本發(fā)明涉及一種乙烯聚合方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種乙烯淤漿聚合方法，所述方法具有通過降低泵阻塞而改進(jìn)的淤漿泵性能。

背景技術(shù)：

含聚乙烯產(chǎn)品的使用是已知的。通常根據(jù)聚乙烯的密度進(jìn)行分類，其被用來作為最終用途應(yīng)用的指南。例如，高密度聚乙烯(HDPE)具有較低的支化度，從而使得其結(jié)構(gòu)緊湊，并具有較高的拉伸強(qiáng)度。它已被應(yīng)用于諸如管和桶之類的產(chǎn)品中。中密度聚乙烯(MDPE)具有高耐化學(xué)性以及高耐沖擊性和高耐摔性。它已被應(yīng)用于諸如收縮薄膜之類的產(chǎn)品中。低密度聚乙烯(LDPE)具有無規(guī)的長鏈支化，其支鏈可再度支化。它具有良好的耐高溫性能和抗沖擊性能，并且已被應(yīng)用于諸如粘附膜和可擠壓瓶之類的應(yīng)用中。線性低密度聚乙烯(LLDPE)不但具有基本上呈線性的結(jié)構(gòu)，而且，因?yàn)槠涠替溨Щ€具有較低的密度。它已被應(yīng)用于諸如用于纜線的拉伸膜和涂層之類的應(yīng)用中。

可使用各種方法來生產(chǎn)聚乙烯，包括氣相方法、溶液方法以及淤漿方法。在乙烯淤漿聚合方法中，使用諸如己烷或異丁烷之類的稀釋劑來溶解乙烯單體、共聚單體和氫氣，在催化劑存在下對單體進(jìn)行聚合。聚合反應(yīng)后，所形成的聚合物產(chǎn)品以淤漿的形式懸浮在液體介質(zhì)中。

在典型的多反應(yīng)器級聯(lián)方法中，例如，在WO 2012/028591 A1、US 6,204,345 B1和WO 2005/077992 A1中所公開的，單體、氫氣、催化劑和稀釋劑被供給至三個(gè)反應(yīng)器中的第一反應(yīng)器中，在該反應(yīng)器中包含在稀釋劑和未反應(yīng)單體中的聚合物顆粒形成淤漿。反應(yīng)器可并聯(lián)或串聯(lián)操作，且各反應(yīng)器中單體的類型/量和條件可有所不同，從而生成各種聚乙烯材料，包括單峰(分子量分布)或多峰聚乙烯材料。此類多峰組合物被應(yīng)用于各種應(yīng)用中；例如，WO 2012/069400 A1公開了用于吹塑的三峰聚乙烯組合物。

連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器在淤漿聚合系統(tǒng)中偶爾碰到的一個(gè)難題是淤漿泵入進(jìn)口的阻塞。如果在反應(yīng)器擋板、擋板的機(jī)械支撐件或反應(yīng)器內(nèi)壁上積累的聚合材料突然脫落并與反應(yīng)器淤漿一起流向淤漿泵的進(jìn)口時(shí)就會(huì)發(fā)生這種情況。脫落的材料為聚合物結(jié)塊，其在到達(dá)泵的進(jìn)口時(shí)快速堵塞泵的抽吸。從外部淤漿冷卻器返回的淤漿被排出到反應(yīng)器內(nèi)液位以上的蒸汽空間時(shí)會(huì)發(fā)生結(jié)垢，而聚合物結(jié)塊在結(jié)垢后可能會(huì)隨著時(shí)間而積聚。排出后，淤漿中的液體從固體分離，即閃蒸，將粘性聚合物結(jié)塊留在后面，粘性聚合物結(jié)塊可粘附在擋板、擋板支撐橫梁和反應(yīng)器內(nèi)壁表面上。另外，當(dāng)返回的淤漿滴落到反應(yīng)器內(nèi)容物的液面上時(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)器噴濺，將固體沉積到暴露的金屬表面上。重復(fù)的沉積可能引起聚合材料逐漸增長成為粘附在金屬表面上的聚合物結(jié)塊。這些大的聚合物結(jié)塊最終可能由于反應(yīng)器液位的反復(fù)或反應(yīng)器內(nèi)金屬表面上聚合物的干燥而脫落，造成粘合損失。然而，在這兩種情況下，聚合物結(jié)塊最終流向淤漿泵，阻塞泵葉輪并迅速降低穿過淤漿冷卻器的淤漿的流動(dòng)。淤漿結(jié)塊的阻塞從而可導(dǎo)致操作中斷，因?yàn)榻Y(jié)塊必須被分離和清洗。

