高压乙烯聚合制造设施及紧急停机方法技术

本公开涉及一种具有分层管式反应器的用于高压聚合的制造设施和一种用于在所述制造设施中紧急停机的方法。本公开还涉及一种使用所述分层管式反应器制造LDPE的工艺。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高压乙烯聚合制造设施及紧急停机方法
本公开涉及一种用于高压乙烯聚合的制造设施和一种用于在所述制造设施中紧急停机的方法。本公开还涉及一种用于在这种制造设施中制造LDPE(低密度聚乙烯)的工艺。
技术介绍
乙烯聚合物可以在高压聚合工艺中形成。这些工艺中的各个步骤是将反应混合物压缩至反应器压力，在至少一个阶段中引入引发剂，聚合同时除去反应放热，产物分离和进一步加工。对于所述工艺，可以使用不同类型的反应器设计。形成低密度乙烯基聚合物的一类反应器是管式反应器。一种用于制备低密度聚乙烯的设施的通常机构除了聚合反应器之外还包括其它装备。反应组分通常通过两个压缩机(主压缩机和次级压缩机)的组合来加压。在聚合序列结束时，高压聚合单元通常还包括用于将获得的聚合物造粒的装置(如挤出机和造粒机)。此外，这种聚合单元通常还包括用于将单体和共聚单体、自由基引发剂、链转移剂或其它物质在一个或多个位置进料到聚合反应的装置。例如在WO2007/018871A1中公开了用于在高压下制造乙烯聚合物和共聚物的工艺和装置。因为用于制造LDPE的管式反应器太长而不能构造为一个长的直管道，所以管式反应器必须以合适的方式在空间上布置。通常的布置是，管式反应器是螺旋构造的；即，压缩的反应混合物以一种螺旋运动前进。实施这种设计的一种可能性是管状反应器位于矩形腔室内并且螺旋布置的反应器管道连接到腔室的壁。另一种可能性是竖立支架并使管状反应器沿着支架成螺旋形。LDPE反应器中的聚合工艺通常在100℃至350℃的温度和可以达到350MPa的高压下进行。这种高温和高压要求工艺以安全和可靠的方式操作的特殊技术。例如，在Chem.Ing.Tech.67(1995)，第862至864页中描述了在高压下处理乙烯的技术问题。据说在一定的温度和压力条件下，乙烯以爆炸的方式快速分解，得到烟灰、甲烷和氢气。这种不希望的反应在乙烯的高压聚合中重复发生。与之相关的压力和温度的急剧增加代表了生产设施的操作安全的相当大的潜在风险。用于防止这种类型的压力和温度急剧增加的可能的解决方案涉及安装保险片或紧急减压阀。US4,255,387公开了一种高压管式反应器，其包含通过连接设备串联互连的多个管状段，该反应器包含一个或多个反应区。在每个反应区内，单个保险片设备位于反应区入口下游约24至约40英尺处。例如，WO02/01308A2公开了一种特定的液压控制的减压阀，其允许在压力或温度突然变化的情况下特别快速地打开减压阀。技术上可能在聚合反应器内处理乙烯的此类热失控或爆炸性分解，尽管这些情况是高度不期望的，因为聚合反应器内乙烯的热失控或爆炸性分解导致聚合设施的停机，其中乙烯频繁排放到环境中并损失产量。尽管如此，由于并不总是能够防止热失控或爆炸分解，制造设施的装备必须承受在进行紧急停机时发生的机械力。此外，该装备必须允许补偿当该设施进入运行或停机时可能施加的力；即，当压力和温度在操作状态和环境条件之间变化时。因此，需要提供用于布置高压乙烯聚合的制造设施的管式反应器的改进设计。管式反应器应当允许有效制备乙烯聚合物，并且应当降低制造设施的建造、安装和操作成本。因此，必须确保制造设施的部件即使在紧急情况下也能够承受相对于投入操作或停机制造设施而可能施加的力，并且例如补偿和承受在制造设施的正常操作期间可能发生的压力波动和振动。
技术实现思路
本公开提供了一种用于高压乙烯聚合的制造设施，所述制造设施包括分层管式反应器，所述分层管式反应器包括用于输送高压反应混合物的互连的第一管道系统，所述第一管道系统是直的第一管道或第一弯曲部，其中所述互连的第一管道系统形成至少一个曲折的第一管线，并且至少一个第一减压阀连接到所述第一管线，所述分层管式反应器还包括用于输送高压反应混合物的互连的第二管道系统，所述第二管道系统是直的第二管道或第二弯曲部，其中所述互连的第二管道系统形成至少一个曲折的第二管线并且至少一个第二减压阀连接到所述第二管线，其中所述至少一个第一管线布置在竖直第一层中并且所述至少一个第二管线布置在竖直第二层中，并且其中所述第一层与所述第二层在空间上分离。在一些实施例中，制造设施具有地板，并且第一减压阀附接到紧固到地板的第一支撑结构，和/或其中第二减压阀附接到紧固到地板的第二支撑结构。在一些实施例中，第一和第二支撑结构包括或者是锚定到所述地板的混凝土板和/或金属板。在一些实施例中，至少一些所述第一弯曲部连接布置在距所述地板不同距离处的直的第一管道，和/或其中至少一些所述第二弯曲部连接布置在距所述地板不同距离处的直的第二管道。