聚烯烃催化剂预聚合的方法和聚烯烃聚合方法及其应用技术

本发明专利技术涉及烯烃聚合领域，公开了一种聚烯烃催化剂预聚合的方法和聚烯烃聚合物方法及其应用。所述方法包括：在预聚合反应器中，烯烃单体与聚烯烃催化剂组合物接触进行预聚合反应，得到预聚合催化剂浆料，将所述预聚合催化剂浆料输送至主反应器；控制所述预聚合催化剂浆料输送至主反应器的温度≤20℃、流速＞0.1m/s。该聚烯烃催化剂预聚合的方法或聚烯烃聚合方法能够显著降低主反应器输送管线结垢、堵塞风险，提高装置运行稳定性。提高装置运行稳定性。提高装置运行稳定性。

【技术实现步骤摘要】
聚烯烃催化剂预聚合的方法和聚烯烃聚合方法及其应用


[0001]本专利技术涉及烯烃聚合领域，具体地，涉及一种聚烯烃催化剂预聚合的方法和聚烯烃聚合方法及其应用。

技术介绍

[0002]自齐格勒
‑
纳塔(Z
‑
N)催化剂和茂金属聚烯烃催化剂发现以来，驱使其不断发展进步的主要动力就是工业发展需求，而满足工业需求的前提是得到聚合活性高和立构等规性优异的催化剂，进而简化聚合技术。在提高催化剂活性方面，催化剂制备、载体、内给电子体、聚合单体、聚合工艺等方面的研究始终是热点，因此开发出了高活性催化剂，甚至是超高活性催化剂。现代聚烯烃催化剂具有较高催化活性，在直接进入主反应器中，会因初期活性高、反应剧烈，造成聚合物“复制”催化剂颗粒过程发生破碎，产生大量的聚合物细粉，严重时会因为静电结垢、颗粒桥堵或其它差的固体流动现象造成装置运行不稳定，甚至是装置停车等严重问题。目前一个主要的控制手段是在催化剂进入主反应器前先进行预聚合反应，在保证催化剂活性的同时，又可以改善聚合物形态，提高装置运行稳定性。
[0003]目前预聚合技术主要分为连续预聚合和间歇预聚合两种形式。连续预聚合通常通过调整预聚合反应器操作温度和α
‑
烯烃流量(决定催化剂的停留时间)来实现催化剂预聚倍率的控制，一般预聚倍率在10倍以上，优先至少50倍。间歇预聚合技术主要应用在气相聚合装置上，比如Hypol聚丙烯工艺和HORIZONE气相聚丙烯工艺等，此类工艺通常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，预聚倍数通常较低(＜10倍)，预聚后的催化剂由惰性溶剂、惰性气体或α
‑
烯烃连续或间歇地输送到气相反应器中。
[0004]连续预聚合或间歇预聚合虽能够提高装置运行的稳定性，但预聚催化剂进主反应器的管线及进反应器接口的位置仍然是堵塞风险较高的位置，特别是对于超高活性催化剂、初期高活性催化剂或粒型较差的催化剂。常规解决办法是提高催化剂输送介质的流速(流量)或延长催化剂预聚合停留时间，如专利CN109906234A通过提高催化剂注入主反应器流速来降低管线堵塞风险。催化剂输送管线内径受催化剂粒径大小的影响，一般有一个最小下限值，而提高输送介质(特别是惰性溶剂或惰性气体)流量，会降低预聚合时间，又会带入较大量的惰性介质的进入，对产品的稳定控制亦会产生一定影响。延长连续预聚合时间，需较低的连续α
‑
烯烃流量，对催化剂输送是不利的，因此提高催化剂输送流速(流量)和延长预聚合时间二者是相互矛盾的。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种聚烯烃催化剂预聚合的方法及其应用和聚烯烃聚合方法及其应用。该聚烯烃催化剂预聚合的方法或聚烯烃聚合方法能够显著降低催化剂进主反应器输送管线结垢、堵塞风险，提高装置运行稳定性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种聚烯烃催化剂预聚合的方法，其特征在于，
所述方法包括：在预聚合反应器中，烯烃单体与聚烯烃催化剂组合物接触进行预聚合反应，得到预聚合催化剂浆料，将所述预聚合催化剂浆料输送至主反应器；
[0007]控制所述预聚合催化剂浆料输送至主反应器的温度≤20℃、流速＞0.1m/s。
[0008]本专利技术第二方面提供一种聚烯烃聚合方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将聚烯烃催化剂组合物与输送介质汇合，得到汇合料流，将所述汇合料流输送至主反应器；
[0009]控制所述汇合物流的温度≤20℃，流速＞0.1m/s。
[0010]本专利技术第三方面提供一种上述聚烯烃催化剂预聚合的方法和上述聚烯烃聚合方法在烯烃聚合中的应用。
[0011]通过上述技术方案，本专利技术提供的聚烯烃催化剂预聚合的方法及其应用和聚烯烃聚合方法及其应用获得以下有益的效果：
[0012]本专利技术提供的聚烯烃催化剂预聚合的方法或聚烯烃聚合方法能够明显提高装置运行平稳性，减少催化剂进料堵塞风险，且对催化剂最终聚合活性没有明显影响。
附图说明
[0013]图1是包括连续预聚合反应器的烯烃聚合的具体实施方式一的示意图。
[0014]图2是包括连续预聚合反应器的烯烃聚合的具体实施方式二的示意图。
[0015]图3是包括连续预聚合反应器的烯烃聚合的具体实施方式三的示意图。
[0016]图4是无连续预聚合反应器的烯烃聚合的具体实施方式的示意图。
[0017]附图标记说明
