用于使乙烯和乙烯醇的酯类共聚的方法_3

文档序号:8926537阅读:来源:国知局
合物被冷却,且在气体混合物冷却之后为液体的馏分被分离 出来,并以液体形式返回到聚合装置。优选地,在各压缩级之后获得的液体馏分在返回到聚 合装置之前首先被组合。优选地,这些液体再循环到位于低压压缩机和高压压缩机之间的 位置。
[0029] 根据本发明的方法,对在0.IMPa至lOMPa的压力范围内压缩单体混合物之后获得 的液体馏分的至少一部分进行纯化,之后才使之返回到聚合过程。这意味着,在增压压缩机 各级中压缩之后获得的液体的至少一部分被纯化。优选地,液体的总量被纯化。
[0030] 优选地,分离的液体馏分的纯化包括蒸馏步骤,更优选的为两步蒸馏。在本发明的 一个优选实施例中,液体馏分被馈入第一蒸馏塔,优选地,在蒸馏塔中心的位置。通常包含 具有8个或更多个碳原子的烃作为主要组分的沸点相对较高的馏分(例如,通常用作引发 剂的溶剂的异十二烷、乙酸和叔丁醇)随后从蒸馏塔的底部回收,并且优选的是将其丢弃。 沸点相对较低的馏分从蒸馏塔的顶部回收并转移至第二蒸馏塔,优选地转移至蒸馏塔中心 的位置。通常包含乙醛、丙酮、甲醇和微量的水作为主要组分的沸点相对较低的馏分从第二 蒸馏塔的顶部回收,并且优选的是将其丢弃。随后,纯化后的乙烯酯,如乙酸乙烯酯,从第二 蒸馏塔的底部回收。
[0031] 此外,优选的是,分离的液体馏分的纯化包括借助分子筛来脱水的步骤。
[0032] 在本发明的一个优选实施例中,液态馏分通过蒸馏和通过借助分子筛的脱水两者 来纯化。然后,优选地,液态馏分首先通过蒸馏来纯化,优选的为两步蒸馏,之后,通过分子 筛来处理。在这样的设置中,然后,新鲜的共聚单体进料优选地也首先发送至脱水单元,然 后与来自蒸馏步骤的纯化后的液体一起被馈送至聚合装置。在这样的情况下,新鲜的共聚 单体的含水量通常从大约200ppm到400ppm(质量/质量)减少到小于30ppm(质量/质 量)。
[0033] 优选地,乙烯醇的酯类在纯化的液态馏分中的含量,意味着在返回到聚合装置之 前,超过99. 5wt%,更优选为超过99. 7wt%,特别优选为超过99. 9wt%。纯化后的液态馏分 的含水量优选地少于30ppm。
[0034]图1示意性地示出根据现有技术的聚合装置的典型的设置,其具有用于使乙烯和 诸如乙酸乙烯酯之类的乙烯醇的酯类共聚的管式反应器。基于乙酸乙烯酯作为乙烯酯共聚 单体描述了聚合方法。
[0035] 将压力为4.OMPa的新鲜乙烯添加到初级压缩机(1)上游的聚合体系中,通过初级 压缩机将其与再循环气体一起压缩至大约28MPa的压力。新鲜的乙酸乙烯酯经由管线(2) 被添加。之后,使用高压压缩机(3)将气体混合物压缩到大约300MPa的聚合压力。离开 高压压缩机(3)的单体混合物被馈入预热器(4),其中反应混合物被预热至大约120°C到 180°C的反应起始温度,然后,被传递到管式反应器(5)。
[0036] 管式反应器(5)基本上是具有冷却套的长的厚壁管,借助冷却剂回路(未示出) 从反应混合物中去除反应放出的热量。厚壁管通常长约0. 5km至4km,优选为lkm至3km, 特别优选为1. 5km至2. 5km。管的内径通常在大约30mm至120mm的范围内,且优选为60mm 至90mm的范围内。
[0037] 图1中所示的管式反应器(5)具有四个空间上分离的引发剂注入点(6a)至(6d), 用于将引发剂或引发剂的混合物11到14馈送至反应器,并且还具有相应的四个反应区。通 过将在反应混合物的温度下分解的适合的自由基引发剂馈送至管式反应器,聚合反应得以 开始。反应所产生的热量使反应混合物的温度升高,原因是产生的热量比可通过管式反应 器壁去除的热量要多。
[0038] 加入的自由基引发剂的量和性质决定了温度上升的程度,并由此允许对该值加以 调节。通常情况下,视产品规格和反应器的构造而定,将第一反应区中的温度上升设定在 70°C至150°C的范围内,而对于随后的反应区,设定在50°C至110°C的范围内。反应混合物 通过高压排料阀(7)离开管式反应器(5),并经过反应器后冷却器(8)。此后,所得到的聚合 物借助高压分离器(9)和低压分离器(10)从未反应的乙烯和乙酸乙烯酯以及其它低分子 量的化合物(低聚物、聚合物、添加剂、溶剂等)中分离出来,并且经由挤出机和造粒机(11) 排出并造粒。
[0039] 已在高压分离器(9)中分离出的乙烯和乙酸乙烯酯的部分在28MPa下馈送回至高 压回路(12)中的管式反应器(5)的入口端处。这部分首先在至少一个纯化级中从其它成 分中释放出来,然后再加入到初级压缩机(1)与高压压缩机(3)之间的单体料流中。图1 示出了一个由热交换器(13)和分离器(14)组成的纯化级。然而,也可以使用多个纯化级。 高压回路(12)通常将蜡分离出来。
[0040] 已经在低压分离器(10)中分离出来并且还特别地包括聚合反应的低分子量产 物的主要部分(低聚物)的乙烯和未反应的乙酸乙烯酯在多个分离器中在约O.IMPa至 0.4MPa的压力下,在低压回路(15)中进行处理,其中热交换器位于各分离器之间,随后,再 将其馈送至增压压缩机(21),而在该增压压缩机中,将其压缩至约4MPa的压力,然后再传 递至初级压缩机(1)。增压压缩机(21)和初级压缩机(1)优选地为一个低压压缩机的一部 分,即,由一个电机提供动力的一个装置的一部分。图1示出了由热交换器(16)和(18)以 及分离器(17)和(19)组成的两个纯化级。然而,还可以只采用一个纯化级,或者优选地采 用两个以上的纯化级。低压回路(15)通常将油和蜡分离出来。
[0041] 在增压压缩机(21)的各个级中压缩的气体混合物在各个级之后通过热交换器 (22)、(23)和(24)来冷却。由于在相应的压力范围内,乙酸乙烯酯在乙烯中的溶解度有限, 因此,通过对气体混合物进行冷却会使得一部分乙酸乙烯酯冷凝,并在分离器(25)、(26) 和(27)中将这部分乙酸乙烯酯分离出来。气相经由管线(28)、(29)和(30)返回到对应的 下一个压缩级。主要由乙酸乙烯酯组成的液相经由管线(31)被组合并返回到聚合过程。
[0042] 图2示意性地示出根据本发明的聚合装置的设置,聚合装置具有用于使乙烯和诸 如乙酸乙烯酯之类的乙烯醇的酯类共聚的管式反应器。基于乙酸乙烯酯作为乙烯酯共聚单 体描述了聚合方法。然而,这对于本发明的范围是非限制性的。
[0043] 聚合以及分离出未反应的乙烯和乙酸乙烯酯和使未反应的乙烯和乙酸乙烯酯再 循环按照如图1中所示的方案来实施。此外,在增压压缩机(21)的各个级中压缩的气体混 合物也在每一级之后通过热交换器(22)、(23)和(24)被冷却,在分离器(25)、(26)和(27) 中与冷凝的组分分离,并且经由管线(28)、(29)和(30)返回到对应的下一个压缩级。 [0044] 在分离器(25)、(26)和(27)中得到的主要由乙酸乙烯酯组成的液相经由管线 (32)组合并转移到蒸馏塔(33)。在蒸馏塔(33)的底部,主要由具有8个或者更多碳原子 的烃、乙酸和叔丁醇组成的沸点相对较高的馏分经由管线(34)回收,并将其丢弃。含有大 部分乙酸乙烯酯的沸点相对较低的馏分从蒸馏塔(33)的顶部回收并经由管线(35)转移至 第二蒸馏塔(36)。在第二蒸馏塔(36)的顶部,主要由乙醛、丙酮和甲醇组成的沸点相对较 低的馏分经由管线(37)回收并将其丢弃。纯化后的乙酸乙烯酯从蒸馏塔(36)的底部回收 并经由管线(38)转移至脱水单元(39),然后经由管线(40)再循环至聚合过程。脱水单元 (39)通常包括分子筛。经由管线(41)加入新鲜的乙酸乙烯酯,随后,在经由管线(40)馈送 至聚合过程之前使其通过脱水单元(39)。
[0045] 本发明方法的优点在于,能够在不影响聚合物性质的情况下(比如,造成分子量 的损失),在较高的最高聚合温度下使乙烯和乙烯醇的酯类共聚。由于从管式反应器中除掉 的热量可能更高,因此,能够在反应混合物通过聚合反
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