一种丙烯连续变温预聚合装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种丙烯连续变温预聚合装置，属烯烃聚合领域，该装置包括依次连接的反应器，每个反应器包括静态混合器、反应器管道、温控介质箱体，静态混合器和反应器管道设置在温控介质箱体内，静态混合器前端设置有向反应器通入预聚单体的接口，静态混合器的后端与反应器管道相连，每个反应器与下一个反应器的静态混合器连接，最后一个反应器的管道与聚合釜连接，第一个反应器的静态混合器同时连接反应物储罐和催化剂储罐，在反应器间及反应器与聚合釜间设置超声波震荡器，即提高了催化剂在液体中均匀性，又防止催化剂在反应器喷嘴聚集引起堵塞，有效增加预聚合的工艺操作空间，提高聚合效率。

A Continuous Variable Temperature Prepolymerization Device for Propylene

The utility model discloses a propylene continuous variable temperature prepolymerization device, which belongs to the field of olefin polymerization. The device comprises a sequentially connected reactor, each reactor includes a static mixer, a reactor pipeline, a temperature-controlled medium box, a static mixer and a reactor pipeline are arranged in the temperature-controlled medium box, and a front end of the static mixer is provided with an interface leading to the reactor to the prepolymer monomer. The back end of the state mixer is connected with the reactor pipeline, each reactor is connected with the static mixer of the next reactor, the last reactor pipeline is connected with the polymerizer, the static mixer of the first reactor is connected with both the reactant tank and the catalyst tank, and an ultrasonic oscillator is installed between the reactor and the reactor and the polymerizer, which improves the catalyst in the liquid. The uniformity also prevents the blockage caused by the aggregation of catalyst in the reactor nozzle, effectively increases the operation space of the prepolymerization process and improves the polymerization efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种丙烯连续变温预聚合装置
本专利技术涉及烯烃聚合领域，尤其涉及丙烯连续变温预聚合装置。
技术介绍
聚丙烯是典型的部分结晶性热塑性树脂，其良好的性能价格比决定了它具有很宽的应用范围。现有的聚丙烯工业生产中，无论是以液相本体和气相工艺，亦或液相气相的多种组成工艺，大多数在进入聚合反应器之前，对丙烯催化剂进行预聚，可以改善催化剂形态、聚合动力学、减少聚合物细粉等。预聚合是指在较温和的条件下，如相对低的温度或者低的单体浓度下，在主聚合阶段前发生的聚合，与主聚合相似预聚合的方式包括本体、淤浆和气相预聚合合。现在工业上一般采用淤浆和本体预聚合，如工艺示意图如图1丙烯淤浆预聚合工艺示意图与图2液相本体丙烯催化剂预聚合示意图，在图2示意图中预聚合反应器工业应用比较成熟的是管式循环反应器(俗称小环管预聚合)，也有采用高压聚合釜替代循环管式作为预聚合反应器的。由于丙烯聚合速度快，且有大量聚合热放出，工业装置上催化剂注入聚合釜的入口也由于此处催化剂浓度高，如果流速慢，或者出现流速波动，极易发生局部暴聚而堵塞，严重影响生产正常进行。聚合条件来改变原有催化剂的聚合动力学和改善聚合物颗粒的微观形态，并对Ferreror的丙烯Ziegler-Natta催化剂的破碎理论模型进行了修正。其研究结果显示通过控制预聚合的条件，可完善催化剂的初始破碎形态，来改善催化剂颗粒的孔结构，提高催化剂的聚合活性中心数量，避免由于催化剂初始聚合活性过高，加上在液相本体聚合反应的单体浓度高引起聚合速率过快而带来的一系列的问题，如聚合速率快引起催化剂颗粒内部过热，而使部分活性中心失活，活性寿命衰减较快，这对于乙丙嵌段共聚特别重要，因为到聚合后一阶段时间，活性较低时很难制备出高性能的乙丙抗冲共聚物，同时由于催化剂破碎的不完善，颗粒形态差不能满足共聚的要求。如工艺示意图1丙烯淤浆预聚合工艺示意，此预聚法采用大量溶剂来分散固体催化剂，且间歇式预聚，每批催化剂预聚后低温保存(一般在10℃)，同时在实际操作时，会发现预聚后的催化剂混合物中，会有一定量的白色絮状漂浮物，推测可能是加入激活剂后，极少量钛活性中心从负载的催化剂颗粒上脱落下来形成的，或者在催化剂生时，洗涤不彻底，仍存在极少量可溶性的四氯化钛衍生物，这些絮状物在每次预聚后，都要人工排除掉，以避免进入聚合系统，影响聚合物性能和装置的运行稳定性。从现有的文献可知，预聚后的催化剂活性随着存放时间长而下降，且低温保存消耗不少能源，也不是较好的预聚方式。在图2示意图中预聚合反应器工业应用比较成熟的是管式循环反应器(俗称小环管预聚合)，也有采用高压聚合釜替代循环管式作为预聚合反应器的。对于小环管预聚，丙烯(或者加入丙烷做为稀释剂)，它需要较高压力下用造价不菲的循环泵进行循环预聚，预聚度存在不均匀现象，且不容易控制精确控制预聚度；而采用釜式替代小型循环管道反应器，存在更多的问题：1.需要极高的搅拌转速，以使催化剂在极短时间分散及充分混合，防止催化剂局部浓度过高，但高速搅拌器，在实际应用时，故障率较高，维护成本较高；2.也是全混流反应，预聚度存在不均匀现象；3.催化剂进入聚合釜注入口容易出现堵塞，如果出现在进入聚合釜注入口出现堵塞也会立即引起整个预聚合系统暴聚，且没有任何措施能够排除这种暴聚，只有停止预聚，改用其它形式加催化剂，这样会严重影响生产的进行。现行一般采用缩小管径。用特殊形态的喷嘴，加大丙烯单体流速，但也不能从根本上解决问题；4.容易出现堵塞，及易引起爆聚，爆聚后的后处理工序烦琐，消耗大量人力物力，且存在安全方面的问题，因为管道内存在大量烷基铝等易燃化合物。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种丙烯连续变温预聚合装置，属烯烃聚合领域，以解决解决釜式预聚合易堵塞、安全性差、小环管成本高、对设备要求高等问题。该丙烯连续变温预聚合装置包括依次连接的反应器，每个反应器包括静态混合器、反应器管道、温控介质箱体，静态混合器和反应器管道设置在温控介质箱体内，静态混合器前端设置有向反应器通入预聚单体的接口，静态混合器的后端与反应器管道相连，每个反应器与下一个反应器的静态混合器连接，最后一个反应器的管道与聚合釜连接，第一个反应器的静态混合器同时连接反应物储罐和催化剂储罐，在反应器间及反应器与聚合釜间设置超声波震荡器。超声波物理机制一般认为是超声空化效应。超声空化效应是指在强超声波作用下，液体内会产生大量的气泡，小气泡将随着超声振动而逐渐生长和增大，然后又突然破灭和分裂，分裂后的气泡又连续生长和破灭。这些小气泡急速崩溃时在气泡内产生了高温高压，且因气泡周围的液体高速冲入气泡而在气泡附近的液体中产生了强烈的局部激波，也形成了局部的高温高压，从而产生了超声的粉碎、分散、乳化作用。其应用领域，在制药工业及日常用品工业部门，超声乳化常用于制造各种乳化液产品。还可利用超声乳化方法制成油(汽油、柴油等)与水或煤粉的乳化燃烧物，以提高单位燃料的燃烧值。这种技术现已在有限范围内开始推广使用，经济效益明显。为降低成本和适应较大规模的生产，在超声乳化中大都使用机械型超声发生器。对于难以乳化的液体或出于其他特殊考虑，有时亦采用压电式超声换能器，并配合使用适当的声聚焦系统以增大声强。设置的反应器管道在温控介质箱体内呈盘管式或者列管式，最后端一个反应器单元的反应器管道出口处的直径由大到小渐变。丙烯连续变温预聚合装置进行丙烯预聚合的方法，包括下列步骤：①将负载型钛系催化剂配置成悬浮液，将烷基铝稀释至0.8～0.9mol/L浓度；②分别调节温控介质的温度，并分别在温控介质箱体内加入温控介质，使反应器(1)介质温度控制在-5～0℃，反应器(2)介质温度控制为0～15℃，反应器(3)介质温度控制为20～35℃，反应器(4)介质的温度控制为55～75℃；③将负载型钛系催化剂悬浮液、烷基铝溶液和外给电子体组分从最前端一个反应器单元输入预聚合装置；④在每个反应器单元的预聚单体接口处均加入预聚单体丙烯；⑤当反应器内反应过快或者反应器管道堵塞时在反应器(1)的预聚单体接口处通入氮气或者氢气；⑥预聚混合物在反应器中进行聚合反应，在超声波震荡器中进行搅拌，预聚物在预聚合装置中停留的总时间为30秒～1000秒。超声波的频率为2×104Hz～107Hz的声波，具体地在预聚合单体引入口后串联一个超声波震荡器，在预聚合结束后进入聚合釜前再串联一个超声波震荡器，布局见图3，增加超声波震荡器，功率为2KW，频率范围：15KHz～60KHz。有益效果1、可以在较低的流速下进行预聚合，可适当缩短预聚合管式反应器的长度，增加停留时间，促进固体催化剂快速分散及均匀化，促进预聚合单体均匀分散，更好地与固体催化剂接触反应。2、在进入反应聚合釜前的一个超声波震荡器，在促进催化剂分散的同时，可防止催化剂在喷嘴聚集引起堵塞，加上系统在此引入氢气等，经分散后，更加有效地阻止或防止喷嘴堵塞。3、用超声波震荡器替代极高的搅拌转速釜式分散器还具有装置成本和维护成本的优势，因为高速搅拌器，在实际应用时，故障率较高，维护成本较高，运行周期相比超声波震荡器也短。4、由于管径较小，热交换面积大，预聚合温度精确控制，加上预聚单体精确给量，可很好的控制预聚合速率。5、管式反应器采用模块化设计，可以根据停留时间来增加或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丙烯连续变温预聚合装置，其特征在于，包括依次连接的反应器，所述的反应器包括温控介质箱体(9)和设置在温控介质箱体(9)内的反应器管道(8)，所述反应器管道(8)入口处设置静态混合器(7)，所述的静态混合器(7)前端设置预聚单体接口，每个反应器与下一个反应器的静态混合器(7)连接，最后一个反应器的管道与聚合釜(6)连接，第一个反应器的静态混合器(7)同时连接反应物储罐和催化剂储罐，最后一个反应器与聚合釜(6)之间设置超声波震荡器(5)。

【技术特征摘要】
1.一种丙烯连续变温预聚合装置，其特征在于，包括依次连接的反应器，所述的反应器包括温控介质箱体(9)和设置在温控介质箱体(9)内的反应器管道(8)，所述反应器管道(8)入口处设置静态混合器(7)，所述的静态混合器(7)前端设置预聚单体接口，每个反应器与下一个反应器的静态混合器(7)连接，最后一个反应器的管道与聚合釜(6)连接，第一个反应器的静态混合器(7)同时连接反应物储罐和催化剂储罐，最后一个反应器与聚合釜(6)之间设置超声波震荡器(5)。2.根据权利要求1所述的丙烯连续变温预聚合装置，其特征在于，每个反应器与下一个反应器的静态混合器(7)通过反应器管道(8)连接，所述的反应器管道(8)在温控介质箱体(9)内呈盘管式或者列管式。3.根据权利要求1所述的丙烯连续变温预聚合装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴仁，
申请(专利权)人：中国石化扬子石油化工有限公司，中国石油化工股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32