催化剂进料系统及其应用方法技术方案

本申请公开了催化剂进料系统以及使用上述系统的方法。本申请公开的一些实施方案涉及改善催化剂进料系统中的催化剂流动性的方法，包括为催化剂进料容器提供至少一个热交换系统用于使催化剂体系温度维持在临界流动温度以下。还公开了用于烯烃聚合的催化剂进料系统，其包括催化剂进料容器、以及用于维持该催化剂进料容器之中催化剂的温度的热交换器系统。另外公开了烯烃聚合方法，其包括使催化剂进料容器中的负载催化剂维持在催化剂临界流动温度以下、输送该催化剂至聚合反应器、以及使催化剂与烯烃接触以产生聚烯烃。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请公开的实施方案总体上涉及催化剂进料系统。本申请公开的实施方案尤其 涉及聚合过程的催化剂进料系统。本申请公开的实施方案尤其涉及改善用于烯烃聚合过程 的催化剂进料系统以及催化剂存储容器之中催化剂体系的流动性。
技术介绍
聚合反应以及催化的进展产生了制备新聚合物的能力，该新聚合物具有改善的物 理以及化学性能。已经证明这些新聚合物可以用于制备多种具有新用途的优异制品。随着 新催化剂的发展，可用于制备特定聚合物的各种聚合反应类型(溶液、淤浆、高压、或者气 相)也已经极大地发展。因此聚合反应技术的进步已经产生更有效率的以及更高生产效能 的方法，已经证明这些方法从经济上讲是有优势的。这些进展例证了利用负载催化剂体系 用于非均相催化烯烃聚合反应的技术发展。这些非均相催化剂体系为催化提供表面积，并 且一般通过反应性的催化剂组成部分在颗粒载体上沉积而制备，颗粒载体通常是无机氧化 物。在本领域已经公开了各种不同的方法用于将催化剂组成部分负载在载体上用于淤浆或 者气相聚合过程。例如，诸如齐格勒_纳塔或者铬基催化剂之类的非均相催化剂已经显着影响聚烯 烃工业。负载齐格勒_纳塔催化剂在烯烃聚合反应中提供高活性以及高立构规整含量而负 载铬-基催化剂体系一般制备具有窄分子量分布以及高分子量的聚烯烃。由于相对均相催 化剂的优点、比如热稳定性提高、分离容易、以及无溶剂限制，非均相催化剂体系在工业上 是有优势的。上述的催化剂体系打开了科学闸门，导致在聚烯烃工业中新化学、新工艺、以 及新产品的迅速发展。然而，正如任何新技术的出现一样，催化剂体系非均相化面临新挑战。例如，非均 相催化剂体系理论上比它们的均相配对物效率低，因为聚合反应必须发生在催化剂表面 上。任何不存在于表面上的催化剂组成部分都一直未使用，而在均相催化剂中所有分子理 论上都是可用的。此外，非均相催化剂体系比均相催化剂更容易对诸如易分解或氧化的配 位体以及氧含量以及空气中潮气之类的毒物敏感。如上所述，非均相催化剂体系通常在高 度惰性、干燥、并且无氧气氛下处理。再进一步说，非均相催化剂体系循环贯穿聚合反应系 统产生特殊的问题。非均相催化剂体系作为干式进料引入，而均相催化剂通常作为溶液以 湿式进料引入。相对湿式进料而言，利用干式催化剂进料存在几个优点，比如容易处理以及 节省溶剂。因此，负载催化剂体系干式进料可以向聚烯烃厂商提供经济和环境两方面的好 处。在干式催化剂进料过程中，所希望的是该非均相催化剂体系自由地流经催化剂进料装置以及进料管线。许多用于气相反应器的催化剂进料系统为本领域技术人员所已知。 众所周知的系统包括系统该系统包括连接到进料仓的催化剂存储容器，该进料仓接着连 接至气相反应器。该催化剂存储容器、进料仓、和气相反应器可以通过装料阀以及放料阀相 互连接。一般，通过使该反应器维持在比该催化剂进料系统更低压力下将非均相催化剂体 系从该存储容器经由该催化剂进料系统输送到该反应器。上述系统包括的阀容许给定数量 的非均相催化剂体系从该存储容器转移至进料仓或者计量装置然后到达该反应器。美国专利US4，162，894公开了压力补偿进料系统，其包括球形进料止回阀以及下 游正向截流阀用于控制非均相催化剂体系间歇进料。美国专利US4，687，381公开了进料系 统，其使用截流阀以及计量装置用于定时输送粉末化的非均相催化剂体系。然而，这些及其 它常规的催化剂进料系统未克服催化剂流动性差所引起的问题。非均相催化剂体系的流动特性取决于诸多因素、比如催化剂组成部分特性以及载 体特性、连同其它因素一起。