專利名稱：聚烯烴的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)烯烴聚合物組合物、尤其是聚乙烯的改進(jìn)方法，所述方法將兩個(gè) 細(xì)長(zhǎng)的管狀閉環(huán)反應(yīng)區(qū)(或所謂的“漿料環(huán)路”聚合反應(yīng)器)與在所述兩個(gè)反應(yīng)區(qū)之間并 受到優(yōu)化控制的固體濃縮設(shè)備合并在一起，以實(shí)現(xiàn)期望的反應(yīng)器和下游固體濃度。
背景技術(shù)：
使用兩個(gè)串聯(lián)反應(yīng)器生產(chǎn)烯烴聚合物組合物的普通應(yīng)用在現(xiàn)有技術(shù)中已有描述， 并由美國(guó)專利No. 6，586，537進(jìn)行改進(jìn)，其公開(kāi)內(nèi)容在此以其全文引為參考。在‘537專利 中，描述了適合用于生產(chǎn)烯烴聚合物等級(jí)、包括含有聚合物(A)和聚合物(B)的乙烯聚合物 組合物的方法，所述聚合物(A)和聚合物(B)具有不同共聚單體含量和不同分子量。這種 聚合物等級(jí)在工業(yè)上被稱為“雙峰”或“多峰”等級(jí)。使用兩個(gè)串聯(lián)反應(yīng)器生產(chǎn)雙峰PE等 級(jí)及其具體優(yōu)點(diǎn)公開(kāi)在美國(guó)專利No. 6，225，421 (Solvay Polyolefins)中，其公開(kāi)內(nèi)容在此 以其全文引為參考。在WO 2006/015807中公開(kāi)了在兩個(gè)反應(yīng)區(qū)之間使用利用了分餾器的 中壓輕質(zhì)氣體移除系統(tǒng)，其公開(kāi)內(nèi)容在此引為參考。盡管‘537專利所述的總體方法公開(kāi)了水力旋流器的使用，但是其未公開(kāi)使用這 種濃縮器裝置來(lái)控制反應(yīng)器內(nèi)部或水力旋流器下游的固體濃度的方法。相反地，所述‘537 專利僅使用水力旋流器來(lái)提高從一個(gè)反應(yīng)區(qū)送至下一個(gè)反應(yīng)區(qū)的聚合物懸浮液中的固體 濃度。令人期望的是，應(yīng)該有這樣一種方法，即該方法對(duì)從一個(gè)反應(yīng)區(qū)送至下一個(gè)反應(yīng) 區(qū)的聚合物懸浮液中的固體含量提供精確控制，使得可容易地生產(chǎn)具有精確單體比例的聚 合物。此外，期望具有這樣一種方法，即該方式使得可在同一反應(yīng)器設(shè)備上生產(chǎn)具有不同單 體濃度的多種聚合物。必需進(jìn)行精確的固體控制，以便既要控制第一反應(yīng)器中的產(chǎn)率，又要 使得雙峰生產(chǎn)所需要的后續(xù)H2移除最優(yōu)化。此外，由于精確的固體控制降低了反應(yīng)器內(nèi)的 堵塞，由此縮短了用于清掃的停工期。本發(fā)明提供了一種優(yōu)化的方法，所述方法克服了現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)，能夠使用 廣范圍的齊格勒(Ziegler)催化劑或鉻催化劑來(lái)生產(chǎn)雙峰或單峰等級(jí)。


圖1是顯示第一反應(yīng)區(qū)和第二反應(yīng)器區(qū)、以及反應(yīng)器之間的固體濃縮器和輕質(zhì)氣 體移除系統(tǒng)的示意圖。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種在串聯(lián)構(gòu)造的至少兩個(gè)細(xì)長(zhǎng)的管狀閉環(huán)反應(yīng)區(qū)(即，漿料環(huán)式反 應(yīng)器)內(nèi)生產(chǎn)烯烴聚合物組合物的方法。根據(jù)本發(fā)明的方法，在所述兩個(gè)反應(yīng)區(qū)之間提供 固體濃縮設(shè)備。對(duì)所述固體濃縮設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化控制以獲得制備含“雙峰樹脂”的一系列聚 合物組合物所需要的適宜的反應(yīng)器和下游固體濃度，其中在反應(yīng)器之間對(duì)氫氣進(jìn)行分離是重要的。