一种连续化生产聚烯烃弹性体的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种连续化生产聚烯烃弹性体的装置和方法。该装置包括原料单元，所述原料单元包括乙烯原料罐、共聚单体原料罐、溶剂罐；催化剂配制单元，所述催化剂配制单元包括主催化剂罐、助催化剂罐；静态混合器；与所述静态混合器相连的预混釜；与所述预混釜相连的管式反应器；与所述管式反应器相连的产品罐。本发明专利技术通过将助催化剂罐的出料口分别与所述静态混合器的进料口和所述管式反应器的进料口相连通，可以避免正式聚合反应中助催化剂的失活。同时本发明专利技术采用管式反应器，在平推流模型下，主催化剂和助催化剂的停留时间保持一致，且聚合预混料能够在流动的过程中发生聚合反应，方便热量及时被带走并散发，防止爆聚现象。防止爆聚现象。防止爆聚现象。

【技术实现步骤摘要】
一种连续化生产聚烯烃弹性体的装置和方法


[0001]本专利技术属于乙烯/α
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烯烃弹性体制备
，具体涉及一种连续化生产聚烯烃弹性体的装置和方法。

技术介绍

[0002]聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer，简称POE)，其是一种在茂金属催化剂存在的条件下由乙烯与高碳α－烯烃(如1－丁烯、1－己烯或1－辛烯等)实现原位聚合后得到的无规共聚物弹性体。由于POE具有密度小、弯曲大、低温抗冲击性能高、易加工以及可重复使用等特点，可以作为胶黏剂、热熔胶、油墨添加剂、防水卷材和增韧剂等材料而被广泛使用，其中作为增韧剂可以用于改性聚丙烯或聚乙烯。
[0003]聚烯烃弹性体一般为两种或多种烯烃的共聚物，其具有较低的熔点或没有熔点，且玻璃转化温度较低。典型的聚烯烃塑料，如高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、等规聚丙烯等，可以采用液相本体聚合、气相聚合或浆液聚合等工艺生产，如Unipol工艺、Spheripol工艺和Novolene工艺等，气体烯烃原料在负载催化剂的作用下，转化为聚合物颗粒，聚合物颗粒在反应器内保持形状，不粘反应釜，最终聚合物以颗粒形态出反应釜。然而，对于乙烯/α
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烯烃弹性体而言，聚合温度在60～190℃之间时，生成的聚合物具有粘性，形态不能保持，会严重堵塞反应釜，不能形成连续生产。因此，要满足乙烯/α
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烯烃弹性体的特性，必须发展适用于连续法生产的新工艺。
[0004]现有技术也公开了一些相应的改进方式，如专利CN110016092公开了一种连续制备聚烯烃弹性体及其混合物的方法，所述制备过程采用釜式反应器进行预聚合，采用静态混合器进行静态混合、聚合，采用反应螺杆挤出机进行挤出聚合，成功解决了因聚烯烃弹性体产物粘度过高不能连续聚合的问题。但是此工艺生产难度大，不易控制，且加工过程中存在反应效率低，共聚反应时易发生交联，聚合物链容易降解且会出现偶合变化等问题。专利CN110016090公开了一种连续制备聚烯烃的方法，首先采用混合器进行预混合，然后将得到的物料通入反应器进行聚合反应，由于该过程反应体系粘度增加，在反应器中通过不同温区控制，实现物料粘度控制和反应条件的控制，制备出不同结构的高分子结构。但是该工艺投资成本大、能耗较高，且聚合物脱挥、造粒和成型加工过程复杂，不易连续化大规模生产。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种连续化生产聚烯烃弹性体的装置和方法。所述装置投资成本相对较低，且设备间的连接关系简单，通过对反应器进行优化改进，可以实现聚烯烃弹性体的连续化生产。
[0006]为达到此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种连续化生产聚烯烃弹性体的装置，包括：
[0008]原料单元，所述原料单元包括乙烯原料罐、共聚单体原料罐、溶剂罐；
[0009]催化剂配制单元，所述催化剂配制单元包括主催化剂罐、助催化剂罐；
[0010]静态混合器；
[0011]与所述静态混合器相连的预混釜；
[0012]与所述预混釜相连的管式反应器；
[0013]与所述管式反应器相连的产品罐；
[0014]其中，所述共聚单体原料罐的出料口、溶剂罐的出料口与所述静态混合器的进料口相连通；所述乙烯原料罐的出料口与所述预混釜的进料口相连通；
[0015]所述主催化剂罐的出料口与所述管式反应器的进料口相连通；
[0016]所述助催化剂罐的出料口分别与所述静态混合器的进料口和所述管式反应器的进料口相连通。
[0017]优选地，所述管式反应器为单独的一个管式反应器或n个相串联的管式反应器，n为1～5的正整数。
[0018]优选地，每个所述管式反应器的出口段设置有气动阀。
[0019]优选地，每个所述管式反应器的内部分为m段，m为1～4的正整数，每段管式反应器对应的管路外侧设置有夹套。
[0020]优选地，所述夹套与换热器相连通。
[0021]所述夹套的进料口与所述换热器的出料口相连通。
[0022]所述夹套的出料口与所述换热器的进料口相连通。
[0023]优选地，所述装置还包括原料精制单元。
[0024]优选地，所述原料精制单元包括脱氧塔、脱水塔、脱硫塔、脱氯塔或脱羰基塔中的任意一种或多种。
[0025]优选地，所述乙烯原料罐通过所述原料精制单元中的第一原料精制单元与所述静态混合器相连通。
[0026]优选地，所述共聚单体原料罐通过所述原料精制单元中的第二原料精制单元与所述静态混合器相连通。
[0027]优选地，所述溶剂罐通过所述原料精制单元中的第三原料精制单元与所述静态混合器相连通。
[0028]优选地，所述原料单元还包括甲苯罐。
[0029]优选地，所述甲苯罐通过所述原料精制单元中的第四原料精制单元分别与所述主催化剂罐和助催化剂罐相连通。
[0030]第二方面，本专利技术提供一种连续化生产聚烯烃弹性体的方法，包括以下步骤：
[0031]将共聚单体、溶剂和第一助催化剂混合后，将得到的第一混合物料与乙烯进行预混，再将得到的第二混合物料与主催化剂和第二助催化剂进行聚合反应，得到目标产物。
[0032]优选地，所述共聚单体选自α
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烯烃。
[0033]优选地，所述溶剂选自异丁烷、正戊烷、异戊烷、正己烷、甲基环戊烷、正庚烷、甲基环己烷、异辛烷、异构饱和烷烃混合物或甲苯中的任意一种或多种。
[0034]优选地，所述主催化剂选自桥连含氮杂环结构的茂金属化合物。
[0035]所述助催化剂选自甲基铝氧烷、乙基铝氧烷或改性甲基铝氧烷中的任意一种或多种。
[0036]优选地，第一助催化剂与第二助催化剂的摩尔比为(1000～0):(0～1000)。
[0037]优选地，所述聚合反应的温度为60～250℃，时间为5～30min.
[0038]优选地，所述目标产物中的固含量为5～40％。
[0039]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0040]本专利技术提供了一种连续化生产聚烯烃弹性体的装置和方法，通过将第一助催化剂、溶剂和共聚单体混合后，再与乙烯预混，进一步在主催化剂和第二助催化剂的存在下发生乙烯和共聚单体之间的聚合反应，得到聚烯烃弹性体。其中，第一助催化剂、溶剂和共聚单体的混合，可以有效除去体系中的水、氧，避免正式聚合反应中助催化剂的失活，同时本专利技术采用管式反应器，与普通反应釜相比，管式反应器返混小，具有容积效率(单位容积生产能力)高、换热面积大(换热效率大幅度提升)，操作简便等优点。在管式反应器中，聚合预混料能够在流动的过程中发生聚合反应，使聚合反应放出的热量方便及时被带走并散发，从而有效地解决单位时间释放的热量来不及移除而导致温度过高问题，进而防止爆聚现象。此外，由于乙烯、助催化剂、溶剂和共聚单体同时连续加入预混釜，能够较好地配合聚合预混料在管式反应器中边流动边进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续化生产聚烯烃弹性体的装置，其特征在于，包括：原料单元，所述原料单元包括乙烯原料罐、共聚单体原料罐、溶剂罐；催化剂配制单元，所述催化剂配制单元包括主催化剂罐、助催化剂罐；静态混合器；与所述静态混合器相连的预混釜；与所述预混釜相连的管式反应器；与所述管式反应器相连的产品罐；其中，所述共聚单体原料罐的出料口、溶剂罐的出料口与所述静态混合器的进料口相连通；所述乙烯原料罐的出料口与所述预混釜的进料口相连通；所述主催化剂罐的出料口与所述管式反应器的进料口相连通；所述助催化剂罐的出料口分别与所述静态混合器的进料口和所述管式反应器的进料口相连通。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述管式反应器为单独的一个管式反应器或n个相串联的管式反应器；每个所述管式反应器的出口段设置有气动阀；每个所述管式反应器的内部分为m段，每段管式反应器对应的管路外侧设置有夹套；n为1～5的正整数，m为1～4的正整数。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述夹套与换热器相连通；所述夹套的进料口与所述换热器的出料口相连通；所述夹套的出料口与所述换热器的进料口相连通。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括原料精制单元；所述原料精制单元包括脱氧塔、脱水塔、脱硫塔、脱氯塔或脱羰基塔中的任意一种或多种。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述乙烯原料罐通过所述原料精制单元中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆朋，李平，赵树强，吕海阳，
申请(专利权)人：海南贝欧亿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：