帶有擋板的聚合反應(yīng)器已經(jīng)被用于烯烴聚合反應(yīng)系統(tǒng)中。例如，WO 2009/142730 A1和US 8,410,230 B2涉及用來生產(chǎn)具有寬化分子量的聚合物的烯烴聚合方法，所述方法使用將反應(yīng)區(qū)分開的內(nèi)部擋板。US 7,214,750 B2公開了一種在使用管式熱交換器束作為容器周圍擋板的反應(yīng)器內(nèi)生產(chǎn)聚合物的方法，并且US 7,993,593 B2公開了一種具有管狀擋板的烯烴聚合反應(yīng)器，所述管狀擋板具有一個(gè)進(jìn)氣孔。但是，持續(xù)需求通過降低泵阻塞從而具有改進(jìn)的淤漿泵性能的乙烯淤漿聚合方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開了具有改進(jìn)的淤漿泵性能的乙烯淤漿聚合方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，一種有利的淤漿聚合方法包括在從60℃到95℃的溫度下、從0.15MPa到3.0MPa的壓力下的反應(yīng)器內(nèi)將單體聚合從而形成聚乙烯，其中所述聚合在反應(yīng)器淤漿中存在催化劑、單體、稀釋劑和任選的氫氣的情況下發(fā)生，所述反應(yīng)器包括：

-包括從底部切線延伸至頂部切線的反應(yīng)器內(nèi)壁表面的圓柱形反應(yīng)器壁；

-在底部切線處連接到圓柱形反應(yīng)器壁的反應(yīng)器底蓋；

-在頂部切線處連接到圓柱形反應(yīng)器壁的反應(yīng)器頂蓋，所述圓柱形反應(yīng)器壁、反應(yīng)器底蓋和反應(yīng)器頂蓋形成內(nèi)部反應(yīng)器容積；

-用于混合內(nèi)部反應(yīng)器容積內(nèi)容物的攪動(dòng)器；

-用于將反應(yīng)器淤漿供料至冷卻器的反應(yīng)器出口，所述反應(yīng)器淤漿包括稀釋劑、催化劑、聚合物、未反應(yīng)的單體和任選的溶解的氫氣，

-包括至少一個(gè)擋板的反應(yīng)器擋板系統(tǒng)，所述至少一個(gè)擋板包括擋板頂部和擋板底部，其中所述至少一個(gè)擋板與反應(yīng)器內(nèi)壁表面連接并在縱向上沿著反應(yīng)器內(nèi)壁表面延伸，且在徑向上延伸進(jìn)內(nèi)部反應(yīng)器容積，

-第一反應(yīng)器入口，用來返回來自冷卻器的冷卻的淤漿，作為第一反應(yīng)器淤漿流；以及

-冷卻的淤漿供給管路，其具有與第一反應(yīng)器進(jìn)口連接的第一供給管路進(jìn)口端，以及第一供給管路排出端，

其中，內(nèi)部反應(yīng)器容積內(nèi)的反應(yīng)器淤漿的頂面界定了反應(yīng)器液位，并且擋板頂部和第一供給管路排出端位于反應(yīng)器液位以下。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，有利的淤漿聚合方法包括在從60℃到95℃的溫度下、在從0.15MPa到3.0MPa的壓力下的反應(yīng)器內(nèi)將單體聚合，從而形成聚乙烯，其中所述聚合在反應(yīng)器淤漿中存在催化劑、單體、稀釋劑和任選的氫氣的情況下發(fā)生，所述反應(yīng)器包括：

-包括從底部切線延伸至頂部切線的反應(yīng)器內(nèi)壁表面的圓柱形反應(yīng)器壁；

-在底部切線處連接到圓柱形反應(yīng)器壁的反應(yīng)器底蓋；

-在頂部切線處連接到圓柱形反應(yīng)器壁的反應(yīng)器頂蓋，所述圓柱形反應(yīng)器壁、反應(yīng)器底蓋和反應(yīng)器頂蓋形成內(nèi)部反應(yīng)器容積；

-用于混合內(nèi)部反應(yīng)器容積內(nèi)容物的攪動(dòng)器；

-用于將反應(yīng)器淤漿供料至冷卻器的反應(yīng)器出口，所述反應(yīng)器淤漿包括稀釋劑、催化劑、聚合物、未反應(yīng)的單體和任選的溶解的氫氣，

-包括至少一個(gè)擋板的反應(yīng)器擋板系統(tǒng)，所述至少一個(gè)擋板包括擋板頂部和擋板底部，其中所述至少一個(gè)擋板與反應(yīng)器內(nèi)壁表面連接并在縱向上沿著反應(yīng)器內(nèi)壁表面延伸，且在徑向上延伸進(jìn)內(nèi)部反應(yīng)器容積，

-第一反應(yīng)器進(jìn)口，用來返回作為第一反應(yīng)器淤漿流的來自冷卻器的冷卻的淤漿；

-冷卻的淤漿供給管路，其具有與第一反應(yīng)器進(jìn)口連接的第一供給管路進(jìn)口端，以及第一供給管路排出端，

-用于接收第二反應(yīng)器淤漿流的第二反應(yīng)器進(jìn)口；以及

-第二反應(yīng)器淤漿流供給管路，其具有與第二反應(yīng)器進(jìn)口連接的第二供給管路進(jìn)口端和第二供給管路排出端，

其中，內(nèi)部反應(yīng)器容積內(nèi)的反應(yīng)器淤漿的頂面界定了反應(yīng)器液位，并且擋板頂部、第一供給管路排出端、以及第二供給管路排出端位于反應(yīng)器液位以下。

附圖說明

為了有助于相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)和利用該主題，可參考以下附圖，其中：

圖1示出了包括聚合淤漿反應(yīng)器、外部泵和冷卻器、攪動(dòng)器以及擋板系統(tǒng)的乙烯淤漿聚合系統(tǒng)的說明性流程圖。

圖2示出了包括聚合淤漿反應(yīng)器、外部泵和冷卻器、用來接收來自第二聚合淤漿反應(yīng)器的反應(yīng)器淤漿的進(jìn)口、攪動(dòng)器以及擋板系統(tǒng)的乙烯淤漿聚合系統(tǒng)的說明性流程圖。

圖3示出了用于乙烯聚合的三反應(yīng)器級聯(lián)系統(tǒng)的說明性流程圖。

圖4示出了在擋板支撐上發(fā)現(xiàn)的聚合物結(jié)塊的圖像。

具體實(shí)施方式

聚乙烯淤漿生產(chǎn)方法

具有降低的淤漿泵阻塞的用來生產(chǎn)聚乙烯的本發(fā)明方法包括在存在催化劑、諸如己烷或異丁烷之類的稀釋劑、以及任選的氫氣的情況下將單體進(jìn)行淤漿聚合。聚合在懸浮淤漿中進(jìn)行，所述懸浮淤漿形成于稀釋劑、未反應(yīng)單體和催化劑中的聚合顆粒。通過本發(fā)明所述方法獲得的聚乙烯聚合物可以是含有高達(dá)40wt％的C₃-C₁₀-1-烯烴的乙烯均聚物或乙烯共聚物。因此，乙烯為主要單體，C₃-C₁₀-1-烯烴為共聚單體。優(yōu)選地，所述共聚單體選自1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯或其混合物。所述淤漿聚合方法在從60℃到95℃、優(yōu)選從65℃到90℃、更優(yōu)選從70℃到85℃的溫度，以及從0.15MPa到3MPa、優(yōu)選從0.2到2MPa、更優(yōu)選從0.25到1.5MPa的壓力下。

優(yōu)選地，通過所述聚合方法生產(chǎn)的聚乙烯聚合物為高密度聚乙烯樹脂，其優(yōu)選地具有在從0.935g/cm³到0.970g/cm³的范圍內(nèi)的密度。更優(yōu)選地，所述密度在從0.940g/cm³到0.970g/cm³的范圍內(nèi)。最優(yōu)選地，所述密度在從0.945g/cm³到0.965g/cm³的范圍內(nèi)。所述密度根據(jù)DINENISO1183-1:2004中的方法A(浸入法)使用2mm厚的壓縮模塑試片來測定，所述壓縮模塑試片通過如下定義的熱歷史來制備：在180℃、20MPa下壓縮8分鐘，接著在沸水中結(jié)晶30分鐘。

優(yōu)選地，通過所述聚合方法生產(chǎn)的聚乙烯聚合物具有從1dg/分鐘到300dg/分鐘、更優(yōu)選從1.5dg/分鐘到50dg/分鐘、最優(yōu)選從2dg/分鐘到35dg/分鐘的熔體指數(shù)(MI21.6)。MI21.6根據(jù)DIN EN ISO 1133:2005中的條件G，在190℃的溫度、21.6kg的負(fù)載下測定。

優(yōu)選地，通過所述聚合方法生產(chǎn)的聚乙烯聚合物為包括高達(dá)10wt％的C₃-C₁₀alpha-烯烴重復(fù)單元的乙烯均聚物或乙烯共聚物。優(yōu)選地，所述C₃-C₁₀alpha-烯烴選自丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、及其混合物。

催化劑

所述聚合可用所有常規(guī)乙烯聚合催化劑來進(jìn)行，例如，所述聚合可用基于氧化鉻的菲利浦催化劑、鈦基的齊格勒型催化劑(即齊格勒催化劑或齊格勒-納塔催化劑)、或單活性中心催化劑來進(jìn)行。出于本發(fā)明的目的，所述單活性中心催化劑是基于化學(xué)上均一的過渡金屬配位化合物的催化劑。特別合適的單活性中心催化劑是包含大容積sigma-或pi鍵有機(jī)配體的那些，例如通常被指代為茂金屬催化劑的基于單-Cp配合物的催化劑、基于雙-Cp配合物的催化劑，或基于后過渡金屬配合物、特別是鐵-雙亞胺配合物的催化劑。另外，也可以在烯烴聚合中使用這些催化劑中的兩種或更多種以上的混合物。這種混合的催化劑被指代為混合型催化劑。用于烯烴聚合的這些催化劑的制備和使用是已知的。

優(yōu)選的催化劑為齊格勒型，其優(yōu)選地包括鈦或釩化合物、鎂化合物和任選地作為載體的顆粒狀無機(jī)氧化物。

作為鈦化合物，通常使用三價(jià)鈦或四價(jià)鈦的鹵化物或烷氧基物，也有可能使用鈦烷氧基鹵素化合物或各種鈦化合物的混合物。合適的鈦化合物實(shí)例為TiBr₃、TiBr₄、TiCl₃、TiCl₄、Ti(OCH₃)Cl₃、Ti(OC₂H₅)Cl₃、Ti(O-i-C₃H₇)Cl₃、Ti(O-n-C₄H₉)Cl₃、Ti(OC₂H₅)Br₃、Ti(O-n-C₄H₉)Br₃、Ti(OCH₃)₂Cl₂、Ti(OC₂H₅)₂Cl₂、Ti(O-n-C₄H₉)₂Cl₂、Ti(OC₂H₅)₂Br₂、Ti(OCH₃)₃Cl、Ti(OC₂H₅)₃Cl、Ti(O-n-C₄H₉)₃Cl、Ti(OC2H₅)₃Br、Ti(OCH₃)₄、Ti(OC₂H₅)₄或Ti(O-n-C₄H₉)₄。優(yōu)選使用包含氯作為鹵素的鈦化合物。同樣優(yōu)選的為在鈦之外只包含鹵素的鈦鹵化物，而這其中更優(yōu)選的為氯化鈦，特別是四氯化鈦。在釩化合物中，優(yōu)選的為鹵化釩、鹵氧化釩、烷氧基釩和乙酰丙酮化釩。優(yōu)選的是處于3-5氧化態(tài)的釩化合物。

在固體成分的生產(chǎn)中，優(yōu)選另外使用至少一個(gè)鎂化合物。合適的這類化合物為含鹵素鎂化合物(如鎂鹵化物特別是氯化物或溴化物)、和可以常規(guī)方式(如與鹵化試劑反應(yīng))從其獲得鎂鹵化物的鎂化合物。優(yōu)選地，所述鹵素為氯、溴、碘或氟或兩個(gè)或更多個(gè)鹵素的混合物。更優(yōu)選地，所述鹵素為氯或溴。最優(yōu)選地，所述鹵素為氯。

可能的含鹵素鎂化合物為氯化鎂或溴化鎂。可從其獲得鹵化物的鎂化合物為，例如，烷基鎂、芳基鎂、烷氧基鎂化合物或芳氧基鎂化合物或格利雅化合物。合適的鹵化試劑為，例如，鹵素、鹵化氫、四氯化硅或四氯化碳。優(yōu)選地，鹵化試劑為氯或氯化氫。

合適的無鹵素鎂化合物的實(shí)例為二乙基鎂、二正丙基鎂、二異丙基鎂、二正丁基鎂、二仲丁基鎂、二叔丁基鎂、二戊基鎂、正丁基乙基鎂、正丁基仲丁基鎂、正丁基辛基鎂、二苯基鎂、二乙氧基鎂、二正丙氧基鎂、二異丙氧基鎂、二正丁氧基鎂、二仲丁氧基鎂、二叔丁氧基鎂、二戊氧基鎂、正丁氧基乙氧基鎂、正丁氧基仲丁氧基鎂、正丁氧基辛氧基鎂和二苯氧基鎂。優(yōu)選地，不含鹵素的鎂化合物為正丁基乙基鎂或正丁基辛基鎂。

格利雅化合物的實(shí)例為甲基氯化鎂、乙基氯化鎂、乙基溴化鎂、乙基碘化鎂、正丙基氯化鎂、正丙基溴化鎂、正丁基氯化鎂、正丁基溴化鎂、仲丁基氯化鎂、仲丁基溴化鎂、叔丁基氯化鎂、叔丁基溴化鎂、己基氯化鎂、辛基氯化鎂、戊基氯化鎂、異戊基氯化鎂、苯基氯化鎂和苯基溴化鎂。

作為用來生產(chǎn)顆粒狀固體的鎂化合物，除了二氯化鎂或二溴化鎂之外優(yōu)選使用二(C₁-C₁₀-烷基)鎂化合物。優(yōu)選地，所述齊格勒型催化劑包括選自鈦、鋯、釩、以及鉻的過渡金屬。

齊格勒型催化劑通常在助催化劑的存在下聚合。優(yōu)選的助催化劑為元素周期表的第1、2、12、13或14族金屬的有機(jī)金屬化合物，特別是第13組金屬的有機(jī)金屬化合物，尤其是有機(jī)鋁化合物。優(yōu)選的助催化劑為有機(jī)金屬烷基類、有機(jī)金屬烷氧基類、或有機(jī)金屬鹵化物類。

優(yōu)選的有機(jī)金屬化合物為烷基鋰、烷基鎂或鋅、鹵化烷基鎂、烷基鋁、烷基硅、烷氧基硅和鹵化烷基硅。更優(yōu)選地，所述有機(jī)金屬化合物包括烷基鋁和烷基鎂。更優(yōu)選地，所述有機(jī)金屬化合物包含烷基鋁。最優(yōu)選地，所述有機(jī)金屬化合物包含三烷基鋁化合物。優(yōu)選地，所述三烷基鋁化合物選自三甲基鋁、三乙基鋁、三異丁基鋁、或三正己基鋁。

現(xiàn)在參考圖1，其示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，在該方案中單體在反應(yīng)器301中聚合形成聚乙烯。聚合在存在催化劑、稀釋劑、乙烯和任選的在懸浮形式的反應(yīng)器淤漿中的氫氣和共聚單體的情況下進(jìn)行。

如圖1所示，反應(yīng)器301包括具有反應(yīng)器內(nèi)壁表面102的圓柱形反應(yīng)器壁101，所述反應(yīng)器內(nèi)壁表面102從底部切線103延伸至頂部切線104；在底部切線103處與圓柱形反應(yīng)器壁101連接的反應(yīng)器底蓋105；在頂部切線104處與圓柱形反應(yīng)器壁101連接的反應(yīng)器頂蓋106，圓柱形反應(yīng)器壁101、反應(yīng)器底蓋105和反應(yīng)器頂蓋106形成內(nèi)部反應(yīng)器容積107；以及用來混合內(nèi)部反應(yīng)器容積107的內(nèi)容物的攪動(dòng)器108。所述攪動(dòng)器108包括電機(jī)(M)、基本上垂直安裝在內(nèi)部反應(yīng)器容積107的中央的旋轉(zhuǎn)軸120、以及至少一個(gè)葉輪121。

所述反應(yīng)器301還包括用來將反應(yīng)器淤漿使用泵126供料至冷卻器110的反應(yīng)器出口109。所述反應(yīng)器淤漿包括稀釋劑、催化劑、聚合物、未反應(yīng)的單體和任選的溶解的氫氣。在內(nèi)部反應(yīng)器容積107內(nèi)的反應(yīng)器淤漿的頂面界定了反應(yīng)器液位111。

反應(yīng)器301包括包含至少一個(gè)擋板112的反應(yīng)器擋板系統(tǒng)，所述至少一個(gè)擋板112包括擋板頂部113和擋板底部114，其中所述至少一個(gè)擋板112與反應(yīng)器內(nèi)壁表面102連接，并在縱向上沿著反應(yīng)器內(nèi)壁表面102延伸，且在徑向上延伸進(jìn)內(nèi)部反應(yīng)器容積107。擋板頂部113位于反應(yīng)器液位111以下。擋板頂部位于反應(yīng)器液位111以下可以防止固體沉積到擋板上。

反應(yīng)器301還包括用來接收來自冷卻器110的冷卻的淤漿的反應(yīng)器進(jìn)口115。反應(yīng)器進(jìn)口115位于反應(yīng)器頂蓋106或圓柱形反應(yīng)器壁101上，并與具有供給管路進(jìn)口端117和供給管路排出端118的冷卻淤漿供給管路116連接。供給管路排出端118位于內(nèi)部反應(yīng)器容積107內(nèi)反應(yīng)器液位以下。

反應(yīng)器底蓋105和頂蓋106兩者都可選自橢圓形蓋、球形蓋或半球形蓋。反應(yīng)器301還可任選地在反應(yīng)器外表面裝配有傳熱夾套119。傳熱流體被泵送通過傳熱夾套119從而將熱量從反應(yīng)器301帶走。所述傳熱流體可以是通常用于采用的溫度范圍的任何液體，例如，水或合適的傳熱油?？捎帽?26將反應(yīng)器301的部分反應(yīng)器淤漿通過出口109和泵進(jìn)口管路127泵送通過泵排出管路128至冷卻器110，然后通過管路129和反應(yīng)器進(jìn)口115返回反應(yīng)器301來將另外的熱量從反應(yīng)器301帶走。反應(yīng)器淤漿通過冷卻器110上游的管路130離開反應(yīng)器并流向閃蒸罐200。閃蒸罐200將反應(yīng)器淤漿分離為流經(jīng)管路131的蒸汽流和流經(jīng)管路132的液體淤漿產(chǎn)品。

反應(yīng)器包括足夠進(jìn)行聚合的進(jìn)口和出口連接部。例如，反應(yīng)器可配有用來接收催化劑122、氫氣123、乙烯/單體124和稀釋劑125的進(jìn)口連接部。淤漿形成于在聚合反應(yīng)器301和稀釋劑內(nèi)生成的固體聚合物顆粒、未反應(yīng)的單體以及催化劑。

圖1所示反應(yīng)器301可作為一個(gè)獨(dú)立反應(yīng)器操作或作為多反應(yīng)器淤漿聚合級聯(lián)中的第一反應(yīng)器操作。多反應(yīng)器淤漿聚合級聯(lián)中第一反應(yīng)器的后續(xù)反應(yīng)器另外接收來自前一反應(yīng)器的反應(yīng)器淤漿。圖2示出了反應(yīng)器301之后的這樣的反應(yīng)器302。

除了另外還包括用于接收的第二反應(yīng)器進(jìn)口134、通過管路132、來自前一反應(yīng)器301或302的液體淤漿產(chǎn)品，反應(yīng)器302的配置與圖1中的反應(yīng)器301類似。反應(yīng)器進(jìn)口134位于反應(yīng)器頂蓋106或圓柱形反應(yīng)器壁101上，并與具有淤漿供給管路進(jìn)口端135和淤漿供給管路排出端136的淤漿供給管路137連接。供給管路排出端136位于內(nèi)部反應(yīng)器容積內(nèi)反應(yīng)器液位以下。

圖2所示反應(yīng)器302可以是淤漿聚合反應(yīng)器的多反應(yīng)器級聯(lián)中的任何一個(gè)后續(xù)聚合反應(yīng)器；即，反應(yīng)器302可以是多反應(yīng)器淤漿聚合方法中的第二反應(yīng)器或者也可以是多反應(yīng)器淤漿聚合方法中的第三或更下游的反應(yīng)器。

優(yōu)選地，所述多反應(yīng)器方法包括串聯(lián)運(yùn)行的三個(gè)反應(yīng)器；即，級聯(lián)形式布置的三個(gè)反應(yīng)器。圖3示出了一個(gè)實(shí)例，在該實(shí)例中，在跟圖1所示反應(yīng)器301配置類似的第一聚合反應(yīng)器中，單體在存在催化劑、稀釋劑、乙烯和任選的氫氣和共聚單體的情況下被聚合從而在懸浮形式的反應(yīng)器淤漿中形成聚乙烯。第一聚合反應(yīng)器的反應(yīng)器淤漿被轉(zhuǎn)移至第一閃蒸罐200，該閃蒸罐將氣體從應(yīng)器淤漿分離，分離的液體淤漿產(chǎn)品被發(fā)送至與圖2所示反應(yīng)器302配置類似的第二聚合反應(yīng)器。乙烯、稀釋劑和任選的氫氣和共聚單體被發(fā)送至第二聚合反應(yīng)器，在該第二聚合反應(yīng)器中聚合反應(yīng)在淤漿中進(jìn)行，形成額外的聚乙烯。第二聚合反應(yīng)器的反應(yīng)器淤漿被轉(zhuǎn)移至第二閃蒸罐200，該閃蒸罐將氣體從應(yīng)器淤漿分離，分離的液體淤漿產(chǎn)品被發(fā)送至與圖2所示反應(yīng)器302配置類似的第三聚合反應(yīng)器。乙烯、稀釋劑和任選的氫氣和共聚單體被發(fā)送至第三聚合反應(yīng)器，在該第三聚合反應(yīng)器中聚合反應(yīng)在淤漿中進(jìn)行，形成額外的聚乙烯。第三聚合反應(yīng)器的反應(yīng)器淤漿被轉(zhuǎn)移至第三閃蒸罐200，該閃蒸罐將氣體從反應(yīng)器淤漿分離，液體淤漿產(chǎn)品被輸送，以便聚合物的固液分離和進(jìn)一步處理。在不同反應(yīng)器中的共聚單體的性質(zhì)和用量可以相同或不同。

盡管圖3示出了三反應(yīng)器系統(tǒng)，應(yīng)理解該方法還可以包括單反應(yīng)器系統(tǒng)或二反應(yīng)器系統(tǒng)，其中第一反應(yīng)器按如圖1配置，第二反應(yīng)器按圖2配置。還可使用包含多于三個(gè)反應(yīng)器的反應(yīng)器系統(tǒng)，其中第四和后續(xù)反應(yīng)器按圖2配置。

擋板系統(tǒng)

用于聚合方法的反應(yīng)器包括反應(yīng)器擋板系統(tǒng)，該擋板系統(tǒng)包括至少一個(gè)擋板112。通過防止罐/反應(yīng)器內(nèi)容物只能單純的渦旋，擋板可幫助混合罐/反應(yīng)器內(nèi)的流體。這是必要的，因?yàn)樵谶@樣的渦旋中，對液體中固體的剪切力很小。

擋板112具有在靠近反應(yīng)器301或302的頂蓋106處布置的擋板頂部113和在靠近反應(yīng)器301或302的底蓋105處布置的擋板底部114。優(yōu)選地，擋板112為單片矩形板或一系列機(jī)械連接在一起形成連續(xù)板的板，其中矩形的長軸線與反應(yīng)器301或302的縱軸平行，矩形的短軸與反應(yīng)器301或302的徑向軸平行。擋板112連續(xù)的或在非連續(xù)的連接點(diǎn)與反應(yīng)器內(nèi)壁表面102連接，其長度沿著反應(yīng)器內(nèi)壁表面102縱向延伸，其寬度徑向延伸入內(nèi)部反應(yīng)器容積107。擋板底部114優(yōu)選地位于反應(yīng)器底部切線103的30厘米之內(nèi)，即，擋板底部114位于從比反應(yīng)器底部切線103低30厘米到比反應(yīng)器底部切線103高30厘米的范圍內(nèi)的某個(gè)點(diǎn)。因此，從擋板底部到底部切線的距離不超過30厘米。

擋板頂部113在反應(yīng)器液位111以下。優(yōu)選地，擋板頂部113比反應(yīng)器液位111低至少10厘米，更優(yōu)選地，比反應(yīng)器液位111低至少15厘米，再優(yōu)選地，比反應(yīng)器液位111低15-30厘米。最優(yōu)選地，擋板頂部113比反應(yīng)器液位111低20-30厘米。

擋板的寬度為擋板伸入內(nèi)部反應(yīng)器容積107的部分。優(yōu)選地，擋板的寬度范圍在反應(yīng)器直徑的1/10和1/48之間，優(yōu)選地在反應(yīng)器直徑的1/10和1/24之間。

擋板112可沿著內(nèi)部反應(yīng)器表面102的長度方向被安裝在與內(nèi)部反應(yīng)器表面102齊平的位置或被安裝在離墻位置。當(dāng)被安裝到離墻位置時(shí)，內(nèi)部反應(yīng)器表面102與擋板112之間的距離優(yōu)選為在1/72的擋板寬度和1.0倍的擋板寬度之間，更優(yōu)選地在1/72的擋板寬度和1/4的擋板寬度之間。

優(yōu)選地，擋板系統(tǒng)包括至少兩個(gè)擋板112。更優(yōu)選地，擋板系統(tǒng)包含3到4個(gè)擋板112。最優(yōu)選地，擋板系統(tǒng)包含四個(gè)擋板112。當(dāng)存在兩個(gè)擋板112時(shí)，它們優(yōu)選地以沿著反應(yīng)器內(nèi)壁表面102彼此間隔180度的方式排列。當(dāng)存在三個(gè)擋板112時(shí)，它們優(yōu)選地以沿著反應(yīng)器內(nèi)壁表面彼此間隔120度的方式排列。當(dāng)存在四個(gè)擋板時(shí)，它們優(yōu)選地以沿著反應(yīng)器內(nèi)壁表面彼此間隔90度的方式排列。優(yōu)選地，存在四個(gè)擋板112。

根據(jù)本發(fā)明的擋板排列和淤漿供給管路可通過消除從冷卻器或前一個(gè)反應(yīng)器返回的淤漿中的液體的閃蒸來防止或降低擋板和支撐擋板的機(jī)械橫梁上的污垢，從而最小化聚合物結(jié)塊的形成以及淤漿在反應(yīng)器內(nèi)壁表面的噴濺，聚合物顆粒/結(jié)塊可粘附在反應(yīng)器內(nèi)壁表面。

實(shí)施例

下面的實(shí)例進(jìn)一步詳述和解釋所要求保護(hù)的乙烯聚合方法。

對比例A

乙烯在三反應(yīng)器級聯(lián)中在79℃的溫度和0.45MPa的壓力下、在存在齊格勒型催化劑、三乙基鋁助催化劑、1-丁烯共聚單體、以及氫氣的情況下、在以己烷為溶劑的介質(zhì)中聚合，形成聚乙烯。反應(yīng)器內(nèi)容物為淤漿形式，包含高密度聚乙烯聚合物、溶解的原料，以及液體溶劑。反應(yīng)器的熱量通過將淤漿泵送通過外部冷卻器并通過橢圓形頂蓋循環(huán)回到反應(yīng)器被帶走。裝置的總產(chǎn)量為18噸/小時(shí)，第二反應(yīng)器接收6.8噸/小時(shí)的乙烯。在第二反應(yīng)器中生產(chǎn)的聚乙烯具有5dg/分鐘的MI5，該數(shù)值是根據(jù)DIN EN ISO 1133:2005中的條件T在190℃的溫度、5公斤的負(fù)載下測定的；以及0.950g/cm³的密度。

