用改进的乙烯进料系统聚合乙烯的方法技术方案

一种制备聚乙烯的方法，通过在淤浆中聚合乙烯以及任选地一种或多种C3～C10α‑烯烃，其中聚合在配备有用于混合反应器的内容物并引起淤浆流动的搅拌器的筒形聚合反应器中进行，其中所述乙烯通过乙烯注入系统进料到所述反应器中，所述乙烯注入系统包括一个或多个注入喷嘴，其突出穿过所述反应器底头部或穿过所述反应器壁并延伸所述内径D的0.02倍～0.5倍进入所述反应器，并且其中所述乙烯以10m/s～200m/s的离开速率离开所述注入喷嘴。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及一种乙烯聚合的方法。更具体地，本公开涉及一种通过改进的乙烯进料系统而结垢减少的乙烯淤浆聚合方法。
技术介绍
含聚乙烯产品的用途是已知的。各种方法可以用于生产聚乙烯，包括气相法、溶液法以及淤浆法。在乙烯淤浆聚合法中，稀释剂(例如己烷或异丁烷)可以用于溶解乙烯单体、共聚单体以及氢，单体用催化剂聚合。聚合之后，形成的聚合物产物作为聚乙烯颗粒混悬于液体介质中的淤浆而存在。在典型的多反应器级联方法(例如WO2005/077992A1或WO2012/028591A1中所示的)中，反应器可以平行或串联操作，每个反应器中的单体类型和数量以及反应条件可以改变以生产多种聚乙烯材料，包括单峰或多峰的聚乙烯材料。这种多峰的组合物用于多种应用；例如，WO2012/069400A1公开了用于吹塑制品的三峰聚乙烯组合物。乙烯淤浆聚合系统中的连续搅拌釜式反应器有时会遇到的难题是可能发生在反应器内部构件上的结垢。乙烯单体以气态形式引入到反应器并溶解在稀释剂中。固体催化剂组分计量加入到反应器并悬浮于稀释剂中。当溶解的乙烯与催化剂颗粒接触时，形成聚乙烯。反应发生在反应器内各处，包括反应器内部表面以及反应器内部构件附近。特别需要关注的是乙烯入口喷嘴周围的区域，因为在入口喷嘴排出处乙烯的局部浓度最高。理想地，乙烯进料立即溶解并混合以便在稀释剂中形成均匀的浓度与均匀分布的催化剂颗粒接触。然而，如果乙烯的溶解和反应器内容物的混合不足够，固体聚乙烯可能粘附到反应器内表面及反应器内部构件。如果这种粘附正在发生，集聚的物质可能形成固体块并干扰反应器性能。最后，如果不加补救，这个结垢过程可能导致单元关闭以进行清洗。过去的常规系统通过喷嘴进料乙烯而无需反应器底部一定长度的管道。乙烯直接在反应器壁进入反应器，其由于非常高的乙烯浓度而导致在喷嘴周围以及悬液中结垢。结垢也出现在喷嘴自身内部。由于喷嘴出口处低的乙烯速率，含催化剂的悬液将进入喷嘴并与乙烯反应形成聚乙烯颗粒。为了防止完全堵住喷嘴，将不得不频繁清洗。因此，对通过更高效的乙烯溶解和混合而具有提高的性能、导致反应器内部结垢减少的乙烯淤浆聚合方法，存在持续的需求。
技术实现思路
本公开提供了使用乙烯分布系统进行乙烯淤浆聚合的方法。本公开提供了通过在60℃～95℃的温度、0.15MPa～3MPa的压力下在淤浆中聚合乙烯以及任选地一种或多种C3～C10α-烯烃制备聚乙烯的方法，其中聚合在具有筒形反应器壁、反应器底头部和反应器顶头部的筒形聚合反应器中进行，该反应器具有内径D并配备有用于混合反应器的内容物并引起淤浆流动的搅拌器，其中乙烯通过乙烯注入系统进料到反应器中，乙烯注入系统包括一个或多个注入喷嘴，其突出穿过反应器底头部或穿过反应器壁并延伸内径D的0.02倍～0.5倍进入反应器，并且其中乙烯以10m/s～200m/s的离开速率离开注入喷嘴。在有些实施方式中，突出穿过反应器底头部或穿过反应器壁的注入喷嘴具有进入反应器的方向、有出口尖端和出口基部的倾斜乙烯出口、以及在注入喷嘴的方向与连接出口尖端和出口基部的线之间20°～80°的角度，乙烯出口的倾斜以相对于淤浆流动出口尖端位于上游位置以及出口基部位于下游位置的方式相对于淤浆流动而定向。在有些实施方式中，搅拌器包括电机、居中地位于反应器中的垂直旋转轴以及附接到旋转轴的一级或多级搅拌器叶片；其中搅拌器主要在搅拌器轴周围引起淤浆在圆形截面的垂直流动。在有些实施方式中，淤浆在圆形截面的垂直流动是向下的流动。在有些实施方式中，一个或多个注入喷嘴突出穿过反应器底头部并垂直延伸内径D的0.04倍～0.2倍进入到反应器中，从反应器中心至注入喷嘴出口的水平距离为内径D的0.1倍～0.45倍。在有些实施方式中，乙烯注入系统包括至少两个注入喷嘴且所有注入喷嘴布置在反应器中心周围的圆环线上。在有些实施方式中，注入喷嘴均匀地分布在圆环线上。在有些实施方式中，一个或多个注入喷嘴在位于反应器下三分之二的穿壁点(wallpassingpoint)处突出穿过筒形反应器壁，并延伸内径D的0.02倍～0.48倍进入到反应器中。在有些实施方式中，注入喷嘴向下倾斜。在有些实施方式中，注入喷嘴的方向与水平方向之间的水平角度为5°～60°。在有些实施方式中，聚合反应器中的淤浆流动具有圆形分量，注入喷嘴朝着圆形流动的下游倾斜。在有些实施方式中，注入喷嘴的方向与从穿壁点走向反应器中心的线之间的径向角度是5°～60°。在有些实施方式中，注入喷嘴的出口位于搅拌器下方的位置。在有些实施方式中，穿壁点布置在反应器的同一高度处并均匀分布在反应器周围。在有些实施方式中，反应器是多反应器聚合系统中的一个。附图说明为了有助于相关领域的普通技术人员实现和利用该主题，参考以下附图，其中：图1示出了乙烯进料注入喷嘴的侧视图。图2示出了具有底部进料乙烯注入系统的乙烯淤浆聚合反应器的侧视图。图3示出了具有底部进料乙烯注入系统的乙烯淤浆聚合反应器的俯视图。图4示出了具有侧部进料乙烯注入系统的乙烯淤浆聚合反应器的侧视图。图5示出了具有侧部进料乙烯注入系统的乙烯淤浆聚合反应器的俯视图。具体实施方式聚乙烯淤浆生产方法本公开生产聚乙烯的方法包括在乙烯聚合催化剂、稀释剂(例如己烷或异丁烷)以及任选地氢的存在下，作为共聚单体的乙烯以及任选地一种或多种C3～C10α-烯烃的淤浆聚合。聚合在包括稀释剂、未反应乙烯以及任选地一种或多种共聚单体的悬浮介质中的颗粒状聚乙烯悬液中进行。通过本公开所述方法获得的聚乙烯聚合物可以是含高至40wt％、更优选0.1～10wt％衍生自C3-C10-1烯烃的重复单元的乙烯的乙烯均聚物或共聚物。优选地，共聚单体选自丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯或它们的混合物。淤浆聚合在60℃～95℃、优选65℃～90℃、更优选70℃～85℃的反应器温度，以及在0.15MPa～3MPa、优选0.2MPa～2MPa、更优选0.25MPa～1.5MPa的反应器压力下发生。优选地，通过该聚合方法生产的聚乙烯聚合物是优选密度在0.935g/cm3～0.970g/cm3范围内的高密度聚乙烯树脂。更优选地，密度在0.940g/cm3～0.970g/cm3的范围内。最优选地，密度在0.945g/cm3～0.965g/cm3的范围内。密度是根据DINENISO1183-1：2004方法A(浸渍)、利用如下限定的热史：180℃、20MPa下压制8分钟随后沸水中结晶30分钟制备的2mm厚的压塑片测量的。优选地，通过聚合方法生产的聚乙烯聚合物具有1dg/min～300dg/min的熔融指数(MI21.6)，更优选1.5dg/min～50dg/min，最优选2dg/min～35dg/min。MI21.6是根据DINENISO1133：2005、在21.6Kg负荷、190℃温度的条件G下测量的。催化剂可以用所有常规乙烯聚合催化剂来进行聚合，例如，可以用基于氧化铬的Phillips催化剂，用钛基齐格勒型催化剂、即齐格勒催化剂或齐格勒-纳塔催化剂，或者用单活性中心催化剂来进行聚合。为了本公开的目的，单活性中心催化剂是基于化学上一致的过渡金属配位化合物的催化剂。特别合适的单中心催化剂为包含大体积σ-或π-键合的有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备聚乙烯的方法，通过在60℃～95℃的温度、0.15MPa～3MPa的压力下在淤浆中聚合乙烯以及任选地一种或多种C3～C10α‑烯烃，其中聚合在具有筒形反应器壁、反应器底头部和反应器顶头部的筒形聚合反应器中进行，该反应器具有内径D并配备有用于混合反应器的内容物并引起淤浆流动的搅拌器，其中所述乙烯通过乙烯注入系统进料到所述反应器中，所述乙烯注入系统包括一个或多个注入喷嘴，其突出穿过所述反应器底头部或穿过所述反应器壁并延伸所述内径D的0.02倍～0.5倍进入所述反应器，并且其中所述乙烯以10m/s～200m/s的离开速率离开所述注入喷嘴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.07 EP 14180180.31.一种制备聚乙烯的方法，通过在60℃～95℃的温度、0.15MPa～3MPa的压力下在淤浆中聚合乙烯以及任选地一种或多种C3～C10α-烯烃，其中聚合在具有筒形反应器壁、反应器底头部和反应器顶头部的筒形聚合反应器中进行，该反应器具有内径D并配备有用于混合反应器的内容物并引起淤浆流动的搅拌器，其中所述乙烯通过乙烯注入系统进料到所述反应器中，所述乙烯注入系统包括一个或多个注入喷嘴，其突出穿过所述反应器底头部或穿过所述反应器壁并延伸所述内径D的0.02倍～0.5倍进入所述反应器，并且其中所述乙烯以10m/s～200m/s的离开速率离开所述注入喷嘴。2.根据权利要求1所述的方法，其中突出穿过所述反应器底头部或穿过所述反应器壁的所述注入喷嘴具有进入到所述反应器的方向、有出口尖端和出口基部的倾斜乙烯出口、以及在所述注入喷嘴的所述方向与连接所述出口尖端和出口基部的线之间20°～80°的角度，所述乙烯出口的倾斜以相对于所述淤浆流动出口尖端位于上游位置以及出口基部位于下游位置的方式相对于所述淤浆流动而定向。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述搅拌器包括电机、居中地位于所述反应器中的垂直旋转轴以及附接到所述旋转轴的一级或多级搅拌器叶片；其中所述搅拌器主要在所述搅拌器轴周围引起所述淤浆在圆形截面的垂直流动。4.根据权利要求3中任一所述的方法，其中所述淤浆在圆形截面的所述垂直流动是向下的流动。5.根据权利要求1～4中...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·屈尔，H·普朗，R·卡瓦雅尔，E·达姆，P·佩曼，
申请(专利权)人：巴塞尔聚烯烃股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE