具有連續(xù)輸送的烯烴聚合工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在從用于烯烴淤漿聚合的反應(yīng)器移除聚合物淤漿方面的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 烯烴聚合例如乙烯聚合常常在環(huán)管反應(yīng)器中使用單體、稀釋劑和任選的催化劑和 任選地使用共聚單體實(shí)施。所述聚合通常在淤漿條件下進(jìn)行，其中產(chǎn)物通常由固體顆粒構(gòu) 成并且懸浮在稀釋劑中。用泵使反應(yīng)器的淤漿內(nèi)容物連續(xù)地循環(huán)以維持聚合物固體顆粒在 液體稀釋劑中的有效懸浮，產(chǎn)物經(jīng)常通過(guò)通?；陂g歇原理操作的沉降腿取出（take off) 以收取產(chǎn)物。利用在沉降腿中的沉降以提高最終作為產(chǎn)物淤漿收取的淤漿的固體濃度。產(chǎn) 物進(jìn)一步地被輸送至另一反應(yīng)器或者通過(guò)閃蒸管線被排放（discharge)至閃蒸罐，在其中 大部分的稀釋劑和未反應(yīng)單體被閃蒸出來(lái)并且被再循環(huán)。將聚合物顆粒干燥，可加入添加 劑并且最終將聚合物擠出和造粒。
[0003] 然而，在這些聚合工藝中，沉降腿確實(shí)存在一些問(wèn)題。它們表現(xiàn)為將"間歇"或"不 連續(xù)的"技術(shù)強(qiáng)加于基礎(chǔ)的連續(xù)工藝上。每次沉降腿達(dá)到其中其"排放"或"放出（fire)" 積聚的聚合物淤漿的階段時(shí)，其導(dǎo)致對(duì)環(huán)管反應(yīng)器中的壓力的干擾，由此所述壓力未被保 持恒定。環(huán)管反應(yīng)器中的壓力波動(dòng)可大于1巴。在非常高的單體濃度下，這樣的壓力波動(dòng) 可產(chǎn)生若干問(wèn)題，例如，可在循環(huán)泵的操作中導(dǎo)致麻煩的氣泡的產(chǎn)生。它們也可在反應(yīng)器壓 力的控制線路（控制規(guī)劃，control scheme)方面引起擾動(dòng)。
[0004] 然而已知多種替代的產(chǎn)物移除技術(shù)。例如，WO 01/05842描述了用于從導(dǎo)管中的 流動(dòng)的淤漿物流移除濃淤漿的設(shè)備，其特征在于所述導(dǎo)管的出口區(qū)域中的通道，所述出口 適合于連續(xù)地移除淤漿。
[0005] EP 0891990描述了如下的烯烴聚合工藝：其中通過(guò)連續(xù)產(chǎn)物取出（take off)、更 具體地通過(guò)設(shè)置在反應(yīng)器上的伸長(zhǎng)的中空附件收取產(chǎn)物淤漿。所述中空附件與加熱的閃蒸 管線直接流體連通，并且因此適合于產(chǎn)物淤漿的連續(xù)移除。
[0006] 然而，上述設(shè)備和工藝具有如下缺點(diǎn)：從反應(yīng)器排出（withdraw)的懸浮液仍然含 有大量的稀釋劑和大量的其它反應(yīng)物例如單體，于是必須將其從聚合物顆粒分離和對(duì)其進(jìn) 行處理以將它再用于反應(yīng)器中。上述設(shè)備和工藝的另一缺點(diǎn)是在階段或者反應(yīng)開動(dòng)期間或 者在對(duì)反應(yīng)器的正常行為中的大的停頓（disruption)(例如進(jìn)料物流之一的突然中斷）的 響應(yīng)方面它們?nèi)狈`活性。
[0007] W02011/095532公開了其中將沉降腿用于從單環(huán)管反應(yīng)器的連續(xù)的和周期性的排 放的工藝。該文獻(xiàn)還公開了其中兩個(gè)環(huán)管反應(yīng)器經(jīng)由第一反應(yīng)器的沉降腿串聯(lián)連接的工 -H- 〇
