一种多功能烯烃聚合装置的制作方法

1.本实用新型涉及烯烃聚合技术领域，更具体地说，是一种多功能烯烃聚合装置。


背景技术：

2.聚丙烯作为五大通用塑料的一种，是一种性能优良的热塑性合成树脂，为无色半透明的热塑性轻质通用塑料，具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等，已成为合成树脂中产量和用量仅次于聚乙烯的通用塑料品种。
3.聚丙烯的生产工艺按聚合类型分类主要有三种，即本体法工艺、气相法工艺和本体-气相法串联工艺。典型的聚丙烯生产技术主要有以下三种：1)basell公司的spheripol工艺技术：采用两个串联的环管反应器生产均聚物和无规共聚物，采用一个或两个串联的气相流化床进行抗冲共聚反应，其优点有传热系数大、反应器时-空产率高、反应条件易控制、产品牌号范围广，缺点为设计投资高、建设周期长，后处理工艺复杂、有大型转动设备；2)dow化学公司的unipol工艺技术：采用气相流化床反应器系统，第一反应器用于生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物的均聚物部分，第二反应器生产抗冲共聚物，其优点有产品种类齐全、装置操作弹性大、装置规模高、产品稳定性好，缺点为设备尺寸大、投资高、设备效率低；3)三井化学的hypol工艺：采用液相本体-气相法串联工艺，采用两个液相反应釜和两个气相流化床反应釜，其优点有可生产无规共聚物和嵌段共聚物，缺点为反应器体积受限、装置规模小、反应系统复杂、投资成本高。
4.另外，我国也自主开发了几种聚丙烯生产工艺，例如间歇法工艺和spg工艺等，其中，间歇法工艺是适应中国国情由国内自主开发的一种聚丙烯生产技术，其优点是原料来源丰富、生产工艺可靠操作简单、产品牌号切换灵活，缺点是生产规模小、自动化程度低、产品质量不稳定、原料消耗定额高、产品牌号少、档次低、用途窄；spg工艺为国内自主开发的液相本体与卧式釜气相本体组合式连续聚合工艺，其优点是投资小、适应能力强、生产效率高，缺点是只能生产均聚物和共聚物，无法生产抗冲共聚物。
5.在有液相的丙烯聚合工艺中，聚合反应是在液相中发生的，为了控制反应温度和聚合度，一般都设有预聚工艺；在气相聚合工艺中，催化剂和丙烯原料直接加入到反应中，一般不设预聚工艺。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种多功能烯烃聚合装置，装置存在多种灵活的组合方式，可适用于烯烃聚合的多种聚合工艺，满足多种不同层次的聚烯烃产品的工艺需求，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种多功能烯烃聚合装置，包括预聚合单元a、液相聚合单元b、气相聚合单元c和后处理单元d。
8.预聚合单元a包括一个预聚釜，预聚釜入口与助催化剂进料管线、主催化剂进料管线、丙烯进料管线相连，出口与液相聚合单元b的立式液相本体釜和环管反应釜相连，预聚
合单元a用于将烯烃、主催化剂和助催化剂进行预聚合。
9.优选地，预聚合单元a采用连续进料、连续出料的预聚方式。
10.液相聚合单元b包括一个立式液相本体釜、一个高压闪蒸罐和一个环管反应釜，用于进行液相烯烃均聚、液相烯烃与其它液相或气相烯烃的无规共聚。
11.其中，立式液相本体釜和环管反应釜可分别单独设置，也可串联设置。
12.其中，立式液相本体釜中进行烯烃的均聚反应，其原料入口与丙烯管线、乙烯管线、氢气管线、其它α烯烃管线及预聚釜出料管线相连接，出口与高压闪蒸罐、环管反应釜分别连接，也可与气相聚合单元c的卧式气相反应釜直接连接。
13.其中，高压闪蒸罐将聚合完成的物料进行气固分离，其入口与立式液相本体釜出料管线和环管反应釜出料管线相连，出口与气相聚合单元c的卧式气相反应釜相连接。
14.其中，环管反应釜入口与立式液相本体釜出料管线、丙烯管线、乙烯管线、氢气管线、其它α烯烃管线及预聚釜出料管线相连接，出口与高压闪蒸罐相连接或直接与气相聚合单元c的卧式气相聚合釜相连接。
15.气相聚合单元c包括一个卧式气相反应釜和一个低压闪蒸釜，用于进行气相烯烃均聚或气相丙烯无规共聚。
16.其中，卧式气相反应釜原料入口与立式液相本体釜出料管线、高压闪蒸罐出料管线、环管反应釜出料管线、丙烯管线、乙烯管线、氢气管线及其它α烯烃管线相连接，出口与低压闪蒸釜相连接。
17.其中，低压闪蒸釜原料入口与卧式气相反应釜和高压闪蒸罐相连接，出口与后处理单元d相连接。
18.后处理单元(d)包括分离储罐、湿氮气进料组分和固体输送组分，用于进行聚合产物与烯烃的分离、残余催化剂的脱活和干燥，得到最终聚合物产品。
19.本实用新型的技术效果和优点：
20.1、本实用新型存在多种灵活的组合方式，可适用于烯烃聚合的多种聚合工艺，满足多种不同层次的聚烯烃产品的工艺需求，特别适用于丙烯均聚物、丙烯共聚物及抗冲共聚聚丙烯等产品的生产。
附图说明
21.图1为本实用新型的整体结构示意图；
22.图中：1、预聚釜；2、立式液相本体釜；3、高压闪蒸罐；4、环管反应釜；5、卧式气相反应釜；6、低压闪蒸釜。
具体实施方式
23.下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
24.实施例1：茂金属抗冲共聚聚丙烯的制备
25.预聚釜1与立式液相本体釜2连接，立式液相本体釜2与环管反应釜4连接，环管反应釜4通过高压闪蒸罐3与卧式气相反应釜5连接，卧式气相反应釜5通过低压闪蒸釜6与后处理单元d连接。物料流动方向为：
26.预聚釜1
→
立式液相本体釜2
→
环管反应釜4
→
高压闪蒸罐3
→
卧式气相反应釜5
→
低压闪蒸釜6
→
后处理单元d；
27.具体步骤如下：将茂金属催化剂、助催化剂及部分液相丙烯注入到预聚釜1中进行预聚，混合均匀后输送到立式液相本体釜2，其余液相丙烯通过管线输送到立式液相本体釜2。在立式液相本体釜2中进行丙烯均聚，出来的物料通过管线输送到环管反应釜4继续聚合，聚合完成的物料进入高压闪蒸罐3进行气固分离，聚丙烯固体颗粒进入卧式气相反应釜5与新注入乙烯、丙烯进行共聚反应，聚合结束后物料经低压闪蒸釜6进入后处理单元d，最终得到茂金属抗冲共聚聚丙烯。
28.实施例2：抗冲共聚聚丙烯的制备
29.预聚釜1与立式液相本体釜2连接，立式液相本体釜2通过高压闪蒸罐3与卧式气相反应釜5连接，卧式气相反应釜5通过低压闪蒸釜6与后处理单元d连接。物料流动方向为：
30.预聚釜1
→
立式液相本体釜2
→
高压闪蒸罐3
→
卧式气相反应釜5
→
低压闪蒸釜6
→
后处理单元d；
31.具体步骤如下：将催化剂、助催化剂及部分液相丙烯注入到预聚釜1中进行预聚，混合均匀后输送到立式液相本体釜2，其余液相丙烯通过管线输送到立式液相本体釜2。在立式液相本体釜2中进行丙烯均聚，聚合完成的物料通过管线进入高压闪蒸罐3进行气固分离，聚丙烯固体颗粒进入卧式气相反应釜5与新注入乙烯、丙烯进行共聚反应，聚合结束后物料经低压闪蒸釜6进入后处理单元d，最终得到抗冲共聚聚丙烯。
32.实施例3：乙丙无规共聚物的制备
33.预聚釜1与环管反应釜4连接，环管反应釜4通过高压闪蒸罐3与卧式气相反应釜5连接，卧式气相反应釜5通过低压闪蒸釜6与后处理单元d连接。物料流动方向为：
34.预聚釜1
→
环管反应釜4
→
卧式气相反应釜5
→
低压闪蒸釜6
→
后处理单元d；
35.具体步骤如下：将催化剂、助催化剂及部分液相丙烯注入到预聚釜1中进行预聚，混合均匀后输送到环管反应釜4，其余液相丙烯及乙烯通过管线输送到环管反应釜4。在环管反应釜4中进行乙烯/丙烯无规共聚，聚合完成的物料通过管线进入卧式气相反应釜5继续进行共聚反应，聚合结束后物料经低压闪蒸釜6进入后处理单元d，最终得到乙丙无规共聚物。
36.实施例4：双峰分布聚丙烯的制备
37.预聚釜1与立式本体聚合釜2连接，再与环管反应釜4连接，环管反应釜4通过高压闪蒸罐3与低压闪蒸釜6连接，低压闪蒸釜6与后处理单元d连接。物料流动方向为：
38.预聚釜1
→
立式本体聚合釜2
→
环管反应釜4
→
高压闪蒸罐3
→
低压闪蒸釜6
→
后处理单元d；
39.具体步骤如下：将催化剂、助催化剂及部分液相丙烯注入到预聚釜1中进行预聚，混合均匀后输送到立式液相本体釜2，其余液相丙烯及氢气通过管线输送到立式液相本体釜2。在立式液相本体釜2中进行丙烯均聚，然后物料进入液相环管反应釜4，聚合结束后物料经高压闪蒸罐3进行气固分离，聚丙烯固体颗粒经低压闪蒸釜6进入后处理单元d，最终得到双峰聚丙烯。
40.实施例5：窄分布高熔指聚丙烯的制备
41.预聚釜1与立式液相本体釜2连接，立式液相本体釜2通过高压闪蒸罐3与低压闪蒸
釜6连接，低压闪蒸釜6与后处理单元d连接。物料流动方向为：
42.预聚釜1
→
立式液相本体釜2
→
高压闪蒸罐3
→
低压闪蒸釜6
→
后处理单元d；
43.具体步骤如下：将催化剂、助催化剂及部分液相丙烯注入到预聚釜1中进行预聚，混合均匀后输送到立式液相本体釜2，其余液相丙烯及氢气通过管线输送到立式液相本体釜2。在立式液相本体釜2进行丙烯均聚，聚合完成后物料经高压闪蒸罐3进行气固分离，聚丙烯固体颗粒经低压闪蒸釜6进入后处理单元d，最终得到高熔指聚丙烯。
44.实施例6：超高分子量聚丙烯的制备
45.预聚釜1与环管反应釜4连接，环管反应釜4通过高压闪蒸罐3与低压闪蒸釜6连接，低压闪蒸釜6与后处理单元d连接。物料流动方向为：
46.预聚釜1
→
环管反应釜4
→
高压闪蒸罐3
→
低压闪蒸釜6
→
后处理单元d；
47.具体步骤如下：将催化剂、助催化剂及部分液相丙烯注入到预聚釜1中进行预聚，混合均匀后输送到环管反应釜4，其余液相丙烯通过管线输送到环管反应釜4，在环管反应釜4进行丙烯均聚，聚合完成后物料经高压闪蒸罐3进行气固分离，聚丙烯固体颗粒经低压闪蒸釜6进入后处理单元d，最终得到超高分子量聚丙烯。
48.综上，本实用新型提供的一种多功能烯烃聚合装置，存在多种灵活的组合方式，适用于烯烃聚合尤其是丙烯聚合的多种聚合工艺，满足多种不同层次的聚烯烃产品的工艺需求，特别适用于丙烯均聚物、丙烯共聚物及抗冲共聚聚丙烯产品的生产。