用于乙烯高压聚合的设备和方法技术

公开了用于在高压下聚合乙烯的设备和方法，其为一个引发剂注入泵提供了大于一个注入点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于乙烯高压聚合的设备和方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年2月26日提交的美国临时申请No.62/300367和2016年4月29日提交的欧洲申请No.16167667.1的权益，其公开内容通过引用以其全部并入本文。专利
本专利技术涉及用于在高压下聚合乙烯的设备和方法。具体地，本专利技术涉及设备和方法，其为一个引发剂注入泵提供了大于一个注入点。专利技术背景高压反应器(例如管式反应器和高压釜)被用于乙烯在高压(例如超过1000bar(100MPa)和高到3000bar(300MPa)或者更高的压力)的聚合。在这样的方法中，来自于乙烯供给源的新鲜乙烯被压缩到反应器压力，然后在反应器中与引发剂和任何共聚单体(如果可利用的话)合并，并且聚合来产生包含主要的聚合物和未反应的单体的混合物。该混合物通过阀门(通常称作高压泄料阀)离开所述反应器，然后进入分离系统，在其中未反应的单体与聚合物分离和再循环回到二级压缩机吸入口，在这里它与来自于初级压缩机的新鲜乙烯合并。所述引发剂，通常是氧或者有机自由基引发剂，被注入反应器系统来引发聚合反应。通常，具有不同的半衰期时间温度的不同的有机过氧化物的根据期望的反应过程而使用。出于安全和更容易处置和计量的目的，该有机过氧化物(混合物)是在惰性有机溶剂中稀释的。所述引发剂(混合物)是在一个或多个点注入反应器中来开始聚合反应的。该注入通常是通过高压引发剂注入泵进行的。一个泵(通常具有一个备用泵)用于将引发剂通过一个注入点注入到反应区中。泵输出(引发剂流量)是通过反应器中所测量的温度(单个温度或者来自于反应器中的峰值检出器的温度)来控制的。参见例如美国专利申请美国专利No.3628918或者美国公开No.2005/0192414，WO2004/108271，WO2007/018871，WO2011/008197或者WO2013/154690。其他背景参考文献包括EP2481477A和WO2014/046835。在本专利技术中，设计一个注入泵来在大于一个注入点注入引发剂。虽然保持了对于每个反应区的引发剂供给，但是本专利技术的理念可以通过消除了使用至少一个注入泵仅仅通过一个注入点供给一个反应区的局限来增加每个注入泵的总输出，因此减少了所需的注入泵数量，这会提升高压反应器聚合设备的期望的成本效率。专利技术概述提供了用于在高压下聚合乙烯的设备和方法。在一种实施方案中，本专利技术包括用于高压聚合乙烯的设备，其包含高压反应器，在其中单体聚合来形成包含聚合物和未反应的单体的产物混合物，其中该反应器具有大于一个反应区和与该反应器流体连接的至少一个注入泵，其中每个注入泵在大于一个注入点处流体连接到该反应器。优选，该设备进一步包含初级压缩机，其用于将单体压缩到中间压力，和二级压缩机，其用于将单体压缩到该反应器上游反应器的压力；该反应器下游的高压泄料阀，来自高压反应器的产物混合物流过其中；该高压泄料阀下游的分离系统，其具有至少两级，用于将产物混合物分离成聚合物和未反应的单体；和再循环系统，其用于将未反应的单体返回二级压缩机。在另一实施方案中，本专利技术涉及高压聚合乙烯的方法，其包含以下步骤：在初级压缩机中将单体压缩到中间压力，然后将该单体与再循环的单体混合，和进一步将该单体在二级压缩机中压缩到该反应器上游反应器的压力；将该单体引入具有大于一个反应区的高压反应器中；通过至少一个注入泵将引发剂在大于一个注入点处注入该反应器中，其中每个注入泵在大于一个注入点进行注入；将该单体在该反应器中与引发剂在高压聚合条件下接触，来聚合以形成产物混合物；将该产物混合物通过高压泄料阀放出，冷却该产物混合物，和将该产物混合物在具有至少两级的分离系统中分离成聚合物和未反应的单体；和将未反应的单体再循环到二级压缩机。优选，在至少2个，至少3个或者至少4个注入点将引发剂注入反应器中。优选，将引发剂注入具有相同引发剂组合物的不同的反应区。优选，该反应器是管式反应器、高压釜或者其组合。附图简要描述图1显示了具有常规的引发剂注入方案的高压聚合系统的图示，其中一个注入泵通过一个注入点将引发剂注入一个反应区中。图2显示了具有本专利技术的引发剂注入方案的高压聚合系统的图示，其中设计一个注入泵来在大于一个注入点将引发剂注入大于一个反应区中。详述现在将描述本专利技术各种具体实施方案、版本，包括优选的实施方案和本文所用定义。虽然下面的详细描述给出了具体的优选实施方案，但是本领域技术人员将理解这些实施方案仅仅是示例性的，并且本专利技术可以以其他方式来实施。任何对“本专利技术”的提及可以指的是权利要求书所定义的本专利技术中的一种或多种，但不一定是其全部。标题的使用目的是仅仅为了方便，并非限制本专利技术的范围。如本文所用的，“聚合物”可以用于表示均聚物，共聚物，互聚物，三元共聚物等。“聚合物”具有两个或更多个相同或者不同的单体单元。“均聚物”是具有相同单体单元的聚合物。“共聚物”是具有两种或者更多种彼此不同的单体单元的聚合物。用于表示单体单元时，术语“不同的”表示该单体单元彼此相差至少1个原子或者是同分异构不同的。同样，如本文所用的，聚合物的定义包括共聚物等。如本文所用的，术语“单体”指的是乙烯和乙烯与一种或多种共聚单体的任意混合物。因此，如本文所用的，术语“聚乙烯”、“乙烯聚合物”和“乙烯共聚物”表示包含至少50mol％乙烯单元(优选至少70mol％乙烯单元，更优选至少80mol％乙烯单元，甚至更优选至少90mol％乙烯单元，甚至更优选至少95mol％乙烯单元或者100mol％乙烯单元(在均聚物的情况中))的聚合物或共聚物。如本文所用的，“高压聚合”指的是高度放热聚合反应，其是在反应器例如管式反应器和高压釜中，在高反应器运行压力例如超过1000bar(100MPa)和高到3000bar(300MPa)或者更高的压力下进行的。聚合引发剂和引发剂组合物引发剂用于引发乙烯和任选的共聚单体(一种或多种)的自由基聚合。合适的引发剂是有机过氧化物。通常，使用不同的过氧化物的混合物，所谓的“过氧化物鸡尾酒式混合物(cocktail)”。这样的几种过氧化物引发剂的混合物通常包括具有不同的半衰期的过氧化物：通常一种是在给定反应起始温度(大约120℃-大约160℃)所需的最低温度有活性的，和一种是在用于期望的最大温度的最高温度(高到大约335℃)有活性的。不同的过氧化物合适的组合的选择取决于反应器设置和沿着反应器长度的期望的反应温度曲线，并且处于本领域技术人员的普遍知识范围内。可用作聚合引发剂的有机过氧化物是本领域公知的。在本专利技术中特别有用的过氧化物引发剂的种类例如是下面的：二酰基过氧化物，过氧化二碳酸二烷基酯，叔烷基过氧化酯，OO-叔烷基O-烷基单过氧化碳酸酯，二叔烷基过氧化物，二(叔烷基过氧化)缩酮，叔烷基氢过氧化物和酮过氧化物。有用的过氧化物的非限定性例子例如是下面的：过氧化二苯甲酰，过氧化二月桂酰，过氧化琥珀酸，过氧化二异壬酰，过氧化二辛酰，过氧化苯甲酸叔丁酯，过氧化乙酸叔丁酯，过氧化马来酸叔丁酯，2-乙基过氧化己酸叔丁酯，过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯，2-乙基过氧化己酸叔戊基酯，2,5-二(2-乙基己酰基-过氧化)2,5-二甲基己烷，过氧化新戊酸叔丁酯，过氧化新庚酸α-枯基酯，过氧化新癸酸3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于高压聚合乙烯的设备，其包含高压反应器，在其中单体聚合来形成包含聚合物和未反应的单体的产物混合物，其中该反应器具有大于一个反应区和与该反应器流体连接的至少一个注入泵，其中每个注入泵在大于一个注入点处流体连接到该反应器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.29 EP 16167667.1;2016.02.26 US 62/300,3671.用于高压聚合乙烯的设备，其包含高压反应器，在其中单体聚合来形成包含聚合物和未反应的单体的产物混合物，其中该反应器具有大于一个反应区和与该反应器流体连接的至少一个注入泵，其中每个注入泵在大于一个注入点处流体连接到该反应器。2.权利要求1的设备，其中每个注入泵的总输出是通过泵排出压力控制器来控制的。3.权利要求1或者2的设备，其中至少两个流量控制阀用于每个注入点。4.权利要求1-3任一项的设备，其中该反应器是管式反应器、高压釜或者其组合。5.权利要求1-4任一项的设备，其中该反应器是管式反应器，其具有至少三个反应区，并且在每个反应区中具有至少一个冷却套管。6.权利要求5的设备，其中该管式反应器的最大内直径是至少65mm。7.权利要求1-6任一项的设备，其进一步包含：初级压缩机，其用于将单体压缩到中间压力，和二级压缩机，其用于将单体压缩到该反应器上游反应器的压力；该反应器下游的高压泄料阀，来自高压反应器的产物混合物流过其中；该高压泄料阀下游的分离系统，其具有至少两级，用于将产物混合物分离成聚合物和未反应的单体；和再循环系统，其用于将未反应的单体返回二级压缩机。8.高压聚合乙烯的方法，其包含以下步骤：在初级压缩机中将单体压缩到中间压力，然后将该单体与再循环的单体混合，和进一步将该单体在二级压缩机中压缩到该反应器上游反应器的压力；将该单体引入具有大于一个反应区的高压反应器中；通过至少一个注入泵将引发剂在大于一个注入点处注入该反应器中，其中每个注入泵在大于一个注入点进行注入；将该单体在该反应器中与该引发剂在高压聚合条件下接触，来聚合以形成产物混合物；...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·J·克莱曼斯，H·A·拉曼斯，P·H·克纳利森，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：美国,US