例如，比如在专利号为6，306，984和6，300, 436的美国专利中 公开的包括与负载茂金属催化剂体系结合的羧酸金属盐的非均相催化剂体系基本上改善 了工艺可操作性，但是颗粒流动性粘稠或者倾向静止。比如公开在美国专利US4，579，836 中的通过用少量单体在聚合反应条件下处理该催化剂制备的预聚合催化剂可以说明催化 剂颗粒强度以及产物特性改善，但伴随催化剂流动性降低。流动性差的非均相催化剂体系更难以输送至反应器，以及妨碍催化剂平稳且连续 进入该反应器之内的要求。流动性差的非均相催化剂体系还会粘到催化剂进料容器、进料 装置以及进料管线的壁上，引起聚集以及可能阻塞进料管线。在进料管线中剩余催化剂体 系聚集妨碍对输送的控制、以及对最终的过程控制。此外，流动性差的非均相催化剂体系妨 碍向该聚合反应器精确输送所需要的催化剂体系数量。这可导致聚合反应效率差以及产量 低。因此，无效的催化剂输送影响系统性能、稳定性、以及最终的聚合物产物。催化剂体系流动性差所引起的无数问题明显损害工艺可操作性以及效率，有时到 达反应器停车的程度。如果聚集发展到进料管线阻塞的程度，则该聚合反应体系必须离线 以清洗阻塞管线。可以证明频繁的维修和/或系统阀门和阻塞管线的替换是耗时和浪费 的。维修阻塞管线和阀门导致反应器停车、增加人工时、和零件替换，所有这些都增加工艺 成本，以及会导致聚合物厂商重大经济损失。已经提出干燥非均相催化剂体系流动性差的解决方法是通过改进催化剂体系的 制备方法。例如，该催化剂体系组分可以按特定的顺序组合；各种催化剂体系组分的比率可 以控制；当一边混合组分一边形成催化剂体系时的接触时间和/或温度可以变化；或者另 外的化合物可以加入该催化剂体系。这些的实例包括WO 96/11961公开了抗静电剂作为 负载催化剂体系的组分；专利号为5，332，706和5，473，028的美国专利公开了初期浸渍作 为用于形成催化剂体系的特定技术；专利号为5，427，991和5，643，847美国专利公开将非 配位阴离子活化剂化学键接至载体美国专利US5，492，975公开了聚合物连接(bound)茂金 属催化剂体系；以及美国专利US6，680，276公开了羧酸盐金属盐与热聚合催化剂体系结合 的组合物以改善该催化剂体系流动性以及该催化剂体系可操作性。其它的解决方案一直致力于催化剂进料系统。例如，美国专利US5，433，924致力 于使用配置过滤器以排空装料仓。配置过滤器提供压差促使流动性差的催化剂体系流过该 进料管线，以及提供装置除去和再循环剩余的催化剂体系。美国专利US4，690，804公开了利用球形阀进料阀用于聚合物涂布的催化剂体系输送。一些上述讨论的用于使催化剂体系流动性差改善的技术可以影响催化剂体系生 产率、催化剂体系活性、可能不适用于特定的催化剂体系类型、可能使催化剂体系制造工艺 成本显着增加、以及可致使另外的问题比如在聚合过程期间结皮和结垢。因此，需要改善催 化剂体系流动性的方法、工艺、以及系统。
技术实现思路
一方面，本申请公开的实施方案涉及用于改善催化剂进料系统中的催化剂体系流 动性的方法，包括为催化剂进料容器提供至少一个热交换系统用于使催化剂体系温度维持 在临界流动温度以下。另一方面，本申请公开的实施方案涉及用于烯烃聚合的催化剂进料系统，其包括 催化剂进料容器；以及用于维持在该催化剂进料容器之内的催化剂温度的热交换系统。再一方面，用于烯烃聚合的方法，其包括维持催化剂进料容器中的负载催化剂在 该催化剂临界流动温度之下；输送该催化剂至聚合反应器；以及使该催化剂接触烯烃以形 成聚烯烃。附图说明图1是根据本申请公开的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于改善催化剂进料系统中的催化剂体系流动性的方法，该方法包括为催化剂进料容器提供至少一个热交换系统用于使催化剂体系维持在临界流动温度以下的温度。

【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：WA马特修斯，MI赫德尔，G科罗纳，DP乐，S格塞克，GW施沃茨，
申请(专利权)人：尤尼威蒂恩技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]