用多个聚合反应器生产聚乙烯的制作方法_5

文档序号:9438027阅读:来源:国知局
大于D-50直径大小处定义的粒径。 阳126]而且,裂开数据提供在表1和表2中。在运些实施例中,裂开被分类为裂开为2个 颗粒、裂开为4个颗粒、裂开为8个颗粒和裂开为16个颗粒。在表1中,对于未裂开部分和 每个裂开部分,列出了中值粒径直径。进一步,在该实施例中,假定的粒数(population)对 于未裂开颗粒是0. 5,对于2-裂开是0. 267,对于4-裂开是0. 133,对于8-裂开是0. 067和 对于16-裂开是0. 033。如提及的,中值粒径直径可W是给定部分的D-50颗粒大小。如技 术人员理解的,D-50粒径被定义为在给定粒数范围的50%处的颗粒直径。因此,D-50粒径 是中值粒径。
[0127]如从总蓬松毛颗粒包括未裂开颗粒和裂开颗粒的表1中可见,聚乙締粒径随停留 时间和催化剂生产率增加。如技术人员理解的,催化剂生产率是催化剂活性乘W催化剂停 留时间。在表2中,列出每个裂开部分的Y0C值。如从表2可见,从吹扫柱排放的蓬松毛的 V0C有利地随蓬松毛粒径减小、催化剂活性减小、反应器停留时间减小和催化剂生产率减小 而减小。
[012引表1.回路反应器系统中聚乙締颗粒裂开 阳129]
[0130] *给出值是该部分的中值直径,单位为微米。 阳131] 表2.从吹扫柱排放的聚乙締蓬松毛的V0C 阳m]
[0133] *该部分中中值直径颗粒的VOC,单位为ppm
[0134] 图10描绘聚乙締聚合反应器系统240的替代实施方式,其中蓬松毛处理系统242 布置在第一回路反应器50A和第二回路反应器50B之间。蓬松毛渺浆处理系统242可包括 将轻端243例如氨和单体(例如乙締)W及其他组分从例如第一回路反应器50A排出的转 移渺浆21-1除去。可包括其他回收流和处理。装备可包括闪蒸容器、蒸馈柱、累、热交换 器、分析装备、控制阀等等。控制从第一反应器排放的聚乙締蓬松毛的粒径(例如朝向较大 粒径调节)可W有利地改进渺浆流中的可操作性(例如通过较低渺浆粘度和提高的液压) 和累性能,例如在蓬松毛处理系统242中。因此,控制蓬松毛处理系统242中的转移渺浆流 动、转移渺浆累等可W至少部分与蓬松毛粒径相关联,提高了操作稳定性。而且,控制粒径 (例如朝向较小粒径调节)可提高在渺浆处理系统242中控从渺浆或从聚乙締蓬松毛固体 的分离。因此,控制闪蒸容器或分离容器例如在渺浆处理系统242中可至少部分与蓬松毛 粒径相关联,改进了相关操作。
[0135] 如同上述的反应器系统20,反应器系统240中的两个回路渺浆(聚合)反应器 50A,50B可W串联布置和操作,并且如果期望,改变为平行操作。另外的回路反应器或其 他反应器(例如气相反应器)可W包括在所示的组合中。如也讨论的,回路渺浆反应器 50A,50B通常由光滑弯管或弯部连接的管段构成。反应器夹套52可W提供用于通过循环冷 却介质例如处理水经由反应器夹套52从放热聚合去除热。
[0136] 反应器50A,50B可用于在渺浆条件下执行聚締控(例如聚乙締)聚合。各自的 驱动设备例如累54A,54B使流体渺浆在每个反应器50A,50B中循环。叶轮可W由发动机 56A,56B或其他驱动力驱动。上面讨论的由进料流58A,58B代表的各种进料组分可应用于 反应器系统240。进一步,至少一个催化剂流60被加入反应器系统240。 阳137] 蓬松毛产物渺浆22可从第二回路反应器50B排放并且经历进一步处理,包括最终 挤出为聚乙締球粒。蓬松毛产物渺浆22可通过沉降腿、CT0、隔离、阀、Ram阀或其他阀口结 构排放。蓬松毛产物渺浆22可包括单峰(或非分化的)聚乙締或者双峰(或分化的)聚 乙締。
[0138] 第一转移管线21L-1可发送来自第一回路反应器50A排放的第一转移渺浆21-1 至蓬松毛渺浆处理系统242。来自第一回路反应器和相关转移管线21L-1的运种排放可包 括Ram阀、CT0、沉降腿或其他阀口布置。第二转移管线21L-2可发送来自蓬松毛渺浆处理 系统242的第二转移渺浆21-2至第二回路反应器50B。在某些实施例中,渺浆处理系统242 中的累可提供第二转移渺浆21-2流动通过第二转移管线21L-2的驱动力。
[0139] 关于控制聚乙締蓬松毛粒径的前述技术可适用于图10所示的实施方式。例如,从 第一反应器50A(在转移渺浆21-1中)和/或从第二反应器50B(在产物渺浆22中)排放 的聚乙締蓬松毛的粒径可W通过调节反应器条件进行控制或调节。运种反应器条件可包 括催化剂停留时间、催化剂活性、催化剂生产率和聚乙締裂开等等。可添加活性改性剂,包 括活性抑制剂。进一步,例如针对催化剂粒径和/或催化剂密度的催化剂选择可W调节粒 径。控制粒径可有利地改进反应器50、渺浆处理系统242W及下游单元操作和装备中的操 作性。
[0140] 图11是布置在第一聚合反应器50A和第二聚合反应器50B之间的蓬松毛渺浆处 理系统242的实例。在该实例中,渺浆处理系统242具有任选的浓缩器系统244和轻质去 除系统246。当然,可执行渺浆处理系统242的其他配置。控制第一反应器50A中粒径的前 述技术可提高液压和浓缩器系统244的操作性,也提高轻质去除系统246中渺浆的液压、脱 气和操作性,等等。 阳141] 如下面讨论,浓缩器系统244的目的是形成循环流W促进控制第一回路反应器 50A中的固体浓度。进一步,浓缩器系统244可减少发送至轻质去除系统246的控(例如稀 释剂、单体、共聚单体等)负荷。
[0142] 如所示,浓缩器系统244可被去除,从第一反应器50A排放的转移渺浆21-1被发 送至轻质去除系统246或其他渺浆处理系统。在某些实施例中,可应用连续提取(CT0)代 替或附加于浓缩器系统244,并且CT0布置在例如转移管线21L-1上的第一反应器50A的排 放处。在该实施例中CT0可提供用于相对于第一回路反应器50A中的循环渺浆浓缩转移渺 浆 21-1。
[0143] 在图示的实施方式中,转移管线21L-1携带从第一聚合反应器50A排放的蓬松毛 转移渺浆21-1至浓缩器系统244的旋风分离器248。来自旋风分离器248的循环流250可 经由累252返回第一反应器50A。循环流250可包括稀释剂和蓬松毛细颗粒(其可具有活 性催化剂)。循环流250的流速可被调节W促进控制在第一回路反应器50A中循环的渺浆 的固体浓度。循环流250的流速可用控制阀(未示出)和/或通过控制累250的速度等等 进行调节。至于来自旋风分离器248的初始固体流,浓缩的固体渺浆流254跨过降压阀255 离开旋风分离器108至轻质气体去除系统246。
[0144] 在该实施例中,轻质去除系统246可从第一聚合反应器50A排放的转移渺浆21-1 中去除轻组分243 (例如氨、乙締单体等等)。例如,在去除氨的情况下,运在双峰生产中可 能是有利的,例如其中在第一反应器50A中比在第二反应器50B中期望维持更高浓度的氨。 当然,可实现其他应用,例如利用单体(例如乙締)、轻共聚单体、轻稀释剂、非冷凝物和其 他轻组分。在某些实施例中,"轻"组分可W被规定为沸点比第一回路反应器50A中使用的 稀释剂(例如异下烧)低的组分。而且,通过从浓缩器系统244循环到第一反应器50AW 及通过在转移渺浆21-2中从轻质去除系统246排放较重组分(即经由闪蒸容器256的底 部、分馈柱258的底部等等)至第二反应器50A等等,可实现设及重组分(重共聚单体、添 加剂等)的各种应用。
