一种聚乙烯的转产方法与流程

文档序号:36733580发布日期:2024-01-16 12:46阅读:40来源:国知局

本发明涉及聚乙烯工艺,具体涉及一种聚乙烯的转产方法。


背景技术:

1、聚乙烯树脂常用领域为包装材料、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等,大部分的聚乙烯产品熔体流动速率范围在10g/10min以下,高流动的聚乙烯树脂产品较少。cn201310350586.x公开了一种制备熔指范围42~60g/10min的高熔指低密度聚乙烯的制备方法,在管式法高压聚合工艺装置上,通过选择合适的引发剂、分子量调整剂及其合适的使用量,在乙烯进料主流和侧流选择合适的加入比例,选择合适的聚合压力、聚合温度来达到其目的。文献“煤基高流动性lldpe dnda-8320的工业化生产”(《合成树脂及塑料》2021,38(2):42)公开了通过提高h2进料量生产熔体流动速率为20g/10min的lldpe的方法。市场上高流动hdpe专用料流动速率则一般在30g/10min以下。

2、随着市场对聚烯烃产品多样化需求的不断提高,为了在市场竞争中取得有利地位,生产厂家不再仅仅局限于单一树脂牌号的生产,经常需要将产品的牌号切换到市场需求旺盛的牌号。双峰高密度聚乙烯(hdpe)具有优良的加工性能和力学性能,广泛应用于薄膜、中空吹塑、高性能管材等领域。使用双反应器串联生产双峰高密度聚乙烯是国内外企业常用的技术手段。对于生产过程或者结构性能有特定要求的产品,技术人员在双反应器基础上进行了进一步的改进,比如三釜串联乙烯连续聚合生产技术。

3、专利cn201410400893.9公开了采用三反应器串联淤浆聚合工艺制备一种耐热聚乙烯(pe-rt)管材料的制备方法,在聚合条件下将乙烯与催化剂相接触,在第一反应器中生成低分子量乙烯均聚物,在第二反应器中使乙烯与含有3~6个碳原子的α烯烃共聚生成高分子量的乙烯共聚物,在第三反应釜中使乙烯与含有3~6个碳原子的α烯烃共聚生成超高分子量的乙烯共聚物。

4、专利cn201410487910.7公开了一种低灰分高密度聚乙烯树脂及其制备方法,其制备方法优选利用三个串联的淤浆反应釜,采用负载型钛系主催化剂,在助催化剂存在的情况下,连续聚合得到。

5、cn201610158988.3公开了采用三反应器串联淤浆聚合工艺制备耐慢速裂纹增长的聚乙烯管材料的方法。cn201610154345.1公开了采用三反应器串联淤浆聚合工艺制备耐快速裂纹扩展的聚乙烯管材料的方法。cn201610221324.7公开了采用三反应器串联淤浆聚合工艺制备小中空容器专用树脂的方法。

6、用两个或更多个聚合反应器串联制备的双峰或多峰聚乙烯通常在第一釜生产高熔体流动速率产物,一釜产物熔体流动速率在2.16kg砝码一般在100g/10min以上。由于聚乙烯树脂大部分产品牌号熔体流动速率较低,从低熔体流动速率产品转产串联聚合模式生产双峰或多峰聚乙烯时,切换前产品与多釜串联一釜产物性能指标差别较大,切换时间长,产生的过渡料减少了经济效益,需要采取有效的产品切换措施,缩短聚乙烯产品转产时间,减少过渡料。上述聚乙烯串联生产方法未提及转产切换问题。

7、cn202110120057.5公开了低压气相流化床聚乙烯工艺的一种聚乙烯聚合切换方法,包括从生产pe-ml-63d082聚乙烯切换至生产pe-ml-57d075聚乙烯的过程a,以及从生产pe-ml-57d075聚乙烯切换至生产pe-l-fb-20d20聚乙烯的过程b;所述过程a中引入1-丁烯,所述过程b中引入一氯二乙基铝,其中,所述过程a和b均通过组分和参数调整实现。该方法在从熔体流动速率为8.2g/10min产品切换到熔体流动速率为2.0g/10min产品的过程中引入了熔体流动速率为7.5g/10min的中间产品。