在一些实施例中，所述第一管道系统具有第一平均管道内径并且所述第一弯曲部成形为具有第一中心线半径的半圆形，其中所述第一中心线半径不大于所述第一平均管道内径的十倍和/或所述第二管道系统具有第二平均管道内径并且所述第二弯曲部成形为具有第二中心线半径的半圆形，其中所述第二中心线半径不大于所述第二平均管道内径的十倍。在一些实施例中，用于输送高压反应混合物的运输管将所述第一层与所述第二层连接，并且所述第一层和所述第二层并排和/或彼此相邻布置。在一些实施例中，所述第一管道系统沿着它们的用于输送反应混合物的空腔与第一平面相交，和/或所述第二管道系统沿着它们的用于输送反应混合物的空腔与第二平面相交。在一些实施例中，所述一个或多个第一管线连接到锚定到所述地板上的第一支架上并且所述一个或多个第二管线连接到连接到锚定到所述地板上的所述第一支架上或第二支架上，其中所述第一减压阀和所述第二减压阀与所述第一支架和/或第二支架间隔开。在一些实施例中，第一减压阀和第二减压阀连接到包括冷却剂和通风口的减压隔室。在一些实施例中，所述制造设施进一步包括用于输送高压反应混合物的互连的第三管道系统，并且所述互连的第三管道系统形成至少一个曲折的第三管线，并且其中所述制造设施还包括用于输送高压反应混合物的互连的第四管道系统，并且所述互连的第四管道系统形成至少一个曲折的第四管线，其中所述至少一个第三管线布置在第三竖直层中，所述至少一个第四管线布置在第四竖直层中，其中所述第三层与所述第一、第二和第四层间隔开一定距离，并且所述第四层与所述第一、第二和第三层间隔开一定距离。在一些实施例中，第一层具有背离地板的上端以及指向地板的下端，以及静止第一侧端和自适应第二侧端，其中静止第一侧端比自适应第二侧端更靠近第一减压阀，和/或位于静止第一侧端处的一个第一管道系统连接到第一减压阀，其中所述自适应第二侧端被安装成使得其能够在温度升高时膨胀和/或伸展远离静止第一侧端。在一些实施例中，所述制造设施还包括预热器，所述预热器具有用于输送高压反应气体组合物的互连的预热管道系统，所述预热管道系统是直的预热管道或预热弯曲部，其中所述互连的预热管道系统形成预热管线，并且至少一个预热减压阀连接到所述预热管线，其中预热管线布置在包括预热区的竖直预热层中其中预热减压阀附接到预热支撑结构上所述预热支撑结构紧固到所述地板上。在一些实施例中，所述第一层包括至少一个第一反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高压乙烯聚合的制造设施(1)，包括分层管式反应器(100)，/n所述分层管式反应器(100)包括用于输送高压反应混合物的互连的第一管道系统(7、7’、9、9’、11、11’、107)，其中所述第一管道系统是直的第一管道(7、7’)或第一弯曲部(9、9’、11、11’)，其中所述互连的第一管道系统形成至少一个曲折的第一管线(5、5’、105)并且至少一个第一减压阀(13、113)连接到所述第一管线(5、5’、105)，/n所述分层管式反应器(100)还包括用于输送高压反应混合物的互连的第二管道系统(207)，其中所述第二管道系统是直的第二管道或第二弯曲部，其中所述互连的第二管道系统形成至少一个曲折的第二管线(205)并且至少一个第二减压阀(213)连接到所述第二管线(205)，/n其中所述至少一个第一管线(5、5’、105)布置在竖直第一层(3、103)中并且所述至少一个第二管线(205)布置在竖直第二层(203)中，并且/n其中所述第一层(3、103)与所述第二层(203)在空间上分离。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180102 EP 18150014.11.一种用于高压乙烯聚合的制造设施(1)，包括分层管式反应器(100)，
所述分层管式反应器(100)包括用于输送高压反应混合物的互连的第一管道系统(7、7’、9、9’、11、11’、107)，其中所述第一管道系统是直的第一管道(7、7’)或第一弯曲部(9、9’、11、11’)，其中所述互连的第一管道系统形成至少一个曲折的第一管线(5、5’、105)并且至少一个第一减压阀(13、113)连接到所述第一管线(5、5’、105)，
所述分层管式反应器(100)还包括用于输送高压反应混合物的互连的第二管道系统(207)，其中所述第二管道系统是直的第二管道或第二弯曲部，其中所述互连的第二管道系统形成至少一个曲折的第二管线(205)并且至少一个第二减压阀(213)连接到所述第二管线(205)，
其中所述至少一个第一管线(5、5’、105)布置在竖直第一层(3、103)中并且所述至少一个第二管线(205)布置在竖直第二层(203)中，并且
其中所述第一层(3、103)与所述第二层(203)在空间上分离。


