一种动态操作生产聚烯烃的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种动态操作生产聚烯烃的方法和装置。所述方法包括：将至少一种烯烃和至少一种催化剂引入流化床反应器中，烯烃与催化剂接触反应生产双峰/宽峰聚烯烃。利用储氢合金和其他氢气吸附材料，从循环流股中吸收氢气或向循环流股中释放氢气，周期性地改变所述流化床中氢气的浓度，在同一反应器内造成不同的反应环境，使得聚烯烃产品质量指标周期性的有序变化，从而获得双峰/宽峰聚烯烃产品。

Method and apparatus for dynamic operation of polyolefins

A method and apparatus for the dynamic operation of polyolefins are disclosed. The process comprises introducing at least one olefin and at least one catalyst into a fluidized bed reactor in which olefin is reacted with a catalyst to produce Shuangfeng / a broad range polyolefin. The adsorption of hydrogen storage alloys and other materials using hydrogen, hydrogen absorption from recycle streams or to release the hydrogen shares in circulation, periodically changing the concentration of hydrogen in the fluidized bed, the reaction caused by different environment in the same reactor, the orderly change of polyolefin product quality index period, so as to obtain Shuangfeng wide peak polyolefin products.

【技术实现步骤摘要】
一种动态操作生产聚烯烃的方法和装置
本专利技术公开了一种动态操作生产聚烯烃的方法和装置。具体涉及使用流化床反应器生产烯烃均聚物和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，具体地说就是将聚合单体、冷凝剂、链转移剂等以气体或液体的形式引入流化床反应器，通过储氢材料周期性地吸收和释放链转移剂氢气，使乙烯、α-烯烃在一个流化床反应器的不同时刻经历不同的反应环境，并生产具有不同分子量分布的产品，并且最终产物为具有较宽或呈双峰分子量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。为了获得具有较好物理性能或加工性能的聚合物产品，在传统的烯烃聚合反应器及其工艺的基础上，采用双串联或多串联反应器，可以使烯烃聚合形成具有分子量分布显双峰或宽峰的聚合物，在不同的反应温度或气体组成下，烯烃聚合能形成分子量大小不同的聚合物。根据聚合媒体不同，串反应器工艺分为淤浆-淤浆、淤浆-气相、气相-气相方式。目前工业生产中采用串联生产工艺的有芬兰Borealis公司的Borstar工艺，美国UCC公司的UnipolII工艺，英国Basell公司的Spherilene工艺等，串联反应器工艺操作灵活，产品切换方便，但是存在操作方法复杂、设备投资高昂等问题。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，生产双峰/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。本专利技术采用动态操作的方法，根据储氢材料特性，周期性地从循环气体中吸收氢气和向循环气体中释放氢气，从而在时间上构造了不同的聚合反应环境。通过调整不同生产阶段的时间和氢气浓度，可以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，在不生产双峰聚乙烯时，可切换到气相法或冷凝态模式操作，操作灵活。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种新的双峰/宽峰聚烯烃的合成方法。本专利技术的方法同样适用于二元共聚和三元共聚等多元共聚体系，特别地，对于宽峰聚烯烃的合成尤其适用。本专利技术利用储氢合金和其他氢气吸附材料，从循环流股中吸收氢气或向循环流股中释放氢气，周期性地改变所述流化床中氢气的浓度，在同一反应器内造成不同的反应环境，使得聚烯烃产品质量指标的周期性有序变化，从而获得双峰聚烯烃产品。