能量有效的聚烯烃方法技术

一种用于生产聚烯烃的制造方法，具有进料系统，包括聚合反应器的反应器系统，稀释剂／单体回收系统，分馏系统，和具有挤出机的挤出／装载系统。所述制造方法被构建成消耗少于约４４５千瓦时电力／公吨生产的聚烯烃。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体而言涉及聚烯烃生产，更具体地说，涉及提高聚烯烃生产方法的能量效率的技术。
技术介绍
这一部分意欲向读者介绍可能与在以下描述和/或要求保护的本专利技术的各方面相关的现有
技术实现思路
。这种讨论据信有助于给读者提供
技术介绍
信息以利于更好地理解本专利技术的各个方面。对应地，应理解，这些陈述应按此目的进行阅读，而不是作为对现有技术的确认。随着化学和石化技术的发展，这些技术的产品在社会中已变得日益普遍。特别地，因为将简单的分子构建块结合到较长的链(或聚合物)中的技术已经取得进展，聚合物产品(通常呈各种塑料的形式)已经被越来越多地结合到各种日常生活用品中。例如，聚烯烃聚合物，如聚乙烯、聚丙烯和它们的共聚物，被用于零售和药物包装、食品和饮料包装(如果汁和碳酸饮料瓶)、家用容器(如桶和盒)、家用物品(如用具、家具、地毯、和玩具)、汽车部件、管道、导管和各种工业产品。具体类型的聚烯烃，如高密度聚乙烯(HDPE)，在制备吹塑和注塑制品如食品和饮料容器、薄膜和塑料管中具有特殊的用途。其它类型的聚烯烃，如低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、全同立构聚丙烯(iPP)和间同立构聚丙烯(sPP)，也适合类似的应用。所述应用的机械要求如拉伸强度和密度，和/或化学要求如热稳定性、分子量和化学反应性，通常决定了何种类型的聚烯烃是适用的。如从以上所列用途中可推论的，聚烯烃构造的一个益处是，它通常不与它所接触的物品或产品反应。这使得聚烯烃产品可以被用于居住、商业和工业范围，包括食品和饮料贮存及运输、消费电子产品、农业、海运和车辆制造。聚烯烃的广泛的居住、商业和工业应用已转化为对可挤出、注塑、吹塑或以其它方式形成最终消费产品或部件的原料聚烯烃的相当大的需求。为满足这种需求，已存在可将烯烃聚合来形成聚烯烃的各种方法。通常，这些方法在可容易地获得短链烯烃分子(单体和共聚单体)如乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯、癸烯和长得多的聚烯烃聚合物的其它构建单元的石化装置处来实施或接近所述石化装置。这些单体和共聚单体可在液相聚合反应器和/或气相聚合反应器中聚合，以形成包含聚合物(聚烯烃)固体微粒(通常被称为松散物(fluff)或颗粒)的产物。所述松散物可以具有一种或多种令人感兴趣的熔化、物理、流变学和/或机械性能，例如密度、熔体指数(MI)、熔体流动速率(MFR)、共聚物含量、共聚单体含量、模量和结晶度。在反应器内的反应条件，如温度、压力、化学品浓度、聚合物生产率等等可以被选择，以达到所需的松散物性能。除所述一种或多种烯烃单体以外，可向所述反应器中添加促进单体聚合的催化剂。例如，所述催化剂可以是经反应器进料物流添加的颗粒，且一旦被添加，则悬浮在反应器内的流体介质中。这样的催化剂的一个实例是在二氧化硅载体上的含有六价铬的三氧化二铬。而且，可向所述反应器中引入稀释剂。所述稀释剂可以是在反应条件下为液体的惰性烃，如异丁烷、丙烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷和正己烷。但某些聚合方法可以不采用单独的稀释剂，例如在其中丙烯单体本身起稀释剂作用的聚丙烯生产的所选择的实例的情况下。反应器的排出物通常包括聚合物松散物以及非聚合物组分，如未反应的烯烃单体(和共聚单体)、稀释剂等。在聚乙烯生产的情况下，非聚合物组分通常主要包括稀释剂，如异丁烷，具有少量未反应的乙烯(如5wt.％)。这种排出物物流通常被加工，例如通过稀释剂/单体回收系统，以使所述非聚合物组分与所述聚合物松散物分离。从所述回收系统回收的稀释剂、未反应的单体和其它非聚合物组分可以被处理，例如通过处理床和/或分馏系统，并最终作为纯化或处理过的原料返回到所述反应器。一些组分可以被烧掉或返回给供应商，例如返回到烯烃制造厂或炼油厂。至于回收的聚合物(固体)，在将所述聚合物发送给消费者之前，所述聚合物可以被处理以使残余的催化剂失活，除去夹带的烃，干燥所述聚合物，并在挤出机中将所述聚合物造粒，等等。竞争的聚烯烃生产业持续驱动制造者改进其方法以降低生产成本。在每年生产数十亿磅聚烯烃产品的工业中，例如在催化剂活性、单体产率、能量效率、稀释剂回收等等方面的小的增量的改进，可在聚烯烃生产中产生显著的成本节约。幸运的是，这些年来，在原料、设备设计和操作等方面的技术进步已在降低聚烯烃生产系统的资本、操作和固定成本上提供了很大的进展。例如，催化剂研究已生产出活性值比二十至三十年前的催化剂的活性高数个数量级的商业催化剂，导致每磅所生产的聚合物消耗的催化剂量显著减少，并且还减少了用于使在聚合物产品中的残余催化剂失活和/或除去在聚合物产品中的残余催化剂的下游加工(和设备)的数量。另外，在设备设计和操作方面的发展也增加了稀释剂的回收率，使得使用更少的稀释剂补充。技术上的发展还改进了单体产率，这是单体如乙烯或丙烯向聚合物或聚烯烃如聚乙烯或聚丙烯的转化率的度量。此外，进展还提高了聚烯烃制备中的能量效率。一般地，聚烯烃的生产是能量密集的工艺，消耗电力、蒸汽、燃料气等等。对于给定的技术或生产方法，度量能量消耗的一种常规方式是每单位质量所生产的聚烯烃的能量单位数。在典型的聚乙烯装置中，电力消耗可以为460千瓦时/公吨聚乙烯(kWh/tPE)和更高。对于蒸汽，其消耗量可以高于8千克/公吨聚乙烯(kg/tPE)(等价于320kWh/tPE)。类似地，对于典型的聚烯烃装置如聚乙烯装置来说，燃料气消耗可以为8kg/t或更高。再次地，这样的能量消耗通常对聚烯烃生产以及分销到消费者的由聚烯烃制造的下游产品构成显著的成本。在聚烯烃生产方法中的各种设备和操作可以消耗能量。在聚烯烃装置中值得注意的电力消耗者例如可以包括使液体反应混合物在聚合反应器(如环管淤浆反应器)中循环的泵、使冷却介质(如经处理的水)经聚合反应器夹套循环的泵、将循环的稀释剂(和/或单体)加压并返回至聚合反应器的压缩机、用来输送松散物和颗粒的鼓风机和将聚烯烃松散物转化成聚烯烃颗粒的挤出机。在典型的聚烯烃装置中蒸汽的重要使用者可以包括闪蒸聚合反应器的流出物中的液体的加热器和加工回收的稀释剂和/或单体的分馏塔。相对大的燃料气消耗者可以包括聚合催化剂的活化过程(其可利用高热量)和在装置火炬头中(在加入火炬的进料中)保持足够的可燃烧物含量的操作。一般地，需要很大的能量来使单体和共聚单体聚合成聚烯烃松散物，来加工来自反应器的循环的流出物，及将聚烯烃松散物转化成颗粒。附图简要说明在阅读以下的详细说明及参考附图后，可以明显地看出本专利技术的优点，其中附图说明图1是描述用于按照本技术的一个实施方案生产聚烯烃的典型聚烯烃制备系统的方框流程图；图2是按照本技术一个实施方案的图1的聚烯烃制备系统的典型进料系统的工艺流程图；图3是按照本技术一个实施方案的典型处理器再生回路的工艺流程图；图4是按照本技术一个实施方案的用于再生处理器的一种典型方法的方框图；图5是按照本技术一个实施方案的图2的进料系统的典型催化剂制备系统的工艺流程图；图6是按照本技术一个实施方案的典型催化剂活化系统的工艺流程图；图7是按照本技术一个实施方案的图1的聚烯烃制备系统的典型反应器系统和稀释剂/单体回收系统的工艺流程图；图8是按照本技术一个实施方案的图7的典型聚合反应器的图示，显示了冷却介质通过反应器夹套的流动；图9是一种典型的冷却剂系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产聚烯烃的制造系统，包括：　　　　聚合反应器的进料系统；　　　　包含聚合反应器的反应器系统，其中所述聚合反应器被构建成使烯烃单体在催化剂和稀释剂存在下聚合以形成包含聚烯烃颗粒和稀释剂的淤浆；　　　　构建成从由聚合反应器排出的淤浆中分离大部分稀释剂的稀释剂／单体回收系统；　　　　构建成处理从稀释剂／单体回收系统排出的一部分稀释剂并提供基本上不含烯烃单体的回收的稀释剂的分馏系统；和　　　　具有挤出机／造粒机的挤出／装载系统，其被构建成对在稀释剂／单体回收系统中从所述淤浆中回收的聚烯烃颗粒进行挤出和造粒，　　　　其中基于电力、蒸汽和燃料气体的消耗计，所述制造系统被构建成消耗少于约４４５千瓦时的能量／公吨生产的聚烯烃。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RR麦克尔文，JD霍托维，DW威瑟，DH伯恩斯，JH泰特，R皮科克，JE海因，DA泽勒斯，RW罗米格，CW芬德森，SE库费尔德，A古普塔，
申请(专利权)人：切夫里昂菲利普化学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]