一种高压自由基釜式反应器聚合制备聚乙烯的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高压自由基釜式反应器聚合制备聚乙烯的方法和装置

【技术实现步骤摘要】
一种高压自由基釜式反应器聚合制备聚乙烯的方法和装置


[0001]本专利技术涉及高压法乙烯自由基聚合
，具体地，涉及一种高压自由基釜式反应器聚合制备聚乙烯的方法和装置
。

技术介绍

[0002]低密度聚乙烯
(Low
‑
density polyethylene
，简称
LDPE)
是一种热塑性聚合物，具有良好的柔韧性
、
耐化学腐蚀性和抗撕裂性能
。
它通常用于制造塑料袋
、
塑料薄膜
、
塑料瓶
、
塑料管和其他各种塑料制品
。
由于其可塑性和可加工性，
LDPE
在各种行业中都有广泛的应用，如包装
、
建筑
、
医疗
、
农业和汽车等领域
。
[0003]LDPE
工艺分为釜式法和管式法两种生产工艺，使用不同生产工艺得到的
LDPE
在长短支链类型
、
数量和分布上表现出很大的不同，釜式法工艺中物料近似于全混流，压力温度相近，产品长支链更多，熔体强度高，已成为生产挤出涂覆级
LDPE
树脂的主流工艺
。
在复杂的多层搅拌结构的作用下，
LDPE
釜式反应器内形成了复杂流动以及分区，对聚合反应速率
、
转化率
、
产物的分子量分布和长短支链分布都产生了影响
>。
长期以来，通过改进和提高釜式法工艺，调控低密度聚乙烯分子量分布
、
长短支链分布，进而影响产品性质，一直是本领域技术人员追求的目标
。
[0004]为了提升聚乙烯产品的薄膜化与易处理性，
CN115141296A
提出一种具有至少2个不同温度区域的槽型反应器，并向槽型反应器内位于上游部的温度区域中供给聚合引发剂和乙烯
。
[0005]为了提升聚乙烯长链支化程度，
CN104788593A
提出从反应器底部引出未反应的乙烯和反应产物聚乙烯，并经过冷却器冷却后返回反应器中部或下部
。
[0006]此外，
LDPE
是乙烯在高压
、
高温条件下通过自由基聚合反应生成的，对于釜式反应器，乙烯在进入反应器聚合反应之前，需要经过多次压缩将乙烯从
0.3MPa
压缩到
200MPa
，需要对其做大量功以降低活化能，因此压缩机的电耗在
LDPE
装置的能耗中所占比例最大，降低用于压缩乙烯的能耗是提升
LDPE
装置经济性的关键之一
。
[0007]因此，研究和开发一种具有低能耗的高压釜式反应器制备低密度聚乙烯的方法具有重要的意义
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种高压自由基釜式反应器聚合制备聚乙烯的方法和装置
。
[0009]本专利技术第一方面提供了一种高压自由基釜式反应器聚合制备聚乙烯的方法：在至少有两个反应分区的高压釜式反应器中，在
95
‑
200MPa
的压力和
150
‑
280℃
的温度下，自由基聚合引发剂引发乙烯均聚反应或乙烯与其他单体共聚反应；
[0010]从高压釜式反应器出口分离得到的未反应的反应物料及新鲜反应物料经过一级压缩机直接压缩至所需反应压力，然后分为至少2个流股，其中一股物流经过或不经过冷却
器后引入高压釜式反应器顶部，其余物流经过或不经过冷却器后引入预热器，经预热器升温至反应温度后从高压釜式反应器侧面引入各个反应分区
。
[0011]根据本专利技术的优选方案，所述高压釜式反应器的上一反应分区的出口物料被引入到所述高压釜式反应器下一反应分区入口
。
[0012]根据本专利技术的优选方案，所述高压釜式反应器的各反应分区由固定或旋转的圆盘分割开
。
[0013]根据本专利技术的优选方案，从所述高压釜式反应器出口分离得到的未反应的反应物料经过具有2‑6个气缸的一级压缩机进行一次增压
。
[0014]根据本专利技术的优选方案，所述一级压缩机为单级压缩机，其入口物流压力为
20
‑
50MPa
，入口温度为0‑
40℃
，优选温度为
10
‑
30℃
；其入口物流压力
P(MPa)
和入口温度
T(℃)
满足以下关系式：
[0015]P
＝
a
×
exp(b
×
T)
[0016]其中
a
为8‑
12
，
b
为
0.02
‑
0.06。
[0017]根据本专利技术的优选方案，所述一级压缩机出口流体的压力至少为
95MPa。
[0018]根据本专利技术的优选方案，冷却器出口温度为
10
‑
40℃
，冷却器出口流体经预热器预热后温度为
10
‑
200℃
，优选为
70
‑
180℃。
[0019]根据本专利技术的优选方案，引入高压釜式反应器顶部的物流质量流量为一级压缩机压缩后总物流质量流量的
1/2
‑
1/20
，优选
1/4
‑
1/8。
[0020]根据本专利技术的优选方案，新鲜反应物料经过压缩后引入所述一次压缩机的入口
。
[0021]根据本专利技术的优选方案，引入高压釜式反应器侧线的物流为2‑5个
。
[0022]根据本专利技术的优选方案，所述反应器内进行自由基聚合反应，反应体系的物料至少包括反应单体
、
链转移剂和引发剂，所述反应单体为乙烯，或者乙烯和共聚单体
。
所述共聚单体为任意极性共聚单体，优选地，所述极性共聚单体为醋酸乙烯
(VA)、
丙烯酸甲酯
(MA)、
丙烯酸丁酯
(BA)。
[0023]所述链转移剂为乙氢
、
脂肪烃
、
烯烃
、
酮
、
醛和和脂肪醛中的一种或多种；优选地，所述链转移剂为乙烷
、
丙烷
、
丙烯
、
丙醛
、
丁烷
、
丁烯中的一种或多种
。
[0024]所述引发剂为氧气
、
空气
、
偶氮化合物或过氧化聚合引发剂中的一种或多种
。
[0025]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高压自由基釜式反应器聚合制备聚乙烯的方法，其特征在于，在至少有两个反应分区的高压釜式反应器中，在
95
‑
200MPa
的压力和
150
‑
280℃
的温度下，自由基聚合引发剂引发乙烯均聚反应或乙烯与其他单体共聚反应；从高压釜式反应器出口分离得到的未反应的反应物料及新鲜反应物料经过一级压缩机直接压缩至所需反应压力，然后分为至少2个流股，其中一股物流经过或不经过冷却器后引入高压釜式反应器顶部，其余物流经过或不经过冷却器后引入预热器，经预热器升温至反应温度后从高压釜式反应器侧面引入各个反应分区
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高压釜式反应器的上一反应分区的出口物料被引入到所述高压釜式反应器下一反应分区入口
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述高压釜式反应器出口分离得到的未反应的反应物料经过具有2‑6个气缸的一级压缩机进行一次增压
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一级压缩机为单级压缩机，其入口物流压力为
20
‑
50MPa
，入口温度为0‑
40℃
，优选温度为
10
‑
30℃
；其入口物流压力
P(MPa)
和入口温度
T(℃)
满足以下关系式：
P
＝
a
×
exp(b
×
T)
其中
a
为8‑
12
，
b
为
0.02
‑
0.06。5.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一级压缩机出口流体的压力至少为
95MPa。6.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，冷却器出口温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳永荣，吉圣，范小强，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：