本专利技术提供一种动态操作生产聚烯烃的方法，所述方法包括：1)将至少一种烯烃和至少一种催化剂引入流化床反应器(1)中，烯烃与催化剂接触发生聚合反应生产双峰/宽峰聚烯烃；2)在第一生产阶段，从流化床反应器(1)出口导出未反应的气体物料，经压缩机(3)、第一换热器(4)形成温度较低的气体物料或气液混合物。当第一换热器(4)出口形成温度较低的气体物料时，所述第一换热器(4)出口的气体物料从反应器分布板(2)下方引入流化床反应器(1)；当第一换热器(4)出口形成气液混合物时，所述气液混合物经过气液分离器(5)后，部分或全部液体物料进入冷凝液储罐(6)，经泵设备(7)从反应器分布板(2)上方不同位置处引入流化床反应器(1)；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)；3)在第一生产阶段，在流化床反应器(1)与气液分离器(5)之间流体管道中引出一股气体物料，经过第三换热器(9)进入装填有氢气吸附材料的氢气吸收塔(10)，然后返回压缩机(3)入口；4)在第二生产阶段，从流化床反应器(1)出口导出未反应的气体物料，经压缩机(3)、第一换热器(4)形成温度较低的气体物料或气液混合物。当第一换热器(4)出口形成温度较低的气体物料时，所述第一换热器(4)出口的气体物料从反应器分布板(2)下方引入流化床反应器(1)；当第一换热器(4)出口形成气液混合物时，所述气液混合物经过气液分离器(5)后，部分或全部液体物料进入冷凝液储罐(6)，经泵设备(7)从反应器分布板(2)上方引入流化床反应器；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)；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。需要指出的是，本专利技术所提供的烯烃聚合装置既可用于气固两相体系生产双峰/宽峰聚乙烯，也可以用于气液固三相体系生产双峰/宽峰聚乙烯。气固两相体系生产聚乙烯过程，具体的，从流化床反应器(1)出口导出未反应的气体物料，经压缩机(3)、第一换热器(4)后，仍然为气体。断开气液分离器与冷凝液储罐之间的第三阀门(17)，则所述气体经过气液分离器(5)后，全部气体物料进入反应器分布板(2)下方，经分散后进入流化床反应器(1)。流化床反应器中气体物料与催化剂接触发生聚合反应生成乙烯均聚物或共聚物。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述烯烃选自乙烯或小于18个碳原子的α-烯烃，其中α-烯烃可以为丙烯、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方式中，所述的气液分离的分离效率为30～100％。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述氢气吸附材料为储氢合金，其中所述储氢合金的组分为钛-铁金属氢化物、镧-镍金属氢化物。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述第一生产阶段持续时间为1～240分钟，所述第二生产阶段时间为1～240分钟。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述氢气吸收塔的工作温度为0～150℃，优选20～120℃。在本专利技术的一个优选实施方式中，在所述的第一生产阶段和第二生产阶段，可以将冷凝剂、助催化剂、链转移剂、抗静电剂直接通入反应器；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中，其他通入到循环回路中。所述冷凝剂选自C4～C8的饱和直链或支链的烷烃，以及C4～C8的环烷烃中的至少一种；优选正戊烷、异戊烷、己烷中的至少一种。所述助催化剂为齐格勒-纳塔催化剂在反应器中使用时需要的助催化剂，例如烷基铝化合物、烷基锂化合物、二烷基铝氧化合物、烷基锌化合物、烷基硼化合物；优选的是烷基铝化合物，更优选的是三乙基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态操作生产聚烯烃的方法，其特征在于，所述方法步骤如下：1)将至少一种烯烃和至少一种催化剂引入流化床反应器(1)中，烯烃与催化剂接触发生聚合反应生产双峰/宽峰聚烯烃；2)在第一生产阶段，从流化床反应器(1)出口导出未反应的气体物料，经压缩机(3)、第一换热器(4)形成温度较低的气体物料或气液混合物，当第一换热器(4)出口形成温度较低的气体物料时，所述第一换热器(4)出口的气体物料从反应器分布板(2)下方引入流化床反应器(1)；当第一换热器(4)出口形成气液混合