[0008]因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供發(fā)生在環(huán)管反應(yīng)器中的聚合工藝，其中將聚合物 淤漿高效且連續(xù)地從所述環(huán)管反應(yīng)器排放并且輸送至后續(xù)環(huán)管反應(yīng)器。更具體地，本發(fā)明 的一個(gè)目的是優(yōu)化在沉降腿中的停留時(shí)間。本發(fā)明的另一目的是改善烯烴聚合物、反應(yīng)物 和稀釋劑的分離的效率。本發(fā)明的進(jìn)一步目的是改善聚合工藝的操作性和可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 這些當(dāng)前目的通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的工藝實(shí)現(xiàn)。
[0010] 本發(fā)明涉及在包含與第二環(huán)管反應(yīng)器串聯(lián)連接的第一環(huán)管反應(yīng)器的至少兩個(gè)淤 漿環(huán)管反應(yīng)器中制備聚烯烴的工藝，其包含如下步驟：
[0011]-將一種或多種烯烴反應(yīng)物、稀釋劑和聚合催化劑引入到所述第一環(huán)管反應(yīng)器中， 并且同時(shí)使所述烯烴反應(yīng)物、稀釋劑和聚合催化劑在所述第一環(huán)管反應(yīng)器中循環(huán)；
[0012] -使所述一種或多種稀徑反應(yīng)物聚合以產(chǎn)生主要（essentially)包含液體稀釋劑 和固體烯烴聚合物顆粒的聚烯烴淤漿；
[0013] -從所述第一反應(yīng)器排出包含固體烯烴聚合物顆粒和稀釋劑的聚烯烴淤漿和通過(guò) 設(shè)置在所述第一反應(yīng)器上的一個(gè)或多個(gè)沉降腿將所排出的顆粒引入到所述第二環(huán)管反應(yīng) 器中，其中各沉降腿具有連接至所述第一反應(yīng)器的入口和通過(guò)輸送管線連接至所述第二反 應(yīng)器的出口，
[0014] 其中，
[0015] 至少一個(gè)沉降腿是連續(xù)打開的，容許固體烯烴聚合物顆粒從所述第一環(huán)管反應(yīng)器 到所述第二環(huán)管反應(yīng)器的連續(xù)輸送，和其中所述工藝進(jìn)一步包含通過(guò)所述至少一個(gè)連續(xù)打 開的沉降腿控制固體烯烴聚合物顆粒從所述第一環(huán)管反應(yīng)器到所述第二環(huán)管反應(yīng)器的連 續(xù)輸送的步驟。
[0016] 所述通過(guò)所述至少一個(gè)連續(xù)打開的沉降腿控制固體烯烴聚合物顆粒從所述第一 環(huán)管反應(yīng)器到所述第二環(huán)管反應(yīng)器的連續(xù)輸送的步驟包含控制連續(xù)打開的沉降腿的數(shù)目 的步驟和/或控制所述至少一個(gè)連續(xù)打開的沉降腿的流速的步驟。
[0017] 令人驚訝地，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的工藝通過(guò)避免聚合物停滯和優(yōu)化 沉降腿中的停留時(shí)間而改善了操作性/可靠性。
[0018] 本工藝不需要取出點(diǎn)位于第一反應(yīng)器上的特定位置處或者具有復(fù)雜形狀，并且不 需要延伸到循環(huán)路徑中。
[0019] 從作為實(shí)例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明原理的以下具體描述和附圖，本發(fā)明的以上和其它特 性、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明晰。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1表示雙環(huán)管聚合反應(yīng)器的示意性透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 應(yīng)理解，本發(fā)明不限于所描述的特定工藝、組分（部件）、或裝置，因?yàn)檫@樣的方 法、組分（部件）、和裝置當(dāng)然可變化。還應(yīng)理解，本文中所使用的術(shù)語(yǔ)不意圖為限制性的， 因?yàn)楸景l(fā)明的范圍將僅由所附權(quán)利要求限制。
[0022] 如本文中使用的，單數(shù)形式"一個(gè)（種）（a，an)"和"該（所述）"包括單數(shù)個(gè)和復(fù) 數(shù)個(gè)指示物兩者，除非上下文清楚地另有規(guī)定。
