聚合反应的暂时空运转制造技术

公开了一种使聚合反应空运转的方法。该方法是注入一种数量足够使催化剂钝化的减活剂，而且只加入新鲜催化剂后又能使反应再发生。这种空运转方法可以在停工时保持聚合反应的条件，显著减少了再建立聚合反应条件所需的时间。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及加入一种催化剂减活剂使聚合反应空运转的方法。
技术介绍
众所周知在流化床气相反应器中使烯烃聚合可以生产聚合物。典型地，含使之聚合的烯烃的反应气体混合物向上流过反应器，新生成的聚合物颗粒保持流化态。气体混合物由反应器顶部出来经压缩机再循环至反应器底部。在聚合过程中气体混合物所吸收的热用换热器除去。美国专利4,882,400号和5,332,706号公开了流化床聚烯烃过程的实例。已知还有数量众多的构型和改进。一般不希望停止聚合反应。但是，有时却有压倒的理由停止这种过程。例如，在工业气相聚合过程的操作中，有时会出现对流化床反应器的连续运转会造成重大风险的情况。例如，如果用于气体环路冷却和再循环的压缩机由于电气或机械损伤而出了故障，反应床层无法冷却，放热反应失去控制地把床层的温度升至烧结温度，如美国专利4,547,555号(注；如栏1,66-68行)曾描述过这种局面。这种情况要求反应器紧急停车。此外，操作问题还可能影响流化床的连续运转。美国专利4,306,044号描述了当反应失控时尽快降低反应速度的重要性(栏1,15-30行)。流化床反应器中的失控反应会使聚合物熔化，烧结成很难除掉的大块。另一种对流化床反应器连续操作可能出现潜在的危险是聚合物排放系统的机械问题。该排放系统以和聚合物生成相同的速度从反应器排出聚合物，因而流化床的床层高度保持固定不变。排放系统发生故障后，聚烯烃粉料不能从反应器排出。由于聚合物无法自反应器中排出，反应器中的床层水平高度可能使其进入气体环路循环管线。这就造成操作和在循环气体环路中的换热器和压缩机寿命缩短的严重风险。再者，反应器的转换也成了问题。反应器的转换是反应器预定的非连续操作。流化床反应器进行转换是为了生产性能不同的另一种产品而改变聚合反应条件。为了有效地完成反应器操作条件的转换，最好能使反应器中活性催化剂部位减活。催化剂活性部位减活了，过渡物料的生产就降低了。使系统回复到满负荷生产是很费时间的。已有不同的方法可以使反应器停工。如可以停止催化剂或反应的进料。但是，向反应过程中停止进料，如果其它过程参考，如温度、压力、反应器气体组成、反应器气体速度等仍保持不变，则不会很快使聚合停止，因为在反应器中仍有活性的催化剂和反应物。这种减活过程可能延续相当长的一段时间。改变过程参数，如吹扫反应器是一种有效的方法，但重新建立适宜的反应器条件却很费时间，此外在经济上也是一种浪费。已知也可以用一种“破坏”剂，如加入一种催化剂毒物使催化剂失活。美国专利4,306,044号公开了用二氧化碳破坏系统可以用于破坏活性催化剂部位，其做法是向反应器中注入二氧化碳，其量为总有效催化剂体系量的5倍(以摩尔为基础，见6栏，47-49行)。但是这种方法需要大量时间放空过量的有毒气体来重建聚合反应条件，同时也不是一种经济的解决问题的方法。美国专利4,834,947号公开了向反应器顶部通入氧化碳气体(CO及CO2)和放空气体的方法(注，栏3,14-19行)。这个方法也需要很长时间才能再建立聚合反应的条件，在放空反应器时也要置换掉昂贵的碳氢化合物。美国专利5，270，408(注，栏7,28-30行和栏7,59-63行)公开了一种破坏催化剂的方法，但是也需要放空反应器时置换掉昂贵的烃类。如上所述，有许多补救方法可以迅速破坏反应器中活性催化剂的部位，但存在着各种缺点，如系统减活的速度太慢，它们很不经济因为排掉了反应器中的物料和/或需要很长的停工时间才能恢复反应器的条件。因此需要一种使反应器暂时空运转的方法，在抑制聚合反应的同时在反应器内保持聚合反应条件，一旦要求即可开始聚合反应。专利技术概述本专利技术的方法提出一种使聚合过程暂时空运转的技术向反应介质中注入预定数量的空运转剂，使催化剂目前的活性部位减活而又在反应器中没有游离的空运转剂。