用于将挥发性化合物从聚合物溶液中分离的分离器和方法技术

本发明专利技术涉及一种分离器，其包括容器、第一入口、第二入口、第一出口、第二出口，以及位于第一出口下游的分离装置，其中该分离装置包括两个出口，而该分离装置的一个出口流体连接到容器的第二入口。此外，本发明专利技术还涉及一种用于将烃从包括聚合物和所述烃的反应溶液中分离的方法，该方法包括如下步骤：使反应溶液通过第一入口进入根据本发明专利技术的分离器中；通过第一出口取出第一出口流；通过第二出口取出第二出口流；在分离装置中分离第一出口流，以产生第一分离流和第二分离流；从分离装置取出所述第一分离流，并使第一分离流通过第二入口进入容器中；并且从分离装置取出第二分离流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将挥发性化合物从聚合物溶液中分离的分离器和方法本专利技术涉及一种用于将挥发性化合物从聚合物中分离的分离器。此外，本专利技术涉及使用所述分离器将挥发性化合物与聚合物分离的方法。特别地，该分离器和方法可以用于溶液聚合过程或高压聚合过程中。
技术介绍
聚烯烃是通过几种不同的常规技术生产的。典型的温度为从50℃至350℃，并且压力从30巴(bar)变化到3000巴。聚烯烃在如下温度中产生：在该温度下，聚合物在未反应的单体、未反应的共聚单体以及可选的溶剂的液体或超临界混合物中溶解。聚合过程包括一个或多个聚合反应器。适当的反应器包括未搅拌或搅拌的、球形的、圆柱形的、和类似于箱形的容器，以及再循环环状反应器和管状反应器。这种反应器通常包括用于单体、共聚单体、溶剂、催化剂以及可选的其它反应物和添加剂的注入点，以及用于反应混合物的取出点。此外，反应器可包括加热装置或冷却装置。来自包括聚合物熔体的反应混合物的未反应的一种或多种溶解的单体、一种或多种共聚单体、以及可能的溶剂的分离通常在一个或多个闪蒸分离器中进行，通常在一个或多个分离阶段中进行。在溶液过程中，从聚合反应器中取出的反应溶液的流被传递到闪蒸分离器，闪蒸分离器中具有或不具有共聚单体的乙烯(即丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、或共聚单体的组合)和烃溶剂被从聚合物熔体中分离。如果使用多于一个的闪蒸分离器，则闪蒸分离器通常串联连接。在高压过程中，为了制造聚乙烯，在反应器出口处的反应混合物的压力从其约1000巴到3000巴的操作值经由出口下泄阀的操作降低到100巴到300巴的值。由下泄阀引起的反应混合物膨胀导致出口反应物流的温度增加(即，反向焦耳-汤普森效应)。随后，将反应混合物进给到闪蒸分离器(也被称为高压分离器)中，闪蒸分离器中单体/共聚单体/聚合物三元混合物被分成聚合物流(其为富含聚合物的液相)以及气体流(其为富含一种或多种单体的气相)。来自闪蒸分离器底部的聚合物流被进给到另一闪蒸分离器，以进一步去除一种或多种残余的单体。在第二闪蒸分离器中，压力被进一步减小。包含低分子量蜡状物的气体流离开第二闪蒸分离器(即，离开气体)被进给到主压缩机，而液态的底部聚合物流被引导到挤压机以进行造粒。第一闪蒸分离器通常在热力学平衡(即，在给定条件(温度和压力)下被溶解的挥发性化合物的最大分离效率)下操作。要解决的问题当用闪蒸分离器处理粘性反应混合物时，出现如下问题：由反应混合物或溶液的高粘性引起的高传质(masstransfer)阻力需要进一步增加分离器效率。因此，第一闪蒸分离器需要提供尽可能接近热力学平衡的分离效率，以将最终产品中的挥发性化合物的含量降低到可接受的水平。这在低密度聚合物的情况下特别重要，低密度聚合物在生产期间需要高浓度的共聚单体，这因此导致聚合物中更高的挥发性化合物含量。此外，这在使用具有高分子量的共聚单体(例如1-辛烯或极性共聚单体)的聚合的情况下是重要的，因为通常更加难以将这些从反应混合物中分离。图1示出了现有技术中常用的闪蒸分离器的布局。来自闪蒸分离器的底部流可选地被泵送通过混合箱。随后，在反应混合物被传输到第二闪蒸分离器之前，在第二热交换器中对其加热。这种设置是实现足够的分离效率所必需的。然而，这样的过程布局仍然可能具有如下问题：对于某些应用，如上所解释的反应混合物不能被分离到可接受的程度。现有技术中已知的一种解决方案是以减小在闪蒸步骤期间形成的微滴的尺寸的方式来调节闪蒸分离器的设计。这增强了用于液相和气相之间的传质的表面积，并且促进了来自液相中的挥发性化合物蒸发成气相，即提高了分离效率。然而，这种解决方案具有如下缺点：气体流夹带过小的微滴，这再次导致分离效率的降低。对于该问题，从现有技术中已知的另一解决方案是在闪蒸分离器中或者选择更低的压力，或者选择更高的温度。然而，这两种解决方案都可能特别地对闪蒸分离器的操作、并且一般地对聚合物生产设施具有负面影响。在更低压力的情况下，分离后的挥发性化合物的气体速度变得更高。这导致微滴夹带进入气相的几率更高。另一方面，提高分离温度导致相(例如，在位于闪蒸分离器上游的热交换器中)分离，这导致传热效率降低。最后，这种方法能够提供需要为在设施中产生的每个不同等级所调节的压力和温度的值。此外，在现有技术中，通过增加闪蒸分离器中反应混合物的停留时间来解决这个问题。