[0023] 如本文中使用的術(shù)語(yǔ)"包含"和"由...組成（comprised of)"是與"包括"或者 "含（有）"同義的，并且是包容性的或者開放式的并且不排除另外的、未列舉的成員、要素 或方法步驟。術(shù)語(yǔ)"包含"和"由...組成"也包括術(shù)語(yǔ)"由...構(gòu)成（consisting of)"。
[0024] 通過(guò)端點(diǎn)進(jìn)行的數(shù)值范圍的列舉包括囊括在相應(yīng)范圍內(nèi)的所有數(shù)目和分?jǐn)?shù)、以及 所列舉的端點(diǎn)。
[0025] 除非另有定義，在公開本發(fā)明中使用的所有術(shù)語(yǔ)，包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)，具有如本 發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的含義。作為進(jìn)一步指引，對(duì)于在說(shuō)明書中使用的 術(shù)語(yǔ)的定義是為了更好地領(lǐng)會(huì)本發(fā)明的教導(dǎo)而包括的。
[0026] 在整個(gè)本說(shuō)明書中提及"一種（one)實(shí)施方式"或"一個(gè)（an)實(shí)施方式"意味著 關(guān)于該實(shí)施方式所描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明的至少一種實(shí)施方式中。因 此，在整個(gè)本說(shuō)明書中在各種位置處出現(xiàn)短語(yǔ)"在一種實(shí)施方式中"或"在一個(gè)實(shí)施方式中" 不一定全部涉及相同的實(shí)施方式，但是可以涉及相同的實(shí)施方式。此外，所述具體的特征、 結(jié)構(gòu)或者特性可在一種或多種實(shí)施方式中以如本領(lǐng)域技術(shù)人員從本公開內(nèi)容明晰的任何 合適的方式組合。此外，雖然本文中描述的一些實(shí)施方式包括了在其它實(shí)施方式中包括的 一些特征但是沒(méi)有包括在其它實(shí)施方式中包括的其它特征，但是如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解 的，不同實(shí)施方式的特征的組合意欲在本發(fā)明的范圍內(nèi)，并且形成不同的實(shí)施方式。例如， 在所附權(quán)利要求中，任意所要求保護(hù)的實(shí)施方式可以任意組合使用。
[0027] 本發(fā)明涉及在環(huán)管反應(yīng)器中利用稀釋劑產(chǎn)生聚合物和稀釋劑的產(chǎn)物淤漿的烯烴 聚合工藝的改進(jìn)。本發(fā)明更具體地涉及其中將聚合物的產(chǎn)物淤漿從環(huán)管反應(yīng)器連續(xù)地排放 和輸送至后續(xù)反應(yīng)器的用于生產(chǎn)聚合物的聚合工藝。
[0028] 本發(fā)明適用于產(chǎn)生如下流出物的任何工藝：其包含懸浮在包含稀釋劑和未反應(yīng)單 體的液體介質(zhì)中的粒狀聚合物固體的淤漿。這樣的反應(yīng)工藝包括本領(lǐng)域中已知為顆粒形式 聚合的那些。
[0029] 聚烯烴聚合包含將包括烯烴單體、任選的一種或多種共聚單體、任選的氫氣、稀釋 劑、催化劑、任選的助催化劑或活化劑的反應(yīng)物進(jìn)料至環(huán)管反應(yīng)器。
[0030] 如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)"環(huán)管反應(yīng)器"指的是用于生產(chǎn)聚烯烴、優(yōu)選聚乙烯或聚丙 烯的閉合回路管狀聚合反應(yīng)器。所述環(huán)管反應(yīng)器包含互連管道，從而限定聚烯烴淤漿的連 續(xù)流動(dòng)路徑。
