一种液相环管与卧式气相组成的多反应器烯烃聚合系统和聚合方法技术方案

本发明专利技术公开了一种液相环管与卧式气相组成的多反应器烯烃聚合系统和聚合方法，通过采用包含连续预聚合、液相本体环管聚合、卧式气相搅拌聚合在内的多反应器聚合工艺，可以实现至少六种方式的聚合反应器组合，以显著改善聚合物的粒子形态、减少间歇预聚合己烷随催化剂的引入量及聚合物的细粉含量，同时降低聚合反应器运行过程中的粘壁现象，提高聚合物的橡胶相含量，并大幅度提升聚合反应器的传热传质效率、缩小聚合反应器的占地面积、增加氢气的加入量，从而显著提升均聚聚丙烯的熔体指数，尤其重要的是，可获得更低热封温度的三元无规共聚聚丙烯及更高抗冲击强度的嵌段共聚聚丙烯产品。且本发明专利技术装置综合投资成本低、牌号切换灵活、运行效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种液相环管与卧式气相组成的多反应器烯烃聚合系统和聚合方法
本专利技术属于烯烃聚合
，尤其涉及一种液相环管与卧式气相组成的多反应器烯烃聚合系统和采用该系统的烯烃聚合方法。
技术介绍
聚烯烃工业是国民经济的支柱产业，聚烯烃工业的发展引领着传统石油化工、现代煤化工、轻烃脱轻及页岩气开发等产业的技术进步，决定着上述产业的效益增长及可持续发展！以聚丙烯为例，2019年底我国已经建成投产的聚丙烯装置产能已达到2372万吨/年，同期，我国聚丙烯的表观消费量已达到2858万吨/年，2019年我国全年进口聚丙烯达486万吨，进口聚丙烯中，90％以上均属高性能、高附加值聚丙烯产品。预计到2024年，我国有可能形成的聚丙烯生产规模约为4400万吨/年，比2019年增长85.5％。就我国聚丙烯产业的现状而言，原料的多元化及产能的迅速扩张既是机遇，更是挑战！要在即将到来的激烈竞争中立于不败之地，“装置规模化、牌号差异化、原料低成本化、产品高附加值化”必将成为聚丙烯行业关注的热点问题。近年来我国聚丙烯生产装置的规模化已得到了长足的进步，单套装置生产能力都在30万吨/年以上，但各大公司在选择聚合工艺方面，过分关注了装置建设的规模化和低成本化，导致聚丙烯产品的同质化现象异常严峻，因此，开发新型丙烯聚合工艺，从而获得高性能、差异化的聚丙烯产品已成为聚丙烯从业人员的共同追求。目前，聚丙烯有多种生产工艺，不同的生产工艺主要表现在采用不同的反应器形式及物料流动与传输方式方面。例如，Basell公司的Spheripol工艺采用的液相本体反应器为2个串联的环管式反应器，其气相反应器为气相流化床形式。日本三井油化公司的Hypol工艺采用搅拌釜液相反应器与气相流化床反应器相结合的方式。Borealis公司的BorstarPP工艺包括一个环管式反应器和2～3个气相流化床反应器。DOW化学公司的Unipol工艺采用气相流化床反应器，均聚和共聚在串联的2个流化床中进行。INEOS(原BP-Amoco)公司的Innovene气相法工艺采用2个卧式气相反应器，内有机械搅拌，物料的停留时间分布接近柱塞流形式。ABB-Lummus公司的Novolen气相法工艺采用2台立式气相搅拌釜，用串联的双釜可生产抗冲共聚物。丙烯聚合通常使用Ziegler-Natta催化剂，采用气相法生产技术具有工艺简单、设备少的优点。对于气相流化床工艺而言，生产附加值较高的BOPP膜料及较高熔指的纤维料具有一定的优势，目前许多新建的石化厂，尤其是煤化工企业都选择建设气相流化床聚丙烯生产工艺；而对于卧式气相搅拌工艺而言，生产三元无规共聚产品及高抗冲聚丙烯有一定的优势；气相法聚合条件相对缓和，主流的气相法技术如Unipol工艺、Innovene工艺和Novolen工艺都采用相对简单的无预聚合方式。JPP的HORIZONE气相法工艺采用间歇预聚，预聚倍数通常在3倍以下。只有Basell公司的Spheripol及Spherizone气相法工艺采用了本体连续预聚技术，预聚合的温度控制在10至30℃，预聚倍数通常在一百倍到两百倍。最近的工业技术发展表明，在Unipol工艺、Innovene工艺和Novolen工艺气相聚丙烯技术的基础上，若采用液相本体的连续预聚合工艺，催化剂的活性将显著提高，聚合物的形态会得到显著改善，聚合物的细粉减少，气相反应器内的结块减少。在Innovene工艺中经常出现的温度波动现象在采用预聚技术后得到明显改善，这非常有利于聚丙烯生产线的高产和稳产。因此，在上述气相聚丙烯装置上加装连续预聚设备对改进丙烯聚合工艺具有重要意义。HORIZONE气相聚丙烯工艺采用间歇预聚，是通过在催化剂配制阶段对催化剂进行活化，然后与微量丙烯进行预聚合，预聚倍数通常在3倍以下。在预聚的过程中催化剂悬浮在己烷中，预聚后用己烷输送预聚物到卧式气相反应器中。因此，采用这些工艺的聚丙烯装置每年都要消耗几百吨己烷，这些己烷不仅成本高昂，而且最终大部分己烷残余在粉料中增加了聚丙烯的挥发份，因此大大增加了后续聚合物脱挥的难度，降低了聚丙烯的品质。将这些工艺中聚丙烯装置的间歇预聚改造为液相本体连续预聚，能够有效克服上述缺点。对于丙烯的液相本体聚合而言，大的方面可分为：釜式液相本体(例如：日本三井Hypol工艺的前半段)工艺及环管液相本体(例如：Spheripol工艺及Borstar工艺的前半段)，相比之下，环管液相本体聚合的传热、传质更佳，设计压力可以更高，装置占地面积更小、氢气加入量可以更大、可以获得熔融指数更高的聚丙烯产品。
技术实现思路
为了改善现有工艺所存在的诸多技术问题，本专利技术提出了如下技术方案：一种烯烃聚合系统，其包括反应单元，所述反应单元中包括液相环管反应器组和卧式气相搅拌反应器组，所述液相环管反应器组与卧式气相搅拌反应器组相连；所述液相环管反应器组包括至少一个液相环管反应器，所述卧式气相搅拌反应器组包括至少一个卧式气相搅拌反应器。其中，所述液相环管反应器组包括至少两个液相环管反应器，两个液相环管反应器之间以串联方式或并联方式连接。其中，所述液相环管反应器组包括至少三个液相环管反应器，多个液相环管反应器之间以串联方式或并联方式连接。其中，所述卧式气相搅拌反应器组包括至少两个卧式气相搅拌反应器，两个卧式气相搅拌反应器之间以串联方式或并联方式连接。其中，所述卧式气相搅拌反应器组包括至少三个卧式气相搅拌反应器，多个卧式气相搅拌反应器之间以串联方式或并联方式连接。其中，所述卧式气相搅拌反应器组包括至少两个卧式气相搅拌反应器时，还包括气锁系统，该气锁系统串联于两个卧式气相搅拌反应器之间。其中，所述反应单元还包括一个预聚合反应器，该预聚合反应器与所述液相环管反应器组或卧式气相搅拌反应器组相连。具体的，所述预聚合反应器为连续预聚合反应器。其中，所述反应单元还包括一个高压闪蒸器，所述液相环管反应器组通过该高压闪蒸器与卧式气相搅拌反应器组相连。其中，所述烯烃聚合系统还包括进料单元，所述进料单元与反应单元相连。其中，所述进料单元包括催化剂配制及进料系统。其中，所述进料单元还包括单体进料系统。其中，所述催化剂配制及进料系统和单体进料系统分别与反应单元相连，具体的，分别与预聚合反应器相连。其中，所述烯烃聚合系统还包括分离单元，与所述反应单元相连。具体的，所述卧式气相搅拌反应器组或高压闪蒸器与分离单元相连。其中，所述分离单元包括低压闪蒸器，具体的，所述卧式气相搅拌反应器组或高压闪蒸器与该低压闪蒸器相连。其中，所述分离单元还包括脱挥系统，所述低压闪蒸器与该脱挥系统相连。其中，所述分离单元还包括干燥系统，所述脱挥系统与该干燥系统相连。其中，所述烯烃聚合系统还包括造粒单元，所述分离单元与该造粒单元相连。具体的，所述干燥系统与该造粒单元相连。本专利技术进一步提供如下技术方案：一种烯烃聚合方法，其采用上述的烯烃聚合系统，所述方法包括：反应单元中，反应物料先进入液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烯烃聚合系统，其特征在于，所述烯烃聚合系统包括反应单元，所述反应单元中包括液相环管反应器组和卧式气相搅拌反应器组，所述液相环管反应器组与卧式气相搅拌反应器组相连；所述液相环管反应器组包括至少一个液相环管反应器，所述卧式气相搅拌反应器组包括至少一个卧式气相搅拌反应器。/n