物时，所述气液混合物经过气液分离器(5)后，部分或全部液体物料进入冷凝液储罐(6)，经泵设备(7)从反应器分布板(2)上方不同位置处引入流化床反应器(1)；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)；3)在第一生产阶段，在流化床反应器(1)与气液分离器(5)之间流体管道中引出一股气体物料，经过第三换热器(9)进入装填有氢气吸附材料的氢气吸收塔(10)，然后返回压缩机(3)入口；4)在第二生产阶段，从流化床反应器(1)出口导出未反应的气体物料，经压缩机(3)、第一换热器(4)形成温度较低的气体物料或气液混合物，当第一换热器(4)出口形成温度较低的气体物料时，所述第一换热器(4)出口的气体物料从反应器分布板(2)下方引入流化床反应器(1)；当第一换热器(4)出口形成气液混合物时，所述气液混合物经过气液分离器(5)后，部分或全部液体物料进入冷凝液储罐(6)，经泵设备(7)从反应器分布板(2)上方引入流化床反应器；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)在第二生产阶段，在压缩机(3)与第一换热器(4)之间流体管道中引出一股气体物料，经过第二换热器(8)进一步加热后进入装填有氢气吸附材料的氢气吸收塔(10)，然后返回压缩机(3)入口；6)连续实施第一生产阶段和第二生产阶段，将反应物料烯烃单体、助催化剂、冷凝剂、链转移剂、抗静电剂和其他惰性组分引入流化床反应器(1)或循环回路中，并将聚烯烃连续或间歇地从反应器引出；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】
1.一种动态操作生产聚烯烃的方法，其特征在于，所述方法步骤如下：1)将至少一种烯烃和至少一种催化剂引入流化床反应器(1)中，烯烃与催化剂接触发生聚合反应生产双峰/宽峰聚烯烃；2)在第一生产阶段，从流化床反应器(1)出口导出未反应的气体物料，经压缩机(3)、第一换热器(4)形成温度较低的气体物料或气液混合物，当第一换热器(4)出口形成温度较低的气体物料时，所述第一换热器(4)出口的气体物料从反应器分布板(2)下方引入流化床反应器(1)；当第一换热器(4)出口形成气液混合物时，所述气液混合物经过气液分离器(5)后，部分或全部液体物料进入冷凝液储罐(6)，经泵设备(7)从反应器分布板(2)上方不同位置处引入流化床反应器(1)；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)；3)在第一生产阶段，在流化床反应器(1)与气液分离器(5)之间流体管道中引出一股气体物料，经过第三换热器(9)进入装填有氢气吸附材料的氢气吸收塔(10)，然后返回压缩机(3)入口；4)在第二生产阶段，从流化床反应器(1)出口导出未反应的气体物料，经压缩机(3)、第一换热器(4)形成温度较低的气体物料或气液混合物，当第一换热器(4)出口形成温度较低的气体物料时，所述第一换热器(4)出口的气体物料从反应器分布板(2)下方引入流化床反应器(1)；当第一换热器(4)出口形成气液混合物时，所述气液混合物经过气液分离器(5)后，部分或全部液体物料进入冷凝液储罐(6)，经泵设备(7)从反应器分布板(2)上方引入流化床反应器；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)在第二生产阶段，在压缩机(3)与第一换热器(4)之间流体管道中引出一股气体物料，经过第二换热器(8)进一步加热后进入装填有氢气吸附材料的氢气吸收塔(10)，然后返回压缩机(3)入口；6)连续实施第一生产阶段和第二生产阶段，将反应物料烯烃单体、助催化剂、冷凝剂、链转移剂、抗静电剂和其他惰性组分引入流化床反应器(1)或循环回路中，并将聚烯烃连续或间歇地从反应器引出；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，所述的气液分离器的分离效率为30～100％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氢气吸附材料为储氢合金，其中所述储氢合金的组分为钛-铁金属氢化物、镧-镍金属氢化物。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一生产阶段持续时间为1～240分钟，所述第二生产阶段时间为1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：王靖岱，范小强，孙婧元，黄正梁，杨遥，廖祖维，蒋斌波，阳永荣，陈毓明，王浩同，洪小东，柳莺，刘仲玄，田思航，葛世轶，陈思羽，郭燕妮，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33