丙烯液相本体聚合制备聚丙烯的系统和方法及其应用与流程

本发明属于丙烯液相本体聚合，具体涉及一种丙烯液相本体聚合制备聚丙烯的系统和方法及其应用。

背景技术：

1、丙烯液相本体聚合是聚丙烯生产工艺中的一种重要工艺，该工艺条件下催化剂的丙烯聚合动力学参数十分重要，但是现有技术中关于丙烯液相本体体系中进行的动力学评价装置和方法鲜有报道。

2、cn109406726a提供了一种聚烯烃催化剂动力学评价装置及方法，通过监测聚合过程中反应器内和夹套的温度数据，再按热量平衡原理计算出聚合反应实时放热量，最后根据各聚合放热量换算出实时聚合反应速率。该发明的优点是无需取样，而且得到的数据更为详尽，但该方法属于间接测量法，没有考虑反应器内物质粘度变化和夹套传热面积变化对结果的影响，存在一定的误差。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种丙烯液相本体聚合制备聚丙烯的系统和方法及其应用。采用本发明的系统和方法，能够在恒压满釜的状态下运行；进行动力学研究时测得液相丙烯本体聚合的瞬时聚合速率，获得连续的丙烯聚合动力学曲线。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种丙烯液相本体聚合制备聚丙烯的系统，所述系统包括：高压气体单元、丙烯储存单元、聚合反应单元和计量单元；其中，所述高压气体单元用于将储存于所述丙烯储存单元中的丙烯压入所述聚合反应单元中、并维持所述聚合反应单元处于恒压状态；所述计量单元用于计量所述高压气体单元压入所述聚合反应单元中丙烯的添加量；所述聚合反应单元包含用于控制所述聚合反应单元中温度的控温装置。

3、本发明第二方面提供一种丙烯液相本体聚合制备聚丙烯的方法，该方法包括如下步骤：

4、(1)对可选地氢气和摩尔量为n1的液相丙烯加热到t1℃，得到预热料；

5、(2)向预热料中添加催化剂，在t2℃下进行聚合反应，得到聚丙烯产物；其中，

6、通过向步骤(2)中补充液相丙烯补加料，使得聚合反应处于恒定的压力p1；

7、所述压力p1大于所述聚合反应过程中最高温度时丙烯的饱和蒸气压。

8、本发明第三方面提供一种上述方法在丙烯液相本体聚合反应动力学研究中的应用。

9、通过上述技术方案，本发明提供的一种丙烯液相本体聚合制备聚丙烯的系统和方法及其应用获得的有益效果如下：

10、本发明的系统中通过高压气体单元、丙烯储存单元、聚合反应单元和计量单元的协同配合作用，具备较强的撤热能力、实现精确控温。本发明的聚合过程中通过对调节丙烯初始投料量、合理的调控预热料的温度，催化剂加入后釜内的温度波动减小，使得该制备过程能够在满釜状态下稳定运行。动力学研究中，在丙烯液相本体聚合过程中通过高压气体单元连续向反应釜补充液相丙烯维持体系恒定压力，从而测定丙烯本体聚合的瞬时反应速率，获得连续的丙烯聚合动力学曲线。

技术特征：

1.一种丙烯液相本体聚合制备聚丙烯的系统，所述系统包括：高压气体单元、丙烯储存单元、聚合反应单元和计量单元；其中，所述高压气体单元用于将储存于所述丙烯储存单元中的丙烯压入所述聚合反应单元中、并维持所述聚合反应单元处于恒压状态；所述计量单元用于计量所述高压气体单元压入所述聚合反应单元中丙烯的添加量；所述聚合反应单元包含用于控制所述聚合反应单元中温度的控温装置。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述计量单元为流量计，所述计量单元位于所述丙烯储存单元和所述聚合反应单元之间；

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述流量计的量程为0-1000g/min；

4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述天平的量程为0-100000g；

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的系统，其中，所述聚合反应单元包含聚合反应釜，所述聚合反应釜中设置有搅拌装置。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的系统，其中，

7.一种采用权利要求1-6中任意一项所述的系统进行丙烯液相本体聚合制备聚丙烯的方法，该方法包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的方法，其中，t2-t1为0-10℃，优选为1-5℃；

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述方法在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速为100-1000rpm。

10.根据权利要求7-9中任意一项所述的方法，其中，步骤(1)中，所述液相丙烯的摩尔量n1与在t2℃下系统中的聚合反应单元全部充满所述液相丙烯时丙烯总量n0的比值为1：1.01-1.2。

11.一种权利要求7-10中任意一项所述的方法在丙烯液相本体聚合反应动力学研究中的应用。

12.根据权利要求11所述的应用，其中，监测聚合反应的过程中，不同时间，液相丙烯补加料的质量流量mf，单位为kg/h；

技术总结
本发明属于丙烯液相本体聚合技术领域，具体涉及一种丙烯液相本体聚合制备聚丙烯的系统和方法及其应用。该系统包括：高压气体单元、丙烯储存单元、聚合反应单元和计量单元；其中，所述高压气体单元用于将储存于所述丙烯储存单元中的丙烯压入所述聚合反应单元中、并维持所述聚合反应单元处于恒压状态；所述计量单元用于计量所述高压气体单元压入所述聚合反应单元中丙烯的添加量；所述聚合反应单元包含用于控制所述聚合反应单元中温度的控温装置。本法发明的系统和方法，能够在恒压满釜的状态下运行；动力学研究中获得丙烯本体聚合的瞬时聚合速率，获得连续的丙烯聚合动力学曲线。

技术研发人员：杜亚锋,杨芝超,陈江波,张雅茹
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11