優(yōu)選實(shí)施方案詳述根據(jù)本發(fā)明的方法，在稀釋劑(D)和催化劑存在下在第一反應(yīng)區(qū)或反應(yīng)器中對(duì)至 少一種烯烴如乙烯進(jìn)行連續(xù)聚合，從而生產(chǎn)在反應(yīng)區(qū)內(nèi)循環(huán)的、包含稀釋劑(D)和烯烴聚 合物如聚乙烯的固體粒子的漿料或懸浮液(S)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，將所述漿料 (S)稀釋至固體濃度比第二物流低至少0.1重量％，從而制得稀釋的漿料。在根據(jù)本發(fā)明 的“雙峰”法中，在第一反應(yīng)區(qū)內(nèi)制備了低分子量材料，并通常使用氫氣來(lái)控制分子量。這 種“第一嵌段(block) ”材料典型地為均聚物或接近均聚物。然后，優(yōu)選在連續(xù)基礎(chǔ)上，將循環(huán)的聚合物漿料/懸浮液( 的一部分從反應(yīng)器中 抽出并送至濃縮器中，所述濃縮器優(yōu)選為水力旋流器，在水力旋流器中，另一方面，形成了 包含稀釋劑(D)和催化劑細(xì)粒的貧聚合物的第一物流(F)和包含聚合物(A)粒子的濃縮懸 浮液(CS)的第二物流，并將它們分離。優(yōu)選地，抽出第一反應(yīng)區(qū)中約直至約20%的循環(huán)漿料并送至濃縮器中。更優(yōu) 選地，抽出第一反應(yīng)區(qū)中約直至約5%的循環(huán)漿料并送至濃縮器中。可以通過(guò)任意已知手段，例如連續(xù)地或通過(guò)沉降腿(settling legs)或連續(xù)抽出 與不連續(xù)抽出的組合，將聚合物懸浮液( 從反應(yīng)器環(huán)路的任意位置抽出。優(yōu)選從環(huán)路中 反應(yīng)漿料最濃的位置抽出，例如從環(huán)路下方水平部分的向上翻起的彎曲的外側(cè)抽出?；蛘?， 可從代表了環(huán)路中平均固體濃度的環(huán)路位置處抽出，例如從彎曲或障礙物(obstacle)下 游的多于10 20個(gè)管直徑的垂直的、優(yōu)選向上流動(dòng)的部分處抽出。優(yōu)選從試劑(例如單 體)和催化劑進(jìn)料處的上游位置處抽出。在等于第二物流(CS)總流速的至少0.4倍、優(yōu)選至少0.8倍、最優(yōu)選大于1.0倍的 受控流速下，將第一物流(F)抽出并循環(huán)至第一聚合反應(yīng)器中。物流(F)的流速可以變化， 以控制第一聚合反應(yīng)器內(nèi)聚合物懸浮液(S)的固體濃度的平均重量百分比，同時(shí)保持第二 物流(⑶)中較高固體濃度。優(yōu)選將物流CS的固體濃度保持為比物流S的固體濃度大5 30重量百分比(重量％ )，更優(yōu)選大15 30重量％，最優(yōu)選大20重量％?？梢詫?duì)Qf(物流F的流速)與Qcs(物流CS的流速)之比進(jìn)行調(diào)節(jié)，以優(yōu)化物流 CS中的漿料濃度和/或反應(yīng)器的產(chǎn)率。優(yōu)選對(duì)Qf與Qcs之比進(jìn)行調(diào)節(jié)，以將第一聚合區(qū)內(nèi) 催化劑的產(chǎn)率保持在比繞過(guò)濃縮器容器時(shí)大至少10%的水平。更優(yōu)選地，所述反應(yīng)器的產(chǎn) 率為提供的每一磅催化劑可生產(chǎn)至少10000磅的烯烴聚合物。反應(yīng)器的產(chǎn)率將會(huì)受到在物 流F中返回反應(yīng)器的未反應(yīng)催化劑的量的影響。優(yōu)選在反應(yīng)器環(huán)路泵的下游抽出物流S并 將物流F返回至環(huán)路泵的上游，從而利用泵的壓差來(lái)驅(qū)動(dòng)所述漿物流。優(yōu)選泵送物流S或 物流F以對(duì)循環(huán)的漿物流進(jìn)行另外的控制并為固體濃縮步驟提供另外的能量。在所述方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，通過(guò)開(kāi)式葉輪離心泵，將離開(kāi)濃縮器的物流F泵 送回第一反應(yīng)區(qū)。通過(guò)改變泵的速度來(lái)控制這種回流。以這種方式，能夠控制Qf與Qcs之 比。根據(jù)本發(fā)明的方法，所述濃縮器使得包含第一反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)器能夠在物流(S)中 的固體為40重量％以下運(yùn)行，同時(shí)在物流(CS)中實(shí)現(xiàn)了明顯更高的固體。在反應(yīng)器低固 體下運(yùn)行，使得第一反應(yīng)器更穩(wěn)定，例如更少堵塞，導(dǎo)致總體可靠性更高。關(guān)于適用于“雙 峰”生產(chǎn)的方法的優(yōu)選實(shí)施方案，為了最好地發(fā)揮下游氫氣移除設(shè)備的功能，離開(kāi)濃縮器的所抽出濃縮漿料物流(⑶)的固體濃度優(yōu)選為>45重量％的固體。任選地，本發(fā)明的方法可包括對(duì)將第一反應(yīng)區(qū)連接至濃縮器的管線的接頭進(jìn)行稀 釋劑沖洗并在第一反應(yīng)區(qū)和濃縮器之間引入受控的稀釋劑流，這降低了抽出的物流中未反 應(yīng)單體和氫氣的濃度，從而有助于下游設(shè)備的減負(fù)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，任選在加熱之后，使用例如在常規(guī)雙管道漿料加熱器中 的減溫蒸汽，將濃縮漿料(⑶)引入輕質(zhì)氣體(例如H2和乙烯)移除系統(tǒng)中，所述輕質(zhì)氣 體移除系統(tǒng)包含在低于第一反應(yīng)器壓力的中等壓力(> 50且< 300磅力/平方英寸表壓 (psig))下運(yùn)行的攪拌的蒸汽夾套式閃蒸容器。優(yōu)選將包含塔頂冷凝器的分餾塔直接連接 至上述閃蒸容器的蒸汽側(cè)。所述方法的這種優(yōu)選實(shí)施方案通過(guò)將固體濃縮器的效果與輕質(zhì)氣體移除系統(tǒng)的 效果合并而提高了氫氣和輕質(zhì)氣體的總移除效率。這種方法構(gòu)造盡管是為了雙峰生產(chǎn)而設(shè) 計(jì)的，但是也能夠?qū)⑵溆糜趩畏迳a(chǎn)，且其可使得在反應(yīng)器之間對(duì)氣體和聚合物進(jìn)行取樣， 能夠用于反應(yīng)器的質(zhì)量控制。在所述閃蒸容器上的蒸汽夾套的功能與管式重沸器類似，因?yàn)樗诜逐s塔的底部 提供熱，但是具有攪拌罐收集固體的優(yōu)點(diǎn)。蒸汽向塔的上部移動(dòng)，且大部分稀釋劑以及所有 的重質(zhì)共聚單體如己烯通過(guò)塔頂冷凝器進(jìn)行冷凝并作為液體與所有被洗滌掉的PE細(xì)粒一 起落下至閃蒸器內(nèi)。通過(guò)添加循環(huán)稀釋劑，將閃蒸容器中的固體濃度典型控制在約45 50 重量％的固體。所述方法能夠使用含重質(zhì)共聚單體的循環(huán)稀釋劑，如含己烯的異丁烷(與 純的稀釋劑如純的異丁烷相比)，這減少了對(duì)純稀釋劑的需求。在所述塔頂冷凝器中，將塔頂蒸汽從塔的頂部除去并送至循環(huán)系統(tǒng)以進(jìn)行回收或 用于在線分析，所述塔頂蒸汽因向塔下方移動(dòng)的液體稀釋劑流的洗滌作用而不含聚合物細(xì) 粒。然后，使用離心泵、優(yōu)選一系列開(kāi)式葉輪離心泵，將液相中輕質(zhì)氣體濃度下降的濃縮懸 浮液(Cs’)從中等壓力的閃蒸容器的底部進(jìn)行泵送。通過(guò)使用循環(huán)管線可對(duì)經(jīng)過(guò)離心泵 的總流速進(jìn)行控制且其中通過(guò)串聯(lián)至少兩個(gè)泵而產(chǎn)生的總頭壓力(head pressure)為至少 250psi。物流CS，典型地具有30重量％ 60重量％、優(yōu)選40 50重量％的漿料濃度，且 氫氣濃度小于0. 008重量％。使用分餾塔降低了聚合物漿料中分子量小于30道爾頓的成分(通常稱作“輕質(zhì)氣 體”)的濃度。此外，濃縮的懸浮液(CS’)物流中氫氣的濃度相對(duì)于第一反應(yīng)區(qū)抽出的漿料 中氫氣的濃度降低了約80 約99重量％。另外，所述塔的洗滌作用除去了塔頂氣體所攜帶的少量聚合物粒子(或細(xì)粒)。直 接離開(kāi)分餾塔的塔頂氣體含有小于0.01重量％的聚合物粒子或細(xì)粒。根據(jù)本發(fā)明的方法，第二濃縮懸浮液物流具有30重量％ 約65重量％、最優(yōu)選50 重量％ 約60重量％的固體濃度。在所述方法的一個(gè)任選的優(yōu)選實(shí)施方案中，所述塔頂冷凝器為直接連接至洗滌塔 頂部的螺流式冷凝器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用直接連接的螺流式冷凝器簡(jiǎn)化了將回流至塔 頂?shù)囊后w的返回并使塔內(nèi)可能的浪涌最小化(與標(biāo)準(zhǔn)的管殼式塔頂冷凝器相比)。優(yōu)選地，約5 約50體積％的濃縮懸浮液(CS’)物流循環(huán)回到閃蒸容器內(nèi)的漿料 中，這能夠進(jìn)一步提供容器內(nèi)的攪動(dòng)，并任選能夠?qū)⒁徊糠盅h(huán)的懸浮液除去以進(jìn)行處理， 從而分離出固體聚合物粒子的樣品以用于質(zhì)量控制分析。更優(yōu)選地，將約10 約40體積％的濃縮懸浮液(CS’)物流循環(huán)回到閃蒸容器內(nèi)的漿料中。將未經(jīng)上述循環(huán)的(CS’)物流的 一部分送至第二聚合反應(yīng)器，在所述反應(yīng)器內(nèi)至少一種烯烴被聚合，以形成烯烴聚合物(B) 并產(chǎn)生包含稀釋劑(D)和烯烴聚合物組合物粒子的懸浮液(S’)，所述烯烴聚合物組合物包 含聚合物(A)和聚合物(B)。在替代實(shí)施方案中，將全部的聚合物粒子濃縮懸浮液供應(yīng)至第 二聚合區(qū)中。優(yōu)選地，第二聚合區(qū)內(nèi)聚合物懸浮液的固體含量大于第一聚合區(qū)內(nèi)聚合物漿 料(S)的固體含量。更優(yōu)選地，第二聚合區(qū)內(nèi)聚合物懸浮液的固體含量比第一聚合區(qū)內(nèi)聚 合物漿料( 的固體含量大至少10重量％。本發(fā)明的方法還可包括向第二聚合反應(yīng)器區(qū)添加具有約30重量％ 約60重量％ 固體濃度的第二濃縮聚合物懸浮液(CS”)以產(chǎn)生具有來(lái)自兩種聚合物懸浮液的粒子的烯 烴聚合物懸浮液的步驟。為了任選使用在美國(guó)專利6，225，421中公開(kāi)的用于生產(chǎn)“雙峰”樹脂的方法，在第 二聚合反應(yīng)器內(nèi)添加高分子量的嵌段，并添加非常低水平的氫氣以控制分子量。與上游反應(yīng)器的情況相同，可以使用任意已知技術(shù)從第二聚合反應(yīng)器中抽出聚合 物懸浮液(S’)。然后，將抽出的物流進(jìn)行后續(xù)處理，從而將聚合物產(chǎn)物與未反應(yīng)的單體和 稀釋劑分開(kāi)。如本文中所使用的術(shù)語(yǔ)“烯烴聚合物”包含烯烴的均聚物和烯烴的共聚物兩者，同 時(shí)一種或多種其他烯烴(或單體)能夠與所述烯烴發(fā)生共聚。優(yōu)選的烯烴可以選自包含 2 12個(gè)碳原子的1-烯烴，包括乙烯、丙烯、丁烯、己烯和辛烯。本發(fā)明的方法適用于生產(chǎn)烯烴聚合物，更特別適合生產(chǎn)乙烯聚合物組合物。其非 常適合于獲得包含聚合物(A)和聚合物(B)的乙烯聚合物組合物，所述聚合物(A)和聚合 物(B)具有不同的共聚單體含量和不同的分子質(zhì)量(即“雙峰”等級(jí))，但也適用于在所有 聚合區(qū)內(nèi)具有幾乎相同的共聚單體含量和分子質(zhì)量的等級(jí)(即“單峰”等級(jí))。所述稀釋劑(D)可以是在聚合條件下是液體的任意稀釋劑且在那些條件下形成 的大部分聚合物在其中不溶解。所述稀釋劑優(yōu)選為含有3 8個(gè)碳原子的無(wú)環(huán)脂族烴，尤 其是可以選自丙烷、異丁烷、戊烷和己烷。在所述聚合步驟中，通?？梢岳斫猓艘环N或多種烯烴和稀釋劑之外，還可存在 其他化合物，包括助催化劑(特別是烷基化物(alkyls))和其他的分子量控制劑如氫氣。所 述助催化劑可選自烷基鋁如三乙基鋁或TEAL、三異丁基鋁或TIBAL、乙基二氯化鋁或EADC、 以及二乙基氯化鋁或DEAC。在所述聚合步驟中，可使用使烯烴發(fā)生聚合的任意催化劑。這些可包括齊格勒型 催化劑、基于鉻或釩的催化劑、茂金屬催化劑、以及基于過(guò)渡金屬的那些催化劑。術(shù)語(yǔ)“分餾塔”或“分餾器”是指由至少2個(gè)級(jí)構(gòu)成并具有塔頂冷凝器的任何分餾 裝置。所述塔的內(nèi)部構(gòu)件優(yōu)選為能夠處理一部分固體而不會(huì)堵塞的2塊以上的塔板(更優(yōu) 選4塊以上)(優(yōu)選“雙流動(dòng)”型)。優(yōu)選地，所述塔頂冷凝器為直接連接至分餾塔的頂部的 螺流式冷凝器。所述方法的任選實(shí)施方案在第二反應(yīng)區(qū)或反應(yīng)器與下游設(shè)備之間提供了一種水 力旋流濃縮分離器。與關(guān)于第一反應(yīng)器所述的方法相同，這用于對(duì)固體進(jìn)行進(jìn)一步濃縮以 對(duì)下游的循環(huán)設(shè)備減負(fù)并將未反應(yīng)的催化劑和“細(xì)?！毖h(huán)回到第二反應(yīng)器中。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1使用本發(fā)明所述的方法以及圖1中所述的設(shè)施生產(chǎn)了雙峰等級(jí)的聚合物。在裝 有異丁烷的第一環(huán)式反應(yīng)器1中利用齊格勒型催化劑連續(xù)地對(duì)乙烯進(jìn)行聚合，從而形成包 含約35重量％乙烯均聚物粒子的懸浮液。所述反應(yīng)器1中的溫度為約205° F，且壓力為 約550psig。以10千磅/小時(shí)(kpph)的速率連續(xù)地向反應(yīng)器9供應(yīng)乙烯。通過(guò)管線3以 51kpph的速率連續(xù)地抽出一部分在反應(yīng)器1中形成的聚合物粒子的懸浮液。以Skpph的總 速率向反應(yīng)器1供應(yīng)異丁烷稀釋劑。將通過(guò)管線19供應(yīng)的這種循環(huán)異丁烷稀釋劑流的一 小部分(Ikpph)與離開(kāi)反應(yīng)器1的聚合物懸浮液合并。如此稍微稀釋的懸浮液包含約34 重量％的聚合物粒子并連續(xù)地被送至水力旋流分離器4中。利用泵6的速度控制和控制閥 5對(duì)水力旋流分離器的分離進(jìn)行控制，從而使得物流(F)離開(kāi)水力旋流器并通過(guò)管線7在 32kpph的速率下返回至反應(yīng)器1，且濃縮的懸浮液(⑶)通過(guò)管線8在ISkpph的速率下離 開(kāi)水力旋流器。返回至反應(yīng)器1的物流(F)包含約18重量％的聚合物粒子，且各液體組分 的流速為異丁烷^kpph、乙烯272pph和壓8. 4pph。所述懸浮液(⑶)包含56重量％的聚 合物粒子，且各液體組分的流速為異丁烷8kpph、乙烯126pph和氫氣4. Ipph0借助于下泄 閥5經(jīng)管線8將懸浮液(CS)送至容器12，所述容器12內(nèi)的壓力為約140psig。通過(guò)管線 18在2kpph的流速下將來(lái)自循環(huán)系統(tǒng)的異丁烷稀釋劑和己烯引入容器12內(nèi)。在容器12底 部收集的所生成的聚合物懸浮液包含約50重量％的聚合物粒子。在容器12中收集的聚合 物懸浮液的溫度為約157° F。用于容器12的夾套內(nèi)的蒸汽流速為1200pph。來(lái)自容器12 頂部的輕質(zhì)氣體向上移動(dòng)而通過(guò)分餾塔25，其中未被塔頂冷凝器16冷凝的氣體通過(guò)管線 17排除。塔頂氣體的溫度為92° F。在容器12中收集的懸浮液中剩余H2的總濃度為 0.00058重量％。與塔頂輕質(zhì)氣體流一起離開(kāi)的異丁烷稀釋劑和乙烯的流速分別
和 108pph。通過(guò)泵10和11將脫氣的懸浮液從容器12泵送出去并通過(guò)管線14將該物流的一 部分返回至容器12，同時(shí)通過(guò)管線13在約20kpph的流速下將所述物流的剩余部分引入反 應(yīng)器2中。在14kpph的速率下，還直接向反應(yīng)器2中添加異丁烷稀釋劑和己烯的物流。反應(yīng) 器2中的溫度和壓力條件分別為185° F和425psig。所述反應(yīng)器2中的己烯濃度為約5. 8 重量％。以44kpph的總流速?gòu)姆磻?yīng)器2中抽出聚合物組合物粒子的懸浮液的一部分，且該 懸浮液包含約45重量％的聚合物組合物粒子，所述聚合物組合物包含乙烯均聚物和乙烯/ 己烯共聚物?？偟木酆衔锪魉贋榧s20kpph。將抽出的懸浮液送至聚合物分離工序，其中將聚合物物流與稀釋劑和未反應(yīng)的單 體分開(kāi)，所述稀釋劑和未反應(yīng)的單體做進(jìn)一步處理以進(jìn)行回收。實(shí)施例2作為與現(xiàn)有技術(shù)方法的比較，除了省略了從反應(yīng)器1轉(zhuǎn)移到水力旋流器4之外，再 次重復(fù)執(zhí)行實(shí)施例1中所述的方法來(lái)生產(chǎn)雙峰等級(jí)的聚合物。將反應(yīng)器1的條件和聚合速 率保持為與實(shí)施例1中的相同，且分別以IOkpph的速率和25pph的速率連續(xù)地向反應(yīng)器1 供應(yīng)乙烯和氫氣。反應(yīng)器1的異丁烷稀釋劑的需要量為18. 5kpph。將從聚合反應(yīng)器1抽出的聚合物懸浮液直接送入中等壓力的閃蒸容器12內(nèi)，所述聚合物懸浮液包含約35重量％ 的乙烯均聚物粒子。在接近于零的流速下將來(lái)自循環(huán)系統(tǒng)的異丁烷稀釋劑和己烯通過(guò)管線 18引入容器12內(nèi)，使得不會(huì)對(duì)在容器12底部收集的聚合物懸浮液造成進(jìn)一步稀釋，所述 聚合物懸浮液包含約35重量％的聚合物粒子。容器12的壓力與實(shí)施例1中的相同。將用 于容器夾套內(nèi)的蒸汽流速保持為與實(shí)施例1中的相同。塔頂氣體的溫度為92° F，且容器 12內(nèi)的溫度為153° F。在容器12內(nèi)收集的懸浮液中剩余吐的總重量濃度為0. 00095重 量％。與塔頂輕質(zhì)氣體流一起離開(kāi)的異丁烷稀釋劑和乙烯的流速分別為753pph和273pph。在約28. 5kpph的流速下通過(guò)管線13將脫氣懸浮液引入反應(yīng)器2中。將所述環(huán)式 反應(yīng)器2保持在與先前實(shí)施例相同的條件下并分別以IOkpph和556pph的速率連續(xù)地向其 中供應(yīng)補(bǔ)加的乙烯和己烯。在5. 5kpph的速率下直接向反應(yīng)器2添加異丁烷稀釋劑和己烯 的物流。從反應(yīng)器2抽出的聚合物懸浮液的流速和組成與實(shí)施例1中的相同。比較實(shí)施例1和實(shí)施例2，顯示了在相同的“雙峰”樹脂生產(chǎn)速率下水力旋流器對(duì) 輕質(zhì)氣體移除設(shè)備的補(bǔ)償作用(其中反應(yīng)器之間的H2移除效率很重要)。對(duì)于產(chǎn)量為約 IOkpph的第一反應(yīng)器，在傳遞至第二反應(yīng)器的液體中剩余的％ H2在優(yōu)選的實(shí)施例1方法中 明顯較低，為0.00058%，而實(shí)施例2的方法為0.00095% (不是根據(jù)本發(fā)明的)。另外，通 過(guò)管線17離開(kāi)的輕質(zhì)氣體流中異丁烷和乙烯的流速，實(shí)施例1的方法要明顯低于實(shí)施例2， 所述異丁烷和乙烯將必須另外進(jìn)行處理以對(duì)其再使用。異丁烷和乙烯的這些流速，實(shí)施例1 分別為299pph和108pph,實(shí)施例2分別為753pph和273pph。另外，在實(shí)施例2 (不是根據(jù) 本發(fā)明)中，泵10和11必須為反應(yīng)器2提供^kpph的流速，而實(shí)施例1中為20kpph(同 時(shí)泵發(fā)動(dòng)機(jī)的功率需求更低)實(shí)施例1和2的比較表明，本發(fā)明的方法使得H2和乙烯輕質(zhì)氣體可與離開(kāi)第一反 應(yīng)器的聚合物粒子進(jìn)行有效分離而不會(huì)過(guò)度損失稀釋劑且不會(huì)過(guò)度消耗動(dòng)力，同時(shí)使得所 述第一反應(yīng)器能夠在優(yōu)選< 40重量％固體濃度下以受控的方式運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)烯烴聚合物組合物的方法，該方法包括以下步驟(a)提供至少一種烯烴用于在存在稀釋劑和催化劑的條件下在第一反應(yīng)區(qū)中進(jìn)行連續(xù) 聚合，以產(chǎn)生在反應(yīng)區(qū)內(nèi)循環(huán)且包含稀釋劑和烯烴聚合物的固體粒子的漿料，(b)抽出部分循環(huán)漿料并將其送入濃縮器，在那里漿料被分離成兩個(gè)物流，該物流包括(1)包含稀釋劑和催化劑和/或聚合物的貧聚合物物流；和(2)包含聚合物粒子的濃縮懸浮液的第二物流；(c)在等于第二物流總流速的至少0.4倍的受控流速下，將貧聚合物物流循環(huán)至第一 聚合反應(yīng)區(qū)；和(d)將含聚合物粒子的第二物流的一部分轉(zhuǎn)移至第二聚合反應(yīng)器區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在進(jìn)入第二反應(yīng)器區(qū)之前，通過(guò)分餾塔對(duì)第二物流 的至少一部分進(jìn)行分餾。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中直接離開(kāi)分餾塔的塔頂氣體含有<0.01重量％的聚 合物粒子或細(xì)粒。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中進(jìn)入第二反應(yīng)器區(qū)的氫氣的濃度降至從第一反應(yīng)器 區(qū)抽出的漿料中氫氣濃度的約80 約99重量％。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第二物流懸浮液具有30重量％ 約65重量％之間 的固體濃度。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中第二物流懸浮液具有50重量％ 約60重量％之間 的固體濃度。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一反應(yīng)區(qū)中循環(huán)漿料的約直至約20%被抽出 并送至濃縮器。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中第一反應(yīng)區(qū)中循環(huán)漿料的約直至約5%被抽出并 送至濃縮器。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中對(duì)第一物流的流速進(jìn)行控制，以將第二物流中的固 體含量保持為大于第一聚合反應(yīng)區(qū)內(nèi)的聚合物漿料的固體含量。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中第二物流中的固體含量比第一聚合反應(yīng)區(qū)內(nèi)的聚 合物漿料的固體含量大約15重量％ 30重量％。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中將漿料稀釋到固體濃度比第二物流低至少0.1重 量％，從而產(chǎn)生稀釋的漿料。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中對(duì)第一物流的流速進(jìn)行控制，以將第一聚合區(qū)內(nèi)的 催化劑產(chǎn)率保持在比繞開(kāi)濃縮器容器時(shí)大10%。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中被送入濃縮器的漿料被連續(xù)地從第一聚合區(qū)抽出。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中濃縮器為水力旋流分離器。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中催化劑產(chǎn)率為所提供的每一磅催化劑至少10，000 磅的烯烴聚合物。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一物流在第二物流的總流速的0.8倍以上的速率 下運(yùn)行。
17.如權(quán)利要求9所述的方法，其中將第二物流中的固體含量控制到比第一聚合反應(yīng)區(qū)內(nèi)的聚合物漿料的固體含量大至少20重量％。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第二聚合區(qū)內(nèi)的聚合物懸浮液的固體含量比第一 聚合區(qū)內(nèi)的聚合物漿料的固體含量大。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中第二聚合區(qū)內(nèi)的聚合物懸浮液的固體含量比第一 聚合區(qū)內(nèi)的聚合物漿料的固體含量大至少10重量％。
20.如權(quán)利要求2所述的方法，其中分餾塔在比第一反應(yīng)區(qū)的壓力低約50psig 約 300psig的壓力下運(yùn)行。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其還包括下述步驟向第二聚合反應(yīng)器區(qū)添加具有約 30重量％ 約60重量％的固體濃度的第二濃縮聚合物懸浮液，以產(chǎn)生具有來(lái)自兩種聚合 物懸浮液的粒子的烯烴聚合物懸浮液。
22.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第二物流被送至分餾塔，從該分餾塔收集具有約30 重量％ 約60重量％的固體濃度的第二濃縮聚合物懸浮液并將其轉(zhuǎn)移至第二聚合區(qū)。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其中分餾塔是由至少2個(gè)級(jí)組成并具有塔頂冷凝器的 任意分餾裝置。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中塔頂冷凝器是直接連接至分餾塔的頂部的螺流式 冷凝器。
25.如權(quán)利要求2所述的方法，其中使用一個(gè)或多個(gè)開(kāi)式葉輪離心泵將從分餾塔底部 收集的部分或全部的脫氣漿料泵送至第二聚合反應(yīng)區(qū)。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中通過(guò)使用循環(huán)管線控制通過(guò)離心泵的總流速。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其中通過(guò)串聯(lián)的至少兩個(gè)泵產(chǎn)生的總頭壓力為至少 250psio
28.如權(quán)利要求1所述的方法，其中用于聚合的催化劑是齊格勒型催化劑。
29.如權(quán)利要求1所述的方法，其中用于聚合的催化劑是基于鉻的催化劑。
30.如權(quán)利要求1所述的方法，其中用于聚合的催化劑是茂金屬催化劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及聚烯烴的生產(chǎn)方法。本發(fā)明涉及生產(chǎn)烯烴聚合物組合物、尤其是聚乙烯的改進(jìn)的方法，所述方法將兩個(gè)伸長(zhǎng)的管狀閉環(huán)反應(yīng)區(qū)(或所謂的“漿料環(huán)路”聚合反應(yīng)器)和位于所述兩個(gè)反應(yīng)區(qū)之間的固體濃縮器合并在一起，對(duì)所述固體濃縮器進(jìn)行優(yōu)化控制以獲得制備包含“雙峰”聚合物的一系列聚合物組合物所需要的期望的反應(yīng)器濃度和下游固體濃度，其中在反應(yīng)器之間對(duì)氫氣進(jìn)行分離是重要的。本發(fā)明還涉及用于實(shí)施所述方法的設(shè)施。
文檔編號(hào)C08F2/01GK102120784SQ20101060194
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者瓦西姆·拉希梅, 馬克·A·格斯納 申請(qǐng)人:伊內(nèi)奧斯美國(guó)公司