器中进行执行。这些反应器并不局限于任何具体的设计；相反，这些反应器优选地为环管反应器或搅拌釜反应器。此类级联反应器的数量不受限制。但是，该级联优选地由两个、三个或四个反应器组成，且最优选地，其由两个或三个反应器组成。若在本公开的工艺中使用级联聚合反应器，则聚合反应器中的聚合条件可在如下方面有所不同，例如：共聚单体的性质和/或量，或聚合助剂(例如，氢)的不同浓度。

另一优选的浆料聚合工艺为环管反应器中的浆料聚合，在该环管反应器中，聚合混合物通过循环反应器管连续地进行泵送。由于泵送循环，反应混合物得以不断混合，且引入的催化剂以及进料入的单体分布在反应混合物中。此外，泵送循环防止悬浮聚合物发生沉降。也可通过泵送循环促进经由反应器壁进行的反应热去除处理。通常而言，这些反应器主要由具有一个或多个上行腿部以及一个或多个下行腿部的循环反应器管以及与垂直腿部相连接的水平管区段组成，其中，上述上行腿部以及下行腿部由冷却夹套所围绕以去除反应热。叶轮泵、催化剂进料设备、单体进料设备以及排出设备(即沉降腿部)通常安装在较低的管区段中。然而，反应器还可具有超过两个的垂直管区段，从而获得曲折的布置。

优选地，浆料聚合为乙烯聚合，其在乙烯浓度以悬浮介质计至少为5mol％，优选为10mol％的条件下于环管反应器中进行执行。在这种情况下，悬浮介质并不单纯地指代所进料的悬浮介质(例如，异丁烷)；相反，其指的是所进料的悬浮介质与溶解在其中的单体的混合物。乙烯浓度可简便地通过对悬浮介质进行气相色谱分析而确定。

聚合可通过所有常规的烯烃聚合催化剂来进行执行。也就是说，聚合可通过基于氧化铬的菲利普催化剂、钛基齐格勒或齐格勒-纳塔催化剂或单位点催化剂进行执行。鉴于本公开的目的，单位点催化剂是基于化学上均一的过渡金属配位化合物的催化剂。尤其合适的单位点催化剂是那些包含大体积σ-或π-键合有机配体的单位点催化剂，例如，基于单Cp络合物的催化剂、基于双Cp络合物的催化剂(其通常被命名为茂金属催化剂)或基于后过渡金属络合物的催化剂，特别是铁-双亚胺络合物。此外，还可将这些催化剂中的两种或多种的混合物用于烯烃的聚合中。此类混合催化剂通常被命名为复合催化剂。此类用于烯烃聚合的催化剂的制备及用途通常是公知的。

优选的催化剂为齐格勒型催化剂，其优选地包括钛或钒的化合物、镁的化合物以及任选的作为载体的颗粒状无机氧化物。

本公开的工艺尤其适用于对双峰或多峰聚烯烃进行干燥处理，其中术语“双峰”以及“多峰”指的是分子量分布的模态。此类聚合物可通过使烯烃在不同的反应条件下于两个或多个级联聚合反应器中进行聚合来制得。然而，此类双峰或多峰聚烯烃还可通过混合催化剂来制得。除了分子量分布以外，聚烯烃还可具有共聚单体分布，其中，优选地，分子量较高的聚合物链的平均共聚单体含量高于分子量较低的聚合物链的平均共聚单体含量。

聚烯烃通常作为粉末制得，也就是说，其以小颗粒的形式存在。颗粒通常具有大致规则的形貌以及尺寸，这取决于催化剂的形态和尺寸，以及聚合条件。根据所使用的催化剂，聚烯烃粉末的颗粒的平均直径通常在几百微米至几千微米之间。在使用铬催化剂的情况下，平均颗粒直径通常在约300μm至约1600μm之间，而在使用齐格勒型催化剂的情况下，平均颗粒直径通常在约50μm至约3000μm之间。优选的聚烯烃粉末的平均颗粒直径在100μm到250μm的范围内。例如，颗粒尺寸分布可有利地通过筛分来进行确定。例如，合适的技术为振动筛分分析或在空气喷射条件下进行的筛分分析。

用于制备本公开的聚烯烃组合物的优选聚烯烃为乙烯含量在50wt.％到100wt.％，更优选地在80wt.％到100wt.％，特别地在98wt.％到100wt.％的范围内的聚乙烯。因此，聚乙烯中的其他烯烃的含量优选地在0wt.％到50wt.％，更优选地在0wt.％到20wt.％，特别地在0wt.％到2wt.％的范围内。

通过本公开的工艺制得的优选聚乙烯组合物的密度在0.90g/cm³到0.97g/cm³的范围内。优选地，该密度在0.920cm³到0.968g/cm³，特别地在0.945cm³到0.965g/cm³的范围内。上述密度应被理解为根据DIN EN ISO 1183-1:2004的方法A(浸渍)通过厚度为2mm的压缩模塑板确定的密度，这些压缩模塑板在180℃的温度以及20MPa的压力下压制8分钟，随后在沸水中结晶30分钟。

本公开的工艺尤其适用于制备MFR21.6(温度为190℃，负载为21.6Kg)在0.5g/10min到300g/10min，优选地在1g/10min到100g/10min，更优选地在1.2g/10min到100g/10min，特别地在1.5g/10min到50g/10min的范围内的聚乙烯，该MFR根据DIN EN ISO 1133:2005在条件G下进行确定。

根据本公开，在双腔室系统(其通常仅用于避免发生任何回混)中实施根据本公开的再循环系统的反直观构想可显著地提高效率。特别地，已发现，聚烯烃粉末的干燥处理效果可优于在前方法。

通过以下描述，本公开的其他特征和优点将变得显而易见。在该描述中，本公开的示例性实施例在不限制本发明的情况下通过示例的方式参照示意性附图进行解释。

图1示出了根据本公开的在干燥方法的应用之前用于制备聚烯烃的工艺的优选实施例。用于使烯烃在第一聚合反应器(1)内于浆料中进行聚合的稀释剂经由进料管线(2)进料至反应器中；与此同时，反应混合物的其他成分(例如，催化剂、单体、可能的共聚单体以及聚合助剂等)经由一条或多条进料管线(3)进料至反应器。由于在反应器(1)内进行聚合反应，因此在悬浮介质中形成了固体聚烯烃颗粒浆料。该浆料经由管线(4)进料至发生进一步聚合的第二聚合反应器(5)。新鲜共聚单体或反应混合物的其他成分可经由一条或多条进料管线(6)进料至反应器(5)。之后，反应器(5)的浆料经由管线(7)进料至额外聚合反应在其中执行的第三聚合反应器(8)。一条或多条进料管线(9)使得能够将共聚单体或反应混合物的其他成分补充至反应器(8)。在反应器(8)中的悬浮介质中形成的固体聚烯烃颗粒浆料经由管线(10)连续地输送至慢化容器(11)，该容器的操作方式使得平均停留时间约为20分钟。慢化容器(11)的内容物经由管线(13)通过泵(12)排出，并流过热交换器(14)，然后输送至收集容器(15)。为了对慢化容器(11)中的浆料进行冷却(这种冷却是必需的，一方面，较高温度的浆料通过管线(10)连续地加入，而另一方面则是为了去除在慢化容器(11)中进行的后聚合的热量)，可蒸发掉悬浮介质的一部分，并经由管线(16)去除所生成的气体，而且还可使在热交换器(14)中冷却的浆料的一部分经由管线(17)回流至慢化容器(11)。为了调节冷却或抑制它们中的一个或两个，管线(16)和(17)装配有阀(18)和(19)。随后，浆料经由管线(20)流至离心机(21)，其中固体聚烯烃颗粒在该离心机中从液态悬浮介质中分离出来。所分离的聚烯烃颗粒(其残余水分，即残余稀释剂在机械移除液态悬浮介质之后仍在10wt.％到40wt.％的范围内)经由管线(22)引导至干燥器，并根据本公开的方法进行干燥。所分离的悬浮介质经由管线(23)输送至收集容器(24)，然后经由管线(26)通过泵(25)从该收集容器输送至聚合反应器(1)、(5)和/或(8)。管线(26)及其支管装配有阀(27)、(28)和(29)。

