[发明专利]低分子量诱导的冷凝剂

说明书

技术领域

本发明涉及用露点降低组分在循环气体中操作的气相聚合 方法。

背景技术

聚合和催化剂方面的进展导致能够制备具有改进的物理和 化学性能的许多新型聚合物，它们可用于各种高级的产品和应用。随 新型催化剂的发展，制备特定聚合物的聚合类型(溶液、浆料、高压 或气相)的选择也已极大地扩展。此外，聚合技术方面的进展已经提 供更有效、高度生产性和经济提高的方法。尽管在聚烯烃工业中的这 些技术进步，常见的问题，以及新的挑战还存在。例如，使用露点提 高组分以高生产率稳定地操作气相方法仍然是挑战，其可能尤其依赖 于正制备的聚合物、所采用的催化剂体系和所采用的特定露点提高组 分。

在例如，流化床、换热器、分配板和探针中连续气相方法 中的不稳定流态化、附聚、结垢、结皮和/或静电产生可能导致各种反 应器系统的无效操作。在典型的连续气相方法中，上升流循环气体使 树脂颗粒的床流态化。将循环气体作为再循环料流从反应容器的顶部 取出，压缩并使之穿过冷却器，并送回到反应容器的底部中。由于种 种理由，采用这种再循环系统，包括除去在方法中由聚合反应产生的 热。循环气体经过该流化床任何部分的流动的中断，改道或堵塞可能 导致显著的操作问题。

用于制备聚合物的流化床反应器的稳定操作要求避免在流 化床中导致粘性聚合物或树脂颗粒的熔融是为人熟知的。粘性或粘合 性聚合物引起气相反应器系统中一定范围的问题。例如，粘性聚合物 可能降低反应器内出现的流态化的质量，并且可能将内混合程度降低 到使催化剂分散和维持稳定温度控制所要求的最小水平以下。过度树 脂粘性的最常见的结果是小圆整附聚物的形成，该附聚物在板以上积 累并干扰流态化。此外，聚合物的粘性可能导致聚合物产物在反应器 扩展段的壁上沉积，这通常导致圆顶结皮的形成(聚合物材料的固体 质量沉积在该＂圆顶＂或该反应器扩展段的壁上)。在很多情况下，这 些圆顶结皮是大和块状的，包含差不多1000kg附聚的聚合物。这些圆 顶结皮最终从该圆顶掉下并落在分配板上，在那里，它们干扰流态化。 在一些情形下，该圆顶结皮阻断产物排出口，并且迫使反应器停机以 便清洁。在更极端的情况下，大的圆顶结皮可能干扰在该板上面的局 部区域中的流态化并导致结块的形成。因此，希望具有阻止聚合物产 物过度粘性的手段。

聚合物粘性认为是反应器内数种工艺和产物变量的函数。 有关的工艺变量包括反应器气相中可冷凝组分例如1-丁烯和异戊烷 的反应温度和浓度(或分压)。一般而言，聚合物的粘性通过可冷凝 材料的更高的反应温度和更高的浓度来改进。重要的产物性能包括树 脂密度、分子量(或熔体指数)和分子量分布(MWD)。一般而言，通 过更低的密度、更低的分子量(更高的熔体指数)和更宽的分子量分 布(Mw/Mn＝MWD)改进聚合物的粘性。

还熟知的是，离开气相反应器的聚合物包含大量溶解的气 体，包括单体、共聚单体和露点提高组分。另外，一定量的反应器循 环气体也与离开反应系统的聚合物夹带在一起。这些溶解和夹带的气 体在聚合物吹扫系统中与聚合物分离。在排出回收系统中使用压缩、 冷冻和冷凝的方法回收离开反应系统的夹带的气体体、溶解气体及其 它气体。

用来制备聚乙烯树脂的流化床反应器通常在较高反应温度 下操作。例如，在采用金属茂或齐格勒-纳塔催化剂制备的典型的低密 度薄膜树脂(0.917g/cc密度，1dg/min熔体指数)的制备中，反应温 度通常在85℃下操作。较高的反应器温度提供与冷却水温度(其通常 在25-35℃下操作)相差的较高温度。在通常情况下，这认为对最大 生产速率提供最大除热能力。

让聚合物制备方法没有聚合物附聚或粘着将是受希望的。 对于更高的生产速率，具有允许反应器中更高浓度的可冷凝材料和/ 或更高的露点温度的方法也将是受希望的。在较高水平的可冷凝组分 下操作同时改进这些可冷凝组分从吹扫容器及其它反应器排出料流的 回收甚至是进一步受希望的。

我们的发现表明，当使低分子量露点冷凝组分包括在反应 器循环气体中时，预先测定的该循环气体相对于床温度的最大露点未 必限于与聚合物粘性有关的关注。我们发现，有可能通过提高低分子 量露点提高组分的量采用与此前考虑的相比更接近床温度的露点进行 操作并实际地提高最大生产速率，同时避免树脂粘性的问题。我们还 发现可冷凝组分从吹扫箱和反应器排出料流的回收可以通过使用强化 回收系统进行改进。