所有的三個(gè)反應(yīng)器都是同一個(gè)設(shè)計(jì)。每個(gè)反應(yīng)器都是圓柱形容器，在頂部和底部具有橢圓形蓋，配有四個(gè)擋板，四個(gè)擋板以沿著反應(yīng)器周圍彼此間隔90度的方式排列。每個(gè)反應(yīng)器還配有攪動(dòng)器，用來促進(jìn)混合過程。反應(yīng)器擋板沿著反應(yīng)器的長度在不同的點(diǎn)通過支撐板連接到反應(yīng)器的表面，擋板的頂部位于頂部切線以下250毫米處。來自冷卻器的淤漿返回管路將冷卻的淤漿排出到反應(yīng)器中低于頂部切線600毫米的點(diǎn)，來自上游反應(yīng)器/閃蒸容器的淤漿排出到低于頂部切線350毫米的點(diǎn)。

反應(yīng)器的圓柱形部分的液位用放射性液位傳送器來測量，其中反應(yīng)器的頂部切線相當(dāng)于100％的液位，低于頂部切線1500毫米的點(diǎn)相當(dāng)于50％的液位。三反應(yīng)器級聯(lián)中的第二反應(yīng)器的液位維持在放射性液位傳送器范圍的50％。在這個(gè)操作液位，擋板的頂部、外部冷卻器淤漿排出點(diǎn)以及上游反應(yīng)器淤漿排出點(diǎn)在氣象中。淤漿泵抽入流32A。

關(guān)閉反應(yīng)器，準(zhǔn)備改變聚乙烯產(chǎn)品的等級，其中第二反應(yīng)器會(huì)生產(chǎn)具有1.2dg/分鐘的MI5、以及0.956g/cm3的密度的的聚合物，但淤漿循環(huán)一直繼續(xù)。關(guān)閉之后，進(jìn)程管路用溶劑沖洗進(jìn)第二反應(yīng)器，使得反應(yīng)器的液位提高至95％。在這個(gè)反應(yīng)器液位，擋板的頂部支撐板沉沒在液體池中。所述液位提高之后，淤漿泵流立即降至27A，顯示通過淤漿泵淤漿流的降低。泵的檢查顯示葉輪被聚合物結(jié)塊阻塞。第二反應(yīng)器的物理檢查顯示聚合物在擋板的頂部支撐板上的沉積。圖4顯示來自淤漿泵的聚合物結(jié)垢的結(jié)塊的示例性圖像。

實(shí)施例1

關(guān)于比較實(shí)施A中所述的三反應(yīng)器級聯(lián)中的第二反應(yīng)器，放射性液位傳送器的位置被改變從而使所測量的液位在從高于切線100毫米的點(diǎn)(相當(dāng)于100％)到低于切線1400毫米的點(diǎn)(相當(dāng)于0％的液位)的范圍。正常操作液位被改成放射性液位傳送器范圍的80％，相當(dāng)于低于頂部切線200毫米的點(diǎn)。在這個(gè)操作液位，擋板的頂部、冷卻淤漿排出點(diǎn)和上游反應(yīng)器淤漿進(jìn)口被浸沒在液體中。從這個(gè)點(diǎn)增加或降低反應(yīng)器液位不會(huì)導(dǎo)致任何淤漿泵流的下降。這表明沒有聚合物沉積物可從反應(yīng)器擋板或擋板支撐板上脫落。裝置的總產(chǎn)量為20噸/小時(shí)，第二反應(yīng)器接收7.5噸/小時(shí)的乙烯。第二反應(yīng)器生產(chǎn)具有1.2dg/分鐘的MI5、以及0.956g/cm³的密度的聚合物。

實(shí)施例1和對比例A證明將反應(yīng)器液位保持在擋板頂部以上可防止聚合物固體在擋板上的積累。否則在擋板上積累的固體每當(dāng)液位增加至擋板以上時(shí)便會(huì)接著脫落，要不然積累的聚合物固體會(huì)增長到一個(gè)不能被支撐的水平。積累的固體掉進(jìn)反應(yīng)器之后，它們流向泵，在其中堵塞泵葉輪。從已經(jīng)超過擋板頂部的點(diǎn)提高反應(yīng)器液位不會(huì)導(dǎo)致任何聚合物固體結(jié)塊的脫落，因?yàn)樵趽醢?、支撐擋板的機(jī)械橫梁和反應(yīng)器內(nèi)壁表面上沒有聚合物結(jié)塊的積累，從而防止了淤漿結(jié)塊的阻塞。

在閱讀了前述內(nèi)容后，本文公開主題的其它特征、優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施方式對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。在這方面，雖然已對本主題的具體實(shí)施方式進(jìn)行了相當(dāng)詳細(xì)的描述，但是在不偏離所描述及主張的本主題的精神和范圍的前提下，可對本發(fā)明的這些實(shí)施方式進(jìn)行各種改變和修改。