图2示出了根据现有方法的用于制备干燥粉末的干燥腔室的结构的第一实施例，其中设备包括具有第一上端区段(106)、相对的第一下端区段(108)以及第一腔室侧壁(122)的第一干燥腔室(100)，其中第一干燥腔室(100)包括第一加热元件(116)、第一粉末入口(104)、由作为孔口(114)的第一粉末通道形成的第一粉末出口、第一气体入口(110)以及第一气体出口(112)。图2进一步示出了具有第二上端区段(107)、相对的第二下端区段(109)以及位于与第一腔室侧壁(122)相同的一侧上的第二腔室侧壁的第二干燥腔室(101)，其中第二干燥腔室(101)包括第二加热元件(117)、由作为孔口(114)的第一粉末通道形成的第二粉末入口、第二粉末出口(124)、第二气体入口(111)以及第二气体出口(113)。第一粉末通道(其为孔口(114)，其中穿过该孔口从第一干燥腔室输送至第二干燥腔室中的粉末多于穿过该孔口从第二干燥腔室输送至第一干燥腔室中的粉末)通过与第二粉末入口相同的第一粉末出口来进行设置。根据上述方法，通过第一粉末入口(104)将粉末与稀释剂的混合物引入至加热的第一干燥腔室(100)中，且预干燥粉末通过第一粉末通道(114)输送至加热的第二干燥腔室(101)中。在第一和第二干燥腔室(100、101)中经由第一气体流(未示出)以及第二气体流(未示出)通过蒸发的方式从粉末中移除大部分的稀释剂，其中第一气体流通过第一气体入口(110)进入第一腔室，并通过第一气体出口(112)离开第一腔室(100)，而第二气体流则通过第二气体入口(111)进入加热的第二腔室(101)，并通过第二气体出口(113)离开该第二腔室。粉末在第一腔室(100)中的第一格栅(118)以及第二腔室(101)中的第二格栅(119)上方进行干燥处理。气体流穿过相应的格栅(118、119)，并带走经由相应的气体出口(112、113)携带出腔室的蒸发后稀释剂。所制得的粉末(126)的部分(300)经由传送机(302)往回输送至第一腔室(100)中。传送机(302)将粉末运送至第一粉末入口(104)。粉末通过出口(304)离开传送机(302)，并沿着通路(306)进入第一腔室(100)中。在图2的示例中，通路(306)是向下的，且粉末因引力作用而沿着通路行进。然而，传送机(302)还可直接连接至第一腔室(100)，其连接方式使得粉末可在通路(306)不存在的情况下直接落入第一腔室(100)中，且出口(304)可被放置成邻近第一粉末入口(104)。

图3是示出了图2的在适用于根据本公开的方法的设备内的结构的示意图。为清楚起见，在图3中省略了图2的某些附图标记，但这些附图标记可从图2得出。布置在腔室(100、101)外部的气体循环风扇(204、205)使气体流动穿过各腔室(100、101)。通过第二气体出口(113)排出的气体在第二旋风分离步骤(203)中去除粉末。从所述第二旋风分离步骤(203)获得的干燥粉末可与通过第二粉末出口(124)排出的粉末相结合。从所述第二旋风分离步骤(203)获得的气体经由风扇(205)通过第一气体入口(110)运送至第一腔室(100)中。通过第一气体出口(112)排出的气体在第一旋风分离步骤(202)中去除粉末。从所述第一旋风分离步骤(203)获得的干燥粉末可通过位于第二腔室(101)的上区段(107)处的第三粉末入口(未示出)引入至第二腔室中。来自所述第二旋风分离步骤(202)的气体被运送至冷凝柱(208)，气体在该冷凝柱中与稀释剂分离，并经由风扇(204)通过第二气体入口(111)运送至第二腔室(101)中。冷凝柱(208)通过冷却器(210)进行冷却。在冷凝柱中分离出的稀释剂通过泵(212)泵送入循环通路中。因此，该稀释剂不仅被用作为冷却剂，而且还通过稀释剂出口(214)连续地排出。

图4示出了根据现有方法的用于制备干燥粉末的干燥腔室的结构的第二实施例。附图标记根据图2进行分配。图4与图2的不同之处在于，由另一孔口(120)形成的第二粉末通道被设置成用于将粉末从第二干燥腔室再循环至第一干燥腔室中。

无论是单独地，抑或是以任意组合的方式，本发明的公开在上述描述、权利要求书以及附图中的特征对于实现本发明的各种实施例而言是必不可少的。