[0018]11、连续预聚合反应器；12、主反应器；101、催化剂组合物；102、烯烃单体料流；103、连续预聚合催化剂浆料；105、主反应器出料管；
[0019]21、连续预聚合反应器；22、主反应器；201、催化剂组合物；202、第一烯烃单体料流；203、第二料流；204、汇合料流；205、主反应器出料管；
[0020]31、连续预聚合反应器；32、主反应器；33、冷却器；301、催化剂组合物；302、烯烃单体料流；303、冷却剂；304、连续预聚合催化剂浆液；305、主反应器出料管；41、主反应器；401、催化剂组合物；402、输送介质；403、汇合料流；404、主反应器出料管。
具体实施方式
[0021]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0022]在本专利技术中，单位“ppm(wt)”是指按质量计的百万分之一，单位“ppm(v)”是指按体积计的百万分之一。
[0023]本专利技术第一方面提供一种聚烯烃催化剂预聚合的方法，其特征在于，所述方法包括：在预聚合反应器中，烯烃单体与聚烯烃催化剂组合物接触进行预聚合反应，得到预聚合催化剂浆料，将所述预聚合催化剂浆料输送至主反应器；
[0024]控制所述预聚合催化剂浆料输送至主反应器的温度≤20℃、流速＞0.1m/s。
[0025]本专利技术所述的预聚合是指聚烯烃催化剂组合物与C2‑
C
12
烯烃单体中一种或多种，
优选乙烯、丙烯、丁烯
‑
1等在在较低温度下于预聚合容器(甚至是管道)中接触以形成包裹聚烯烃的催化剂。
[0026]本专利技术中，通过控制所述至主反应器的预聚合催化剂浆料的温度≤20℃、流速＞0.1m/s，能够明显提高装置运行平稳性，减少催化剂进料堵塞风险，且对催化剂最终聚合活性没有明显影响。
[0027]进一步地，控制所述预聚合催化剂浆料输送至主反应器的温度≤0℃、流速≥0.5m/s，能够进一步改善装置的运行平稳性。
[0028]根据本专利技术，所述预聚合反应为连续预聚合。
[0029]本专利技术中，所述连续预聚合指聚烯烃催化剂、助催化剂、C2‑
C
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚烯烃催化剂预聚合的方法，其特征在于，所述方法包括：在预聚合反应器中，烯烃单体与聚烯烃催化剂组合物接触进行预聚合反应，得到预聚合催化剂浆料，将所述预聚合催化剂浆料输送至主反应器；控制所述预聚合催化剂浆料输送至主反应器的温度≤20℃、流速＞0.1m/s。2.根据权利要求1所述的方法，其中，控制所述预聚合催化剂浆料输送至主反应器的温度≤0℃、流速≥0.5m/s。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述预聚合反应为连续预聚合，其中，所述连续预聚合的预聚合条件包括：停留时间为1
‑
90min，优选为5
‑
70min；预聚合温度为
‑
50至20℃，优选为
‑
35至0℃；预聚合压力为0.1
‑
10MPaG，优选为0.5
‑
6MPaG。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法包括：S1、在低于50℃的预聚合反应器中，将包含烯烃单体和/或溶剂的第一烯烃单体料流与聚烯烃催化剂组合物接触，进行第二预聚合反应，得到第二预聚合催化剂浆料；S2、所述第二预聚合催化剂浆料与包含烯烃单体和/或溶剂的第二料流进行汇合，得到汇合料流，将所述汇合料流输送至主反应器；控制所述汇合料流输送至主反应器的温度≤20℃、流速＞0.1m/s。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一烯烃单体料流与所述第二料流的质量比为5：95
‑
95：5；优选为15：85
‑
85：15。6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述第二预聚合反应的条件包括：停留时间为1
‑
90min，优选为5
‑
80min；预聚合温度为
‑
50至50℃，优选为
‑
10至50℃；预聚合压力为0.1
‑
10MPaG，优选为0.5
‑
6MPaG。7.根据权利要求4
‑
6中任意一项所述的方法，其中，所述第二烯烃料流的温度为
‑
50至30℃，优选为
‑
40至0℃。8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法包括：(a)在低于50℃的连续预聚合反应器中，烯烃单体与聚烯烃催化剂组合物接触，进行第三预聚合反应，得到第三预聚合催化剂浆料；(b)将所述第三预聚合催化剂浆料进行冷却降温，使得所述第三预聚合催化剂浆料输送至主反应器的温度≤20℃、流速＞0.1m/s。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第三预聚合反应的条件包括：停留时间为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋文波，胡慧杰，邹发生，李德展，张晓萌，赵梦垚，刘振杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：