用于聚合过程的分离容器及其清洁方法技术

提供了用于清洁高压聚乙烯聚合装置的低压分离容器的系统和方法。系统包括覆盖容器内表面的聚四氟乙烯衬里，以及包含将顶盖能拆卸地安装在容器上的环形夹具的顶盖安装组合体。安装组合体包括用于将顶盖相对于容器的上边缘迅速夹紧或释放的夹具驱动器。将容器排出液体聚乙烯并冷却至环境温度，由此在容器的内表面周围形成凝固的聚乙烯“皮层”。夹具驱动器释放顶盖。将聚乙烯皮层从容器内侧剥离，并在其顶部聚集形成颈部，由此将聚乙烯皮层和其他积聚在容器内表面上的其他任何变质的聚合物或杂质一起从聚四氟乙烯衬里剥离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及制造聚乙烯的高压聚合方法，特别是涉及清洁聚乙烯聚合装置中的低压分离容器的系统和方法，其可以快速高效地原位去除聚集在该容器中的杂质。
技术介绍
在制造乙烯聚合物时，将乙烯气体压缩成超临界流体，之后加热。之后，将热的超临界乙烯和化学引发剂以及改性剂进料一起通入管式反应器中。化学引发剂引发了乙烯自由基的聚合，而改性剂则控制所得聚乙烯的分子量。由于仅有大约40%的乙烯单体反应，从反应器中排出的所得聚乙烯产品是乙烯聚合物和未反应乙烯互混的混合物。因此，需要将聚合物与乙烯分离。为此，将高压分离器容器和低压分离器容器串联连接到聚合反应器的出口。高压分离器容器首先从反应器接收压力大约为40000psi的反应器产物。反应器内容物通过伸入高压分离器容器的控制阀降压至大约4000psi，高压分离器容器将大部分聚合物与乙烯分离。得到的聚乙烯产品仍含有大约10%的未反应乙烯，将其通入低压分离器 容器中。该容器中的低压使得其余的未反应乙烯从产品中闪蒸掉。然后将得到的聚乙烯投入挤出机中进行最终的加工。在加工期间，低压分离器容器外壁通过蒸汽夹套持续加热以保持聚乙烯产品为可流动的液态。申请人发现流过低压分离器容器的液体聚乙烯的非牛顿流体特性会使液体聚乙烯和该容器内表面之间的界面处的流速极慢。容器的内表面由于与环绕在容器外壁的蒸汽夹套最近而是容器的内部温度最高的地方。容器内表面的高温与液体聚乙烯在内表面上停留时间长的组合导致由于热引发的交联反应在内表面上产生变质的聚合物。如果不定期将这些变质聚合物从低压分离器容器的内表面去除，它们就会污染最终的聚乙烯产品并使其外观和膜性能变差。而在需要高澄清度和纯度的聚乙烯产品作为特定最终产品时，比如吹膜制品、医疗应用和灵敏的电器应用时，这个问题就更为严重。为了解决这个问题，聚乙烯制造商通常每隔数月定期地通过水力喷砂来清洁低压分离器容器的内壁。但是由于水力喷砂要进行数天而且必须在容器处于水平位置下进行，大部分聚乙烯制造商会用预先清洁过的备用分离器容器来替换结垢的低压分离器容器，以减少系统停机时间。可惜的是，这样的容器替换工序仍然需要大约I天来实施，这是由于(I)将结垢的容器与聚合装置其他组件的所有接口机械拆开需要时间；(2)将数吨的结垢容器替换成数吨的清洁过的容器需要时间；以及(3)将干净的容器与聚合装置的所有接口重新连接需要时间。此外，由于容器重达一吨以上，将结垢容器替换成清洁过的容器的步骤必须使用缓慢而且精细的吊车操作，以避免对阀门、管道和其他必须拆开和重新连接的接口配件造成损伤或破坏。
技术实现思路
很明显，需要一种更快的并且能够减少聚合装置停机时间的用于低压分离器容器的改进清洁技术。理想的是，这种技术能更简单和更便宜地实施，而且能够减少为了保持高质量聚乙烯产品所必须的清洁操作的停机时间。本专利技术是满足所有上述需要的清洁分离容器的系统和方法。为此，本专利技术的系统通常包括覆盖容器内表面至少一部分的低粘着性衬里，优选为聚四氟乙烯衬里，以及能拆卸的顶盖安装组合体，所述顶盖安装组合体包括用于将顶盖以气密方式能拆卸地安装在容器上的夹具。用于本专利技术说明书和所附权利要求书的目的，“低粘着性”是指，与没有这样的低粘着性衬里的表面相比，使聚合物产品如聚乙烯或聚丙烯粘着到有这样的衬里的表面的倾向降低的衬里。该系统可包括施用在容器内表面上的金属层，以提供聚四氟乙烯衬里和容器内表面之间的粘附。容器衬里优选为干膜厚度优选在大约O. 02-0. 20mm的聚四氟乙烯的层(即膜)，以及金属层优选为大约O. 050-0. 150mm厚的镍层。此处使用的“干膜厚度”是指，膜完全干燥后(例如，在所有的溶剂都已蒸发且膜已固化后)的厚度。安装组合体包括夹具驱动器，其使夹具固定到夹持位置中或从夹持位置释放。容器的顶盖和上边缘可各自包括环形法兰，夹具在驱动进入夹持位置时可以将法兰夹住并拉到一起。夹具驱动器可包括一个或多个液压活塞，其能够快速地使夹具固定到夹持位置或从夹持位置释放。安装组合体优选进一步包括垫片，其在夹具被夹具驱动器固定时在顶盖和容器之间提供气密密封。系统可进一步包括卷扬机，其用于除去覆盖容器内表面的聚四氟乙烯衬里上的聚乙烯脱离物(polyethylene skin off)的杂质承载层；以及刮擦工具,如木纟产,其用于启动对容器内侧上的聚乙烯脱离物的剥离。在本专利技术的方法中，将低压容器中的液体聚乙烯清空，将加压的乙烯气体放掉并回收到反应器中，直到达到环境压力。之后，通过例如暴露于环境，或者优选通过使冷却水循环通过容器外部上的热交换器翼片，将容器冷却到基本上环境温度，这使贴附在容器的内表面上的液体聚乙烯凝固成固体聚乙烯皮层。之后将夹具从顶盖分开，使得顶盖从容器顶部迅速除去。接着，将聚乙烯皮层从低压容器的侧面剥离掉并在顶部收集以形成颈部，继而将该颈部与系统的卷扬机连接。卷扬机将结向上提起，这将聚乙烯皮层与已聚集在容器内表面上的杂质一起从聚四氟乙烯衬里剥离。卷扬机将得到的袋状聚乙烯皮层完全提出容器，从而完成了容器的清洁。然后将顶盖复位在容器顶端，将夹具重新连接到顶盖和容器上边缘上，以在顶盖和容器之间产生气密密封。使反应器重新启动，并使容器重新投入生产。本专利技术的清洁方法仅需要大约2小时来进行，这与现有技术方法需要的一整天形成了对比。此外，本专利技术避免了对两个分开的低压分离器容器的需要，而且不需要会对容器造成损伤的拆开、提升和降低的步骤。最后，覆盖容器内表面以及任选地覆盖顶盖的聚四氟乙烯衬里不仅在聚乙烯皮层提升出内表面时得到更加彻底的清洁，而且促进了在制造聚乙烯期间在容器内表面上的较高程度的流动，由此减少了保持高质量产品所需的容器清洁次数。附图说明图I为具有应用了本专利技术的系统的低压分离器容器的聚乙烯装置的示意图；图2为图I所示的低压分离器容器的放大的侧视图；图3为图2中虚线圈出的容器壁区域的横截面的放大图，其显示了本专利技术系统的聚四氟乙烯衬里及镍涂层两者；图4为图I中所示的低压分离器容器除去顶盖的视图的平面图，其中实线显示了顶盖安装组合体的闭合状态，虚线显示了顶盖安装组合体的敞开状态；图5为沿图2中线5-5的顶盖安装组合体的末端的放大图，其显示了围绕容器上边缘的环形法兰、顶盖安装组合体的夹具、以及夹具固定螺栓之间的关系；图6A为在敞开状态下没有夹具的顶盖安装组合体的部分侧横截面图；图6B为在闭合状态下没有夹具的顶盖安装组合体的部分侧横截面图；图6C显示了带有夹具的图6B中所示的顶盖安装组合体；图7显示了在将容器的顶盖除去以对已在容器内表面上变硬的聚乙烯皮层提供通路后本专利技术清洁方法的初始步骤；图8为容器沿线8-8的顶视横截面图；其显示了在将顶盖除去后，聚乙烯皮层是怎样从低压分离器容器的内表面凹下(dimple awawy)；图9显示了用铲子将聚乙烯皮层从容器内表面分离并将皮层的顶部汇集形成颈部的清洁方法步骤；图10显示了用卷扬机将聚乙烯皮层从容器内表面提升的本专利技术清洁方法的最终步骤。具体实施例方式图I为聚合装置I的示意图，该类型包括应用了所述清洁系统和方法的低压分离器容器15。低压分离器容器通常在O. l-20barg、更优选O. l_5barg、再优选O. l_2barg、特别优选0.1-0.%&1^0^1^=巴表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于聚合方法的分离容器，其包括 覆盖所述容器内表面的至少一部分的衬里，其中该衬里包含对于得自所述聚合方法的聚合物具有低粘着性的层。2.根据权利要求I所述的系统，其中所述聚合物包括聚乙烯和聚丙烯中至少之一。3.根据权利要求I或2所述的系统，其中所述容器为高压聚合装置的组件。4.根据前述任一权利要求所述的系统，其中所述容器包括具有安装组合体的顶盖，所述安装组合体适配成将所述顶盖与所述容器保持气密性关系。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述安装组合体包括夹具。6.根据前述任一权利要求所述的系统，其中所述低粘着性层包含聚四氟乙烯。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述聚四氟乙烯层的干膜厚度为约0.02-0.20mm。8.根据前述任一权利要求所述的系统，进一步包括施用在所述容器的内表面上以促进所述低粘着性衬里和所述容器内表面之间的粘附的金属层。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述金属层为约0.050至0. 150mm厚的镍层。10.根据前述任一权利要求所述的系统，其中所述顶盖的内表面的至少一部分包括低粘着性衬里。11.根据权利要求10所述的系统，其中所述顶盖内表面上的低粘着性衬里的干膜厚度为约 0. 04-0. 15mm。12.根据权利要求4-11中任一项所述的系统，其中所述安装组合体包括夹具驱动器，所述夹具驱动器将所述夹具固定到或离开将所述顶盖和所述容器的上边缘拉在一起的夹持位置。13.根据权利要求12所述的系统，其中所述安装组合体进一步包括插在所述顶盖和所述容器上边缘之间的垫片。14.根据权利要求12或13所述的系统，其中所述安装组合体进一步包括沿所述顶盖和所述容器上边缘两者的外圆周设置的相对的法兰，其中当在所述夹持位置时所述夹具将所述相对的法兰夹住并拉在一起。15.根据前述任一权利要求所述的系统，进一步包括将存在于覆盖所述容器内表面的低粘着性衬里上的聚乙烯皮层拉走的卷扬机。16.根据权利要求12-15中任一项所述的系统，其中所述安装组合体包括安装机构，所述安装机构包括用于将顶盖能拆卸...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·H·科内利森，H·A·拉门斯，F·F·钱科，C·K·摩根，L·E·雷德斯，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：