專利名稱：聚合反應(yīng)器的連續(xù)取出技術(shù)和壓力控制的制作方法
聚合反應(yīng)器的連續(xù)取出技術(shù)和壓力控制
背景技術(shù)：
本公開內(nèi)容一般地涉及聚烯烴生產(chǎn)，且更具體地，涉及在聚烯烴反應(yīng)器系統(tǒng)中使用2個或更多個聚合反應(yīng)器的技術(shù)和系統(tǒng)。這一部分意欲向讀者介紹可能與在以下描述和/或要求保護的本公開內(nèi)容的各方面相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)方面。這種討論據(jù)信有助于給讀者提供背景技術(shù)信息以利于更好地理解本公開內(nèi)容的各個方面。因此，應(yīng)當(dāng)理解，這些陳述應(yīng)按此目的進行閱讀，而不是作為對現(xiàn)有技術(shù)的確認。隨著化學(xué)和石化技術(shù)的發(fā)展，這些技術(shù)的產(chǎn)品在社會中已變得日益普遍。特別地，因為將簡單的分子結(jié)構(gòu)單元連接成更長鏈(或聚合物)的技術(shù)已經(jīng)取得進展，聚合物產(chǎn)品(通常呈各種塑料的形式)已經(jīng)被越來越多地結(jié)合到各種日常生活用品中。例如，聚烯烴聚
合物，如聚乙烯、聚丙烯和它們的共聚物，被用于零售和藥物包裝、食品和飲料包裝(諸如果汁和碳酸飲料瓶)、家用容器(諸如桶和盒)、家用物品(諸如用具、家具、地毯和玩具)、汽車部件、管道、導(dǎo)管和各種工業(yè)產(chǎn)品?？梢詮亩喾N單體生產(chǎn)出聚烯烴，諸如乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯、癸烯和其它結(jié)構(gòu)單元。如果將一種單體用于聚合，那么聚合物稱作同聚物，而不同單體的集合會產(chǎn)生共聚物或三元共聚物，諸如此類。可以將單體加入聚合反應(yīng)器(諸如液相反應(yīng)器或氣相反應(yīng)器)中，在其中將它們轉(zhuǎn)化成聚合物。在液相反應(yīng)器中，可以使用惰性的烴(諸如異丁烷、丙烷、正戊烷、異戊烷、新戊烷和/或正己烷)作為稀釋劑，以傳送反應(yīng)器的內(nèi)容物。還可以將催化劑加入反應(yīng)器中，以促進聚合反應(yīng)。這樣的催化劑的一個實例是，在二氧化硅載體上的含有六價鉻的氧化鉻。不同于單體，在聚合反應(yīng)中通常不消耗催化劑。隨著聚合物鏈在聚合過程中延長，生成稱作“松散物(fluff)”或“片狀物”或“粉末”的固體顆粒。所述松散物可能具有一種或多種令人感興趣的熔融、物理、流變學(xué)和/或機械性質(zhì)，例如密度、熔體指數(shù)(MI)、熔體流量(MFR)、共聚物含量、共聚單體含量、模量和結(jié)晶度。不同的松散物性質(zhì)可能是合乎需要的，這取決于聚烯烴松散物或隨后丸?；乃缮⑽镆獞?yīng)用的用途。控制反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)條件，如溫度、壓力、化學(xué)品濃度、聚合物生產(chǎn)率、催化劑類型等等，可能影響松散物性質(zhì)。在一些情況下，為了實現(xiàn)某些希望的聚合物特征，總聚合條件可能要求使用超過一個反應(yīng)器，每個反應(yīng)器具有它自己的條件集合。這樣的聚合物可能是多模態(tài)聚合物，其中至少2種聚合物(每種具有不同的分子量分數(shù))組合成一種聚合物產(chǎn)物。一般而言，在每個反應(yīng)器中生產(chǎn)的聚烯烴會懸浮于稀釋劑中，以形成產(chǎn)物料漿。所述反應(yīng)器可以串聯(lián)，使得來自一個反應(yīng)器的產(chǎn)物料漿可以轉(zhuǎn)移至后續(xù)的反應(yīng)器，諸如此類，直到生成具有希望的特征集合的聚合物。例如，串聯(lián)的2個反應(yīng)器可以生產(chǎn)雙模態(tài)聚合物；三模態(tài)聚合物可能需要3個反應(yīng)器，諸如此類。在一些情況下，從一個反應(yīng)器向下一個反應(yīng)器轉(zhuǎn)移的料漿的流動可能是不穩(wěn)定的(例如，遍布于料漿中的固體的不均勻分布)，從而導(dǎo)致固體從稀釋劑中“鹽析”。這樣的情形可能造成在轉(zhuǎn)移過程中的堵塞(clogging)，或可能造成反應(yīng)器塞滿(clog)，從而產(chǎn)生反應(yīng)器阻塞(fouling)。就堵塞可能導(dǎo)致偏離希望的反應(yīng)條件集合而言，在反應(yīng)器內(nèi)生產(chǎn)的聚合物產(chǎn)物可能不會滿足希望的規(guī)范；也就是說，產(chǎn)物可能是“不合格的”。可以理解，串聯(lián)的一個或多個反應(yīng)器的阻塞可能造成由所述系統(tǒng)生產(chǎn)的最終的聚烯烴明顯不合格。在極端的或失控的阻塞情形下，可能完全喪失對過程的控制，采用串聯(lián)反應(yīng)器的系統(tǒng)的一部分可能變得被聚合物塞住(plugged)，需要大量停工期(例如，1-3周)來清除。不幸的是，在這期間，所述聚合系統(tǒng)不可能運行，也就不可能生產(chǎn)聚烯烴。因而，可能合乎需要的是，通過防止反應(yīng)器堵塞并在轉(zhuǎn)移過程中維持穩(wěn)定的料漿來避免阻塞。使采用串聯(lián)的多個反應(yīng)器的這種工藝流線化，可能導(dǎo)致增加的效率、更少的系統(tǒng)停工期和增加的總生產(chǎn)能力。


在閱讀以下的詳細描述及參考附圖后，可以明顯地看出本公開內(nèi)容的優(yōu)點，在附圖中
圖I的方框流程圖描繪了用于根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的一個實施方案連續(xù)生產(chǎn)聚烯烴的聚烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)；圖2是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的一個實施方案的雙反應(yīng)器系統(tǒng)的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的一個實施方案的雙反應(yīng)器系統(tǒng)的連續(xù)取出(take off)裝置的圖解；圖4是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的一個實施方案的雙反應(yīng)器系統(tǒng)的管道部件(pipingfeature)的圖解；圖5是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的一個實施方案用于聚烯烴回收和稀釋劑再循環(huán)的閃蒸管線(flashline)的圖解；和圖6是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的一個實施方案的雙反應(yīng)器系統(tǒng)的運行方法的方框流程圖。
具體實施例方式以下將描述本公開內(nèi)容的一個或多個具體實施方案。為了盡力提供這些實施方案的簡要描述，在說明書中沒有描述實際實施中的所有特征。應(yīng)當(dāng)理解，在任何這樣的實際實施的開發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計項目中，必須做出許多實施特異性的決定以實現(xiàn)開發(fā)者的具體目標(biāo)，例如順應(yīng)與系統(tǒng)相關(guān)和與商業(yè)有關(guān)的限制，這些限制在一種實施與另一種實施間可能不同。而且，應(yīng)當(dāng)理解，這樣的開發(fā)工作可能是復(fù)雜的和耗時的，但對具有本公開內(nèi)容的益處的普通技術(shù)人員來說，這樣的開發(fā)工作不過是設(shè)計、制造和制備的常規(guī)事務(wù)。I.聚烯烴牛產(chǎn)工藝-概沭從聚烯烴制成的產(chǎn)品作為塑料產(chǎn)品在社會中已變得日益普遍。這些聚烯烴的一個益處是，當(dāng)與各種貨物或產(chǎn)品接觸時，它們通常不會反應(yīng)。具體地，從聚烯烴制成的塑料產(chǎn)品被用于零售和藥物包裝(諸如陳列袋、瓶子和藥物容器)、食品和飲料包裝(諸如果汁和碳酸飲料瓶)、家用和工業(yè)容器(諸如壺、桶和盒)、家用物品(諸如用具、家具、地毯和玩具)、汽車部件、流體、氣體和電傳導(dǎo)產(chǎn)品(諸如電纜包皮、管道和導(dǎo)管)和各種其它工業(yè)產(chǎn)品和消費產(chǎn)品。聚烯烴的廣泛的居住、商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用已轉(zhuǎn)化為對原料聚烯烴的大量需求，所述原料聚烯烴可以擠出、注塑、吹塑或以其它方式形成最終的消費產(chǎn)品或部件。
在聚烯烴的生產(chǎn)中，聚合反應(yīng)器(其將單體聚合成聚烯烴)和擠出機(其將聚烯烴轉(zhuǎn)化成聚烯烴丸粒)通常是進行連續(xù)運行的聚合系統(tǒng)的部件。然而，在整個聚烯烴工藝中，可以采用多種連續(xù)的和批式的系統(tǒng)?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，先參看圖1，該框圖描述了用于生產(chǎn)聚烯烴(諸如聚乙烯同聚物、共聚物和/或三元共聚物)的一個示例性的制備方法10。各種供給裝置12可以通過管線、搬運車、圓筒、桶等給制備系統(tǒng)10提供反應(yīng)器原料14。供給裝置12可以包括非現(xiàn)場的(off-site)和/或在現(xiàn)場的(on-site)設(shè)施，包括烯烴廠、精煉廠、催化劑廠等。可能的原料14的實例包括烯烴單體和共聚單體(諸如乙烯、丙烯、丁烯、己烯、辛烯和癸烯)、稀釋劑(諸如丙烷、異丁烷、正己烷和正庚烷)、鏈轉(zhuǎn)移劑(諸如氫)、催化劑(諸如Ziegler催化劑、Ziegler-Natta催化劑、鉻催化劑和茂金屬催化劑)、助催化劑(諸如三乙基燒基招(triethylaluminum alkyl)、三乙基硼和甲基招氧燒)和其它添加劑。在乙烯單體的情況下，示例性的乙烯原料可以通過管線在約800-1450磅/平方英寸表壓(psig)在45-65° F下供應(yīng)。示例性的氫原料也可以通過管線來供應(yīng)，但在約900-1000psig在90-110° F下。當(dāng)然，對于乙烯、氫和其它原料14，可存在多種供給條件。A.進料系統(tǒng) 供給裝置12通常提供原料14到反應(yīng)器進料系統(tǒng)16，在此可以貯存原料14，例如在單體貯存和進料罐、稀釋劑容器、催化劑罐、助催化劑筒和罐等中。在所述進料系統(tǒng)16中，原料14可以在作為進料物流18引入到反應(yīng)器系統(tǒng)20的聚合反應(yīng)器之前被處理或加工。例如，原料14，諸如單體、共聚單體和稀釋劑，可以通過處理床(諸如分子篩床、鋁填料等)傳送至進料系統(tǒng)16中，以除去催化劑毒物。這樣的催化劑毒物可以包括，例如，水、氧、一氧化碳、二氧化碳和含有硫、氧或鹵素的有機化合物。根據(jù)將被進料的反應(yīng)器系統(tǒng)20內(nèi)的一個或多個反應(yīng)器的類型，所述烯烴單體和共聚單體可以是液體、氣體或超臨界流體。此夕卜，在運行中，進料系統(tǒng)16也可以儲存、處理和計量回收的反應(yīng)器流出物，以用于再循環(huán)到反應(yīng)器系統(tǒng)20。實際上，在進料系統(tǒng)16中的操作通常接收原料14和回收的反應(yīng)器流出物物流兩者。