2.根据权利要求1所述的制造设施(1)，其中所述制造设施(1)具有地板(35、135)，并且所述第一减压阀(13、113)附接到第一支撑结构(19)上，所述第一支撑结构紧固到所述地板(35、135)和/或其中所述第二减压阀附接到第二支撑结构，所述第二支撑结构紧固到所述地板(35、135)。


3.根据权利要求2所述的制造设施(1)，其中所述第一和第二支撑结构包括或者是锚定到所述地板上的混凝土板和/或金属板。


4.根据前述权利要求中任一项所述的制造设施(1)，其中至少一些所述第一弯曲部连接布置在距所述地板(35、135)不同距离处的直的第一管道，和/或其中至少一些所述第二弯曲部连接布置在距所述地板(35、135)不同距离处的直的第二管道。


5.根据前述权利要求中任一项所述的制造设施(1)，其中所述第一管道系统(7、7’、9、9’、11、11’、107)具有第一平均管道内径并且所述第一弯曲部(9、9’、11、11’)成形为具有第一中心线半径的半圆形，其中所述第一中心线半径不大于所述第一平均管道内径的十倍和/或
所述第二管道系统(207)具有第二平均管道内径并且所述第二弯曲部成形为具有第二中心线半径的半圆形，其中所述第二中心线半径不大于所述第二平均管道内径的十倍。


6.根据前述权利要求中任一项所述的制造设施(1)，其中用于输送高压反应混合物的运输管将所述第一层与所述第二层连接，并且所述第一层和所述第二层并排和/或彼此相邻布置。


7.根据前述权利要求中任一项所述的制造设施(1)，其中所述第一管道系统(7、7’、9、9’、11、11’、107)沿着它们的用于输送反应混合物的空腔与第一平面相交，和/或所述第二管道系统沿着它们的用于输送反应混合物的空腔与第二平面相交。


8.根据前述权利要求中任一项所述的制造设施(1)，其中所述一个或多个第一管线(5、5’、105)连接到锚定到所述地板(35、135)上的第一支架(117)上并且所述一个或多个第二管线连接到锚定到所述地板(35、135)上的所述第一支架(117)或第二支架，
其中所述第一减压阀(13、113...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·利特曼，AA·菲内特，C·沃尔夫，M·多伊埃灵，J·莫尔布特，D·海鲁林，
申请(专利权)人：巴塞尔聚烯烃股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE