对聚合过程中的能量效率进行优化的方法技术

本发明专利技术涉及对生产聚烯烃的聚合反应进行冷却的方法，包括如下步骤：（ａ）使所述聚合反应与冷却用流体热接触，使得该冷却用流体从所述反应带走热能，（ｂ）使所述冷却用流体与工作流体热接触，从而将所述热能从所述冷却用流体回收到所述工作流体中，和（ｃ）使步骤（ｂ）中得到的所述冷却用流体与所述聚合反应热接触，从而冷却所述反应，其中使所述工作流体相转变，从而将热量和／或电力和／或机械动力形式的能量返还给聚烯烃生产过程。本发明专利技术还涉及在反应器中生产烯烃聚合物的聚合方法，并且还涉及用于对聚合过程中的能量消耗进行能量优化的方法并涉及聚合单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及烯烃聚合。本专利技术还涉及聚合过程中的能量回收方法。更具体地说，本专利技术涉及由反应器的冷却系统产生的热量的有效的能量回收。
技术介绍
聚烯烃例如聚乙烯和聚丙烯可通过颗粒形式聚合例如淤浆聚合或气相聚合来制 备。 烯烃聚合通常使用单体、稀释剂和催化剂以及任选的共聚单体和氢气在反应器中进行。聚合通常在淤浆条件下进行，其中产物通常由固体颗粒组成并悬浮在稀释剂中。使用泵将该反应器的淤浆内容物连续循环以维持聚合物固体颗粒在液体稀释剂中的有效悬浮。产物通过沉降腿排出，所述沉降腿以间歇原理运行以回收产物。沉降腿中的沉降用于提高最终作为产物淤浆回收的淤浆的固体物浓度。进一步地，将该产物通过闪蒸管线排入闪蒸罐，在所述闪蒸罐中大部分稀释剂和未反应的单体被闪蒸掉且再循环。或者，可将该产物淤浆进料到与第一环流反应器串联连接的其中可产生第二聚合物部分的第二环流反应器中。通常，当以这种方式使用两个串联的反应器时，包含第一反应器中产生的第一聚合物部分和第二反应器中产生的第二聚合物部分的所得聚合物产物具有双峰分子量分布。 环流反应区中的淤浆聚合已被证明在商业上是成功的。淤浆聚合技述取得了每年都如此生产数十亿磅聚烯烃的国际性成功。 聚烯烃生产过程中的多种设备和操作可消耗能量。聚烯烃工厂内显著的用电设备 可例如包括使聚合反应器(例如环流淤浆反应器)中的液体反应混合物循环的泵，使冷却 用介质(例如经处理的水)循环穿过聚合反应器夹套的泵，对再循环的稀释剂(和/或单 体)加压并将其返回至聚合反应器的压縮机，用于输送绒毛(fluff)和粒料(pellets)的 鼓风机，和将聚烯烃绒毛转化为聚烯烃粒料的挤出机。典型聚烯烃工厂中重要的蒸汽用户 可包括对聚合反应器的流出物中的液体进行闪蒸的加热器，和对回收的稀释剂和/或单 体进行处理的分馏塔。燃料气体的相对大的消耗者可包括聚合催化剂的活化过程(其可能 利用高的热量)，和维持工厂火炬头(flare header)中(去往所述火炬的进料中)足够的 可燃物含量的操作。通常，需要大量能量以将单体和共聚单体聚合为聚烯烃绒毛，对来自反 应器的再循环流出物进行处理，和将聚烯烃绒毛转化为粒料。 因此，聚烯烃的生产是消耗电力、蒸汽、燃料气体等的能量密集型过程。这样的能量 消耗通常促成聚烯烃生产以及由聚烯烃建造的销售给消费者的下游产品的相当大的成本。 W0 2006/026493描述了配置成生产每公吨聚烯烃消耗少于约445千瓦时电力的 用于生产聚烯烃的生产方法。 然而，仍需要改进聚烯烃生产过程的能量效率。
技术实现思路
本专利技术人已经令人惊讶地发现可提高聚烯烃生产中的能量效率。本专利技术容许对在聚合场所上所产生的热能进行回收(尤其是利用聚合反应器的冷却系统对聚合场所上所 产生的热能进行回收)，并使用该热能生产被再循环回聚合场所的蒸汽和/或电力和/或机 械动力。然后，可将所述蒸汽用于对聚合反应器的流出物中的液体进行闪蒸的加热器，和对 回收的稀释剂和/或单体进行处理的分馏塔。 一部分聚合热的回收是在使聚烯烃生产的能 量消耗最小化的方向上的进一步步骤。 本专利技术提供对生产聚烯烃的聚合反应进行冷却的方法，包括如下步骤(a)使所 述聚合反应与冷却用流体热接触，使得该冷却用流体从所述反应带走热能，(b)使所述冷却 用流体与工作流体热接触，从而将所述热能从所述冷却用流体回收到所述工作流体中，和 (c)使步骤(b)中得到的所述冷却用流体与所述聚合反应热接触，从而冷却所述反应，其中 使所述工作流体相转变，从而将热量和/或电力和/或机械动力形式的能量返还给聚烯烃 生产过程。 