用于聚合物反应器控制的远程压力感测制造技术

本公开涉及用于控制气相聚合反应器的方法。一种用于控制流化床反应器的方法可包括在反应器中形成流化床，之后将聚合物产物从该反应器排放到产物出料罐中。然后可将该聚合物产物从该产物出料罐排放到放空罐中，并且测量该放空罐的压力。然后，在该放空罐中测量的压力可用于通过基于该测量的放空罐压力改变一个或多个反应器操作输入来控制该反应器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于聚合物反应器控制的远程压力感测相关申请本申请基于提交日期为2018年1月31目的美国临时申请序列号62/624,321并要求其优先权，该临时申请的全文以引用方式并入本文。
技术介绍
本公开涉及用于反应器系统控制的方法。更具体地，本公开涉及在聚合物生产中控制流化床反应器。流化床反应器是聚合物生产领域中已知的。流化床为表现出类流体特性的固体微粒混合物。在聚合物反应器中，流化床通常通过将加压单体和其他流体引入具有催化剂和聚合物微粒的床中来产生。流化床将催化剂和聚合物颗粒分散并悬浮在整个流体中。在没有流化床的情况下，催化剂微粒将具有从悬浮液中脱落并聚结在反应器底部上的趋势。当允许催化剂颗粒在反应器底部聚结并形成固体团块时，流体/催化剂相互作用由于催化剂微粒置换流体而减少。流化床通过增加催化剂的有效表面积而有助于使催化剂的效能最大化，从而允许系统内的单体和聚合物围绕催化剂的整个表面区域流动并与催化剂的整个表面区域界面连接。流化床还有助于保持聚合物/单体组合物充分混合，从而在流化床内产生均匀的环境并支持产生均匀且一致的聚合物产物。此外，混合可有助于避免不希望的发生，诸如块染、分配器板的结垢、以及反应器内温度带的形成。流化床通常保持在反应器的底部部分中。控制流化床并使反应器最佳地运行可能是困难的任务，并且工程师和操作者不断追求以新的方式来更有效地实现该目标。此外，当改装设备或使用现有设备来采用新的生产工艺时，该任务的难度可被放大。监测流化床内条件的一种方法是在反应器内表面上进行温度测量。然而，每个反应器具有独特的内部几何形状，并且已证明表面温度测量对于控制和理解反应器内的环境而言不太理想。因此，本领域需要用于控制和最大化聚合物反应器的效率的新方法。
技术实现思路
本公开涉及用于控制聚合物反应器的方法。所公开的方法对于采用流化床的气相聚合物反应器可为特别有利的。在一个具体示例中，该方法可适于控制聚丙烯反应器中的润湿区域和流化床渗透。在一个实施方案中，反应器控制方法可包括在反应器中形成流化床，该流化床包含单体和催化剂；以及产生聚合物产物。当足量的产物已经积聚在反应器中时，可将该聚合物产物从反应器排放到产物出料罐中。在沉降在产物出料罐中之后，将聚合物释放到放空罐中，并且测量放空罐中的压力。然后分析所测量的放空罐压力，以基于所测量的放空罐压力改变一个或多个反应器操作输入。在一些实施方案中可特别有利的是确定放空罐峰值压力(例如，当反应器产物在放空罐中闪蒸时)并使用该放空罐峰值压力来改变一个或多个反应器操作输入。在反应器操作的同时，可两次或更多次地将聚合物产物从产物出料罐排放到放空罐中。可针对来自产物出料罐的每次排放来监测和分析放空罐压力。然后可基于与每次排放对应的多个放空罐压力记录来控制反应器。以类似的方式，可确定每次将产物排放到放空罐中的多个峰值压力，并且可基于该信息来控制反应器。当记录多个放空罐压力时，每个放空罐压力与将产物排放到放空罐中对应，可将这些放空罐压力取平均以用于控制反应器。可使用强调最近反应器条件的加权平均值。此外，可在放空罐压力测量中检测趋势，并且可使用放空罐压力趋势来控制反应器。本公开中揭示的方法可提供增加的反应器控制和对反应器内的条件的更好评定。这些方法和优异的控制技术可提高聚合物产物的产量和质量。随着滞流区、块形成、凝胶形成和成片可被减少或消除，反应器效率可得到提高。增加反应器控制还可增加反应器操作时间并增加反应器清洁与维护之间的间隔。可减少或避免过滤器的频繁堵塞和附聚物的去除。可使泵和压缩机上的磨损最小化。此外，本公开中呈现的方法和过程可在不需要附加设备的情况下并且甚至在不停用反应器的情况下实现。下面更详细地讨论本公开的其他特征和方面。附图说明在说明书的其余部分中(包括参考附图)，更具体地阐述完整且能够实现的公开内容，在附图中：图1是聚合物反应器系统的示意图。图2是图1的聚合物反应器系统的示意图，示出了交叉拉杆和压力平衡线。图3是示出与来自产物出料罐的产物排放物对应的放空罐压力的曲线图。在本说明书和附图中重复使用参考字符旨在表示本专利技术的相同或类似的特征或元件。具体实施方式本领域的普通技术人员应当了解，本讨论仅是对示例性实施方案的描述，而无意于限制本公开的较宽方面。流化床通常保持在气相聚合物反应器的底部部分中。在聚合物反应器中，可采用“润湿区域”来增加沉降的体密度(SBD)。此外，利用润湿区域可降低或甚至消除成片、块染、过热、床崩塌和/或反应器关停的风险。概括地说，在流化床聚合物反应器中采用润湿区域可提高总体聚合物产量和质量。气相流化床聚合反应器的润湿区域可被定义为冷凝液体持续的区域。润湿区域一般保持在反应器底部中，或正好在分配器板上方，并且向上延伸几米至几十米进入反应器中。润湿区域可通过例如在反应器的某一区域中保持小于或等于露点温度(DPT)+2℃的温度来形成。润湿区域可具有60℃、或62℃、或64℃、或66℃、68℃、或70℃、或72℃至74℃、或小于75℃的DPT。润湿区域的高度也可被控制为流化床高度的特定百分比或反应器整体高度的特定百分比。润湿区域的冷凝液体流化介质可包含反应性试剂(例如，单体)和非反应性试剂。非反应性试剂可包含载气，诸如氮气或氢气。可包含其他液态或气态烃作为流化介质以帮助保持润湿区域和流化床。此类烃的示例包含乙烷、丙烷和异戊烷。最佳地控制流化床反应器，尤其是利用润湿区域的流化床反应器，可能是一项困难的任务。反应器条件和反应器输入的微小变化可导致润湿区域的损失。如果反应器输入未被精确控制，则可发生成片、块染、结垢、床崩塌、产物质量差、以及甚至反应器关停。当改装设备或使用现有设备来采用新的生产工艺时，可能会增加优化流化床反应器和润湿区域的难度。监测流化床内条件的一种方法是在反应器内表面上进行温度测量。反应器内不同点处的压力测量值也已用于反应器控制。然而，每个反应器具有独特的内部几何形状，并且已证明表面温度测量值和反应器压力对于保持润湿区域、保持流化床、以及以其他方式控制反应器内的环境而言不太理想。在基本水平上，本公开的方法可包括从反应器中获取样品反应器样品组合物或产物排放组合物，将组合物(或产物排放物)闪蒸，以及测量相关联的压力。所揭示的方法可提供对反应器和润湿区域条件的更好评定，以及优异的反应器控制。具体地，本公开的方法可稳定化和减少临界参数(诸如生产率、单体气体分压、再循环气体冷凝重量百分比和液体渗透水平)的振荡。评估方法和优异的控制技术也可提高聚合物产物的生产速率和质量。随着滞流区、块形成、凝胶形成和成片可被减少或消除，反应器效率可得到提高。图1为聚合物反应器系统100的示意图。反应器系统100包括具有分配器板19的反应器1。流化床可在分配器板19上方形成，并且可包含催化剂、单体、聚合物、助催化剂、流化介质和其他材料。附加的催化剂、助催化剂或主催化剂可通过催化剂管线13从催化剂罐8引入。在通过流化床之后，来自反应器1的底部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制流化床反应器的方法，所述方法包括：/n在反应器中形成流化床，所述流化床包含单体和催化剂，并且产生聚合物产物；/n将所述聚合物产物从所述反应器排放到产物出料罐中；/n将所述聚合物产物从所述产物出料罐排放到放空罐中；/n测量放空罐压力；/n基于所述测量的放空罐压力改变一个或多个反应器操作输入。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180131 US 62/624,3211.一种用于控制流化床反应器的方法，所述方法包括：
在反应器中形成流化床，所述流化床包含单体和催化剂，并且产生聚合物产物；
将所述聚合物产物从所述反应器排放到产物出料罐中；
将所述聚合物产物从所述产物出料罐排放到放空罐中；
测量放空罐压力；
基于所述测量的放空罐压力改变一个或多个反应器操作输入。


2.根据权利要求1所述的用于控制流化床反应器的方法，所述方法还包括确定放空罐峰值压力，并且使用所述放空罐峰值压力来改变所述一个或多个反应器操作输入。


3.根据权利要求1所述的用于控制流化床反应器的方法，所述方法还包括：
将所述聚合物产物两次或更多次地从所述产物出料罐排放到所述放空罐中；
每当所述聚合物产物从所述产物出料罐排放到所述放空罐中时测量放空罐压力，以确定多个放空罐压力，每个放空罐压力与将产物排放到所述放空罐中对应；
基于所述多个放空罐压力改变所述一个或多个反应器操作输入。


4.根据权利要求3所述的用于控制流化床反应器的方法，所述方法还包括：
测量每次将产物排放到所述放空罐中的峰值压力；以及
基于所述多个放空罐峰值压力改变所述一个或多个反应器操作输入。


5.根据权利要求4所述的用于控制流化床反应器的方法，所述方法还包括：
对所述多个放空罐峰值中的两个或更多个放空罐峰值取平均以获得平均放空罐峰值压力；以及
基于所述平均放空罐峰值压力改变所述一个或多个反应器操作输入。


6.根据权利要求5所述的用于控制流化床反应器的方法，其中所述平均放空罐峰值压力是强调最近测量的加权平均值。


7.根据权利要求1所述的用于控制流化床反应器的方法，所述方法还包括每当产物被排放到所述放空...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里·德拉比什，简·范艾格蒙德，托马斯·盖尔泽，
申请(专利权)人：格雷斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US