0033]馈入系统16可制备或调节用于添加到聚合反应器的其它原料14，例如催化剂。举例来说，可制备催化剂并且接着在催化剂制备槽中与稀释剂(例如异丁烷或己烷)或矿物油混合。另外，馈入系统16通常对原料14到聚合反应器中的添加速率提供计量和控制，以维持所要反应器稳定性和/或实现所要聚烯烃特性或生产速率。此外，在操作中，馈入系统16也可以储存、处理和计量用于再循环到反应器的所回收的反应器流出物。实际上，馈入系统16中的操作一般接受原料14和所回收的反应器流出物流。
[0034]总体来说，原料14和所回收的反应器流出物在馈入系统16中加工并且作为馈料流18(例如单体、共聚单体、稀释剂、催化剂、助催化剂、氢气、添加剂或其组合的物料流)馈入到反应器系统20。如下文所论述，物料流18可在馈料导管中传递到反应器，所述反应器分接到反应器系统20中的聚合反应器的壁中。另外，指定馈入系统16可专用于具体反应器或串联或并联安置/操作的多个反应器。另外，馈入系统16可接受来自一个或多个下游加工系统的再循环组分(例如稀释剂)。
[0035]反应器系统20可具有一个或多个反应器容器，例如液相或气相反应器。如果采用多个反应器，那么反应器可为串联、并联或其它组合或配置方式配置。另外，串联配置和操作的多个反应器操作时可移位成并联或独立操作。
[0036]在聚合反应器容器中，一种或多种烯烃单体和任选地共聚单体聚合形成通常称为短纤或颗粒的产物聚合物微粒。在一个实例中，单体为乙烯并且共聚单体为1-己烯。在另一实例中，单体为丙烯并且共聚单体为乙烯。单体和共聚单体的其它组合是可能的。短纤可具有一种或多种所关注的熔融、物理、流变性和/或机械特性，例如密度、熔融指数(MI)、分子量、共聚物或共聚单体含量、模数等。可选择例如温度、压力、流动速率、机械搅拌、产物输出、组分浓度、催化剂类型、聚合物生产速率等反应条件来实现所要短纤特性。
[0037]除了一种或多种烯烃单体和共聚单体之外，通常向反应器添加促进乙烯单体聚合的催化剂。催化剂可为悬浮于反应器内的流体介质中的粒子。一般来说，可使用齐格勒催化剂、齐格勒-纳塔催化剂、茂金属催化剂、铬催化剂、镍催化剂、后茂金属和其它众所周知的聚烯烃催化剂以及助催化剂。通常，不含烯烃的稀释剂或矿物油例如用于制备和/或在分接到聚合反应器的壁中的馈料导管中传递催化剂。另外，稀释剂可馈入到反应器中，通常液相反应器。
[0038]稀释剂可为在反应条件下为液体的惰性烃，例如异丁烷、丙烷、正丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、正己烷、正庚烷、环己烷、环戊烷、甲基环戊烷、乙基环己烷等。稀释剂的目的一般为悬浮反应器内的催化剂粒子和聚合物。如所指示，稀释剂还可以用于反应器或管线清空以减少堵塞或积垢，从而促进聚合物浆料在管线中的流动等。另外，在聚丙烯制造的实例中，丙烯单体本身可用作稀释剂。
[0039]反应器系统20中的一个或多个反应器的每一个内可存在动力装置。举例来说，在液相反应器(例如环流浆料反应器)内，叶轮可在流体介质内形成混合区域。叶轮可通过马达驱动以推进流体介质以及流体介质内悬浮的任何催化剂、聚烯烃短纤或其它固体微粒通过反应器的闭合回路。类似地，在气相反应器(例如流体化床反应器或塞式流动反应器)内，可使用一个或多个桨叶或搅拌器来混合反应器内的固体粒子。最后，反应器系统20通常包括冷却剂系统来促进控制聚合反应器中的温度。
[0040]反应器的聚烯烃短纤产物浆料22从系统20的排出物可包括聚合物聚烯烃短纤以及非聚合物组分，例如稀释剂、未反应的单体/共聚单体和残余催化剂。在某些实施例中的反应器的构造中，排出喷嘴和导管可安装(例如焊接)于反应器壁中的分接点或切口处。离开反应器系统(例如串联反应器中的最终反应器)的短纤产物浆料22通过排出喷嘴的排出物可随后例如通过稀释剂/单体回收系统24加工。短纤产物浆料22还可以称为反应器产物排出浆料、反应器产物排出物或反应器排出物等。因此，视情境而定，“反应器排出物”可指离开反应器和/或进入排出短纤浆料的物理构形(例如如果存在，那么反应器壁分接点或开口、喷嘴、导管、阀门等)的短纤浆料。
[0041]此外，应注意短纤产物浆料22中的液体(例如稀释剂)一般通过反应器下游在到稀释剂/单体回收系统24的途径中的包括急骤管线加热器的急骤管线(未示出)部分或完全气化。如下文所论述，此类气化可能由于通过急骤管线时压力降低和/或由于急骤管线加热器(例如具有蒸气或蒸气冷凝夹套的导管)加热引起。稀释剂/单体回收系统24可加工来自反应器系统20的短纤产物浆料22 (不论浆料22中的液体在急骤管线中部分或完全气化)以分离非聚合物组分26(例如稀释剂和未反应的单体)与聚合物短纤28。
[0042]分馏系统30可加工未经处理的所回收非聚合物组分26(例如稀释剂/单体)的至少一部分以去除不合意的重组分和轻组分并且产生例如不含烯烃的稀释剂。经分馏产物流32接着可直接(未示出)或通过馈入系统16回到反应器系统20。此类不含烯烃的稀释剂可用于馈入系统16中的催化剂制备/传递中并且作为反应器系统20中的反应器或管线清空。
[0043]如参考数字34所指示，部分或全部非聚合物组分26可绕过分馏系统30并且更直接再循环到反应器系统(未示出)或馈入系统16。在某些实施例中，高达80-95%从反应器系统20排出的稀释剂在到聚合馈入系统16(和最终反应器系统20)的途径中绕过分馏系统30。当然，在其它实施例中，无稀释剂绕过分馏系统30，或换句话说，没有稀释剂直接再循环到反应器。另外，尽管未示出，但夹在回收系统24中间并且通常含有活性残余催化剂的聚合物颗粒可返回到反应器系统20用于例如在不同类型的反应器中或在不同反应条件下进一步聚入口 ο
[0044]从稀释剂/单体回收系统24排出的聚烯烃短纤28可在挤压系统36中挤压成聚烯烃团块38。在挤压系统36中，短纤28通常经挤压产生具有所要机械、物理和熔融特征的聚合物团块38。挤压机/粒化机接受包括一种或多种短纤产物28和已添加的任何添加剂的挤压机馈料。挤压机馈料可包括添加到短纤产物28中以赋予经挤压聚合物团块38所要特征的添加剂。挤压机/粒化机加热和熔融挤压机馈料，所述馈料接着可通过粒化机模具在压力下挤压(例如通过双螺杆挤压机)形成聚烯烃团块38。此类团块通常在安置于粒化机排出口处或附近的水系统中冷却。
[0045]卸载系统39可制备用于交货给客户40的聚烯烃团块38。一般来说，聚烯烃团块38可从挤压系统36传输到产品卸载区39，团块38可在所述产品卸载区储存、与其它团块掺合和/或装载到轨道车、卡车、袋子等中以供配送给客户40。运送给客户40的聚烯烃团块38可包括低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、中等密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、强化聚乙烯、等规聚丙烯(iPP)、间规聚丙烯(sPP)(包括多种共聚物)等。聚烯烃制造系统10的聚合和稀释剂回收部分可称为工艺10的“湿”端42或“反应”侧。聚烯烃制造系统10的挤压36和卸载39系统可称为聚烯烃工艺10的“干”端44或者“精加工”侧。另外，尽管从挤压系统36排出的聚烯烃团块38可在卸载区39中储存和掺合，但聚烯烃团块38在发送给客户40之前一般不会被卸载系统39改变。