【技术特征摘要】
1.一种烯烃聚合系统，其特征在于，所述烯烃聚合系统包括反应单元，所述反应单元中包括液相环管反应器组和卧式气相搅拌反应器组，所述液相环管反应器组与卧式气相搅拌反应器组相连；所述液相环管反应器组包括至少一个液相环管反应器，所述卧式气相搅拌反应器组包括至少一个卧式气相搅拌反应器。


2.如权利要求1所述的烯烃聚合系统，其特征在于，所述液相环管反应器组包括至少两个液相环管反应器，两个液相环管反应器之间以串联方式或并联方式连接；
优选地，所述液相环管反应器组包括至少三个液相环管反应器，多个液相环管反应器之间以串联方式或并联方式连接。


3.如权利要求1或2所述的烯烃聚合系统，其特征在于，所述卧式气相搅拌反应器组包括至少两个卧式气相搅拌反应器，两个卧式气相搅拌反应器之间以串联方式或并联方式连接；
优选地，所述卧式气相搅拌反应器组包括至少三个卧式气相搅拌反应器，多个卧式气相搅拌反应器之间以串联方式或并联方式连接。


4.如权利要求1-3任一项所述的烯烃聚合系统，其特征在于，所述卧式气相搅拌反应器组包括至少两个卧式气相搅拌反应器时，还包括气锁系统，该气锁系统串联于两个卧式气相搅拌反应器之间；
优选地，所述反应单元还包括一个预聚合反应器，该预聚合反应器与所述液相环管反应器组或卧式气相搅拌反应器组相连；具体的，所述预聚合反应器为连续预聚合反应器；
优选地，所述反应单元还包括一个高压闪蒸器，所述液相环管反应器组通过该高压闪蒸器与卧式气相搅拌反应器组相连；
优选地，所述烯烃聚合系统还包括进料单元，所述进料单元与反应单元相连；
优选地，所述进料单元包括催化剂配制及进料系统；
优选地，所述进料单元还包括单体进料系统；
优选地，所述催化剂配制及进料系统和单体进料系统分别与反应单元相连，具体的，分别与预聚合反应器相连。


5.如权利要求1-4任一项所述的烯烃聚合系统，其特征在于，所述烯烃聚合系统还包括分离单元，与所述反应单元相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏祥，
申请(专利权)人：上海葛蓝化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31