[发明专利]生产聚乙烯和乙烯共聚物的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及在高压下，任选在共聚单体存在下，乙烯聚合的装置和方法，和特别是在聚合之前加热乙烯的装置和方法。 

背景技术

高压反应器，如管式反应器和高压釜，被用于乙烯在高压下的聚合，例如压力超过1000巴，和直到3000巴乃至更高。在这样的工艺中，来自乙烯供料的新鲜乙烯与回收的乙烯一起，任选连同共聚单体，用一系列压缩机压缩到反应器压力和然后被引入到聚合发生的反应器，一般地由化合物如过氧化物或氧引发聚合。压缩的乙烯可以分成几个物流，其中第一个在一端(前端)进入反应器而其它气流(被称为“侧物流”)在沿反应器长度分布的点进入或，可替代地，所有的乙烯都可以在前端进入反应器。为引发中止的聚合反应，必须将第一个乙烯物流加热到所用的特定引发剂或不同引发剂混合物的“熄火(lightoff)”温度或以上。通过将乙烯气流穿过被称为预热器的加热器，实现该加热。 

在反应器中一部分乙烯聚合，接着包含聚合物和未反应单体的热混合物经由出口离开反应器和通过高压排泄阀进入将聚合物与未反应的乙烯气体分离的分离系统。未反应的乙烯气体然后在回收系统中处理从而除去聚乙烯蜡，和在其再压缩以回到反应器之前对其进行冷却。在许多乙烯聚合装置中，乙烯循环系统包括锅炉(被称为废热锅炉)，其中来自循环乙烯的热量用于使水沸腾从而生产蒸汽，一般地是中压蒸汽，其用于加热至少一部分的预热器。以此方式，能在生产上使用由放热的聚合反应产生的热量的一部分，由此减少运作装置所需要的总能量从而获得明显的经济和环境效益。 

一般地，高压聚合装置生产多种不同等级的聚合物，其区别在于 特征如分子量，共聚单体含量，雾度和密度不同。影响产品聚合物性质的一个方法是控制反应器内的温度分布(包括乙烯进入反应器的温度)。因此，预热器加热乙烯到的设定温度在很大的范围内变化，从130℃到220℃，这取决于当时生产的特定级别。 

一种已知类型的预热器包括使用来自废热锅炉的中压蒸汽的第一段加热夹套和使用由普通锅炉产生的高压蒸汽的第二段加热夹套。蒸汽温度与其压力有关，因此第二段与第一段相比温度更高。 

为了生产需要非常高的反应器入口温度的某些等级聚合物，在预热器的第一段内的中压蒸汽可以通过加入高压蒸汽而获得补充。这种补充加入成功提高了中压蒸汽的温度和压力，由此提高了输入第一段的热量。然而，中压蒸汽压力的增大同样也增大了废热锅炉内水的沸点，因此减少了沸水和循环乙烯之间的温差，从而相应地降低了废热锅炉的效率。该效率降低具有两个不良的结果。第一，所产生的中压蒸汽的数量减少，因此预热器内必须使用更多的高压蒸汽，从而增加燃料费用。第二，废热锅炉内循环乙烯冷却量的减少导致循环系统内其它换热器的负荷增加，由此的后果是装置冷却水的负荷增加。 

对于需要低反应器入口温度的那些等级，不需要使用高压蒸汽和预热器的第一段部分被封堵，再一次减少了废热锅炉的蒸汽产量，从而具有如上所述的两个不良结果。 

高压乙烯聚合装置通常具有产生和分配低压蒸汽的系统，其一般地称为低压蒸汽网。低压蒸汽具有许多用途，例如加热乙烯循环系统内的蜡脱离罐从而保持内含物的熔融。取决于装置的位置，在冬季低压蒸汽经常用于防止水管冻结，因此对低压蒸汽的需求在冬季可能增加。低压蒸汽可以通过闪蒸高压蒸汽网内收集的冷凝物而获得。尽管该方法是经济的，然而低压蒸汽的产生由此受到高压蒸汽产生的束缚和当对低压蒸汽的需求超过由该方法所能获得的容量时，一般需要释放高压蒸汽进入低压蒸汽网，结果增大了产生高压蒸汽的成本。 

发明内容

本发明提供一种装置，其包括： 

高压反应器； 

用于将乙烯供给到反应器的管道。该管道配备有用以加热乙烯的预热器； 

用以产生中压蒸汽的废热锅炉； 

高压蒸汽源；和 

蒸汽分配系统，该系统包括用于从废热锅炉分配中压蒸汽的中压蒸汽网，其中预热器包括第一、第二和第三段，和蒸汽分配系统使得第一段能够用来自中压蒸汽网的蒸汽进行供给，第二段能够用来自中压蒸汽网或用高压蒸汽网的蒸汽进行供给，和第三段能够用高压蒸汽进行供给。 

具体实施方式