活化催化剂部位减活了，而聚合气体的组成，反应器温度和压力可以维持指标条件或调整至大大改变了的指标条件，而同时聚合则处于空运转状态。如果需要，可以迅速重新反应，因为反应气体组成、温度、压力、床层流化等参数是控制在指标条件。本方法特别与使一种流化气相反应器空运转有关。本专利技术的一个目的是提供一种使连续聚合过程快速暂停的技术，方法是引入一种催化剂减活剂而不需要改变温度，压力或床层流化等条件，也不需要放空。本专利技术的另一目的是提供一种迅速重新确定一连续聚合过程，只需向反应器中引入新鲜催化剂和/或助催化剂即可，因此为重新确立反应条件而无需停工时间。参阅以下的附图，详述，优选实施方案和具体实例，本专利技术的这些和其它目的，特点和优点将更加明显。附图简述附图说明图1显示一种实际应用的流化床聚烯烃过程的装置。专利技术详述本专利技术的方法是向反应器中加入一种空运转剂，使催化剂和/或助催化剂减活，很快降低反应速度或停止反应。“空运转剂”在本专利技术中是指催化剂毒物、催化剂减活剂或破坏剂，这三种名词是技术上已知的。除非特别注明，在本专利中这些名词可交换使用。更具体而言，空运转剂以可控方式加入过程中，使催化剂当时的活性部位减活。没有必要改变任何其它过程条件，新鲜催化剂的加入量可以减少或停止，这取决于停工时间的长短。在转换反应器时可以调整反应器参数。本专利技术具有如果需要可以使反应迅速再启动的优点，这是因为反应的气体组成、温度和压力是控制在指标条件内，而聚合是保持在空运转模式。反应器的暂时空运转是在不改变聚合反应器正常操作条件下而取得的。“反应器暂时空运转”或“反应暂时停止”的意思是指在反应器中发生的反应速度降低到可以处理问题或转换反应器的程度，如在引言中已讨论的理由。在某些情况下，可以把反应速度略微降低一些，如约为正常速度的50％，但更优选的是把正常生产速度至少降低85％，或更优选地达98％(即正常生产速度的2％)。理想地，反应被100％停掉，但应当注意本专利技术的关键要求之一是空运转剂的加入量不能超过所需要量的100％，因为反应必需能迅速地再启动。过量的空运转剂就无法做到迅速再启动。因此，本专利技术人发现，为了在实际工作中保证不加入过量的空运转剂，空运转剂的加入量应低于使催化剂活性部位减活的化学计算量。此外，本专利技术人发现，为了处理反应器存在的问题或转换反应器，也不必要使反应完全停掉。通常，反应暂停的程度约为50％至99％(反应速度降至原速度的50％至1％)。可以仅仅加入空运转剂而使反应器停工，并在包括连续加入新鲜催化剂的过程中，停止加入新鲜催化剂。词组“仅仅加入新鲜催化剂”的意思是不需要改变任何一种其它的过程参数，如温度和压力。当然，在转换反应器时，过程已降低至要求程度后，也需要改变这类参数。本专利技术的方法可以在保持反应器压力，床层的流化不变，不需要放空反应器中的物料而使反应器空运转。当需要改变反应器条件时，如当转换反应器时，本专利技术的方法-使反应器空运转可以更有效地做到这一点。本专利技术的方法降低反应的有效程度取决于流化床层高度，反应器活性催化剂的浓度和加入空运转剂的数量。反应的降低程度为自50％至约99％，优选地高于85％，更优选地达98％。通常，反应器应停至反应程度大为降低。“大为降低”是指小于100％的停工，但足够处理问题或转换反应器。本方法可以和上述其它用破坏剂破坏催化剂或减低压力使反应完全停止的方法相比较。例如，聚合降低的程度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在包括使用催化剂的聚合过程中，通过加入催化剂减活剂降低聚合过程反应速度的方法，其改进之处包括所加入减活剂的数量少于使催化剂失活所必需的化学计算量，因而只要加入新鲜催化剂即可使聚合过程重新启动。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：US安，KA多莱，BT杜克沃斯，RR福德，GE莫尔，DO拉姆齐，
申请(专利权)人：伊斯曼化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]