[0046]聚烯烃团块38可用于制造多种产品、家庭物品和其它物品，包括粘着剂(例如热熔粘着剂应用)、电线和电缆、农业用膜、收缩膜、拉伸膜、食品包装膜、柔性食品包装、牛奶容器、冷冻食品包装、垃圾箱和罐头衬里、食品杂货袋、大型垃圾袋、塑料瓶、安全设备、地毯、涂层、玩具以及容器和塑料产品的排列。为了形成最终产品或组件，团块38—般进行加工，例如吹塑模制、注射模制、旋转模制、吹塑膜、铸造膜、挤压(例如薄片挤压、管和波纹挤压、涂布/层压挤压等)等。最终，由聚烯烃团块38形成的产品和组件可进一步加工和装配以供配送和出售给客户。举例来说，挤压管或膜可经包装以供配送给客户，或包含聚乙烯的燃料箱可装备到机动车中以供配送和出售给客户等。
[0047]聚烯烃制造系统10中的过程变量可通过阀门配置、控制系统等自动和/或手动控制。一般来说，例如基于处理器的系统的控制系统(例如控制系统46)可促进聚烯烃制造系统10中的操作范围的管理，例如图1中展现的那些。聚烯烃制造设施可包括主控室或位置，以及中央控制系统，例如分布式控制系统(DCS)和/或可编程逻辑控制器(PLC)。反应器系统20通常采用基于处理器的系统，例如DCS，并且也可以使用此项技术中已知的先进过程控制。馈入系统16、稀释剂/单体回收24和分馏系统30也可以通过DCS控制。在设备的干端，挤压机和/或团粒装载操作也可以通过基于处理器的系统(例如DCS或PLC)控制。另外，在控制系统中，计算机可读媒体可储存包括中央处理单元等相关处理器执行的控制可执行码。此类可通过处理器执行的编码可包括促进本文所述的操作的逻辑。
[0048]聚烯烃制造系统10中的DCS和相关控制系统可包括适当硬件、软件逻辑和编码以与多种工艺设备、控制阀、导管、仪器等介接，促进过程变量的测量和控制，执行控制流程，执行计算等。可提供所属领域普通技术人员已知的多种仪器来测量过程变量，例如压力、温度、流动速率等，并且向控制系统传输信号，其中测量数据可以被操作员读取和/或用作多种控制功能的输入。视应用和其它因素而定，过程变量的示度可由操作员本地或远程读取，并且通过控制系统用于多种控制目的。
[0049]控制系统可为有线和/或无线的，并且提供集中控制优势，同时保留分布或本地控制能力。组件可包括仪器、远程传输器、遥控面板(例如远程传输单元或RTU)、输入/输出(I/O)装置、通信媒体(例如电缆或无线链路、网络等)、中央控制面板或设施等。遥控面板、I/O装置以及其它转换装置可与一侧的工艺或设备介接，同时与另一侧的控制系统介接。另外，如所指示，控制系统通常包括用于控制、介接、数据库管理等硬件/软件。操作时，例如视DCS供应商而定，控制系统可使用通信协议(例如乙太网或其它打开标准，或专有标准)转移数据和命令。专有方案可能需要专门设备来执行其功能。
[0050]聚烯烃制造设施通常具有供设备管理员、工程师、技术员、监管员和/或操作员等监测和控制工艺的控制室。当使用DCS时，控制室可以是有助于有效监测和控制工艺或设施的活动中心。控制室和DCS可含有人机介面(HMI)，所述介面为例如运行专门软件为控制系统提供使用者介面的计算机。HMI可根据供应商变化并且向用户呈现远程工艺的图形型式。可存在多个HMI控制台或工位，存取数据的程度不同。
[0051]在图1所说明的实施例中，描绘了至少包括湿端44的有助于控制聚烯烃制造系统1的控制系统46 (例如DCS) O如上文所指出，此类控制系统46可与制造系统1中的设备、阀、致动器、包括感测器和传输器的仪器等介接。此类设备可包括栗、反应器、容器等。控制系统46可包括适当硬件(例如处理器、存储器等)、可以由处理器执行的包括编码(例如储存于存储器上)的软件逻辑来帮助过程变量的测量和控制，实施包括互锁的控制流程，指令和设定致动器位置和阀的打开/关闭位置，使设备处于所要操作状态，使栗开始或关机等。
[0052]如所指示，控制系统46可提供制造系统10中的过程互锁流程的实施以关闭或打开阀、使设备关机、使设备处于所要操作状态或位置等、防止或减少不合意操作状态的可能性。互锁或互锁流程可回应于例如制造系统10的多个系统内的失常条件启动。控制系统46可包括处理器和存储器，其中互锁流程逻辑储存在存储器上并且可以通过处理器执行。
[0053]控制系统46可包括减压仪表系统48来提供降低特定过压或减压情境的可行性或可能性和/或减少反应器系统20中反应器过压期间的减压负载的互锁。如下文所详细论述，这些互锁可停止馈入栗、打开排出阀、向反应器中注入催化剂毒物“终止”反应器中的聚合等。此类通过减压仪表系统48安排的过程互锁可有利地减少用于反应器系统20和其它系统的减压系统上所需要的基于实际和设计的负载。此类减少可有利地提供更可靠的减压系统，较小和较便宜的减压系统等。减压仪器系统48可包括或共用处理器、存储器和可执行逻辑。另外，尽管减压仪表系统48描绘成控制系统46的部分，但在某些实施例中，减压仪表系统48可与控制系统46分尚或部分分尚。
[0054]减压仪表系统48可获取整个系统10中安置的过程感测器所获取的测量值并且通过将信号传输到制造系统10中的操作装置(例如断流阀)来基于测量值执行特定互锁功能。减压仪表系统48可发送和接收网络和其它通讯媒体(其可包括传输线和/或无线特征)上的信号。另外，如所指示，减压仪表系统48可经配置以启动终止系统来停止特定条件下的聚合反应。反应器终止可包括为了停止反应所采取的多种动作，包括分离催化剂馈入系统、关闭系统马达阀、从终止罐或圆筒向反应器50A、50B(图2和3)注入终止流体等。应注意打算通过减压仪表系统48启动的断流阀可包括提供阀门是否正确操作的验证的位置指示特征。
[0055]I1.聚合反应器系统
[0056]如上文所论述，反应器系统20可包括一个或多个聚合反应器，其又可以是相同或不同类型。另外，使用多个反应器时，反应器可串联或并联配置。不管反应器系统20中的反应器类型，产生本文一般称为“短纤”的聚烯烃微粒产物。为了便于解释，以下实例限于相信所属领域的技术人员熟悉的特定反应器类型和组合的范围。然而，对于使用本发明的所属领域的一般技术人员，本发明技术适用于例如涉及额外反应器、不同反应器类型和/或交替次序的反应器或反应器类型，以及多个稀释剂和单体回收系统并且反应器之间或当中安置设备等的更复杂的反应器排列。此类排列认为完全在本发明的范围内。
[0057]一种反应器类型包括聚合在液相中发生的反应器。此类液相反应器的实例包括高压釜、沸腾液体汇聚反应器、环流浆料反应器(竖直或水平)等。为简单起见，本发明上下文中论述制造聚烯烃(例如聚乙烯或聚丙烯)的环流浆料反应器，但应理解本发明技术可类似地应用于其它类型的液相反应器。
[0058]图2描绘示范性聚合反应器系统20(图1的)，其为具有串联安置和操作的两个环流浆料(聚合)反应器50A、50B的形式。额外环流反应器或其它反应器(例如高压釜反应器、气相反应器等)在所示组合中可串联或并联安置。另外，在实施例中，反应器50A、50B可移位成并联操作。本发明技术涵盖多种反应器系统配置的方面，例如以全文引用的方式并入本文中的美国专利申请公开案第N0.2011/0288247号中披露的那些。
[0059]加工设备(未示出)可安置于两个环流反应器50A、50B之间等。安置于反应器50A、50B之间的加工设备如果以所述方式安置，那么可以从用于再循环到第一反应器50A和/或回收系统的转移浆料21等去除稀释剂、固体、轻组分、乙烷、氢气等。