應(yīng)當(dāng)指出，通常僅有相對小量的新補加的稀釋劑作為原料14被利用，給聚合反應(yīng)器供應(yīng)的大部分稀釋劑從反應(yīng)器流出物中回收。進料系統(tǒng)16還可以制備或調(diào)節(jié)添加到聚合反應(yīng)器的其它原料14，如催化劑。例如，可以如下文所述活化催化劑，然后在催化劑制備罐中與稀釋劑(諸如異丁烷或己烷)或礦物油混合。如上所述，催化劑也可以從反應(yīng)器流出物中回收。原料14和回收的反應(yīng)器流出物一起在進料系統(tǒng)16中被加工，并作為進料物流18 (諸如單體、共聚單體、稀釋劑、催化齊U、助催化劑、氫、添加劑或它們的組合的物流)進料到反應(yīng)器系統(tǒng)20中。此外，進料系統(tǒng)16通常會計量和控制原料14向反應(yīng)器系統(tǒng)20中的加入速率，以維持希望的反應(yīng)器穩(wěn)定性和/或?qū)崿F(xiàn)希望的聚烯烴性質(zhì)或生產(chǎn)率。B.反應(yīng)器系統(tǒng)反應(yīng)器系統(tǒng)20可以具有一個或多個反應(yīng)器容器，諸如液相反應(yīng)器、氣相反應(yīng)器或它們的組合。多個反應(yīng)器可以設(shè)置成串聯(lián)、并聯(lián)或任何其它適當(dāng)?shù)慕M合或構(gòu)型。在聚合反應(yīng)器容器中，聚合一種或多種烯烴單體，以形成包含聚合物微粒(通常稱為松散物或顆粒)的產(chǎn)物。所述松散物可能具有一種或多種令人感興趣的熔融、物理、流變學(xué)和/或機械性質(zhì)，例如密度、熔體指數(shù)(MI)、熔體流量(MFR)、共聚物或共聚單體含量、模量和結(jié)晶度?？梢赃x擇反應(yīng)條件如溫度、壓力、流量、機械攪拌、產(chǎn)物取出、組分濃度、聚合物生產(chǎn)率等，以實現(xiàn)希望的松散物性質(zhì)。除了一種或多種烯烴單體以外，通常向所述反應(yīng)器中添加促進單體聚合的催化齊U。所述催化劑可以是懸浮在反應(yīng)器內(nèi)的流體介質(zhì)中的顆粒。一般而言，可以使用Ziegler催化劑、Ziegler-Natta催化劑、茂金屬和其它公知的聚烯烴催化劑以及助催化劑。這樣的催化劑的一個實例是在二氧化硅載體上的含有六價鉻的氧化鉻催化劑。進料系統(tǒng)16中增加的催化劑轉(zhuǎn)化也可能實現(xiàn)反應(yīng)器系統(tǒng)20中更高的MI潛力。除了上述的原料14以外，可以將稀釋劑加入液相反應(yīng)器中。根據(jù)聚合物松散物或料漿的希望的性質(zhì)，所述稀釋劑可以是在反應(yīng)條件下為液體或超臨界流體的惰性烴。所述稀釋劑可以包括異丁烷、丙烷、正戊烷、異戊烷、新戊烷、正己烷、環(huán)己烷、環(huán)戊烷、甲基環(huán)戊烷、乙基環(huán)己烷等等或它們的組合。稀釋劑的目的通常是，將催化劑顆粒和聚合物懸浮在反應(yīng)器內(nèi)。應(yīng)當(dāng)指出，反應(yīng)器內(nèi)的溫度和壓力可能影響稀釋劑的溶解度性質(zhì)。例如，在某些溫度和/或壓力下，所述稀釋劑可能是液體或超臨界流體。實際上，在一些實施方案中，所述
反應(yīng)器可以保持在或高于反應(yīng)器內(nèi)容物的臨界溫度、臨界壓力或二者組合處。例如，反應(yīng)器的條件可以使得，在所述反應(yīng)器內(nèi)的稀釋劑和所有其它聚合組分(諸如原料14)是超臨界流體。在這樣的超臨界條件下，在聚合組分的液相和氣相之間可能非常缺乏熱力學(xué)轉(zhuǎn)換。與稀釋劑是液體時的條件相比，所述反應(yīng)器系統(tǒng)20的一個或多個反應(yīng)器所維持的超臨界條件，可能允許在所述反應(yīng)器內(nèi)更高的混合速率、更高的流量、更快的分散等。作為一個實例，在一種實現(xiàn)中，所述反應(yīng)器可以使用丙烷作為稀釋劑，且可以運行在或高于整個反應(yīng)器內(nèi)容物的臨界點。因此，例如，丙烷稀釋劑和其它聚合組分維持為超臨界流體。應(yīng)當(dāng)指出，多種因素可能影響反應(yīng)器內(nèi)容物的臨界溫度和壓力。這樣的因素可以包括、但不限于聚合組分的相對濃度、存在于聚合組分內(nèi)的雜質(zhì)的量(諸如在支鏈烴稀釋劑中的直鏈烴的量)、其它催化劑毒物(諸如水、CO2和O2)等。因此，可能希望監(jiān)測反應(yīng)器內(nèi)容物的性質(zhì)，以確定所述反應(yīng)器是否運行在超臨界條件下。在其它實施方案中，所述反應(yīng)器可能運行在半超臨界條件下，諸如低于反應(yīng)器內(nèi)容物的臨界壓力、但是在或高于臨界溫度，或低于臨界溫度、但是高于臨界壓力。在反應(yīng)器系統(tǒng)20中的反應(yīng)器內(nèi)可存在運動裝置。例如，在液相反應(yīng)器(諸如環(huán)路料漿反應(yīng)器)內(nèi)，葉輪可以在流體介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生湍動混合區(qū)。所述葉輪可以由馬達驅(qū)動，以推動流體介質(zhì)以及懸浮在所述流體介質(zhì)內(nèi)的任何催化劑、聚烯烴松散物或其它固體微粒穿過所述反應(yīng)器的封閉回路。類似地，在氣相反應(yīng)器(諸如流化床反應(yīng)器或活塞流反應(yīng)器)內(nèi)，可以使用一個或多個平槳或攪拌器來混合在所述反應(yīng)器內(nèi)的固體顆粒。C.流出物處理和料回收反應(yīng)器系統(tǒng)20內(nèi)的反應(yīng)器的排出物22可以包括聚合物松散物以及非聚合物組分，諸如稀釋劑、未反應(yīng)的單體/共聚單體和殘余的催化劑。在離開反應(yīng)器系統(tǒng)20以后，所述排出物22可以隨后被加工，例如被流出物處理系統(tǒng)24加工，以將非聚合物組分26 (例如，稀釋劑、未反應(yīng)的單體和催化劑)與所述聚合物松散物28分離。可以加工回收的非聚合物組分26，例如通過分餾系統(tǒng)30，以除去不希望的重和輕組分。分餾的產(chǎn)物物流32然后可以通過進料系統(tǒng)16返回到反應(yīng)器系統(tǒng)20。另外，一些或所有非聚合物組分26可以更直接地經(jīng)由未分餾的產(chǎn)物流34再循環(huán)到進料系統(tǒng)16，從而繞過分餾系統(tǒng)30。另外，在一些實施方案中，所述分餾系統(tǒng)30可以分餾原料14，然后將其引入進料系統(tǒng)16。例如，可以使單體組分與稀釋劑組分分離，使得聚合組分中的任一種或組合可以受控地進入反應(yīng)器系統(tǒng)20。可以在流出物處理系統(tǒng)24內(nèi)和/或在擠出/裝載系統(tǒng)36中，進一步加工聚合物松散物28，如下文所述。盡管沒有圖示，但是在流出物處理系統(tǒng)24中的聚合物顆粒和/或殘余的活性催化劑中間體可以返回反應(yīng)器系統(tǒng)20以進一步聚合，諸如在不同類型的反應(yīng)器中或在不同的反應(yīng)條件下。D.擠出/裝載系統(tǒng)在擠出/裝載系統(tǒng)36中，通常對聚合物松散物28進行擠出，以生產(chǎn)具有所需的機械、物理和熔融特性的聚合物粒料38。擠出機進料可含有添加劑諸如UV抑制劑和過氧化物，它們被添加到所述聚合物松散物28中來賦予擠出的聚合物粒料38所需的特性。在擠出/裝載系統(tǒng)36內(nèi)的擠出機/造粒機接收擠出機進料，所述擠出機進料含有聚合物松散物28和已經(jīng)加入的任何添加劑。擠出機/造粒機加熱并熔融擠出機進料，所述進料隨后可以在壓力下通過擠出/裝載系統(tǒng)36的造粒機模具擠出(諸如通過雙螺桿擠出機)，以形成聚烯 烴粒料38。這樣的粒料38可以在水系統(tǒng)中冷卻，所述水系統(tǒng)設(shè)置在擠出機/造粒機的排出口處或附近。一般而言，所述聚烯烴粒料然后可以輸送到產(chǎn)物裝載區(qū)，在該區(qū)域，所述粒料可以被貯存、與其它粒料混合和/或裝載到有軌車、搬運車、袋等中，以便分銷給消費者40。在聚乙烯的情況下，運送給消費者40的粒料38可以包括低密度聚乙烯(LDPE)、直鏈低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和強化聚乙烯(enhancedpolyethylene)?？梢凿N售各種類型和等級的聚乙烯粒料38,例如在Chevron-PhillipsChemical Company, LP, Woodlands, Texas, USA 的商標(biāo)名 MilHex 聚乙烯或 MarFlex 聚乙烯下。聚烯烴制備方法10的聚合和流出物處理部分可以稱作方法10的“濕”端42或“反應(yīng)”側(cè)，而聚烯烴方法10的擠出/裝載部分可以稱作聚烯烴方法10的“干”端44或“精整”側(cè)。E.消費者、應(yīng)用和最終用途生產(chǎn)的聚烯烴(例如，聚乙烯)粒料38可以用于制備多種產(chǎn)品、部件、家用物品和其它物品，包括粘合劑(諸如熱熔粘合劑應(yīng)用)、電線和電纜、農(nóng)用薄膜、收縮薄膜、拉伸薄膜、食品包裝薄膜、食品軟包裝、奶容器、冷凍食品包裝、垃圾和罐襯里、食品雜貨袋、重包裝袋、塑料瓶、安全設(shè)備、涂料、玩具以及大量容器和塑料制品。最終，由粒料38形成的所述產(chǎn)品和部件可以被進一步加工和組裝，以發(fā)送和銷售給消費者。例如，聚乙烯奶瓶可用奶裝填以分銷給消費者，或者可以將燃料箱安裝在汽車上以發(fā)送和銷售給消費者。為了從所述粒料38形成最終產(chǎn)品或部件，一般使所述粒料38經(jīng)歷進一步的加工，例如吹塑、注塑、旋轉(zhuǎn)模塑、吹塑薄膜、流延薄膜、擠出(諸如片材擠出、管和波紋件擠出、涂層/層壓擠出等)等。吹塑是用來制備中空塑料部件的一種方法。所述方法通常采用吹塑設(shè)備，例如往復(fù)式螺桿機器、蓄積頭機器(accumulator head machine)等?？蓪Υ邓芊椒ㄟM行調(diào)節(jié)，以滿足消費者的要求，和制備出上述從塑料奶瓶到汽車燃料箱的產(chǎn)品。類似地，在注塑方法中，可模塑出用于寬范圍用途的產(chǎn)品和部件，僅舉幾個例子，包括容器、食品和化學(xué)品包裝、玩具、汽車、板條箱、蓋帽和封閉物。
還可以使用擠出方法。例如聚乙烯管可以從聚乙烯粒料樹脂擠出，并由于其耐化學(xué)性、相對容易安裝、耐久性和成本優(yōu)勢等而被用于很多種應(yīng)用中。實際上，僅舉幾個用途，塑料聚乙烯管路已經(jīng)大量應(yīng)用于供水總管、氣體分配、暴雨和生活污水排水管、內(nèi)部管件、電纜、電源和通訊導(dǎo)管、冷卻水管路、套筒。特別地，高密度聚乙烯(HDPE)(其通常構(gòu)成管道用塑料的聚烯烴組的最大部分)是堅韌的、耐磨的和柔性的(甚至在冰點以下的溫度下)。此夕卜，HDPE管道既可呈小直徑管材來使用，也可呈高達超過8英尺直徑的管道來使用。一般地，可將聚乙烯粒料(樹脂)提供給壓力管道市場如天然氣分配，以及無壓力管道市場如導(dǎo)管和波紋管。旋轉(zhuǎn)模塑是用于通過對雙軸旋轉(zhuǎn)模具進行加熱來形成中空部件的高溫、低壓方法。通?？蓱?yīng)用于這種方法的聚乙烯粒料樹脂是當(dāng)被熔融時在不存在壓力下可一起流動而形成無泡部件的那些樹脂。粒料38，如某些Marlex hdpe和mdpe樹脂提供了這種流動性能以及寬的加工窗口。再有，適合于旋轉(zhuǎn)模塑的這些聚乙烯樹脂可具有希望的低溫沖擊強度、良好的承載性能和良好的紫外線(UV)穩(wěn)定性。對應(yīng)地，旋轉(zhuǎn)模塑的Marlex 樹脂的應(yīng)用包括農(nóng)用罐、工業(yè)化學(xué)品罐、便攜式貯水罐、工業(yè)廢物容器、娛樂設(shè)備、航海產(chǎn)品以及許 多其它應(yīng)用。片材擠出是用于由各種粒料38樹脂來制備平的塑料片材的技術(shù)。較薄規(guī)格的片材通常熱成型成包裝用途，例如飲料杯、熟食品容器、制品盤、嬰兒擦布容器和人造黃油桶。聚烯烴片材擠出的其它市場包括利用較厚的片材用于工業(yè)和娛樂應(yīng)用的那些，如卡車座(truck bed)襯墊、貨盤、汽車墊板、運動場設(shè)備和船。擠出片材的第三種用途例如是在土工用膜中，其中平板狀聚乙烯材料被焊接成用于采礦應(yīng)用和城市廢物處理的大的容器系統(tǒng)。吹塑薄膜方法是用于聚乙烯的一種較不同的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。美國材料和實驗協(xié)會(TheAmerican Society for Testing and Materials) (ASTM)將薄膜定義為厚度小于 0. 254 毫米(lOmil)。然而，吹塑薄膜方法可制備出厚達O. 5毫米(20mil)和更高的材料。另外，與單層和/或多層共擠出技術(shù)相結(jié)合的吹塑法提供了數(shù)種應(yīng)用的基礎(chǔ)。僅舉幾個例子，吹塑產(chǎn)品的有利性能可以包括透明度、強度、可撕裂性、光學(xué)性能和韌性。應(yīng)用可包括食品和零售包裝、工業(yè)包裝和非包裝用途，如農(nóng)用薄膜、衛(wèi)生用薄膜等。流延薄膜方法與吹塑薄膜方法的不同可表現(xiàn)在快速驟冷和實質(zhì)上的單向取向能力。這些特性使得流延薄膜生產(chǎn)線例如可在產(chǎn)生有益的光學(xué)性的同時以較高的生產(chǎn)率進行操作。在食品和零售包裝中的應(yīng)用利用了這些優(yōu)點。最后，聚烯烴粒料38還可以被供應(yīng)給擠出涂層和層壓工業(yè)。II.多個聚合反應(yīng)器的壓力控制可以使用多種技術(shù)形成粒料38，使得得到的產(chǎn)品表現(xiàn)出被認為符合一些前述應(yīng)用的特性。例如，在某些情況下，所述粒料38可以是多模態(tài)的。也就是說，所述粒料38可以表現(xiàn)出寬范圍的特性，所述特性源自一種或多種聚合方法的組合。僅舉幾個實例，雙模態(tài)聚合物經(jīng)常成功地用于多種管道應(yīng)用以及食品包裝、吹塑和層壓。實際上，雙模態(tài)聚合物具有許多用途，其中聚合物的加工包括模塑、擠出等等。生產(chǎn)雙模態(tài)粒料的方法可以包括這樣的工藝其中在給定的條件集合下，聚合第一單體或多種單體，以生產(chǎn)第一聚合物。通常，生產(chǎn)的第一聚合物是懸浮在液體或超臨界稀釋劑中的固體聚合物顆粒，其形成第一料漿。所述第一料漿還可能含有未反應(yīng)的第一單體或多種單體、最初用于聚合第一單體的催化劑以及各種添加劑(例如，助催化劑、活化劑、還原劑)。為了去除由第一反應(yīng)器生產(chǎn)的第一料漿，一些現(xiàn)有的技術(shù)使用沉降支管(settlingleg)來去除所述第一料漿，所述沉降支管沿著第一反應(yīng)器的長度設(shè)置。例如，在環(huán)路反應(yīng)器中，沉降支管可以沿著所述環(huán)路反應(yīng)器的一個或多個水平長度設(shè)置，和/或設(shè)置在所述反應(yīng)器的底彎頭上。一旦裝滿沉降支管，打開閥門，以去除所述第一料漿。雙模態(tài)聚合物形成可能需要在單獨的第二聚合反應(yīng)器中形成第二聚合物，轉(zhuǎn)移料漿(即，取出的第一料漿)與第二單體一起引入所述第二聚合反應(yīng)器中，所述第二單體可以與第一單體相同或不同。例如，所述第一單體可以是乙烯，而所述第二單體可以是丁烯或丙烯。在一些實施方案中，兩種單體都可以是乙烯。盡管如此，所述第二單體聚合形成第二聚合物，所述第二聚合物可以摻有所述第一聚合物?？梢砸韵率龇绞缴a(chǎn)所述第二聚合物其摻有不同的添加劑，和/或表現(xiàn)出與所述第一聚合物不同的性質(zhì)集合。實際上，所述第二聚合反應(yīng)器可以具有與所述第一聚合反應(yīng)器不同的催化劑、單體、添加劑、助催化劑、稀釋劑和反應(yīng)條件的集合，這允許生產(chǎn)具有微小至巨大差異的聚合物。例如，在一些實施方案中， 可能希望從相同單體生產(chǎn)的所述第一聚合物和所述第二聚合物具有不同的密度，或使得所述第一聚合物(聚烯烴)具有的第一分子量分布不同于所述第二聚合物的第二分子量分布。在下述實施方案中，可以認為分子量分布是不同的通過平均分子量測量分布，或通過它們各自的重均分子量與數(shù)均分子量之比(Mw/Mn)測量分布，且測量結(jié)果相差至少大約5%、10%、15%、20%或更多。像所述第一料漿一樣，所述第一和第二聚合物可以被液體或超臨界稀釋劑懸浮，作為第二料漿的一部分。像以前一樣，現(xiàn)有的技術(shù)可能通過沉降支管來去除第二料漿，所述沉降支管沿著第二反應(yīng)器的長度設(shè)置(差不多以從第一反應(yīng)器去除第一料漿的方式)。通常，所述沉降支管設(shè)置在所述反應(yīng)器的葉輪和/或曲率切線附近。通常選擇沉降支管位置，使得所述沉降支管捕集的料漿在反應(yīng)器內(nèi)具有足夠的停留時間，以生產(chǎn)具有希望的性質(zhì)的聚烯烴。通常，用于將第一料漿從第一聚合反應(yīng)器引入第二聚合反應(yīng)器中的部件，可能允許2個反應(yīng)器(盡管可能存在超過2個反應(yīng)器)串聯(lián)連接，例如，以增加處理量。在一些現(xiàn)有的系統(tǒng)中，所述第一料漿可以穿過幾個沉降支管之一和產(chǎn)物取出(PTO)閥門進入旁路管線。所述PTO閥門可以作為超過壓力閾值的結(jié)果而啟動(打開)，從而允許料漿穿過所述管線。在一些傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，所述旁路管線在第二反應(yīng)器上開始，在第一反應(yīng)器的沉降支管和PTO閥門下面環(huán)繞，并返回所述第二反應(yīng)器。以此方式，由設(shè)置在第二反應(yīng)器中的泵提供的壓力差可能提供運動力，以使第二反應(yīng)器的一些料漿穿過所述管線進行循環(huán)。隨著來自所述第二反應(yīng)器的料漿穿過所述管線進行循環(huán)，每當(dāng)PTO閥門啟動時，它均會摻雜第一反應(yīng)器的料漿。時常地，為了促進轉(zhuǎn)移料漿向第二反應(yīng)器中的轉(zhuǎn)移，所述第一反應(yīng)器運行在更高的壓力下。通常使用比第二反應(yīng)器壓力更高的PTO閥門設(shè)定點，產(chǎn)生這樣的壓力差。所述壓力差還可以用于誘導(dǎo)料漿穿過管線的速率，使得料漿中的固體不會鹽析。因而，現(xiàn)有系統(tǒng)的旁路管線可能具有約7米/秒的料漿速率，并使用第二反應(yīng)器中的大約10%的總料漿流。沉降支管經(jīng)常用于傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，這是由于正如它們的名稱所暗示的它們允許在反應(yīng)器內(nèi)的各個位置處進行重力沉降的能力，所述重力沉降可以產(chǎn)生這樣的料漿所述料漿的平均固體濃度大于在反應(yīng)器中流動的主體料漿的平均固體濃度。因而，正如使用連續(xù)工藝的多模態(tài)聚合物形成經(jīng)常希望的，從沉降支管取出的料漿通常達到大于37%的平均固體濃度。但是，盡管類似的連續(xù)工藝取得了國際成功，正在如此生產(chǎn)數(shù)十億磅基于乙烯的聚合物，現(xiàn)在認識到，沉降支管目前存在與聚合反應(yīng)器的連續(xù)運行和放大有關(guān)的困難。例如，“批式”技術(shù)的使用(諸如沉降支管在連續(xù)工藝中的應(yīng)用)可能影響系統(tǒng)的處理量。每當(dāng)沉降支管釋放料漿(例如，PTO閥門啟動)時，在反應(yīng)器的上游和下游部分處的料漿的流動會被擾舌L從而增加反應(yīng)器阻塞和/或不合格產(chǎn)品的風(fēng)險。此外，由于適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)運行所需的大閥門和緊密密封，沉降支管(在本領(lǐng)域中通常已知是約6-8英寸直徑)需要經(jīng)常維護。實際上，使用具有類似尺寸的沉降支管或筒，典型反應(yīng)器的直徑(在本領(lǐng)域中熟知是約20至約30英寸)不會產(chǎn)生真正的連續(xù)取出技術(shù)，因為它們可能有效地排空反應(yīng)器，且不允許循環(huán)料漿的足夠停留時間。
采用沉降支管的流行技術(shù)嘗試如下獲得系統(tǒng)的連續(xù)樣性能使用多個沉降支管，使得沉降支管的每次打開(例如，開啟PTO閥門)之間的時間最小化。換而言之，在工藝中采用的沉降支管越多，所述工藝可能變得越是連續(xù)樣，至少在理論上如此。但是，在實踐中，現(xiàn)在認識到，由于每個沉降支管的相對大尺寸和世界級(world scale)反應(yīng)器的大尺寸，需要的沉降支管的數(shù)目快速地開始超過在給定的反應(yīng)器上可利用的物理空間。這樣，現(xiàn)在認識到，連續(xù)聚合工藝可能需要使用除了沉降支管以外的部件，尤其是采用串聯(lián)、并聯(lián)或二者的組合的多個反應(yīng)器的那些。在許多技術(shù)中，這些部件可能利用一次或多次連續(xù)取出(CTO’s)?，F(xiàn)在認識到，CTO裝置會提供許多勝過沉降支管的優(yōu)點，包括在反應(yīng)器系統(tǒng)中的下部閥門和法蘭數(shù)、串聯(lián)的反應(yīng)器之間更小的轉(zhuǎn)運管線、更少的被阻塞管線和更簡單的管道。此外，CTO裝置也可能消除對旁路管線的需求。A.使用CTO裝置的串聯(lián)反應(yīng)器現(xiàn)在參考圖2，顯示了使用CTO裝置的、采用2個串聯(lián)聚合反應(yīng)器的串聯(lián)聚合系統(tǒng)100的一個實施方案。在其它實施方案中,可以包括串聯(lián)的或并聯(lián)的額外聚合反應(yīng)器。在系統(tǒng)100運行過程中，第一反應(yīng)器102生產(chǎn)料漿，在超過某運行壓力以后，通過CTO裝置104連續(xù)地取出所述料漿。在一些實施方案中，所述CTO裝置104可能包括許多閥門(例如，2)，所述閥門構(gòu)造成調(diào)節(jié)料漿從所述第一反應(yīng)器102的去除和流動。如在圖解的實施方案中所示的，所述閥門可以是“撞擊型閥門106和V-球閥108。所述CTO裝置104的撞擊閥106可以具有或不具有進入第一反應(yīng)器102的延伸部，且可以成或不成角度以增強固體去除，這取決于CTO裝置104在反應(yīng)器102上的布局和取出的料漿的希望的特性。CTO裝置可以稱作“固體濃縮器”，因為CTO裝置的運行可能導(dǎo)致取出的料漿的平均固體濃度高于在反應(yīng)器102中循環(huán)的料漿的平均固體濃度。此外，如上面所指出的，一些CTO裝置(固體濃縮器)可能具有進入在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)的料漿的延伸部，以增強固體去除和固體濃縮。在下文中將更詳細地描述這樣的延伸部的實施方案。在一些實施方案中，所述撞擊閥106的取向可以與第一反應(yīng)器102的彎頭的外半徑的切線的垂線成15-60度(例如，30-45度)角，并以朝向料漿的下游流的方向上的取向角傾斜。CTO裝置104可以使用撞擊閥106來引導(dǎo)一部分料漿離開第一反應(yīng)器102，成為轉(zhuǎn)移料漿。CTO裝置104然后可以使用V-球閥108來控制轉(zhuǎn)移料漿穿過導(dǎo)管(例如，轉(zhuǎn)運管線)110的流動，所述導(dǎo)管110使第一反應(yīng)器102與第二反應(yīng)器112流體地聯(lián)接。轉(zhuǎn)運管線110的一端可以經(jīng)由例如撞擊閥114聯(lián)接至第二反應(yīng)器112，以使得料漿能夠進入第二反應(yīng)器112。在一些實施方案中，進入第二反應(yīng)器112的撞擊閥114(或進入點)是在環(huán)路反應(yīng)器段的上側(cè)，或在第二反應(yīng)器112的彎頭的內(nèi)部上，使得在第二反應(yīng)器112的入口區(qū)中的固體最小化。在這樣的構(gòu)型中，這可以減少在低流、無流、反流情形中的堵塞。在運行中，將轉(zhuǎn)移料漿從第一反應(yīng)器102引入第二反應(yīng)器112，會促進在第二反應(yīng)器112內(nèi)的第二料漿生產(chǎn)，所述第二料漿可以經(jīng)由CTO裝置116 (也包括撞擊閥118，且在一些實施方案中，也包括V-球閥120)連續(xù)取出，所述CTO裝置116連接至閃蒸管線裝置122。在運行過程中，閃蒸管線裝置122可以使第二料漿的液體介質(zhì)與第二料漿的聚合物產(chǎn)物分離。所述液體介質(zhì)然后可以經(jīng)由再循環(huán)管線124再循環(huán)和導(dǎo)回第一反應(yīng)器102，或在一些實施方案中，再循環(huán)和導(dǎo)回第二反應(yīng)器112，以用于連續(xù)聚合工藝中。另外，單體/共聚單體、補加稀釋劑和催化劑進料管線126可以供料進入再循環(huán)管線124，所述再循環(huán)管線124將閃蒸管線裝置122連接至第一反應(yīng)器102。為了增加連續(xù)聚合工藝的效率，在一些實施方案中，可以將所述CTO裝置104精確地定位和取向，以增加從第一反應(yīng)器102取出的料漿的固體濃度，且如上所述，所述CTO裝置104可以稱作固體濃縮器。在某些這樣的實施方案中，如圖2所示，所述CTO裝置104可以具有撞擊閥106,所述撞擊閥106設(shè)置在第一反應(yīng)器102的彎曲部上。在一些實施方案 中，所述撞擊閥106 (和因而CTO裝置104)可以設(shè)置在第一反應(yīng)器102上，在所述第一反應(yīng)器的下游段處。在這些情況中，可能希望所述CTO裝置104設(shè)置在運動裝置128的前面，所述運動裝置128在運行過程中用于循環(huán)和混合在第一反應(yīng)器102內(nèi)的主體料漿。以此方式設(shè)置撞擊閥106可以允許CTO裝置104從具有相對更高固體濃度的循環(huán)主體料漿層收集料漿，基本上不使用重力沉降。例如，在一些實施方案中，在某些循環(huán)速率，所述料漿可能表現(xiàn)出這樣的層所述層的固體濃度不同于在所有第一反應(yīng)器102和/或第二反應(yīng)器112內(nèi)存在的平均固體濃度。在某些這樣的情況中，所述層是重力和降低的料漿速率的組合的結(jié)果。也就是說，在更低的料漿循環(huán)速率，料漿的更重部分(例如，固體)可能與鄰近第一反應(yīng)器102 (和/或第二反應(yīng)器112)的下表面的料漿部分一起運輸，而更輕的部分(即，稀釋劑和小微粒)與第一反應(yīng)器102 (和/或第二反應(yīng)器112)的下表面遠端的料漿部分一起運輸。但是，盡管分層可能至少部分地是重力的結(jié)果，應(yīng)當(dāng)指出，與整合了 PTO’ s的常規(guī)系統(tǒng)一樣，不允許所述固體沉降。因此，在某些運行系統(tǒng)100的實施方案中，通過限制存在于取出的(轉(zhuǎn)移的)料漿內(nèi)的、除了聚烯烴產(chǎn)物(即，固體)以外的物質(zhì)(例如，稀釋劑、未反應(yīng)的單體和共聚單體)的量，所述CTO裝置104 (其精確地設(shè)置和取向，且具有撞擊閥106，所述撞擊閥106具有進入第一反應(yīng)器102的延伸部)可能是特別有利的。在撞擊閥106具有進入第一反應(yīng)器102的延伸部的實施方案中，所述延伸部可以在第一反應(yīng)器102的下表面附近伸入流動的料漿中。在這樣的實施方案中，所述延伸部可以是從撞擊閥106的突出物，使得隨著料漿內(nèi)的固體流過反應(yīng)器102，它們可以接觸所述突出物，并被收集在突出物的面向料漿流動方向的表面上。因此，可以通過撞擊閥106取出收集的固體，具有比料漿的平均固體濃度更高的固體濃度的料漿流過反應(yīng)器102。因此，就具有這樣的延伸部的CTO裝置會增加取出的料漿的固體濃度而言，具有突出物(其進入在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)的料漿)的CTO裝置也可以稱作固體濃縮器。在一些實施方案中，所述突出物可以是彎曲的突出物，諸如杓，其允許有效地收集固體。就所述延伸部和撞擊閥106允許取出的料漿具有比在第一反應(yīng)器102內(nèi)循環(huán)的料漿的平均固體濃度更高的固體濃度而言，所述延伸部(突出物)和所述撞擊閥106可以視作固體濃縮器。另外，應(yīng)當(dāng)指出，所述第二反應(yīng)器112還可以包括一個或多個固體濃縮器。例如，所述撞擊閥118可以具有進入在第二反應(yīng)器112內(nèi)循環(huán)的料漿的延伸部或突出物。因此，應(yīng)當(dāng)指出，盡管現(xiàn)在在從第一反應(yīng)器102取出料漿的背景下討論撞擊閥106進入第一反應(yīng)器102的延伸部，本文描述的實施方案基本上同樣適用于從第二反應(yīng)器112取出料漿。這樣，由于一個或多個固體濃縮器的存在，從第二反應(yīng)器112取出的料漿可能具有比在第二反應(yīng)器112內(nèi)循環(huán)的平均固體濃度更高的固體濃度。在另一個實施方案中，所述撞擊閥106可能具有管形式的延伸部，所述管延伸進流過反應(yīng)器102的料漿中。在該實施方案中，所述管可以朝向在所述反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)的料漿流彎曲，所述反應(yīng)器具有用于接收料漿部分的開口。在一個實施方案中，根據(jù)該方面，所述延伸部可以設(shè)置在反應(yīng)器102的外表面(例如，下表面)附近，并從而收集固體，所述固體來自含有比在反應(yīng)器102內(nèi)循環(huán)的總料漿的平均固體含量更高的固體含量的層。在某些這樣的實施方案中，所述開口可以是橢圓形或杓形。因此，在利用當(dāng)前技術(shù)的一個方面的一些構(gòu)型中，一個聚合反應(yīng)器可能生產(chǎn)具有 高分子量和低密度的聚合物，且其它聚合反應(yīng)器可能生產(chǎn)具有更低分子量和更高密度的聚合物。應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)前技術(shù)會提供第一反應(yīng)器102或第二反應(yīng)器112，以執(zhí)行任一個上述任務(wù)。但是，為了簡潔，在本文中描述了一個具體實施方案。例如，在一個實施方案中，所述第一反應(yīng)器102可能生產(chǎn)高分子量聚乙烯，其中使用相對大量的基于液體的試劑(例如，I-己烯)和小量的氫鏈轉(zhuǎn)移劑。在某些這樣的實施方案中，在所述第一反應(yīng)器102中的第一料漿可能具有相對低水平的乙烯單體(例如，約O. 5至約5. 0wt%、或約O. 5wt%、或約I. 0wt%、或約
I.5wt%、或約3. 0wt%)和相對高濃度的I-己烯(例如，約3wt%至約12wt%、或約4wt%),它們可能生產(chǎn)具有低聚合物密度的高分子量聚合物。但是，可能同樣希望在第二反應(yīng)器112中生產(chǎn)具有高密度的更低分子量聚合物，并大幅限制存在的I-己烯的量，同時在第二反應(yīng)器112內(nèi)具有大量氫。例如，在第二反應(yīng)器112內(nèi)的單體含量可以是約3wt%至約12wt% (例如，約4、4. 5、5、6、7、8、9或10wt%)。實際上，所述CTO裝置104可以用于大幅限制通過取出具有高固體含量(即低I-己烯含量)的料漿而轉(zhuǎn)移至第二反應(yīng)器112的I-己烯的量，從而促進在第二反應(yīng)器112中的更低分子量的高密度聚合物的生產(chǎn)。當(dāng)然，通過促進具有所需特性的聚合物的生產(chǎn)，總多模態(tài)工藝可能受益于CTO裝置的使用。B. CTO-轉(zhuǎn)運管線設(shè)計另外，使用撞擊閥106作為第一反應(yīng)器102的出口閥門，可能提供更低的反應(yīng)器阻塞風(fēng)險的優(yōu)點。這可能是由于撞擊閥106的運行模式，其中轉(zhuǎn)運管線110的入口可以保持打開，且當(dāng)它周期性地關(guān)閉時，不會由于閥門106的“插塞”機構(gòu)而塞住。在一個實施方案中，所述撞擊閥106會提供勝過其它類型的閥門的優(yōu)點，因為其它閥門(諸如球閥)允許管線110的一部分保持向聚合反應(yīng)器102開放，且需要連續(xù)稀釋劑沖洗來防止反應(yīng)器阻塞。在另一個實施方案中，可以使所述撞擊閥106自動化。在運行過程中，如果傳感器(諸如壓力傳感器130和/或流動傳感器132)檢測到泄漏或其它負面的運行因素，與所述傳感器通信的控制器(諸如分布控制系統(tǒng)(DCS) 134)可以關(guān)閉所述撞擊閥106，這又可以使第一反應(yīng)器102與轉(zhuǎn)運管線110和第二反應(yīng)器112基本上分離。在系統(tǒng)100內(nèi)的撞擊閥的自動化也可能提供其它希望的運行條件，諸如通過關(guān)閉轉(zhuǎn)運管線110的兩端進行并聯(lián)運行，這又會使第一反應(yīng)器102、轉(zhuǎn)運管線110和第二反應(yīng)器112彼此分離。下面描述了關(guān)于并聯(lián)運行的其它實施方案和技術(shù)。如以上所討論的，所述轉(zhuǎn)運管線110可以促進在第一反應(yīng)器102中生產(chǎn)的料漿穿過撞擊閥106向第二反應(yīng)器112的轉(zhuǎn)移。為了防止轉(zhuǎn)運管線110內(nèi)的轉(zhuǎn)移料漿的固體的鹽析，可以維持最小速率，使得所述速率足以懸浮在稀釋劑內(nèi)的顆粒。因此，為了防止?jié)撛诘囟氯D(zhuǎn)運管線110和阻塞反應(yīng)器系統(tǒng)100, CTO多模態(tài)聚合系統(tǒng)的設(shè)計(由系統(tǒng)100表不)可以允許穿過轉(zhuǎn)運管線110的轉(zhuǎn)移料漿流的高速率。在這樣的系統(tǒng)的設(shè)計中，可能有用的是，預(yù)定適合防止在轉(zhuǎn)運管線110內(nèi)的鹽析的速率。因此，在一些方面，使用本領(lǐng)域已知的方程式(例如，Durand方程式、Darcy方程式和它們的改進形式)，考慮固體濃度、粒度和導(dǎo)管尺寸以及其它參數(shù)，可以將適合防止在轉(zhuǎn)運管線110內(nèi)的鹽析的速率模型化。實際上，為了實現(xiàn)穿過轉(zhuǎn)運管線110的所需速率，不同的設(shè)計考慮因素可以包括轉(zhuǎn)運管線110的長度和直徑以及每個反應(yīng)器的尺寸(例如，長度和直徑)。根據(jù)本發(fā)明的實施方案，通過使用CTO裝置來促進料漿穿過轉(zhuǎn)運管線110的流動，可能實現(xiàn)與其它技術(shù)(諸如使用壓力取出閥門和/或沉降支管的那些)相比在每個反應(yīng)器之間的更長距離。實際上，
