制备丙烯均聚物和共聚物的方法和设备技术

在此介绍一种制备丙烯均聚物和共聚物的方法和设备，它包括将丙烯任选与共聚用单体在至少一个淤浆反应器和至少一个气相反应器中，在升高的温度和压力下，在一种催化剂的存在下聚合，包含未反应单体的至少一个淤浆反应器的聚合产物被导入到第一个气相反应器而基本上没有未反应单体循环到所述淤浆反应器。因为气相反应器床材料直接得自回路反应器，本发明专利技术提供了快速启动。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
专利
本专利技术涉及丙烯的聚合。具体地说，本专利技术涉及一种在包括至少一个淤浆反应器和至少一个气相反应器的组合的反应器系统中制备丙烯的均聚物和共聚物的方法。本专利技术也涉及一种制备丙烯的均聚物和共聚物的设备。相关技术的说明在本领域已知有大量的制备丙烯均聚物和共聚物的方法。因此，例如当一种常规的载体上的高收率催化剂MgCl2*TiCl4用于聚合时，可使用众多不同的淤浆和气相方法。本体方法是一种淤浆法，其中反应在纯的单体或在包含60％(重量)以上单体的反应介质中进行。本体方法的主要优点来自于由于聚合在液态单体中进行带来的高催化剂活性。这意味着要获得工业上可接受的催化剂生产率(以每克催化剂的聚合物公斤数来表示)只需在反应器有短的停留时间。在反应器中短的停留时间意味着与例如流化床气相反应器相比其反应器可以用小的尺寸。小的反应器尺寸导致反应器中较低的聚合物存料量而加速了不同产物之间的转变。气相方法因为其聚合在气态单体中进行而具有较低的活性。这导致较长的停留时间，因而增加了反应器尺寸并因此所需的聚合物存料量导致较慢的等级转变。另一方面，特别是由于较低的未使用单体的循环导致的较低的回收设备投资费用而使气相方法的投资费用较低(没那么复杂)。气相方法的另一优点是可以制备高共聚用单体含量的产物。还有一个优点是气相方法由于其比本体方法更低的单体存料量和更低的压力而具有更好的固有安全性。为了吸取淤浆本体方法和气相方法的不同的特征方面的优点并克服其缺点，现有技术提出了本体和气相的组合方法。对于氯乙烯的聚合来说，已经有人提出了一种淤浆/气相反应器级联，其第一个反应器是回路反应器，回路反应器的聚合物内容物用沉降管浓缩并导入本身为流化床反应器的第二个反应器中。这可参照美国专利3622553。聚合在流化床继续进行。为了减少转移到气相反应器中的反应介质，在回路中断续地使用沉降管构成出口管。美国专利4740550公开了可在超临界条件下操作的在回路反应器中的丙烯的聚合。回路反应器的产物被导入到继续进行反应的气相反应器。在进入气相前，回路反应器聚合产物的料末部分被去除并且被全部或部分地循环回到回路反应器。与料末一起，一部分来自气相反应器的未反应单体被直接循环到第一级回路反应器。美国专利4740550的主要目标是提供一种通过将均聚物以窄的停留时间分布送到嵌段共聚阶段来制备高质量嵌段共聚物的方法。所公开的方法包括下列阶段在本体回路反应器中的第一级均聚、在第一和第二级之间的料末去除旋风分离、在气相反应器中的第二级均聚和在另一个气相反应器中的终耐冲击共聚。伴随着美国专利4740550方法的一个问题是如果从第一级回路反应器出口管去除的料末被循环回到回路反应器，就存在回路反应器最终被失活的废催化剂或稍微聚合的废料末充满的危险。另一方面，如果该料末流的一部分与来自最后反应器的产物混合，就可能导致终产物不均匀的问题。还有如果如美国专利4740550也提出的那样该料末流的一部分单独收集并且与分开的均聚物产物混合，就会导致操作复杂和经济上不可接受。正如将在本专利技术的详细说明中讨论的，我们已经发现高质量的耐冲击共聚物可用两级均聚后接着耐冲击共聚步骤来制备，其中在第一级或第二级均聚后没有进行料末去除和循环。本专利技术的一个主要目标是通过反应器的特定排序和通过选择每个反应器的相对生产量来尽可能降低循环量。该想法明显不是美国专利4740550的目标。这一点在该专利技术的详细说明和实施例中进一步澄清。对于烯烃的聚合来说，已知有一种方法，其第一反应在液相中进行，第二反应则在没有液体的存在下进行(参见英国专利1532231)。也有人提出了用于乙烯聚合的两步法。参见美国专利4368291。WO 88/02376提出了与气相方法相连的淤浆预聚合。EP-A 0560312和EP-A 0517183提出了一种制备聚烯烃的气相方法，其中使用了球形的特定催化剂。这种催化剂使用5份以上的聚合物和1份催化剂在回路反应器中预聚合，其量高达总生产量的10％(重量)。日本专利申请(公开特许公报)58/065710、01/263107和03/084014描述了包括淤浆反应器和气相反应器的组合的装置中丙烯-乙烯嵌段共聚物的制备。来自淤浆反应器的聚合物淤浆被送入安装在丙烯聚合器之间的分级系统并且含粗颗粒的淤浆被送入闪蒸器进行气体分离，然后聚合物被送入乙烯-丙烯共聚器，同时含料末的淤浆被送回到淤浆器。分别伴随着本体方法和气相方法的一些缺点通过所建议的现有技术组合方法加以避免。但是，其没有一种满足了由工业生产布局决定的适用性和低生产费用的要求。大量未反应的单体从第二级反应器循环回到第一级淤浆(本体)反应器增加了投资和生产费用并阻碍了在两个反应器中反应介质组成的独立控制。本专利技术概述本专利技术的一个目标是消除单反应器和多反应器方法的现有技术存在的问题以及提供一种制备丙烯(和其它α-烯烃)的均聚物和共聚物的新方法。本专利技术的另一目标是提供一种可用于制备丙烯的宽范围的不同均聚物和共聚物产物的高度通用的方法。本专利技术的第三个目标是提供一种制备丙烯的均聚物和共聚物的新装置。这些目标以及其它目标连同其优于已知方法的优点通过后文所述以及提出权利要求的本专利技术所达到，通过下面的本专利说明书的说明人们可清楚地了解这一点。按照本专利技术的方法是基于串联连接的至少一个淤浆反应器和至少一个气相反应器的组合(这样形成了级联)。丙烯均聚物和共聚物在一种催化剂的存在下，在升高的温度和压力下制备。按照本专利技术，至少一个淤浆反应器的含未反应单体的聚合产物被送到第一个气相反应器中，其中极少或没有单体循环回淤浆反应器中。在所述淤浆反应器和第一气相反应器的组合中制备的均聚物或共聚物是均相即互溶的，任何橡胶状组分后加入。按照本专利技术的另一方面，串联连接的至少一个淤浆反应器和至少一个气相反应器被用作反应器系统，所述的至少一个淤浆反应器是在高温或超临界温度下操作的本体回路反应器，并且包括聚合产物和含未反应单体的反应介质的所述淤浆反应器的内容物被直接导入到气相反应器流化床中。按照本专利技术的又一方面，至少一个淤浆反应器的反应产物通过降低其压力而蒸发掉挥发性组分来进行产物分离。产物分离操作的固体物质被送到气相反应器。包括未反应单体的蒸发的反应介质与其它挥发性组分分离后也被送到气相反应器，而存在的氢气和惰性烃类(例如低级链烷烃)则被除去。所分离的流可在另外的反应器如作为代替氢气进料的富氢气流使用，或者可将氢气回收用于其它用途。所述装置包括一个反应器级联，它由与至少一个气相反应器串联连接的至少一个淤浆反应器以及用于将基本上所有未反应的单体从淤浆反应器导入气相反应器的连接所述一个淤浆反应器和所述一个气相反应器互连管道所形成。更准确地说，按照本专利技术的方法主要是以权利要求1的特征部分中所述内容为特征的。本专利技术装置的特征在于权利要求37的特征部分中的所述内容。本专利技术有众多重要的优点。就其布置来说，已经发现送入到第一反应器的单体可在很大程度上或全部在淤浆反应器后的气相反应器中消耗。这由于少量气体随聚合产物排出的气相操作方面的原因而成为可能。在所述级联中回路反应器动态提供了快速的转变和高的生产率。也可以快速启动，因为气相床材料可直接来自回路反应器。用回路反应器和气相反应器级联可生产多种不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备丙烯均聚物和共聚物的方法，包括将丙烯任选与共聚用单体在一种催化剂的存在下，在升高的温度和压力下，在至少一个淤浆反应器和至少一个气相反应器中聚合，包含未反应单体的至少一个淤浆反应器的聚合产物被直接导入到第一个气相反应器中，基本上没有将未反应的单体循环到所述淤浆反应器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A哈林，K阿拉斯塔洛，E科尔霍南，J基维莱，
申请(专利权)人：波利亚里斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]