然而，该方法具有以下缺点：需要利用更大的闪蒸分离器来确保保持液位尽可能低，以使得液体材料夹带最小化。专利技术目的因此，需要解决操作分离器的问题(特别是使得粘性反应混合物避免上述缺点)的解决方案。特别地，需要一种解决方案，其中不发生夹带，并且不存在反应混合物发生相分离的风险。本专利技术的一个目的是改善从粘性反应混合物中分离挥发性化合物而不引入负面影响，例如将液相夹带到中的气相和/或热交换器相分离。特别地，本专利技术的另一个目的是改善如下挥发性化合物的分离：所述挥发性化合物具有相对高的分子量(并且因此与具有更低分子量的挥发性化合物相比具有更小的挥发性)，例如来自粘性反应混合物的、在聚合中使用的一种或多种共聚单体。相对容易分离小尺寸的分子，例如乙烯。然而，从粘性反应混合物(特别是烯烃共聚物熔体或溶液)中分离大分子(例如共聚单体，其典型示例是1-辛烯和丙烯酸乙烯基酯)是具有挑战性的。本专利技术的另一个目的是通过增加分离器中的反应混合物的温度来增加挥发性化合物的传质而不具有负面影响，例如，比如，相分离，举例来说，发生在位于分离器上游的热交换器中。特别地，本专利技术的一个目的是选择性地对分离器中反应混合物的液态/气态的气态部分进行加热。本专利技术的最终目的是具有增加的传质面积的方法，以有效地将挥发性化合物从易于在热交换器中相分离的高粘性聚合物熔体中分离。
技术实现思路
本专利技术涉及具有分离装置的分离器，该分离装置随后位于分离器的第一出口，该分离器的第一出口将分离器的第一出口流分成第一分离流和第二分离流，而第一分离流可选地被加热并返回到分离器。这样的设置可以增加分离效率，具有在热交换器中相分离的最小风险。因此，本专利技术提供了一种分离器，其包括容器(1)、第一入口(2)、第二入口(4)、第一出口(5)、第二出口(6)和位于第一出口(2)下游的分离装置(8)，其中分离装置(8)包括两个出口，而分离装置(8)的一个出口流体连接到容器(1)的第二入口(4)。根据本专利技术的分离器还优选地包括位于容器(1)的第一出口(5)和分离装置(8)之间的泵(7)。在本专利技术的另一个优选实施例中，根据本专利技术的分离器包括再循环加热器(10)，其位于第一出口(5)的下游，优选地位于泵(7)的下游和容器(1)的第二入口(4)的上游，更优选地位于分离装置(8)的下游和容器(1)的第二入口(4)的上游。根据本专利技术的分离器优选地还包括位于第一入口(2)上游的反应混合物加热器(5)。如从另一方面看到的，本专利技术提供了一种用于将烃从包括聚合物和所述烃的反应溶液中分离的方法，包括如下步骤：使反应溶液(3)通过第一入口(2)进入根据本专利技术的容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分离器，包括：/na.容器(1)；/nb.第一入口(2)；/nc.第二入口(4)；/nd.第一出口(5)；/ne.第二出口(6)；以及/nf.位于所述第一出口(5)下游的分离装置(8)；/n其中所述分离装置(8)包括两个出口，而所述分离装置(8)的一个出口流体连接到所述容器(1)的所述第二入口(4)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181129 EP 18209255.11.一种分离器，包括：
a.容器(1)；
b.第一入口(2)；
c.第二入口(4)；
d.第一出口(5)；
e.第二出口(6)；以及
f.位于所述第一出口(5)下游的分离装置(8)；
其中所述分离装置(8)包括两个出口，而所述分离装置(8)的一个出口流体连接到所述容器(1)的所述第二入口(4)。


2.根据权利要求1所述的分离器，还包括位于所述容器(1)的所述第一出口(5)和所述分离装置(8)之间的泵(7)。


3.根据权利要求1或2所述的分离器，还包括再循环加热器(10)，所述再循环加热器(10)位于所述容器(1)的所述第一出口(5)的下游和所述第二入口(4)的上游。


4.根据权利要求3所述的分离器，其中所述再循环加热器(10)位于所述分离装置(8)的下游和所述容器(1)的所述第二入口(4)的上游。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的分离器，还包括位于所述第一入口(2)上游的反应混合物加热器(11)。


6.根据前述权利要求中任一项所述的分离器，其中所述分离装置(8)选自包括由线路分支或过滤器组成的列表。


7.根据权利要求6所述的分离器，其中所述分离装置(8)是过滤器。


8.一种用于将烃从包括聚合物和所述烃的反应溶液中分离的方法，所述方法包括以下步骤：
-使所述反应混合物(3)通过所述第一入口(2)进入根据权利要求1至7中任一项所述的分离器中，
-通过所述第一出口(5)取出第一出口流...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·阿勒哈吉，M·萨塔尔，
申请(专利权)人：博里利斯股份公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT