一种聚烯烃生产方法及装置

本发明属于烯烃聚合领域，具体涉及一种聚烯烃生产方法及装置。

背景技术：

1、聚乙烯是一种热塑性树脂，由于其具有良好的化学稳定性、耐化学腐蚀性、良好的加工性能以及优异的电绝缘性等优点，因此广泛地应用于农业生产、石油化工、建筑行业和市政工程等领域。聚乙烯生产工艺分为淤浆法、气相法和溶液法，与其他生产工艺相比，淤浆法工艺研发的时间比较早，综合性能优良。淤浆法聚乙烯工艺主要通过双釜或三釜串联生产高密度聚乙烯牌号，如管材、纤维、中空等通用牌号。随着环保法规日益严格和聚烯烃产品市场需求的更加广泛，聚烯烃行业的竞争日益激烈，技术升级和产品换代频率加快，高性能聚烯烃牌号成为淤浆法聚乙烯工艺的研究重点。

2、近年来气相工艺及气相法催化剂的飞速发展，对现有的淤浆法工艺装置形成强有力的冲击，因此，提高淤浆法工艺装置生产的聚乙烯性能、拓宽装置的生产范围是目前工业装置关注的重点。综上所述，本发明旨在开发一种淤浆法聚烯烃生产新工艺，实现高性能、高附加值聚乙烯产品的生产。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足，提供了一种聚烯烃生产方法及装置。

2、第一方面，本发明首先提供了一种聚烯烃生产方法：将低聚物与溶剂配制成母液，所述低聚合物的分子量为150-10000g/mol、分子量分布范围为2-50、支化度为0.5-100c/10000c；将所述母液引入第一反应器，向所述第一反应器内引入反应单体和催化剂发生聚合反应生成含第一聚合物粉料的第一浆液，将所述第一反应器内的第一浆液引入第二反应器，同时向所述第二反应器内引入反应单体和催化剂发生聚合反应生成含第二聚合物粉料的第二浆液，将所述第二反应器内的第二浆液引入洗涤器，同时向所述洗涤器内引入溶剂将第二聚合物粉料表面游离的低分子量聚合物和/或第二浆液中悬浮的低分子量聚合物溶解，得到第三浆液；将所述洗涤器中的第三浆液引入液固分离器进行液固分离，所述液固分离器分离出的液体经溶剂精制处理得到溶剂和低分子量聚合物，所述液固分离器分离出的固体经干燥处理送入造粒系统得到高性能聚烯烃产品。

3、第二方面，本发明提供了另一种聚烯烃生产方法：将低聚物与溶剂配制成母液，所述低聚物的分子量为150-10000g/mol、分子量分布范围为2-50、支化度为0.5-100c/10000c；将所述母液引入第一反应器，向所述第一反应器内引入反应单体和催化剂发生聚合反应生成含第一聚合物粉料的第一浆液，将所述第一反应器内的第一浆液引入洗涤器，同时向所述洗涤器内引入溶剂将第一聚合物粉料表面游离的低分子量聚合物和/或第一浆液中悬浮的低分子量聚合物溶解，得到第三浆液；将所述洗涤器中的第三浆液引入液固分离器；向第二反应器内引入反应单体和催化剂发生聚合反应生成含第二聚合物粉料的第二浆液，将所述第二反应器内的第二浆液引入所述的液固分离器，所述液固分离器混合第三浆液和第二浆液并对混合浆液进行液固分离；分离出的液体经溶剂精制处理得到溶剂和低分子量聚合物，所述液固分离器分离出的固体经干燥处理送入造粒系统得到高性能聚烯烃产品。

4、在本发明的一些实施方式中，前述两种可选方法所述低聚物的分子量为150-10000g/mol，分子量分布范围为2-50，优选为分子量200-3000g/mol，分子量分布2-10。

5、在本发明的一些实施方式中，前述两种可选方法所述低聚物的支化度为0.01-100c/10000c，优选为0.03-50c/10000c。

6、在本发明的一些实施方式中，所述低聚物可以为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚酰胺蜡、费托蜡、石蜡、氧化聚乙烯蜡、氧化聚丙烯蜡中的一种或多种。

7、需要说明的是，由于低聚物在聚烯烃的聚合过程中可能发生少量的分子量、分子量分布或支化度的改变，本发明上述方法中的低分子量聚合物是对反应过程中没有发生变化的低聚物和发生上述改变的低聚物的总称，低分子量聚合物可能有别于配制母液用的低聚物。若前述方法中的液体(固液分离所得)在经溶剂精制处理后得到的低分子量聚合物满足本发明对低聚物的限定要求(分子量、分子量分布或支化度的要求)，则可以将其回用进行母液配置，但如果处理得到的低分子量聚合物不满足本发明对低聚物的限定要求，则不能直接回用。

8、在本发明的一些实施方式中，前述两种可选方法所述母液中低聚物完全溶解于所述溶剂。

9、在本发明的一些实施方式中，前述两种可选方法所述母液中低聚物部分溶解于所述溶剂。

10、在本发明的一些实施方式中，前述两种可选方法引入所述第一反应器的低聚物的质量与所述第一聚合物粉料的质量比为1:100-1:1。

11、在本发明的一些实施方式中，前述两种可选方法所述反应单体为c2～c20的烯烃中的一种或多种，第一反应器、第二反应器内的反应单体可以相同，也可以不同。

12、在本发明的一些实施方式中，前述两种可选方法所述催化剂由主催化剂和助催化剂组成，其中，所述主催化剂选自ziegler-natta催化剂、茂金属催化剂、非茂金属催化剂、铬系催化剂、后过渡金属催化剂、前过渡金属催化剂中的一种或多种，所述助催化剂选自烷基铝、烷基铝氧烷、改性的烷基铝氧烷、硼烷中的一种或多种。

13、在本发明的一些实施方式中，前述两种可选方法所述第一反应器的反应温度为-30-200℃，反应压力为0.1-10mpa。

14、在本发明的一些实施方式中，前述两种可选方法所述第二反应器的反应温度为40-150℃，反应压力为0.3-5mpa。

15、在本发明的一些实施方式中，前述两种可选方法所述溶剂为具有3至15个碳原子的饱和烃。

16、第三方面。本发明进一步提供了实施前述两种可选生产方法的装置，具体包括：

17、用于低聚物与溶剂配制母液的母液配制罐，所述配制罐上设有低聚物入口、溶剂入口以及母液出口；

18、用于烯烃聚合的第一反应器和第二反应器，所述第一反应器上设有催化剂入口、母液入口、反应单体入口、浆液出口，所述第二反应器上设有催化剂入口、浆液入口、反应单体入口、浆液出口；

19、用于洗涤溶解游离的低分子量聚合物的洗涤器，所述洗涤器上设有浆液入口、溶剂入口、浆液出口；

20、用于浆液液固分离的液固分离器，所述液固分离器设有第一浆液入口、第二浆液入口、液体出口、固体出口；

21、用于聚合物粉料干燥的干燥器，所述干燥器上设有固体入口和固体出口；

22、用于聚合物粉料造粒的造粒机，所述造粒机上设有固体喂料口和产品出口；

23、用于溶剂精制和分离的溶剂精制系统；

24、所述母液配制罐的母液出口与所述第一反应器的母液入口相连；

25、所述第一反应器的浆液出口与所述第二反应器的浆液入口相连和/或与所述洗涤器的浆液入口相连；

26、所述第二反应器的浆液出口与所述洗涤器的浆液入口相连和/或与所述液固分离器的第一浆液入口相连；

27、所述洗涤器的浆液出口与所述液固分离器的第二浆液入口相连；

28、所述液固分离器的液体出口与溶剂精制系统相连、所述液固分离器的固体出口与所述干燥器的固体入口相连；

29、所述干燥器的固体出口与所述造粒机的固体喂料口相连；

30、所述溶剂精制系统与低聚物入口和/或所述洗涤器的溶剂入口相连。

31、在本发明的一些实施方式中，通过阀门的控制，装置进行连续操作。

32、在本发明的一些实施方式中，通过阀门的控制，装置进行间歇操作。

33、在本发明的一些实施方式中，所述第一反应器为釜式反应器或环管反应器。

34、在本发明的一些实施方式中，所述第二反应器为釜式反应器或环管反应器。

35、在本发明的一些实施方式中，所述第一反应器和第二反应器组合形式为釜式反应器与环管反应器的任意组合。

36、在本发明的一些实施方式中，所述釜式反应器的装料系数为0.4-1。

37、在本发明的一些实施方式中，所述液固分离器选自带式压榨过滤机、板框式压滤机或离心机。

38、本发明通过以含低聚物的母液作为第一反应器的聚合溶剂，然后将第一反应器的淤浆产物引入第二反应器，从第二反应器排出的淤浆产物经洗涤、过滤、干燥、造粒等工序，和/或将第一反应器的淤浆产物经洗涤工序再与从第二反应器排出的淤浆产物共同经过滤、干燥、造粒等工序，得到具有分子量超宽分布的高性能聚烯烃产品，进而实现聚烯烃加工性能和使用性能的同步提升。