一种聚乙烯的合成方法技术

本发明专利技术提供了一种聚乙烯的合成方法，在淤浆聚合反应器和气相聚合反应器组成的串联聚合反应系统中，使淤浆聚合反应器排出的浆液直接进入气相聚合反应器，气相聚合反应器排出的物料经脱气和排放气回收后，回收液进入溶剂分离塔，分离后的以饱和惰性组分为主的物流返回淤浆聚合反应器，其余返回气相聚合反应器。该方法具有流程简单、能耗物耗低等优点，而且可以灵活调控两个反应器中组成以及聚烯烃产品的分子量分布和支链分布。的分子量分布和支链分布。的分子量分布和支链分布。

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯的合成方法


[0001]本专利技术涉及烯烃聚合领域，尤其涉及一种聚乙烯的合成方法。

技术介绍

[0002]聚乙烯由乙烯聚合而成，其不但具有较高的电绝缘性，而且在耐腐蚀性以及耐寒性方面也表现良好。其中拥有优异力学性能和加工性能的双峰聚乙烯产品更是受到用户的广泛关注，而目前双峰聚乙烯的市场尚处于“结构性短缺”阶段，发展前景良好。
[0003]聚合物的相对分子质量和结晶度影响它的刚性和韧性。随着聚合物的相对分子质量的增加，其结晶度会减小，刚性降低，加工性能下降，但韧性增强，长期力学性能提高。而双峰分子量分布聚乙烯的出现实现了刚性、韧性和加工性能三者的平衡。
[0004]双峰聚乙烯的制备方法主要包括熔体掺混法、串联反应器法和单反应器法，其中，串联反应器法技术较为成熟，是目前工业上生产双峰聚乙烯的主要方法。以Borealis公司开发的Borstar工艺为例，第一个反应器为淤浆环管反应器，聚合物和原料在超临界丙烷中发生反应，生产双峰聚乙烯的低分子量部分。第二个反应器为气相流化床反应器，第一反应器产生的聚合物粉料与循环气体中的反应物继续进行聚合反应，产生双峰聚乙烯的高分子量部分。中国专利100354311C描述了一种串联反应器生产聚烯烃的方法，烯烃单体首先在第一环管反应器中与惰性溶剂发生聚合反应，反应后的浆液通过浓缩、闪蒸实现聚合物粉料与气体的分离，聚合物粉料送入气相反应器继续反应。虽然该方法能够稳定连续地生产聚乙烯产品，但是第一反应器后处理过程繁复且无法生产优质的双峰聚乙烯。中国专利CN1325528C提供了一种制造双峰线性低密度聚乙烯材料的方法，首先在第一反应器中通过乙烯与α-烯烃共聚单体的共聚合反应来生产低分子量聚合物，然后在第二反应器中继续反应来生产高分子量聚合物，所生产的聚合物产品虽然取得了较优的分子量分布；但该方法存在对催化剂载体要求较高、反应过程复杂，成本较高等问题。
[0005]近年来，纳米尺度共混的超高分子量聚乙烯/聚烯烃共混物(自增强全聚烯烃复合材料)制备工艺成为研究热点。自增强复合材料内各组分相同的化学组成使得复合物具有界面粘结性能优异、化学性质均一、附加值高和可循环回收使用等明显优点。自增强复合材料往往可以经过特殊加工成型工艺，在复合物内部形成特殊的力学性能增强结构(如shish-kebab串晶结构)，从而提高产品的使用性能。而非原位制备的自增强复合物材料，尤其是全聚乙烯复合物，普遍存在着加工工艺复杂、需要对加工设备进行特殊改造、加工生产周期长、加工难度大和增强组分含量低等问题。采用多活性中心催化剂或者串联工艺制备的原位自增强复合物则可以较好的解决上述问题，因为复合物中的分子链在聚合过程中能够有较好的共混相容性，可以达到纳米尺度的共混效果，原位自增强复合物中的熔体粘度会出现明显降低，往往不需要采用特殊的加工工艺手段就可以制备出性能明显提升的复合物制品。
[0006]因此，亟需提供一种新的聚乙烯合成方法，以期获得宽分子量分布、性能优异的聚乙烯产品。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种新的聚乙烯的合成方法。
[0008]本专利技术的目的是调控聚乙烯的分子量分布，并利用第一反应器生产的聚乙烯来增强第二反应器生产的聚乙烯的性能。
[0009]本专利技术提供的一种聚乙烯的合成方法，包括以下步骤：
[0010]1)聚合单体、催化剂、稀释剂、任选的分子量调节剂进入第一反应器，通过淤浆聚合生产第一聚乙烯；
[0011]2)第一反应器排出的浆液在压差或泵的输送下进入第二反应器；聚合单体、任选的分子量调节剂、冷凝剂进入第二反应器，通过气相聚合生成第二聚乙烯；
[0012]3)第二反应器排出的聚乙烯颗粒和气体进入脱气单元，脱除聚乙烯颗粒中携带的烃类物质以及氢气等小分子物质，脱气后的聚乙烯颗粒送入后系统进行处理，排放气进入回收单元对烃类物质进行回收；
[0013]4)来自回收单元的回收液进入溶剂分离塔，分离后的以饱和惰性组分为主的物流返回第一反应器，其余返回第二反应器。
[0014]其中，第一聚乙烯的质量流量与第二聚乙烯的质量流量之比小于等于0.1，优选小于等于0.05，所述步骤1)和2)中的聚合单体为乙烯，或乙烯与任选的一种或多种共聚单体，所述的共聚单体为丙烯、C4-C8α-烯烃。
[0015]优选的，所述分子量调节剂为氢气。
[0016]优选的，所述第一反应器的压力大于第二反应器0.5MPa以上。
[0017]优选的，所述第一反应器的进料还包括氢气。
[0018]优选的，所述进入第一反应器的稀释剂包括来自溶剂分离塔的循环回收的稀释剂以及新鲜的稀释剂。
[0019]所述第一反应器排出的浆液经过旋液分离器进行提浓，旋液分离器顶部排出的液体经泵增压后返回第一反应器，提浓后的浆液在压差或泵的输送下进入第二反应器。
[0020]优选的，第一反应器为淤浆环管反应器，第二反应器为气相流化床反应器，第一反应器的稀释剂和第二反应器的冷凝剂均为异戊烷。所述第一反应器排出的浆液从流化床分布板上方的侧壁进入流化床反应器。
[0021]根据本专利技术方法，所述流化床反应器顶部排出的循环气通过进入压缩机增压、冷却器冷却后从底部返回流化床反应器，所述的乙烯、和/或氢气、共聚单体、和/或冷凝介质以及来自溶剂分离塔的共聚单体从循环气管线加入流化床反应器。所述来自溶剂分离塔的循环共聚单体在所述冷却器入口加入。
[0022]优选的，来自所述冷却器的气液混合物进入气液分离罐进行气液分离，气体从底部进入流化床反应器，液体经泵增压后从流化床反应器的侧壁进入床层。
[0023]优选的，所述来自气液分离罐的液体和所述来自第一反应器的浆液从不同的注入口进入流化床反应器。更优选的，所述来自气液分离罐的液体注入口和所述来自第一反应器的浆液注入口位于同一高度。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，所述第一反应器和第二反应器中的催化剂相同或不同。所述催化剂选自铬基催化剂、齐格勒-纳塔催化剂、茂金属催化剂和后过渡金属催化剂中的一种或多种，优选自齐格勒-纳塔催化剂。
[0025]所述催化剂为铬基催化剂时，需要的助催化剂选自但不限于烷基铝化合物；优选自三乙基铝(TEA)、三异丁基铝(TIBA)、甲基铝氧烷(MAO)和乙氧基二乙基铝(DEAE)中的一种或多种。
[0026]所述催化剂为齐格勒-纳塔催化剂时，需要的助催化剂选自但不限于烷基铝化合物、烷基锂化合物、二烷基铝氧化合物、烷基锌化合物和烷基硼化合物中的一种或多种；优选选自烷基铝化合物，更优选自三乙基铝、三异丁基铝和三正己基铝中的一种或多种。
[0027]所述催化剂为茂金属催化剂时，需要的助催化剂选自但不限于烷基铝化合物、烷基铝氧化合物和硼类化合物中的一种或多种；优选自烷基铝氧化合物，更优选选自甲基铝氧烷、乙基铝氧烷和丁基铝氧烷中的一种或多种。
[0028]所述催化剂为后过渡金属催化剂时，需要的助催化剂选自但不限于烷基铝化合物、烷基铝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：1)聚合单体、催化剂、稀释剂、分子量调节剂进入第一反应器，通过淤浆聚合生产第一聚乙烯；2)第一反应器排出的浆液在压差或泵的输送下进入第二反应器；聚合单体、分子量调节剂、冷凝剂进入第二反应器，通过气相聚合生成第二聚乙烯；3)第二反应器排出的聚乙烯颗粒和气体进入脱气单元，脱除聚乙烯颗粒中携带的小分子物质，脱气后的聚乙烯颗粒送入后处理系统进行处理，排放气进入回收单元进行烃类物质回收；4)来自回收单元的回收液进入溶剂分离塔，分离后的以饱和惰性组分为主的物流返回第一反应器，其余物流返回第二反应器；其中，第一聚乙烯的质量流量与第二聚乙烯的质量流量之比小于等于0.1；所述步骤1)和2)中的聚合单体为乙烯，或乙烯与任选的一种或多种共聚单体，所述的共聚单体为丙烯、C4-C8α-烯烃。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一反应器中生成的聚乙烯的重均分子量大于100万，第二反应器排出的聚乙烯的重均分子量小于30万。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一反应器中生成的聚乙烯的密度大于954kg/m3，第二反应器排出的聚乙烯的的密度小于0.935kg/m3。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一反应器为淤浆环管反应器，第二反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：杭州双安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：