在实施方式中，聚合反应在聚合反应器中进行并且包括如下步骤 _将一种或多种烯烃反应物、聚合催化剂和稀释剂引入到所述反应器中，并且同时对所述反应物、催化剂和稀释剂进行循环，-使所述一种或多种烯烃反应物聚合，以产生基本上包括液体稀释剂和固体烯烃 聚合物颗粒的聚合物淤浆，-使用冷却用流体对反应器温度进行控制并且通过与所述冷却用流体热接触的工作流体而从所述冷却用流体回收至少一部分热能， _使所述聚合物淤桨沉降，和-将沉降的聚合物淤浆排出所述反应器。 本专利技术还提供在反应器中生产烯烃聚合物的聚合方法，包括如下步骤 _将一种或多种烯烃反应物、聚合催化剂和稀释剂引入到所述反应器中，并且同时对所述反应物、催化剂和稀释剂进行循环，-使所述一种或多种烯烃反应物聚合，以产生基本上包括液体稀释剂和固体烯烃 聚合物颗粒的聚合物淤浆，-使用冷却用流体对反应器温度进行控制，-使所述聚合物淤桨沉降，和-将沉降的聚合物淤浆排出所述反应器， 其中所述方法进一步包括通过与所述冷却用流体热接触的工作流体而从所述冷 却用流体回收至少一部分热能的步骤，其中使所述工作流体相转变，从而将热量和/或电 力和/或机械动力形式的能量返还给聚烯烃生产过程。 在本专利技术的实施方式中，冷却用流体的热能的至少10%、至少20%、至少30%、至 少40%或至少50%被回收。 本专利技术还涉及对聚合过程中的能量消耗进行能量优化的方法，包括如下步骤将由所述聚合反应产生的热能的至少一部分回收到工作流体中，其中使所述工作流体相转变，从而将热量和/或电力和/或机械动力形式的能量返还给聚烯烃生产过程。 本专利技术能够使聚烯烃生产过程中的能量消耗降低。本专利技术改进了设备效率并且可回收浪费的能量资源。以下将进一步具体公开本专利技术。所述描述仅作为实例给出而不限制本专利技术。附图标记涉及附于此后的附图。 附图说明 图1示意性地表示根据本专利技术一个实施方式的与压縮热泵连接的聚合反应器。 图2表示根据本专利技术实施方式使用的示意性的再压縮单元。 图3示意性地表示根据本专利技术一个实施方式的与蒸汽产生单元连接的压縮热泵。 图4示意性地表示根据本专利技术一个实施方式的与用于产生电力的有机兰金循环 (Organic Rankine Cycle)连接的聚合反应器。具体实施例方式本专利技术提供用于烯烃聚合过程中的能量评价的系统，其特征在于使工作流体在热 量回收过程期间相转变。 本专利技术还涉及在反应器中生产烯烃聚合物的聚合方法，其包括如下步骤 _将一种或多种烯烃反应物、聚合催化剂和稀释剂引入到所述反应器中，并且同时对所述反应物、催化剂和稀释剂进行循环， _使所述一种或多种烯烃反应物聚合，以产生基本上包括液体稀释剂和固体烯烃 聚合物颗粒的聚合物淤浆，-使用冷却用流体对反应器温度进行控制，禾口-通过与所述冷却用流体热接触的工作流体而从所述冷却用流体回收至少一部分 热能，其中使所述工作流体相转换，从而将热量和/或电力和/或机械动力形式的能量返还 给聚烯烃生产过程。 在优选实施方式中，所述冷却用流体(也称作反应冷却用流体)为水。根据本发 明，利用工作流体从反应冷却用水回收热能。 本文中使用的术语"工作流体"是指在热力学循环中发生演变(evolve)的介质。 根据本专利技术，可使用任意的各种工作流体。可从若干种大类的工作流体中进行选 择。第一大类为烃，包括丙烷(R290)、异丁烷(R600a)、正丁烷(R600)、环丙烷(RC270)、乙烷 (RI 70)、正戊烷(R601)、和异戊烷(R601a)。第二大类为氯代烃(例如氯甲烷(R40))。第 三大类为氯氟烃(例如三氯氟甲烷(RII)、二氯二氟本文档来自技高网...

【技术保护点】
对生产聚烯烃的聚合反应进行冷却的方法，包括如下步骤：　　（ａ）使所述聚合反应与冷却用流体热接触，使得该冷却用流体从所述反应带走热能，　　（ｂ）使所述冷却用流体与工作流体热接触，从而将所述热能从所述冷却用流体回收到所述工作流体中，和　　（ｃ）使步骤（ｂ）中得到的所述冷却用流体与所述聚合反应热接触，从而冷却所述反应，　　其中使所述工作流体相转变，从而将热量和／或电力和／或机械动力形式的能量返还给聚烯烃生产过程。

【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：伯纳德范德施里克，
申请(专利权)人：道达尔石油化学产品研究弗吕公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]