由CTO裝置提供的更高的流速和更大的壓力降可能允許足夠的轉(zhuǎn)移料漿速率，甚至在超過大約100英尺、200英尺、300英尺、400英尺或更大的轉(zhuǎn)運管線長度下。但是，應(yīng)當(dāng)指出，轉(zhuǎn)運管線110的適當(dāng)尺寸可能依賴于每個反應(yīng)器的尺寸和反應(yīng)器之間的水平距離。在一些實施方案中，當(dāng)確定轉(zhuǎn)移料漿的合適速率和它與轉(zhuǎn)運管線110的長度的關(guān)系時，轉(zhuǎn)移料漿在第一反應(yīng)器102和第二反應(yīng)器112之間經(jīng)過的總距離可以是一個設(shè)計考慮因素。此外，轉(zhuǎn)運管線110的長度不一定等于第一反應(yīng)器102和第二反應(yīng)器112相距的水平長度。為了跨越例如100英尺的水平長度，所述轉(zhuǎn)運管線110可以具有大約220英尺、440英尺或更長的管線長度，所述長度包括轉(zhuǎn)運管線110的彎頭、彎部、環(huán)、彎曲部等。換而言之，為了在可相距100英尺的反應(yīng)器102、112之間傳遞，穿過轉(zhuǎn)運管線110流動的流體會在管道中經(jīng)歷大約220英尺、440英尺或更長的距離。實際管線長度(例如，240英尺、440英尺或更長)可以稱作反應(yīng)器之間的水平距離的“當(dāng)量管線長度”(例如，100英尺)。同樣地，第一反應(yīng)器102和第二反應(yīng)器112也具有當(dāng)量管線長度。也就是說，在反應(yīng)器102、112中流動的流體經(jīng)歷的距離可能大于每個反應(yīng)器的入口和出口之間的直線距離。例如，第一反應(yīng)器102和第二反應(yīng)器112可能具有至少大約200英尺的當(dāng)量管線長度。具體地，作為一個實例，每個反應(yīng)器102、112的當(dāng)量管線長度可能是大約880英尺或更長。因此，在確定例如適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)移料漿速率時，可能提出轉(zhuǎn)運管線110的當(dāng)量管線長度與第一反應(yīng)器102和/或第二反應(yīng)器112的當(dāng)量管線長度的比率。在第一反應(yīng)器102和/或第二反應(yīng)器112的當(dāng)量長度是大約880英尺、且二者之間的水平距離是100英尺的構(gòu)型中，轉(zhuǎn)運管線110的當(dāng)量長度是大約220英尺(在大約25%的比率)或大約440英尺(在大約50%的比率)。實際上，當(dāng)使用CTO裝置來促進料漿轉(zhuǎn)移時，這樣的比率可能是適當(dāng)?shù)?，而其它?gòu)型(諸如使用PTO閥門的那些)在這樣的比率可能不能提供足夠的料漿速率，這可能導(dǎo)致固體鹽析或其它不希望的流動特性。除了長度以外，轉(zhuǎn)運管線110的直徑是合適的轉(zhuǎn)移料漿速率的一個設(shè)計考慮因素。盡管眾多直徑可能適用于轉(zhuǎn)運管線110，一般而言，轉(zhuǎn)運管線110的直徑可能低于沉降支管的直徑(即，小于8英寸)。轉(zhuǎn)運管線110可以設(shè)計成表現(xiàn)出在約I至約4英寸范圍內(nèi)的直徑，這可能產(chǎn)生在約4英尺/秒至約30英尺/秒范圍內(nèi)的設(shè)計速率，這取決于實現(xiàn)特異性的需要。例如，可以將轉(zhuǎn)運管線設(shè)計成具有準(zhǔn)確的或約1、2、3或4英寸的直徑或它們之間的任意直徑。實際上，在一些實施方案中，所述轉(zhuǎn)運管線110可以等于或小于約3英寸，從而可以避免需要更多維護的更大尺寸的閥門(大于約6英寸)。此外，應(yīng)當(dāng)理解，通過使用具有相對小直徑的管線，運行危害(諸如管線斷裂)可能造成比采用更大直徑管線的現(xiàn)有技術(shù)更少的危險?？梢缘贸鼋Y(jié)論，轉(zhuǎn)運管線110應(yīng)當(dāng)設(shè)計成，就約50%的固體濃度而言，對于低密度高分子量聚乙烯樹脂，具有約4英尺/秒的最小速率。因而，在采用可能始終達到在該范圍內(nèi)的固體濃度的CTO裝置(諸如CTO裝置104)的實施方案中，轉(zhuǎn)運管線110可以設(shè)計成大約20-30英尺/秒(例如，約28英尺/秒)的速率。在其它實施方案中，例如，在2-英寸轉(zhuǎn)運管線(根據(jù)本發(fā)明的實施方案的轉(zhuǎn)運管線直徑的一個實例)內(nèi)的更低的固體濃度，19000磅/小時的異丁烷稀釋劑(或計算出的8. 7英尺/秒的速率)，可能是在反應(yīng)器條件下防止料漿固體鹽析所需的速率。因此，所述轉(zhuǎn)運管線可以具有在4英尺/秒至30英尺/秒(例如，5英尺/秒至28英尺/秒、約8英尺/秒至25英尺/秒、10英尺/秒至20英尺/秒、13英尺/秒至18英尺/秒)之間的設(shè)計速率。可以理解，允許穿過轉(zhuǎn)運管線110的料漿流的給定速率的設(shè)計，可以包括用于調(diào)節(jié)料漿從第一反應(yīng)器102至第二反應(yīng)器112的流動的 部件。這樣的部件可以包括CTO裝置104的V-球閥108。C.使用CTO裝置的壓力控制在連續(xù)系統(tǒng)100的運行的一些方面，反應(yīng)器之間的壓力差可能對于連續(xù)系統(tǒng)100的性能和得到的聚烯烴產(chǎn)物的性質(zhì)而言是關(guān)鍵性的。因此，可能希望在連接串聯(lián)的反應(yīng)器的轉(zhuǎn)運管線Iio內(nèi)包括部件，以控制第一反應(yīng)器102的壓力。在某些實施方案中，這可以至少部分地由在轉(zhuǎn)運管線Iio內(nèi)的CTO裝置104的V-球閥108來執(zhí)行。例如，通過控制穿過轉(zhuǎn)運管線110的第一料漿的流量，V-球閥108可以基本上控制第一反應(yīng)器102的壓力。在一些方面，通過打開V-球閥108，從而允許更大的料漿流離開第一反應(yīng)器102，可以降低第一反應(yīng)器102內(nèi)的壓力。在這樣的一個實施方案中，反向運行可以用于增加第一反應(yīng)器102內(nèi)的壓力。沿著轉(zhuǎn)運管線110的長度設(shè)置的壓力傳感器130和流動傳感器132可以分別監(jiān)測穿過轉(zhuǎn)運管線110的料漿的壓力和流量。傳感器130和132可以將流動和壓力信息傳遞給DCS 134，后者可以自動地調(diào)節(jié)V-球閥108，使得壓力和流動是在希望的運行范圍內(nèi)。除了至少部分地控制穿過轉(zhuǎn)運管線110的料漿的流動以外，V-球閥108的調(diào)節(jié)也可以至少部分地控制進入第二反應(yīng)器112的料漿的流量。在一些實施方案中，這可以至少部分地控制其它方面，諸如第二反應(yīng)器112的壓力。也就是說，當(dāng)被正確地調(diào)節(jié)時，V-球閥108可以至少部分地增加或減小進入第二反應(yīng)器112的料漿流，并從而至少部分地控制第二反應(yīng)器112中的壓力。因此，V-球閥108可以至少部分地調(diào)節(jié)進入第二反應(yīng)器112的料漿流，并從而調(diào)節(jié)第二反應(yīng)器112的壓力。在一些實施方案中，V-球閥108的調(diào)節(jié)可能能夠控制料漿速率在小范圍內(nèi)，例如，在0.5英尺/秒內(nèi)。相反，在某些這樣的實施方案中，在第一反應(yīng)器102上的撞擊閥106可能完全開啟或停止離開第一反應(yīng)器102的料漿的流動。在通過V-球閥108控制第二反應(yīng)器112的壓力的情況下，應(yīng)當(dāng)理解，可以連續(xù)地打開連接進第二反應(yīng)器112中的撞擊閥114?，F(xiàn)在參考圖3，顯示了一個實施方案，其中不包括V-球閥108，其可以允許穿過轉(zhuǎn)運管線110在第一反應(yīng)器102和第二反應(yīng)器112之間連續(xù)流動。在這樣的實施方案中，通過以連續(xù)狀態(tài)流體地連接第一反應(yīng)器102和第二反應(yīng)器112，可以至少部分地控制第一反應(yīng)器102內(nèi)的壓力。例如，在運行過程中，當(dāng)在第一反應(yīng)器102上的撞擊閥106和在第二反應(yīng)器112上的撞擊閥114被完全打開時，第一反應(yīng)器102的壓力可以高于第二反應(yīng)器112的壓力。也就是說，在第一反應(yīng)器102中比在第二反應(yīng)器112中更高的壓力水平會造成在所述第一反應(yīng)器102中生產(chǎn)的料漿穿過轉(zhuǎn)運管線110流至第二反應(yīng)器112。在這樣的實施方案中，使用出口閥門(例如，使用CTO裝置116)控制第二反應(yīng)器112的壓力，可以將第二反應(yīng)器112的壓力維持在基本上固定的水平。通過延伸，離開第二反應(yīng)器112的料漿流可以至少部分地控制第一反應(yīng)器102的壓力。實際上，應(yīng)當(dāng)指出，在一些實施方案中，僅使用設(shè)置在第二反應(yīng)器112上的連續(xù)取出裝置116以及聚合組分向第一反應(yīng)器102中的流入(例如，單體、共聚單體、稀釋劑等)，可以控制第一反應(yīng)器102和第二反應(yīng)器112的壓力(并從而控制穿過轉(zhuǎn)運管線110的轉(zhuǎn)移料漿的流量)。因此，以與連續(xù)打開的撞擊閥106類似的方式，可以一起排除設(shè)置在第一反應(yīng)器102上的連續(xù)取出裝置104。在一些實施方案中，可能希望計算防止在第一反應(yīng)器102和第二反應(yīng)器112內(nèi)的鹽析所必需的料漿速率。技術(shù)人員會認識到，要考慮的一些重要參數(shù)可以包括料漿粘度(例如，其可以使用Gay-NeI son-Armstrong方程式進行計算)、料衆(zhòng)的雷諾數(shù)、在料衆(zhòng)內(nèi)的固體 的表面粗糙度和環(huán)路反應(yīng)器的管直徑。另外，使用ColebiOok方程式，可以計算料漿的摩擦因子?？梢赃M一步調(diào)節(jié)料漿的循環(huán)率，以補償壓力降，諸如使用Darcy和/或Durand方程式計算出的壓力降。所述循環(huán)率可以與運動裝置(諸如運動裝置136 (例如，泵曲線))的規(guī)格相匹配。在某些實施方案中，維持在來自反應(yīng)器102、112的連續(xù)取出附件中的流動也是重要的。這可以如下實現(xiàn)維持轉(zhuǎn)運管線110中的最小速率，以防止固體的堵塞和/或鹽析。使用如上所述的本領(lǐng)域已知的方法，可以計算該速率。在圖3圖解的實施方案中，撞擊閥114設(shè)置在第二反應(yīng)器112的上游段，在運動裝置136附近和前面，所述運動裝置136包括葉輪138和電動機140。這樣的構(gòu)型可能允許降低第一反應(yīng)器102內(nèi)的壓力。例如，隨著管線110排空至第二反應(yīng)器112中的最低壓力點，這樣的定位可以減小第一反應(yīng)器102中的總壓力。該定位還可能通過泵葉輪138的湍動和混合作用，分散來自管線110的濃縮的轉(zhuǎn)移料漿。另外，撞擊閥114可以位于第二反應(yīng)器112的彎頭的上側(cè)或內(nèi)徑上，以減少在低流、無流、或反流情形中的堵塞趨勢。在運行中，解釋的實施方案因而允許來自第一反應(yīng)器102的料漿穿過轉(zhuǎn)運管線110連續(xù)流至第二反應(yīng)器112。在這樣的一個實施方案中，所述CTO裝置116設(shè)置在第二反應(yīng)器112的下游段，這是負責(zé)使料漿離開總系統(tǒng)100的主要部件。相反地，進入第一反應(yīng)器102的進料126是負責(zé)使物質(zhì)進入所述系統(tǒng)100的主要部件?？梢岳斫猓@2個部件的并置可能允許控制第一反應(yīng)器102和第二反應(yīng)器112的壓力。當(dāng)然，在2個反應(yīng)器之間會存在壓力梯度，使得第一反應(yīng)器102內(nèi)的壓力高于第二反應(yīng)器112內(nèi)的壓力，從而有效地提供轉(zhuǎn)移料漿從所述第一反應(yīng)器102流至所述第二反應(yīng)器112的運動力。因而，隨著進料126進入第一反應(yīng)器102，所述第一反應(yīng)器102內(nèi)的壓力可能增加，直到它的壓力足以使等體積的料漿流入第二反應(yīng)器112 (如果所述反應(yīng)器具有基本上相同的或類似的尺寸)。實際上，如果進料速率增加，第一反應(yīng)器102壓力可能增加，如果進料速率降低，第一反應(yīng)器102壓力可能降低。在這樣的實施方案中，穿過轉(zhuǎn)運管線110的流量因而基本上由在串聯(lián)的反應(yīng)器(例如，第一反應(yīng)器102和第二反應(yīng)器112)之間的壓力差控制。另外，如上面所指出的，一個反應(yīng)器與其它反應(yīng)器的尺寸比可能至少部分地影響壓力差、穿過轉(zhuǎn)運管線Iio流動的轉(zhuǎn)移料漿的量和/或從每個或兩個反應(yīng)器102、112取出的料漿的量。在一些實施方案中，所述反應(yīng)器可以具有基本上相同的尺寸(即，基本上相等的體積)或類似的尺寸(即，類似的體積)，以解決與大壓力差、料漿體積差等有關(guān)的問題。根據(jù)本發(fā)明的實施方案，如果反應(yīng)器102、112的體積相差不超過大約20%或不超過大約10%，這稱作它們具有類似的尺寸。D.多條轉(zhuǎn)運管線所述系統(tǒng)100還可能具有在適當(dāng)位置的部件，使得堵塞的轉(zhuǎn)運管線基本上不會影響串聯(lián)的反應(yīng)器的處理量。如圖2所示，可能希望具有超過一條設(shè)置在每個反應(yīng)器上的轉(zhuǎn)運管線(例如，2-5條轉(zhuǎn)運管線，包括端值)。這樣的部件可以包括額外的CTO裝置142(包括撞擊閥144和V-球閥146)，其構(gòu)造成從第一反應(yīng)器102取出料衆(zhòng)，并經(jīng)由額外的轉(zhuǎn)運管線148將所述料漿轉(zhuǎn)移至第二反應(yīng)器112。像主要轉(zhuǎn)運管線110 —樣，額外的轉(zhuǎn)運管線148可 以使用撞擊閥150聯(lián)接至第二反應(yīng)器。例如，在轉(zhuǎn)運管線(諸如轉(zhuǎn)運管線110)被堵塞的情形下，沿著轉(zhuǎn)運管線110的長度設(shè)置的壓力傳感器130可以將指示堵塞的某數(shù)據(jù)傳遞給控制器134。所述控制器134可以發(fā)信號給閥門，諸如V-球閥108和/或撞擊閥106(其組合是CTO裝置104)，以關(guān)閉和幾乎同時地打開與轉(zhuǎn)運管線148相連的撞擊閥144和/或V-球閥146 (其組合是額外的CTO裝置142)。所述CTO裝置104和142可以沿著不同的取出位置設(shè)置在反應(yīng)器102上，使得取出的料漿的某些特性(例如，料漿速率、分層的固體含量)是基本上相同的。在一些實施方案中，所述CTO裝置104和142各自的撞擊閥106和144可以設(shè)置在第一反應(yīng)器102上在反應(yīng)器彎頭的點處，使得料漿經(jīng)歷分層(作為局部增加的料漿速率的結(jié)果)。實際上，在一些實施方案中，所述CTO裝置104和142的撞擊閥106和144可以構(gòu)造成，在第一反應(yīng)器102的大約同一區(qū)域取出料漿。類似地，轉(zhuǎn)運管線110和148可以構(gòu)造成在大約同一位置將轉(zhuǎn)移料漿遞送至第二反應(yīng)器112。在其它實施方案中，轉(zhuǎn)運管線110和148可以構(gòu)造成將來自第一反應(yīng)器102的料漿遞送至第二反應(yīng)器112的不同位置。在某些方面，可能希望每條轉(zhuǎn)運管線將來自第一反應(yīng)器102的料漿遞送至第二反應(yīng)器112，使得進入第二反應(yīng)器112的來自第一反應(yīng)器102的料漿在進入第二反應(yīng)器112以后具有強運動力。這樣，轉(zhuǎn)運管線110和148與第二反應(yīng)器106發(fā)生流體聯(lián)接的點可以設(shè)置在運動裝置136附近，且鄰近第二反應(yīng)器112的彎曲部的內(nèi)徑。當(dāng)然，轉(zhuǎn)運管線110和148可以共有或具有類似的閥門和控制系統(tǒng)，使得控制器134可以基本上自動化在轉(zhuǎn)運管線之間切換和控制穿過每條管線的流動的整個過程?？梢岳斫猓谝恍嵤┓桨钢?，所述轉(zhuǎn)運管線110和148可以同時地或大約同時地運行。也就是說，在一些實施方案中，在轉(zhuǎn)運管線110和轉(zhuǎn)運管線148內(nèi)的閥門可以打開，使得由第一反應(yīng)器102生產(chǎn)的料漿被連續(xù)取出，并穿過轉(zhuǎn)運管線110和148流入第二反應(yīng)器112。在一些實施方案中，例如在反應(yīng)器系統(tǒng)100的啟動程序中，控制器134將通過先打開所述管線之一(而不是二者)而起作用，以維持轉(zhuǎn)運管線110和148的最小速率，從而避免在低進料速率時段內(nèi)的低管線速率和固體鹽析。在生產(chǎn)速率和反應(yīng)器進料充分增加的實施方案中，控制器134將打開第二轉(zhuǎn)運管線(在上述的啟動程序中沒有打開的那條)，以避免超過第一反應(yīng)器102的壓力閾值。E.管線維修現(xiàn)在參考圖4，顯示了系統(tǒng)160的管道圖的圖解，所述系統(tǒng)160是系統(tǒng)100的改進。系統(tǒng)160包括用于獨立地服務(wù)于轉(zhuǎn)運管線和/或彼此獨立地運行第一反應(yīng)器102和第二反應(yīng)器112的部件。可以理解，改進的系統(tǒng)160可以包括許多關(guān)于系統(tǒng)100所述的部件。由于系統(tǒng)100的許多實現(xiàn)部件符合本發(fā)明的技術(shù)，現(xiàn)在使用相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)識那些部件。在串聯(lián)的反應(yīng)器之間的一條或多條轉(zhuǎn)運管線發(fā)生堵塞的情況下，聚合系統(tǒng)160會提供這樣的部件所述部件不僅會利于在轉(zhuǎn)運管線之間的切換，而且會利于獨立地服務(wù)于每條管線。如圖解的，用于獨立地服務(wù)于轉(zhuǎn)運管線(諸如轉(zhuǎn)運管線110)的部件可以包括能夠沖洗轉(zhuǎn)運管線110的稀釋劑供給管線162以及主要管線164。應(yīng)當(dāng)指出，在圖解的實施方案中，所述主要管線164可以連接至轉(zhuǎn)運管線110或管線168，所述管線168連接至閃蒸管線裝置122。在這些實施方案中，分流閥166可以構(gòu)造成將從第一反應(yīng)器102取出的料漿分流至第二反應(yīng)器112或閃蒸管線裝置122。所述稀釋劑供給管線162可以包括這樣的部件所述部件使稀釋劑(例如，異丁烷、丙烷、超臨界丙烷)能夠以足以將殘余聚合物顆粒沖洗出管線110和164的速率流動。這樣的部件可以包括稀釋劑供給泵170，所述泵170供給多種稀釋劑沖洗。一種這樣的沖洗由控制閥172控制，所述控制閥172控制穿過與主要管線164相連的沖洗管線174的稀釋劑流。所述稀釋劑沖洗管線162還可以具有控制閥176，所述控制閥176用于控制穿過與轉(zhuǎn)運管線110相連的沖洗管線178的稀釋劑流。控制閥172和176可以構(gòu)造成關(guān)閉它們各自的沖洗管線。用于獨立地服務(wù)于轉(zhuǎn)運管線的部件還可以包括排出閥 182，所述排出閥182沿著轉(zhuǎn)運管線110的長度設(shè)置，所述排出閥182連接至排出管線184，所述排出管線184將被沖洗的組分(例如阻塞的聚合物、稀釋劑)遞送至可以處理固體的罐，例如，分離罐(knockout tank) 186。當(dāng)然,如關(guān)于圖2所示,轉(zhuǎn)運管線110應(yīng)當(dāng)具有壓力和流動監(jiān)測器128和132，使得所述工藝可以構(gòu)造成手工地運行或被DCS 134自動化。在運行過程中，如果轉(zhuǎn)運管線110變得被阻塞，則可以關(guān)閉撞擊閥114，且分流閥166可以關(guān)閉轉(zhuǎn)運管線110的開口，使得所述轉(zhuǎn)運管線110與兩個反應(yīng)器分離。在某些這樣的情況中，可以如下從轉(zhuǎn)運管線110排出料漿打開排出閥182，并允許在轉(zhuǎn)運管線110內(nèi)的內(nèi)容物穿過排出管線184流至分離罐186。稀釋劑沖洗管線162可以允許稀釋劑(諸如異丁烷)在閥門176控制下穿過沖洗管線178流至轉(zhuǎn)運管線110，使得所述稀釋劑沖洗掉轉(zhuǎn)運管線110中的殘余聚合物顆粒等等。排出閥182和排出管線184也可以利于第一反應(yīng)器102的內(nèi)容物排至分離罐186。應(yīng)當(dāng)指出，向分離罐186排出料漿等操作可以包括使用來自稀釋劑供給管線162的稀釋劑(例如，異丁烷)沖洗反應(yīng)器102和主要管線164內(nèi)容物，以去除任何殘余的聚合物顆粒。具體地，稀釋劑供給管線162可以接收來自稀釋劑源(例如，稀釋劑罐)的稀釋劑，且泵170可以供給運動力，以使稀釋劑流過沖洗管線174并從而流過主要管線164。在該實施方案中，分流閥166會使被沖洗的內(nèi)容物穿過轉(zhuǎn)運管線110、穿過排出閥182和排出管線184分流至分離罐186。當(dāng)然，所述稀釋劑供給管線174和178可以充當(dāng)離開第一反應(yīng)器102的各條管線的沖洗點。應(yīng)當(dāng)理解，沖洗管線的總數(shù)可以等于或超過離開第一反應(yīng)器102的管線的總數(shù)。如提及的，傳感器130和132可以將壓力和流動信息分別傳遞至DCS部件134，這允許操作人員確定轉(zhuǎn)運管線110的不同方面，諸如管線的完整性和將來的可操作性。應(yīng)當(dāng)指出，關(guān)于沖洗離開第二反應(yīng)器112的管線188 (并從而沖洗第二反應(yīng)器112的內(nèi)容物)，第二反應(yīng)器112可能具有類似的部件。也就是說，所述CTO裝置116可以連續(xù)地取出料漿進入管線188，所述管線188可以使用包括稀釋劑供給管線190在內(nèi)的部件進行維護。所述稀釋劑供給管線190可以包括與關(guān)于第一反應(yīng)器102和轉(zhuǎn)運管線110所述的稀釋劑供給管線162類似的部件，包括控制閥192和沖洗管線194。并且，來自稀釋劑供給管線190的沖洗管線的數(shù)目可以等于或超過離開第二反應(yīng)器112的管線的數(shù)目。截止閥196可以構(gòu)造成迫使來自稀釋劑供給管線190的稀釋劑穿過第二反應(yīng)器112 (從而沖洗第二反應(yīng)器112)，并穿過不同的CTO裝置，諸如CTO裝置198。在一些實施方案中，所述CTO裝置198可以連接至第二閃蒸管線裝置200，以用于產(chǎn)物和稀釋劑回收。F.串聯(lián)和并聯(lián)運行在圖4中進一步圖解了可以允許將系統(tǒng)160可靠地切換回單反應(yīng)器運行(2個反應(yīng)器獨立地運行)的部件。實際上，所述系統(tǒng)160可以構(gòu)造成，在操作人員決定時和/或在轉(zhuǎn)運管線堵塞的情況下，第一反應(yīng)器102和第二反應(yīng)器112可以并聯(lián)地運行(S卩，不是串聯(lián))。在這樣的實施方案中，被CTO裝置104取入離開第一反應(yīng)器102的主要管線164中的料漿可以被分流閥166分流至管線168，并因而分流至閃蒸管線裝置122。如關(guān)于系統(tǒng)100所提及的(圖2)，第二反應(yīng)器112可以具有CTO裝置116，所述CTO裝置116使第二料漿能夠被 連續(xù)地取至管線188，所述管線188連接至閃蒸管線裝置122。為了保持管線168 (其運送在第一反應(yīng)器102中生產(chǎn)的料漿)與管線188 (其運送在第二反應(yīng)器112中生產(chǎn)的料漿)分開，所述系統(tǒng)160可以具有分流閥202，所述分流閥202構(gòu)造成選擇性地允許任一條管線進入閃蒸管線裝置122。在一些實施方案中，在并聯(lián)運行過程中，第一反應(yīng)器102的壓力可以基本上由在主要管線164內(nèi)的CTO裝置104控制，和/或通過控制離開所述第一反應(yīng)器102的料漿的流速，用設(shè)置在與閃蒸管線122相連的管線168內(nèi)的其它閥門控制。在一些實施方案中，向所述第一反應(yīng)器102中的進料也可以在控制所述第一反應(yīng)器102的壓力中起作用。在某些這樣的實施方案中，可以連續(xù)地收集來自所述第一反應(yīng)器102的聚合物產(chǎn)物，并使料漿的稀釋劑連續(xù)地再循環(huán)回所述第一反應(yīng)器102。與閃蒸管線裝置122相連的管線168可以具有這樣的部件所述部件能夠控制料漿向閃蒸管線裝置122的流動，包括、例如，隔膜閥204和/或V-球閥206。其它可能的部件可以包括具有單向閥210的稀釋劑沖洗管線208，其在管線168被阻塞和/或需要維護的情況下，可以使用稀釋劑沖洗管線168。應(yīng)當(dāng)理解，隔膜閥204和球閥206可以設(shè)置在稀釋劑沖洗管線208與管線168相連區(qū)域的任一側(cè)上，從而允許選擇性地沖洗管線168的任一側(cè)。來自第一反應(yīng)器102的管線168還可以具有共有的控制/共有的顯示單元212，使得在一個位置可以至少部分地控制轉(zhuǎn)移料漿和沖洗管線168的過程。除了來自第一反應(yīng)器102的管線以外，設(shè)置在第二反應(yīng)器112的下游部分上的CTO裝置116還可以連接至閃蒸管線裝置122。實際上，經(jīng)由CTO 116從第二反應(yīng)器112離開的管線188可以包括與離開第一反應(yīng)器102的那些管線類似的部件。例如，離開第二反應(yīng)器112的料漿可以穿過管線188流動。離開第二反應(yīng)器112的料漿的流量可以至少部分地由CTO裝置116的撞擊閥118、V-球閥120或二者控制。隔膜閥214也可以至少部分地控制穿過管線188的料漿的流動。所述料漿可以被引導(dǎo)至分流閥202，所述分流閥202可以將第二料漿流引導(dǎo)至閃蒸管線裝置122。像管線168 —樣，共有的控制器/顯示器216可以允許操作人員在一個位置至少部分地控制與第二反應(yīng)器106有關(guān)的連續(xù)料漿取出、管線維修和沖洗過程。
在一些方面，所述控制器134、202和216可以彼此通信。在這樣的方面，所述控制器可以可靠地在并聯(lián)和串聯(lián)運行之間切換系統(tǒng)160。例如，如果需要并聯(lián)運行，控制器134可以操作分流閥166和202，以將離開第一反應(yīng)器102的料漿引導(dǎo)至與閃蒸管線裝置122相連的管線168。以幾乎同時的方式，可以關(guān)閉撞擊閥114，從而分離轉(zhuǎn)運管線110。根據(jù)上述工藝，稀釋劑供給管線162可以開始沖洗轉(zhuǎn)運管線110，最后將轉(zhuǎn)運管線110的內(nèi)容物排入分離罐186?？刂破?12可以相應(yīng)地開始使用閥門204和206控制穿過管線168的料漿的流動，從而改變在管線168內(nèi)的運行壓力、料漿流量和類似的因素，以適合可能由改變成并聯(lián)運行產(chǎn)生的任意數(shù)目的新參數(shù)。類似地，控制器216然后可以執(zhí)行運行，所述運行包括指令隔膜閥214以控制穿過管線188的第二料漿的流動。所述分流閥202可以由控制器212和216中的任一個或兩者控制，使得分別來自管線168和188的第一和第二料漿不發(fā)生混合。在一些實施方案中，例如在并聯(lián)運行過程中，來自第二反應(yīng)器112的料漿流可以從CTO裝置198、管線188或第二 CTO裝置218流至第二閃蒸管線裝置200，以回收來自反應(yīng)器112的聚合物，使其與來自第一反應(yīng)器102和閃蒸管線裝置122的聚合物分離。相反地，如果在并聯(lián)運行過程中需要串聯(lián)運行，控制器134可以切換分流閥166，以將來自第一反應(yīng)器102的第一料漿流引導(dǎo)至主要管線164，然后引導(dǎo)至轉(zhuǎn)運管線110，同時基本上同時地關(guān)閉排出閥182。應(yīng)當(dāng)指出，在料漿被引導(dǎo)至轉(zhuǎn)運管線110之前，所述轉(zhuǎn)運管線110可以裝有稀釋劑， 使得當(dāng)控制器134打開撞擊閥114時，第二反應(yīng)器不會發(fā)生壓力下降。所述控制器212然后可以將稀釋劑沖洗管線208連接至沖洗管線168，且所述控制器216可以改變隔膜閥214的運行條件。如以前所述，控制器212或控制器216可以指令分流閥202，以允許來自管線188的料漿流流至閃蒸管線裝置122。G.閃蒸管線和稀釋劑再循環(huán)根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)，所述系統(tǒng)100和160都利用閃蒸管線裝置122進行產(chǎn)物分離和稀釋劑再循環(huán)。圖5描繪了包括這種部件的典型閃蒸管線裝置122。所述閃蒸管線裝置可以包括這樣的部件所述部件用于將聚合物產(chǎn)物與從第二反應(yīng)器112 (在串聯(lián)運行的情況下)或從第一反應(yīng)器102和第二反應(yīng)器112 (在并聯(lián)運行的情況下)連續(xù)取出的產(chǎn)物料漿分離開。不論運行模式如何，來自第一反應(yīng)器102或第二反應(yīng)器112的料漿必須穿過共同的導(dǎo)管220進入高壓閃蒸室222。導(dǎo)管220包括外圍導(dǎo)管224，所述外圍導(dǎo)管224被供給加熱流體，所述加熱流體會間接加熱在閃蒸管線導(dǎo)管220中的料漿物質(zhì)。蒸發(fā)的稀釋劑經(jīng)由導(dǎo)管226離開閃蒸室222，以用于進一步加工，這可以包括使用再循環(huán)冷凝器228通過簡單的熱交換進行冷凝。所述稀釋劑然后經(jīng)由管線124和再循環(huán)液體泵230返回系統(tǒng)100 (例如，到達在第一反應(yīng)器102內(nèi)的運動裝置128附近的區(qū)域)，無需壓縮。再循環(huán)冷凝器228可以在本領(lǐng)域已知的任意條件下使用本領(lǐng)域已知的任意合適的熱交換流體。在一些實施方案中，可以使用這樣的流體所述流體處于可經(jīng)濟地提供的溫度。該流體的合適的溫度范圍是40° F至130° F。經(jīng)由管線232，從高壓閃蒸室222取出聚合物顆粒，以用于使用本領(lǐng)域已知的技術(shù)進一步加工。在一些方面，可以將它們傳遞至低壓閃蒸室234，此后經(jīng)由管線236回收為聚合物產(chǎn)物。分離的稀釋劑穿過壓縮機238到達管線226。在一些實施方案中，采用串聯(lián)反應(yīng)器的系統(tǒng)(諸如系統(tǒng)100)利用的連續(xù)取出不僅會實現(xiàn)在第一反應(yīng)器102上游的更高的固體濃度，而且允許高壓閃蒸的更好運行，從而允許大多數(shù)取出的稀釋劑被閃蒸出并不經(jīng)壓縮地再循環(huán)。實際上，以此方式通?？梢曰厥?0-99%(例如，70-92%)的稀釋劑。
H.多反應(yīng)器系統(tǒng)運行根據(jù)如此描述的實施方案，在圖6中描繪了運行雙反應(yīng)器聚合系統(tǒng)(例如系統(tǒng)100)的方法300的方框流程圖。另外，應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明的方法可以適用于串聯(lián)的多個反應(yīng)器(即，超過2個)，且本發(fā)明的實施方案涉及2個反應(yīng)器的運行，以便于討論。如圖I所示和所述，一般而言，進料系統(tǒng)16可以向反應(yīng)器系統(tǒng)20中供料。但是，如圖6所示，可能必須確定希望的運行條件302，例如，以確定所述系統(tǒng)將串聯(lián)還是并聯(lián)運行。在串聯(lián)運行的情況下，總工藝可以包括向第一反應(yīng)器102供料和在所述第一反應(yīng)器102內(nèi)聚合的步驟304。在并聯(lián)運行的情況下，除了步驟304以外，可以進行向第二聚合反應(yīng)器112供料和在所述第二聚合反應(yīng)器112內(nèi)聚合的另一個步驟306。在兩個運行實施方案中，第一反應(yīng)器102和第二反應(yīng)器112聚合它們各自的單體以形成料漿，且可以分別具有控制連續(xù)取出它們各自的料漿的速率的步驟308和310。這些步驟可以包括使用部件，諸如設(shè)置在第一反應(yīng)器102上的CTO 104以控制第一料漿312的流動，和設(shè)置在第二反應(yīng)器112上的CTO 116以控制第二料漿314的流動。參考根據(jù)第一聚合反應(yīng)器102的工藝流程圖，可以從第一聚合反應(yīng)器102連續(xù)地 取出第一料漿312進入導(dǎo)管(例如，圖4所示的轉(zhuǎn)運管線110或主要管線164)。應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)框316，可以連續(xù)地監(jiān)測穿過轉(zhuǎn)運管線110或主要管線164的第一料漿312的流動。如所述的，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)運行雙反應(yīng)器聚合系統(tǒng)的一個主要優(yōu)點是，使用步驟308和310的部件和在圖4中描述的部件，可以在串聯(lián)和并聯(lián)運行之間切換所述系統(tǒng)。因而，根據(jù)串聯(lián)或并聯(lián)運行的運行內(nèi)測定318 (例如，如果操作人員決定切換運行模式)，或如果檢測到泄漏或其它負面的運行因素，可以將第一料漿312的流動引導(dǎo)至許多不同的路徑。例如，如果需要并聯(lián)運行，如步驟320所示，可以將第一料漿312的流動引導(dǎo)至閃蒸管線(例如，閃蒸管線122)。在另一個實施方案中，如果檢測到泄漏或其它負面的運行條件，根據(jù)步驟322，可以將第一料漿312引導(dǎo)至分離罐，諸如在圖4中描述的分離罐186。相反地，如果要進行串聯(lián)運行，如框324指示的第一料漿312可以繼續(xù)穿過轉(zhuǎn)運管線110到達第二反應(yīng)器112。應(yīng)當(dāng)理解，在并聯(lián)運行過程中，進料和聚合步驟306可以與步驟304基本上同時地進行，其中進料被遞送至第一反應(yīng)器102并在所述第一反應(yīng)器102內(nèi)發(fā)生聚合。但是，在串聯(lián)運行過程中，所述步驟306可以跟在步驟324之后。也就是說，根據(jù)步驟324，可以將第一料漿312引導(dǎo)至第二反應(yīng)器112，然后根據(jù)步驟306，將進料引入第二反應(yīng)器112中并在所述第二反應(yīng)器112內(nèi)聚合單體。在此時，所述第二聚合反應(yīng)器112可以開始將新的聚烯烴摻入第一料漿312中，從而形成第二料漿314。但是，應(yīng)當(dāng)理解，在并聯(lián)運行的過程中，所述第二料漿314可以沒有摻入第一料漿312。如提及的，根據(jù)第二反應(yīng)器112的過程可以包括步驟310，所述步驟310用于控制離開反應(yīng)器112的第二料漿314的流動。在某些實施方案(諸如關(guān)于圖3所述的那些)中，步驟310也可以指令部件(諸如設(shè)置在第二反應(yīng)器112上的CTO 116)來調(diào)節(jié)離開第一反應(yīng)器102和/或穿過轉(zhuǎn)運管線110流動的第一料漿312的流動。盡管如此，根據(jù)前述步驟320，可以將第二料漿314的流動引導(dǎo)至閃蒸管線裝置122，所述第二料漿314可以包括或不包括第一料漿312 (取決于運行模式)。例如，在并聯(lián)運行過程中，閃蒸管線裝置122將獨立于第二料漿314地接收第一料漿312。在串聯(lián)運行過程中，所述第二料漿314可以摻入第一料漿312。
在圖5中描述的閃蒸管線裝置122可以在步驟326中使液體介質(zhì)328與已經(jīng)被引導(dǎo)至閃蒸管線裝置122的一種或多種料漿的聚合物產(chǎn)物330分離開。當(dāng)然，根據(jù)步驟332，所述液體介質(zhì)可以再循環(huán)至反應(yīng)器系統(tǒng)，例如，系統(tǒng)100。根據(jù)步驟334，可以將固體聚合物產(chǎn)物330引導(dǎo)至擠出/裝載區(qū)以用于進一步加工，諸如在圖I中描述的擠出/裝載系統(tǒng)36。為了符合本發(fā)明的技術(shù)，閃蒸管線裝置122還可以包括將液體介質(zhì)328引導(dǎo)至第一反應(yīng)器102或第二反應(yīng)器112或二者的部件。這樣，根據(jù)步驟336，可以做出串聯(lián)或并聯(lián)運行的最終確定，以確定將液體介質(zhì)328引導(dǎo)至何處。在并聯(lián)運行的情況下，可以將液體介質(zhì)328引導(dǎo)至第一反應(yīng)器102 (根據(jù)步驟338)以及第二反應(yīng)器112 (根據(jù)步驟340)。在串聯(lián)構(gòu)型中，可以將所述液體介質(zhì)引導(dǎo)至第一反應(yīng)器102，而不是兩個反應(yīng)器，并且其可以由執(zhí)行步驟338 (而不是步驟338和340)組成。盡管本公開內(nèi)容可能易于具有多種改變和替代形式，已經(jīng)通過附圖和表格中的實施例證實了具體實施方案，且已經(jīng)在本文中進行了詳細描述。但是，應(yīng)當(dāng)理解，所述實施方 案無意限于公開的具體形式。相反，本公開內(nèi)容意圖覆蓋落入下面所附權(quán)利要求限定的公開內(nèi)容的精神和范圍內(nèi)的所有改變、等效方案和替代方案。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)聚烯烴的方法，所述方法包括 將稀釋劑和第一單體提供給第一聚合反應(yīng)器； 在所述第一聚合反應(yīng)器中聚合所述第一單體，以形成在第一料漿中的第一聚烯烴； 以一定的流量，將包含所述第一聚烯烴和所述稀釋劑的轉(zhuǎn)移料漿從所述第一聚合反應(yīng)器連續(xù)地排出至第二聚合反應(yīng)器； 使用位于所述第二聚合反應(yīng)器上的第一連續(xù)取出裝置，調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)移料漿穿過轉(zhuǎn)運管線向第二環(huán)路反應(yīng)器的流量；和 在所述第二聚合反應(yīng)器中聚合第二單體，以形成第二聚烯烴。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一聚烯烴是聚乙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第一聚合反應(yīng)器和所述第二聚合反應(yīng)器具有類似的尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其包括運行所述第一連續(xù)取出裝置，使得所述第一聚合反應(yīng)器和所述轉(zhuǎn)運管線基本上沒有重力沉降。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其另外包括設(shè)置在所述第二聚合反應(yīng)器上的第二連續(xù)取出裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其包括使用所述第一連續(xù)取出裝置，控制所述第一聚合反應(yīng)器內(nèi)的壓力和所述第二聚合反應(yīng)器內(nèi)的壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)移料漿具有比所述第一料漿更高的平均固體濃度。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一連續(xù)取出裝置包括V-球閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一聚合反應(yīng)器在第一組條件下運行，以生產(chǎn)具有第一分子量分布的所述第一聚烯烴，且所述第二聚合反應(yīng)器在第二組條件下運行，以生產(chǎn)具有第二分子量分布的所述第二聚烯烴，且所述第一和第二分子量分布是不同的。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述稀釋劑包括異丁烷。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述稀釋劑包括丙烷。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一反應(yīng)器、所述第二反應(yīng)器或二者的組合至少在流體反應(yīng)器內(nèi)容物的臨界溫度和/或至少在流體反應(yīng)器內(nèi)容物的臨界壓力下運行，所述流體反應(yīng)器內(nèi)容物包括所有反應(yīng)器內(nèi)容物。
13.一種用于生產(chǎn)聚烯烴的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 第一聚合反應(yīng)器； 設(shè)置在所述第一聚合反應(yīng)器下游的第二聚合反應(yīng)器； 導(dǎo)管，所述導(dǎo)管將所述第一聚合反應(yīng)器和所述第二聚合反應(yīng)器串聯(lián)地流體相連；和 連續(xù)取出裝置，所述連續(xù)取出裝置構(gòu)造成控制穿過所述導(dǎo)管的轉(zhuǎn)移料漿的流動。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述連續(xù)取出裝置設(shè)置在所述第二聚合反應(yīng)器上。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述連續(xù)取出裝置包括撞擊閥，所述撞擊閥具有延伸部，所述延伸部進入在所述第一聚合反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)的分層料漿的下游流，其中所述撞擊閥在朝向所述下游流的方向上成角度。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述連續(xù)取出裝置構(gòu)造成，使用至少部分地由進入所述第一聚合反應(yīng)器的稀釋劑和單體的連續(xù)進料產(chǎn)生的運動力，利于所述轉(zhuǎn)移料漿穿過所述導(dǎo)管的流動。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其另外包括設(shè)置在所述第一聚合反應(yīng)器上的固體濃縮器。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其另外包括設(shè)置在所述第二聚合反應(yīng)器上的固體濃縮器。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)管的當(dāng)量長度與所述第一聚合反應(yīng)器和所述第二聚合反應(yīng)器的最長當(dāng)量長度的比率是25%至50%。
20.一種用于生產(chǎn)聚乙烯的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 第一聚合反應(yīng)器，所述第一聚合反應(yīng)器構(gòu)造成在第一組條件下循環(huán)乙烯、第一稀釋劑和在固體載體上的催化劑，以生產(chǎn)在第一料漿中的第一聚乙烯聚合物； 位于所述第一聚合反應(yīng)器上的第一固體濃縮器，所述第一固體濃縮器構(gòu)造成排出轉(zhuǎn)移料漿，所述轉(zhuǎn)移料漿的平均固體濃度高于在所述第一聚合反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)的所述第一料漿的平均固體濃度； 設(shè)置在所述第一聚合反應(yīng)器下游的第二聚合反應(yīng)器，所述第二聚合反應(yīng)器能夠接收所述轉(zhuǎn)移料漿，在第二組條件下循環(huán)所述轉(zhuǎn)移料漿、乙烯和所述第一稀釋劑和/或第二稀釋劑，以生產(chǎn)在第二料漿中的第二聚乙烯聚合物，所述第二料漿包含所述第一聚乙烯聚合物和所述第二聚乙烯聚合物；和 位于所述第二聚合反應(yīng)器上的第二固體濃縮器，所述第二固體濃縮器構(gòu)造成排出產(chǎn)物料漿，并控制所述轉(zhuǎn)移料漿從所述第一聚合反應(yīng)器向所述第二聚合反應(yīng)器的流動，其中所述產(chǎn)物料漿的平均固體濃度高于所述第二料漿的平均固體濃度。
全文摘要
本發(fā)明描述了用于使用串聯(lián)反應(yīng)器生產(chǎn)聚烯烴的技術(shù)和系統(tǒng)。描述的實施方案包括這樣的技術(shù)和系統(tǒng)其用于在第一聚合反應(yīng)器中聚合單體以形成第一聚烯烴，從所述第一聚合反應(yīng)器連續(xù)地排出第一料漿至第二聚合反應(yīng)器，并從所述第二聚合反應(yīng)器連續(xù)地排出第二料漿。使用設(shè)置在任一個或兩個反應(yīng)器上的連續(xù)取出裝置，可以實現(xiàn)壓力控制，使得在兩個反應(yīng)器之間的轉(zhuǎn)移速率和從兩個反應(yīng)器的取出速率是在希望的范圍內(nèi)。
文檔編號C08F2/00GK102892792SQ201180024265
公開日2013年1月23日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者J·D·赫托維 申請人:切弗朗菲利浦化學(xué)公司