[0145] 在图11的说明性实施例中,轻气体去除系统246包括闪蒸容器256和蒸馈或分馈 柱258。在一个实施例中,闪蒸容器256具有夹套(未示出),用于加热介质例如蒸汽、蒸汽 冷凝物等等。在蒸汽的情况下,潜热可被转移至闪蒸容器256的内容物。闪蒸容器256也 可具有混合器或揽拌器260。 阳146] 下游分馈柱258可具有多个蒸馈塔板262提供的多个理论级。另外,分馈柱258 也可具有塔顶冷凝器264,其在该实施例中布置在分馈柱258顶部。进一步,闪蒸容器256, 当装备有前述的夹套时,可W被用作分馈柱258的再沸器。闪蒸容器256也用作揽拌罐W 收集固体。 阳147] 在操作中,来自旋风分离器248的固体渺浆流254进入闪蒸容器256,在那里,控例 如稀释剂、单体和共聚单体在塔顶被闪蒸并且被作为进料流266送至分馈柱258。闪蒸容器 256的压力可W维持在例如小于第一回路反应器50A中压力50psi-3(K)psi。在该实施例中 在闪蒸容器256中的单级闪蒸中运种操作压力可W提供用于在塔顶闪蒸一些稀释剂W及 从闪蒸容器256底部排放液体稀释剂。
[0148] 除了稀释剂和单体,从闪蒸容器256至分馈柱258的塔顶进料流266可包含夹带 的氨一-如在第一反应器50A中加入一一W及一些蓬松毛颗粒,其包括细颗粒。大多数聚 乙締蓬松毛颗粒沉降在闪蒸容器256中并作为转移渺浆21-2从闪蒸容器256的底部排出 (也见图10)。稀释剂270 (例如异下烧)可W加入闪蒸容器256。
[0149]从闪蒸容器256底部排出的转移渺浆21-2可W通过一系列累272经由转移管线 21L-2被累送至第二回路反应器50B。至第二反应器50B的转移渺浆21-2的部分274在所 示实施方式中可通过流量控制阀276循环至闪蒸容器256。而且,在某些实施例中,循环的 部分274可W被取样,用气象色谱测试样品中的控,例如W测定转移渺浆21-2中控的组成。 可使用运种组成测试结果促进控制至反应器50A,50B的进料W及反应器50A,50B中的组分 浓度等等。 阳150] 关于闪蒸容器256的塔顶组分,进料流266从闪蒸容器256排放至分馈柱258,在 那里,蒸气沿分馈柱258向上行进。如所示,闪蒸容器256上的蒸汽夹套通过在分馈柱256 的底部提供热用作再沸器。蒸气沿柱258向上移动,大多数稀释剂W及还有任何重共聚单 体(例如1-己締)被塔顶冷凝器264冷凝,并且作为液体与任何净化的聚乙締细颗粒通过 流278向下落到闪蒸容器256。稀释剂270 (例如异下烧)可W加入分馈柱258。 阳151] 轻组分流243通过压力控制阀276从分馈柱258在塔顶排出至例如轻端回收系 统。轻组分流243可被取样并且测试其组分,例如使用气象色谱。可使用组成测试结果促 进反应器50A,50B中组分浓度的控制,W调节至反应器50A,50B的进料流的流速等等。 阳152] 图11的所示实施例可提供用于在某些情况下在第一反应器50B中比在第二反应 器50B中更独立的控制。例如,加入第一反应器50A的基本上所有或部分催化剂活性改性 剂(抑制剂和/或促进剂)可通过浓缩器系统244循环到第一反应器50A,和/或如果催化 剂活性改性剂是轻组分,则在轻组分流243中除去,等等。在另一情况下,改变至第一反应 器50A的稀释剂添加W调节第一反应器50A中的固体浓度或停留时间在一些实施例中可更 少传输至第二反应器50A,运是由于在第一反应器50A和50B之间存在中间的渺浆处理系统 242,等等。 阳153] 附加的公开
[0154] 已经描述了聚乙締的生产方法和系统。提供下面条款作为进一步描述:
[0155] 实施例1.操作聚乙締反应器系统的方法,包括:在第一聚合反应器中在催化剂上 聚合乙締,W形成中间颗粒,其具有催化剂和第一聚乙締;将所述中间颗粒从第一聚合反应 器排放至第二聚合反应器;在第二聚合反应器中,在所述中间颗粒中的催化剂上聚合乙締, W形成产物颗粒,其具有催化剂、第一聚乙締和第二聚乙締;将所述产物颗粒从第二聚合反 应器排放;和通过调节催化剂通过第一聚合反应器和/或第二聚合反应器的停留时间控制 所述产物颗粒的粒径。
[0156] 实施例2.实施例1所述的方法,包括进料乙締、稀释剂和催化剂至第一聚合反应 器W及进料乙締和稀释剂至第二聚合反应器。 阳157] 实施例3.实施例1所述的方法,其中调节所述停留时间包括调节至第一聚合反应 器的稀释剂进料流的速度。
[0158] 实施例4.实施例1所述的方法,其中调节所述停留时间包括调节至第二聚合反应 器的稀释剂进料流的速度。
[0159] 实施例5.实施例1所述的方法,其中调节所述停留时间包括调节在第一聚合反应 器和/或在第二聚合反应器中的固体浓度。
[0160]实施例6.实施例1所述的方法,其中调节所述停留时间包括调节第一聚合反应器 中催化剂的第一停留时间或调节第二聚合反应器中催化剂的第二停留时间,或者调节第一 停留时间和第二停留时间二者。 阳161] 实施例7.实施例6所述的方法,其中调节第一停留时间包括调节至第一聚合反应 器的稀释剂进料流的速度。
[0162] 实施例8.实施例6所述的方法,其中调节第二停留时间包括调节至第一聚合反应 器的第一稀释剂进料流的速度和/或调节至第二聚合反应器的第二稀释剂进料流的速度。
[0163] 实施例9.实施例6所述的方法,其中调节第一停留时间包括调节第一聚合反应器 中的固体浓度,W及其中调节第二停留时间包括调节第二聚合反应器中的固体浓度。
[0164] 实施例10.实施例1所述的方法,其中第一聚合反应器和第二聚合反应器每个包 括液相反应器。
[01化]实施例11.实施例1所述的方法,其中第一聚合反应器和第二聚合反应器每个包 括回路反应器。
[0166] 实施例12.实施例1所述的方法,包括通过调节在第一聚合反应器和/或在第二 聚合反应器中的催化剂的活性进一步控制产物颗粒的粒径。
[0167] 实施例13.实施例12所述的方法,其中调节活性包括添加活性抑制剂至第一聚合 反应器和/或至第二聚合反应器。
[0168] 实施例14.实施例13所述的方法,其中所述活性抑制剂包括催化剂毒物。
[0169] 实施例15.实施例1所述的方法,包括选择替代催化剂并将所述替代催化剂进料 至第一聚合反应器,W产生从第二聚合反应器排放的替代产物颗粒,所述替代产物颗粒包 括不同于所述产物颗粒的平均粒径。
[0170] 实施例16.实施例1所述的方法,包括比第二聚合反应器进料更多氨至第一聚合 反应器,或者比第一聚合反应器进料更多氨至第二聚合反应器。 阳171] 实施例17.实施例1所述的方法,包括进料共聚单体至第一聚合反应器和/或至 第二聚合反应器。
[0172] 实施例18.实施例17所述的方法,其中所述共聚单体包括丙締、下締、1-戊締、 1-己締、1-辛締和/或1-癸締。
[0173] 实施例19.实施例1所述的方法,包括比第二聚合反应器进料更多共聚单体至第 一聚合反应器,或者比第一聚合反应器进料更多共聚单体至第二聚合反应器。
[0174] 实施例20.实施例1所述的方法,其中第一聚乙締和第二聚乙締结合W产生单峰 聚乙締或双峰聚乙締。
[01巧]实施例21.操作聚乙締反应器系统的方法,包括:在第一聚合反应器中的催化剂 上聚合乙締,W形成第一聚乙締和形成中间聚乙締颗粒,其包括催化剂和第一聚乙締;将所 述中间聚乙締颗粒从第一聚合反应器排放至第二聚合反应器;在第二聚合反应器中的催化 剂上聚合乙締,W形成第二聚乙締和形成产物聚乙締颗粒,其包括催化剂、
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