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一种烯烃聚合方法及装置制造方法及图纸

技术编号:16094642 阅读:95 留言:0更新日期:2017-08-29 19:27
本发明专利技术公开了一种聚烯烃合成方法和装置,所述方法提供流化床反应器,并在流化床反应器中发生烯烃聚合反应。本发明专利技术利用膜分离装置分离富集氢气,利用冷凝、气液分离装置分离富集共聚单体,在膜分离装置和气液分离器的二级分离作用下,流化床反应器中温度梯度和氢气的浓度梯度得到强化,可以生产兼具良好成型加工性能和物理性能的聚烯烃产品。

【技术实现步骤摘要】
一种烯烃聚合方法及装置
本专利技术公开了一种聚合操作方法及装置。具体涉及使用流化床反应器生产分子量分布具有双峰/宽峰的聚烯烃和聚烯烃共聚物的方法及装置。
技术介绍
本专利技术涉及一种烯烃聚合操作方法,具体地说就是从流化床反应器出口未反应的物料中富集并分离部分氢气,并将分离的氢气返回反应器中部或上部,在单个反应器中构建了氢气浓度高的区域和氢气浓度低的区域,使得聚合单体不断聚合反应生成分子量分布较宽或分子量分布呈双峰分布的聚烯烃共聚物或聚烯烃共聚物的方法。对于聚烯烃,尤其是聚乙烯,分子量和分子量分布极大地影响聚合物的机械性能及加工性能。在本领域研究中,已经公认的是,分子量越高,所述机械性能越高。然而具有高分子量的聚烯烃的流动性不佳,难以加工,在高切变速率下难以吹制和挤压。本领域已知,扩大聚乙烯的分子量分布可以实现改善流变性能同时维持最终产品的机械性能的目的;其中高分子量部分保证产品的机械性能,低分子量部分有助于改善产品的加工性能。本领域已公认的是,将催化剂或带有活性中心的聚合物置于两种或两种以上不同的反应条件或气体组成内,使其连续反应,便能生产出具有宽/双峰分布的聚乙烯。然而在单一反应器内聚合物颗粒混合比较充分,反应器内的温度基本一致,因此,单一的某种催化剂在单一反应器内的稳定的某一温度下生产得到的聚合物的分子量分布较窄,采用多个反应器生产分子量分布较宽的产品得到了广泛的研究。根据聚合媒体不同,串联反应器工艺分为淤浆-淤浆、淤浆-气相、气相-气相方式等。欧洲专利EP-A-691353描述了两个传统的气相反应器串联生产双峰/宽峰聚乙烯的方法;美国专利US7115687B中公布了一种第一环管反应器和第二气相流化床反应器串联的工艺;中国专利102060943A公开了一种用于制备双峰聚乙烯的方法及包含至少四个流化床的气相反应器。采用单反应釜工艺,使用具有多活性点的催化剂,或者单催化剂多载体,或者混合催化剂,也是生产双峰聚乙烯的研究热点。美国UCC公司在Unipol工艺装置中采用气相法适用复合催化剂合成出双峰聚乙烯产品。Univation公司开发出的Prodigy催化剂,可以在单反应器中生产双峰HDPE。中国专利103421138A也公开了一种制备双峰/宽峰聚乙烯的方法,将一种双苯氧基亚胺二氯化锆催化剂与茂金属催化剂复合。复合催化剂在单反应器中生产聚乙烯的工艺,成本比较低,易于实施,但对催化剂的要求较高。此外,还可以在单反应器中构造不同的聚合反应环境,生产宽/双峰聚乙烯。中国专利101284889A公开了一种将一个流化床反应器控制在至少有两个温度差别在10℃以上的稳定的反应区域的方法。专利WO00/02929A1提出了一种多区循环反应器工艺及装置,此聚合反应器是由快速流化状态的提升段和移动床状态的下降段相互连接而成,通过控制两个反应区域的聚合条件实现宽峰聚烯烃的生产。本专利技术采用膜分离方法富集并分离氢气,在反应器空间上构造了不同的聚合反应环境,从而生产具有不同分布宽度的双峰/宽峰聚乙烯产品。本专利技术的工艺流程较为简单,操作容易,并且通过膜分离装置和气液分离器的二级分离作用,强化了反应器中温度梯度和氢气的浓度梯度,得到兼具良好成型加工性能和物理性能的聚烯烃产品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种新的烯烃聚合的方法,对于双峰/宽峰聚乙烯尤其适用。本专利技术采用冷凝、气液分离的方法将共聚单体富集和分离,采用膜分离方法将循环物料中氢气富集和分离。在反应器分布板上方侧壁中部、下部不同位置引入液体物料,利用液体物料蒸发吸热形成至少一个低温区域和低氢气浓度区域;并且富含氢气的气体物料在反应器中部和上部不同位置引入反应器,在反应器的中上部形成一个高温区和富含氢气的区域。本专利技术提供一种聚烯烃合成的方法,所述方法包括:1)从流化床反应器(1)出口导出未反应的气体物料,部分或全部气体物料进入膜分离装置(3);2)从膜分离装置(3)导出的富含氢气的气体物料经过压缩和冷却,在反应器的中部和上部区域引入流化床反应器(1),形成循环回路;3)从膜分离装置(3)导出的氢气含量较少的气体物料、烯烃单体以及流化床反应器(1)顶部导出且没有进入膜分离装置(3)的气体物料混合,经过压缩、冷却后进入气液分离器(6);4)气液分离器(6)中分离的液体物料经过冷凝液储罐(7)和泵设备(8),部分或全部引入流化床反应器(1)的中部和下部区域;剩余液体物料与气体物料从反应器分布板(2)下方引入流化床反应器(1);5)流化床反应器(1)中气体物料、液体物料与加入的催化剂接触、反应并形成固相聚烯烃;其中,在所述流化床反应器(1)内部保持密相流态化;连续或间歇地从流化床反应器(1)中导出聚烯烃;并向流化床反应器(1)或循环回路中引入烯烃单体、催化剂、冷凝剂、助催化剂、链转移剂、抗静电剂以及惰性气体;其中所述循环回路为流化床反应器(1)出口物料再次返回流化床反应器(1)所经过的流体管道。具体的,未反应的气体物料从流化床反应器(1)出口导出,部分或全部气体物料进入膜分离装置(3),从膜分离装置(3)导出的富氢气体经过压缩、冷却后引入流化床反应器(1)中部和上部区域,从膜分离装置(3)导出的含氢气少的气体,新鲜烯烃以及部分从流化反应器(3)顶部导出的气体混合后,经过压缩、冷凝后进入气液分离器(6),气液分离器(6)分出的液体物料部分或全部从反应器分布板(2)上方的不同位置引入流化反应器(1)的中部和下部区域;剩余液体物料与气体物料进入反应器分布板(2)下方空间,经过反应器分布板(2)的分散后进入流化床反应器(1);在流化床反应器(1)中气体物料、液体物料与加入的催化剂接触形成固相聚烯烃,将固相聚烯烃连续或间歇地从反应器引出。富含氢气的气体在反应器流化床的上部区域(17)形成至少一个温度较高,氢气含量高,乙烯含量低的区域,含氢气较少的气体、冷凝液体等物料在流化床反应器(1)的下部区域(16)形成一个温度较低,氢气含量低,乙烯含量高的区域。在本专利技术的一个优选实施例中,所述的催化剂包括齐格勒-纳塔、茂金属或非茂金属催化剂、或它们的混合物,优选齐格勒-纳塔催化剂。在本专利技术的一个优选实施例中,所述烯烃选自乙烯和小于18个碳原子的α-烯烃,优选乙烯、丙烯。所述共聚单体选自乙烯和α-烯烃,其中α-烯烃可以为丁烯、己烯、辛烯、癸烯等小于18个碳原子的α-烯烃,优选丁烯、己烯和辛烯。在本专利技术的一个优选实施例中,所述进入膜分离装置(3)的气体物料与所述流化床反应器出口导出的未反应气体物料的质量之比为0.05:1~1:1,优选0.4:1~0.8:1。在本专利技术的一个优选实施例中,所述膜分离装置(3)出口处所述富含氢气的气体物料与所述膜分离装置(3)入口处所述气体物料中氢气质量之比为0.2:1~0.95:1,优选0.5:1~0.8:1。在本专利技术的一个优选实施例中,所述的气液分离的分离效率为30~100%,优选60~100%。在本专利技术的一个优选实施例中,在所述的聚合过程中,可以将冷凝剂、助催化剂、链转移剂、抗静电剂以及惰性气体直接通入流化床反应器(1);也可以直接通入到循环回路中;也可以将其中一部分通入到流化床反应器(1)中,其他通入到循环回路中。在本专利技术的一个优选实施例中,所述冷凝剂选自C4~C8的本文档来自技高网
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一种烯烃聚合方法及装置

【技术保护点】
一种聚烯烃合成方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:1)从流化床反应器(1)出口导出未反应的气体物料,部分或全部气体物料进入膜分离装置(3);2)从膜分离装置(3)导出的富含氢气的气体物料经过压缩和冷却,在反应器的中部和上部区域引入流化床反应器(1),形成循环回路;3)从膜分离装置(3)导出的氢气含量较少的气体物料、烯烃单体和流化床反应器(1)顶部导出且没有进入膜分离装置(3)的气体物料混合,经过压缩、冷却后进入气液分离器(6);4)气液分离器(6)中分离的液体物料经过冷凝液储罐(7)和泵设备(8),部分或全部引入流化床反应器(1)的中部和下部区域;气液分离器(6)的剩余液体物料与气体物料从反应器分布板(2)下方引入流化床反应器(1);5)流化床反应器(1)中气体物料、液体物料与加入的催化剂接触、反应并形成固相聚烯烃;其中,在所述流化床反应器(1)内部保持密相流态化;连续或间歇地从流化床反应器(1)中导出聚烯烃;并向流化床反应器(1)或循环回路中引入烯烃单体、催化剂、共聚单体、冷凝剂、助催化剂、链转移剂、抗静电剂以及惰性气体;其中所述循环回路为流化床反应器(1)出口物料再次返回流化床反应器(1)所经过的流体管道。...

【技术特征摘要】
1.一种聚烯烃合成方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:1)从流化床反应器(1)出口导出未反应的气体物料,部分或全部气体物料进入膜分离装置(3);2)从膜分离装置(3)导出的富含氢气的气体物料经过压缩和冷却,在反应器的中部和上部区域引入流化床反应器(1),形成循环回路;3)从膜分离装置(3)导出的氢气含量较少的气体物料、烯烃单体和流化床反应器(1)顶部导出且没有进入膜分离装置(3)的气体物料混合,经过压缩、冷却后进入气液分离器(6);4)气液分离器(6)中分离的液体物料经过冷凝液储罐(7)和泵设备(8),部分或全部引入流化床反应器(1)的中部和下部区域;气液分离器(6)的剩余液体物料与气体物料从反应器分布板(2)下方引入流化床反应器(1);5)流化床反应器(1)中气体物料、液体物料与加入的催化剂接触、反应并形成固相聚烯烃;其中,在所述流化床反应器(1)内部保持密相流态化;连续或间歇地从流化床反应器(1)中导出聚烯烃;并向流化床反应器(1)或循环回路中引入烯烃单体、催化剂、共聚单体、冷凝剂、助催化剂、链转移剂、抗静电剂以及惰性气体;其中所述循环回路为流化床反应器(1)出口物料再次返回流化床反应器(1)所经过的流体管道。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述烯烃单体选自乙烯或小于18个碳原子的α-烯烃中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述进入膜分离装置(3)的气体物料与所述流化床反应器(1)出口导出的未反应气体物料的质量之比为0.05:1~1:1。4.根据权利要求1中所述的方法,其特征在于,所述膜分离装置(3)出口处所述富含氢气的气体物料中氢气质量与所述膜分离装置(3)入口处所述气体物料中氢气质量之比为0.95:1~0.2:1。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的气液分离器(6)的分离效率为30~100%。6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,在所述的聚合过程中,可以将冷凝剂、助催化剂、链转移剂、抗静电剂以及惰性气体直接通入所述流化床反应器(1);也可以直接通入到循环回路中;也可以将其中一部分通入到所述流化床反应器(1)中,其他通入到循环回路中。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄正梁范小强孙婧元王靖岱杨遥廖祖维蒋斌波阳永荣王浩同陈毓明洪小东时强胡晓波陈美李少硕戴进成彭肖祎
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:浙江,33

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