SPG聚丙烯管材料生产中的液相丙烯聚合系统的制作方法

spg聚丙烯管材料生产中的液相丙烯聚合系统
技术领域
1.本技术涉及spg聚丙烯管材料生产中的液相丙烯聚合系统。


背景技术：

2.聚丙烯是以丙烯为单体聚合而成的聚合物，是通用塑料中非常重要的一个品种， 其具有原料丰富、价格低廉、容易加工成型、无毒等特性，亦可通过共聚、共混、增强等措施进行改性，具有十分广阔的应用领域，在聚烯烃树脂中，是仅次于聚乙烯第二大塑料。而且丙烯还可以与乙烯进行共聚，制备丙烯-乙烯无规共聚物，例如中国专利cn102453185a公开了一种丙烯乙烯无规共聚物的制备方法，丙烯与乙烯在氢气存在作用下进行聚合制备得到的共聚物，更有利于提高聚合物的熔融指数等性能指标。
3.spg聚丙烯管材料生产工艺中，包含有预聚合单元、液相聚合单元、气相聚合单元和后处理单元等工序。由于液相聚合单元是一个较强的放热反应，因此通常需要对液相聚合单元的反应液进行降温处理，使反应温度稳定在设定温度附近，为了提高反应收率，需要尽可能的降低反应温度的波动范围。另外，液相聚合单元的反应液能否均匀混合也是影响反应收率的一个重要影响因素。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的上述技术问题，本技术的目的在于提供spg聚丙烯管材料生产中的液相丙烯聚合系统。
5.spg聚丙烯管材料生产中的液相丙烯聚合系统，其特征在于包括液相聚合釜、冷凝回用单元以及外循环系统；所述外循环系统包括循环泵以及列管式静态混合器，液相聚合釜的底部出液口通过循环泵和列管式静态混合器与液相聚合釜的上部进液口由管道连接，构成外循环回路；所述外循环回路的管道外侧均包覆有冷却夹层，同时列管式静态混合器上设有冷媒介质进口和冷媒介质出口。
6.冷凝回用单元用以将液相聚合釜顶部排出的气相丙烯部分冷凝，未冷凝的丙烯气重新通入液相聚合釜下部液相内，冷凝的液相丙烯分两路返回至液相聚合釜内，一路通入至液相聚合釜上部液相内，另一路通入至所述外循环回路的液相中进行降温。
7.所述的spg聚丙烯管材料生产中的液相丙烯聚合系统，其特征在于所述冷凝回用单元包括冷凝器、循环风机和u型液封管，冷凝器、u型液封管和液相聚合釜的高度依次降低；
8.液相聚合釜的顶部出气口通过气相管线与冷凝器的进气口连接，冷凝器的气相出口通过循环风机与液相聚合釜的下部进气口由管路连接，冷凝器的液相出口通过管路与u型液封管的一端进口连接，u型液封管的另一端出口通过液相管线与液相聚合釜的上部进液口连接；所述液相管线与气相管线之间连接有平衡管，且平衡管设置于液相管线的上方，以便对液相管线中的气压进行平衡，相应管路上均设置有控制阀门；
9.其中，u型液封管上还连接有分液管，分液管上设置有截止阀，分液管的另一端连
接至液相聚合釜的底部出液口与循环泵的进口之间的管道上，以便将部分丙烯液体输入至所述外循环回路的液相中进行降温。
10.所述的spg聚丙烯管材料生产中的液相丙烯聚合系统，其特征在于所述液相聚合釜的上部进液口与u型液封管出口之间的液相管线上设置三通腔，平衡管的两端分别连接三通腔和气相管线。
11.所述的spg聚丙烯管材料生产中的液相丙烯聚合系统，其特征在于所述冷凝回用单元还包括凝液分离罐；冷凝器包括管式换热器，管式换热器的左右两端分别设置有进气封头和气液分离封头，所述进气封头和气液分离封头均与管式换热器的管程相通；液相聚合釜的顶部出气口通过气相管线与所述进气封头的进气口连接，气液分离封头的顶部出气口通过管路连接凝液分离罐，气液分离封头的底部出液口通过管路与u型液封管的一端进口连接；所述管式换热器的壳程上设置有循环水进口和循环水出口，以便向管式换热器的壳程内通入循环水进行冷却；
12.其中，凝液分离罐的底部出液口通过管路与u型液封管的一端进口连接，凝液分离罐的顶部出气口通过循环风机与液相聚合釜的下部进气口由管路连接。
13.所述的spg聚丙烯管材料生产中的液相丙烯聚合系统，其特征在于所述循环风机与液相聚合釜的下部进气口之间的管路上还连接有氢气进气管和乙烯进气管。
14.本技术取得的有益效果为：在本技术的装置结构中还包括外循环系统，通过列管式静态混合器实现反应液的均匀混合，避免小颗粒沉积在液相聚合釜的底部。另外为了放置外循环系统中的反应液温度过高，本技术一方面对外循环回路的管道及列管式静态混合器直接进行冷却换热，另一方面将冷凝的液相丙烯回流一部分直接进入外循环回路的液相中进行降温，不仅仅能够保持较好的降温效果，也能够进一步强化反应液的混合效果。
附图说明
15.图1为本技术spg聚丙烯管材料生产中的液相丙烯聚合系统的结构示意图。
具体实施方式
16.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
17.实施例：对照图1
18.spg聚丙烯管材料生产中的液相丙烯聚合系统，包括液相聚合釜1、冷凝回用单元以及外循环系统；外循环系统包括循环泵5以及列管式静态混合器6，液相聚合釜1的底部出液口通过循环泵5和列管式静态混合器6与液相聚合釜1的上部进液口由管道连接，构成外循环回路；所述外循环回路的管道外侧均包覆有冷却夹层，同时列管式静态混合器6上设有冷媒介质进口和冷媒介质出口，列管式静态混合器6用于进一步对反应液进行混合的同时，还需采用冷媒介质对列管式静态混合器6进一步冷却。
19.本发明的技术方案中，冷凝的液相丙烯分两路返回至液相聚合釜1内，一路通入至液相聚合釜1上部液相内，另一路通入至所述外循环回路的液相中进行降温，通过液相丙烯的汽化吸热实现良好的降温效果。
20.另外，本发明的技术方案中，列管式静态混合器6的用于通过反应液的腔体容积应当相对较小一些，例如是液相聚合釜1容积的1/10~1/20，这样反应液在外循环管路中的停
留时间较短，避免对反应产生较大影响。
21.对照图1中，冷凝回用单元包括冷凝器2、循环风机9、凝液分离罐4和u型液封管3，冷凝器2、u型液封管3和液相聚合釜1的高度依次降低。
22.冷凝器2包括管式换热器，管式换热器的左右两端分别设置有进气封头和气液分离封头，所述进气封头和气液分离封头均与管式换热器的管程相通；液相聚合釜1的顶部出气口通过气相管线7与所述进气封头的进气口连接，气液分离封头的顶部出气口通过管路连接凝液分离罐4，气液分离封头的底部出液口通过管路与u型液封管3的一端进口连接；所述管式换热器的壳程上设置有循环水进口和循环水出口，以便向管式换热器的壳程内通入循环水进行冷却。
23.对照图1中，冷凝器2的气液分离封头的底部出液口以及凝液分离罐4的底部出液口均通过管路与u型液封管3的一端进口连接，u型液封管3的另一端出口通过液相管线与液相聚合釜1的上部进液口连接；所述液相管线与气相管线7之间连接有平衡管，且平衡管设置于液相管线的上方，以便对液相管线中的气压进行平衡，相应管路上均设置有控制阀门。凝液分离罐4的顶部出气口通过循环风机9与液相聚合釜1的下部进气口由管路连接。
24.进一步地，液相聚合釜1的上部进液口与u型液封管3出口之间的液相管线上设置三通腔8，平衡管的两端分别连接三通腔8和气相管线7。
25.对照图1中可以看出，u型液封管3上还连接有分液管，分液管上设置有截止阀，分液管的另一端连接至液相聚合釜1的底部出液口与循环泵5的进口之间的管道上，以便将部分丙烯液体输入至所述外循环回路的液相中进行降温。
26.对照图1中，u型液封管3底部还通过排料管与液相聚合釜1的上部进液口连接，所述排料管上设置有排料阀，以便将u型液封管3底部内沉积的固体粉料送入液相聚合釜1内。
27.本技术采用外循环系统能够进一步提高反应液的混合效果，通过列管式静态混合器实现反应液的均匀混合，避免小颗粒沉积在液相聚合釜的底部。另外为了放置外循环系统中的反应液温度过高，本技术一方面对外循环回路的管道及列管式静态混合器直接进行冷却换热，另一方面将冷凝的液相丙烯回流一部分直接进入外循环回路的液相中进行降温，不仅仅能够保持较好的降温效果，也能够进一步强化反应液的混合效果。
28.进一步地，循环风机9与液相聚合釜1的下部进气口之间的管路上还连接有氢气进气管和乙烯进气管。通过调节乙烯和氢气的通入量，能够对聚丙烯的性能进行改进，例如中国专利cn102453185a公开了一种丙烯乙烯无规共聚物的制备方法，丙烯与乙烯在氢气存在作用下进行聚合制备得到的共聚物，更有利于提高聚合物的熔融指数等性能指标。
29.另外，本技术将乙烯和氢气，与循环风机排出的丙烯气一并鼓入至液相聚合釜内的液相中，进一步加大反应液的搅动混合效果。
30.本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。