[0031] 各環(huán)管反應(yīng)器包含：至少兩個(gè)豎直管道、至少一個(gè)上部段反應(yīng)器管路、至少一個(gè)下 部段反應(yīng)器管路，其通過(guò)接頭首尾相接合以形成完整的環(huán)管；一個(gè)或多個(gè)進(jìn)料管線；一個(gè) 或多個(gè)出口；每個(gè)管道一個(gè)或多個(gè)冷卻夾套；和一個(gè)泵；從而限定聚合物淤漿的連續(xù)流動(dòng) 路徑。管道段的豎直部分優(yōu)選地設(shè)置有冷卻夾套。聚合熱可通過(guò)在反應(yīng)器的這些夾套中循 環(huán)的冷卻水被帶走。反應(yīng)器優(yōu)選地以滿液模式操作。
[0032] 本發(fā)明涵蓋在包含與第二環(huán)管反應(yīng)器串聯(lián)連接的第一環(huán)管反應(yīng)器的至少兩個(gè)淤 漿環(huán)管反應(yīng)器中制備聚烯烴的工藝，所述工藝包含如下步驟：
[0033] -將一種或多種烯烴反應(yīng)物、稀釋劑和聚合催化劑引入到所述第一環(huán)管反應(yīng)器中， 并且同時(shí)使所述烯烴反應(yīng)物、稀釋劑和聚合催化劑在所述第一環(huán)管反應(yīng)器中循環(huán)；
[0034] -使所述一種或多種烯烴反應(yīng)物聚合以產(chǎn)生包含液體稀釋劑和固體烯烴聚合物顆 粒的聚烯烴淤漿；
[0035] -從所述第一反應(yīng)器排出包含固體烯烴聚合物顆粒和稀釋劑的聚烯烴淤漿和通過(guò) 設(shè)置在所述第一反應(yīng)器上的一個(gè)或多個(gè)沉降腿將所排出的顆粒引入到所述第二環(huán)管反應(yīng) 器中，其中各沉降腿具有連接至所述第一反應(yīng)器的入口和通過(guò)輸送管線連接至所述第二反 應(yīng)器的出口，
[0036] 其中
[0037] 至少一個(gè)沉降腿是連續(xù)打開的，容許固體烯烴聚合物顆粒從所述第一環(huán)管反應(yīng)器 到所述第二環(huán)管反應(yīng)器的連續(xù)輸送。
[0038] 所產(chǎn)生的聚合物淤漿可經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)沉降腿、更特別地經(jīng)由至少一個(gè)連續(xù)打開 的沉降腿被連續(xù)地輸送至所述輸送管線和進(jìn)一步地至所述第二或后續(xù)環(huán)管反應(yīng)器。
[0039] 如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)"連續(xù)打開的沉降腿"指的是這樣的沉降腿：其在使用時(shí)是 連續(xù)打開的以容許連續(xù)地從環(huán)管反應(yīng)器排放和從沉降腿排放出去，并且僅在其停止使用時(shí) 關(guān)閉。優(yōu)選地，沉降腿的關(guān)閉和/或打開通過(guò)設(shè)置在所述沉降腿的入口處或者設(shè)置在將所 述第一環(huán)管反應(yīng)器與所述沉降腿的入口連接的輸送導(dǎo)管上的散裝物料閥（容積閥，bulk valve)(或隔離閥）進(jìn)行。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的工藝適用于雙環(huán)管反應(yīng)器以及多環(huán)管反應(yīng)器。所述連續(xù)輸送在第一 和/或任何后續(xù)環(huán)管反應(yīng)器中但是不在串聯(lián)的最后一個(gè)環(huán)管反應(yīng)器中進(jìn)行。當(dāng)所述工藝在 包含串聯(lián)連接的兩個(gè)環(huán)管反應(yīng)器的雙環(huán)管反應(yīng)器中進(jìn)行時(shí)，所述輸送通過(guò)連接至串聯(lián)的第 一環(huán)管反應(yīng)器的至少一個(gè)連續(xù)打開的沉降腿進(jìn)行。當(dāng)所述工藝在串聯(lián)連接的多環(huán)管反應(yīng)器 中進(jìn)行時(shí)，所述輸送通過(guò)設(shè)置在串聯(lián)中的第一和/或任何后續(xù)環(huán)管反應(yīng)器上但不是在最后 一個(gè)環(huán)管反應(yīng)器中的至少一個(gè)連續(xù)打開的沉降腿進(jìn)行。從最后一個(gè)環(huán)管反應(yīng)器向產(chǎn)物收取 區(qū)中的排放可以常規(guī)方式進(jìn)行