8、cn202110623223.3公开了一种生产聚乙烯的聚合切换方法,该方法包括:在氢气、乙烯、1-丁烯、催化剂以及第一助催化剂和第二助催化剂的存在下,进行共聚反应,生产第一聚乙烯;调整乙烯进料量、1-丁烯进料量、氢气/乙烯的摩尔比、聚合压力、聚合温度、乙烯分压、露点温度、催化剂进料量、第一助催化剂的进料量和第二助催化剂的进料量,使得到的聚合物产物的密度和熔融指数达到设定值时,切换转为聚合得到第二聚乙烯;其中,第一聚乙烯的密度为0.917-0.923g/cm3,在190℃和载荷2.16kg下的熔融指数为1.5-2.5g/10min;第二聚乙烯的密度为0.96-0.966g/cm3,在190℃和载荷2.16kg下的熔融指数为6.2-10.2g/10min。该方法在切换转产过程中需要暂停催化剂加入一段时间,加上助催化剂调整等,虽然降低了过程中过渡料量,但产品切换时间长达26小时。

9、上述方法都是气相流化床牌号切换技术,且产品密度差异较大,而熔体流动速率仍远低于20g/10min。

10、现有公开报道的淤浆牌号切换研究成果主要集中在大学科研单位,研究的主要方法是建立产品质量模型,然后对动态优化问题进行求解。也有从事聚乙烯生产的技术人员发表了基于生产经验的高密度聚乙烯牌号切换过程熔体流动速率控制方法研究。如文献“高密度聚乙烯熔体流动速率的控制”(《石化技术》2021,(8):109-111)介绍淤浆法工艺中熔体流动速率从低到高切换的通用操作方法为:1)首先将氢气的调节阀全开,大量地通入氢气,2)然后用30~40min的时间将催化剂的进料量提到切换后牌号正常催化剂进料量的120%,并持续操作1.5~2.0h,此时聚合釜内的催化剂浓度可达到切换后牌号要求的浓度,3)再将催化剂的进料量调回正常值。4)氢乙比(摩尔比)逐步升高到比正常操作值高10%左右时,再将氢气的进料量调回正常值,保持此氢乙比(摩尔比)2h基本不变化,然后根据压力的变化情况增减催化剂量。

11、上述研究的主要问题是,研究的相互切换牌号熔体流动速率相差较小,在转产高于100g/10min产品时适用性较差。同时,为了避免大幅提升催化剂时造成釜温升高发生局部暴聚的风险,需要控制催化剂量的提升速度,由此会延长超调催化剂进料量的时间;另外提前大量加入氢气,然后将超调的氢气进料量调回并保持氢气乙烯比例一段时间也延长了牌号切换时间。


技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种聚乙烯的转产方法,由生产低熔体流动速率聚乙烯切换为多釜串联生产聚乙烯,与现有技术方法相比,本发明转产方法可以缩短转产时间,减少转产过程中的过渡料,提高转产效率。

2、为了达到上述目的,本发明提供了一种聚乙烯的转产方法,该转产方法是由生产低熔体流动速率聚乙烯切换为多釜串联生产聚乙烯,低熔体流动速率聚乙烯的熔体流动速率在2.5g/10min以下,多釜串联生产聚乙烯的第一釜中聚乙烯的熔体流动速率在100~1000g/10min;该转产方法包括:

3、停止向第一釜通入α-烯烃;

4、同时提高第一釜内主催化剂、助催化剂和氢气的进料量,使主催化剂的进料量比多釜串联生产聚乙烯稳定生产时第一釜的主催化剂进料量高25~80%,使氢气与乙烯的体积比比多釜串联生产聚乙烯稳定生产时第一釜的氢气与乙烯的体积比高20~90%,助催化剂和主催化剂的进料量摩尔比比多釜串联生产聚乙烯稳定生产时第一釜的助催化剂和主催化剂的进料量摩尔比高15~50%;

5、当第一釜中聚乙烯的熔体流动速率达到100~1000g/10min时,将主催化剂进料量、助催化剂和主催化剂的进料量比值和氢气与乙烯的体积比调整至多釜串联生产聚乙烯稳定生产时范围;

6、其中,所述助催化剂和主催化剂的进料量摩尔比以铝/钛摩尔比计。

7、本发明所述的聚乙烯的转产方法,其中,所述生产低熔体流动速率聚乙烯采用淤浆法工艺,所述多釜串联生产聚乙烯采用淤浆法工艺。

8、本发明所述的聚乙烯的转产方法,其中,提高主催化剂、助催化剂和氢气的进料量时,还提高第一釜内乙烯的进料量,使第一釜内乙烯的进料量比多釜串联生产聚乙烯稳定生产时第一釜的乙烯进料量高5%~20%。

9、本发明所述的聚乙烯的转产方法,其中,所述主催化剂包括四氯化钛,所述助催化剂为三乙基铝、正丁基铝、异丁基铝、三丙基铝、二氯己基铝、三异丁基铝中的至少一种,所述α-烯烃为具有3~8个碳原子的α-烯烃。

10、本发明所述的聚乙烯的转产方法,其中,多釜串联生产聚乙烯稳定生产时,第一釜中主催化剂以ti计的进料量为0.036~0.075mmol/l,助催化剂和主催化剂的进料量摩尔比以铝/钛摩尔比计为12~25,氢气/乙烯体积比为3.0~6.0,第一釜中乙烯加入量占整个反应器中乙烯加入量比例为30~60%。

11、本发明所述的聚乙烯的转产方法,其中,生产低熔体流动速率聚乙烯时,主催化剂进料量以钛计为0.010~0.015mmol/l,助催化剂和主催化剂的进料量摩尔比以铝/钛摩尔比计为30~50,氢气/乙烯体积比为0.4~0.7。

12、本发明所述的聚乙烯的转产方法,其中,由生产低熔体流动速率聚乙烯切换为多釜串联生产聚乙烯过程中,工艺条件为:第一釜中主催化剂以ti计的进料量为0.036~0.135mmol/l,助催化剂和主催化剂的进料量摩尔比以铝/钛摩尔比计为12~37,氢气/乙烯体积比为3.0~11.4。

13、本发明所述的聚乙烯的转产方法,其中,当第一釜中聚乙烯的熔体流动速率达到100~1000g/10min时,将第一釜内乙烯的进料量调整至多釜串联生产聚乙烯稳定生产时范围。

14、本发明所述的聚乙烯的转产方法,其中,多釜串联生产聚乙烯稳定生产时,第一釜中乙烯进料量占乙烯总进料量的比例为30~68%。

15、本发明所述的聚乙烯的转产方法,其中,低熔体流动速率聚乙烯的密度为0.950-0.956g/cm3;多釜串联生产聚乙烯的第一釜中聚乙烯的密度为0.960~0.980g/cm3,多釜串联生产聚乙烯的密度为0.945~0.952g/cm3,多釜串联生产聚乙烯在190℃和载荷5.0kg下的熔体流动速率为0.15~0.70g/10min。

16、本发明的有益效果:

17、(1)本发明在连续状态下进行聚合切换,避免了停车牌号切换或降低生产负荷对乙烯平衡的影响,还可以避免停车产生不合格料以及停车对产量的损失。

18、(2)本发明通过同时调整第一釜主催化剂加入量、助催化剂加入量、氢气/乙烯的体积比等工艺参数,有效缩短转产时间,减少了过渡料的产生。

19、(3)本发明同时调整第一釜主催化剂加入量、助催化剂加入量、氢气/乙烯的体积比,不会使转产切换过程中反应器温度产生大幅波动,降低了反应器“飞温”风险。

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