[发明专利]聚乙烯共聚物的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及用于在高压下通常使用自由基聚合机理任选地在共聚单体的存在下将乙烯聚合的工艺和设备。特别地，本发明涉及其中在管式反应器中进行乙烯与任选的一种或多种共聚单体的聚合的工艺和设备。 

背景技术

高压管式反应器被广泛用于在高压例如超过1000bar并且多至3000bar或更高的压力下乙烯的聚合。这类管式反应器通常非常长，例如超过1000米长，并且沿着它们的长度配备有冷却夹套、用于引发剂、乙烯侧流和共聚单体的注入口以及各种辅助装置例如温度传感器。通常通过将乙烯压缩至中等压力(即约300bar)的初级压缩机和将新鲜乙烯与循环的乙烯一起从该中等压力压缩至最终反应器压力的次级压缩机的组合将来自乙烯供给的新鲜乙烯压缩至反应器压力。然后在将乙烯进料入管式反应器的前端之前通常在预加热器中将其加热至适合于待使用的引发剂的温度。当乙烯沿着管式反应器流动时，通常在沿着管式反应器长度的数个位置注射引发剂(和任选的共聚单体)，并且将乙烯聚合以得到主要包含聚合物和未反应的单体的混合物。该混合物通过阀-通常称为高压排泄阀(high pressure let downvalve)离开反应器，并且然后进入分离系统，在其中将未反应的单体与聚合物分离并且将其循环返回到次级压缩机的吸入口。 

分离系统的各种形式是已知的。一种这类已知的分离系统包括串联布置的两个分离容器。第一分离容器-有时被称为高压容器，具有用于来自高压排泄阀的产物混合物的入口、用于分离的未反应的单体气体(被称为“尾气”)的出口和容器底部的用于聚合物的出口。 仍然含有30-40wt％的乙烯的该聚合物通过导管从第一容器的出口进入第二容器-通常被称为低压容器，在那里几乎所有剩余的乙烯分离。尾气通过上部出口作为尾气排出，留下熔融聚合物流过容器底部的出口。一般而言，高压容器将在使得尾气可以通过循环系统返回到次级压缩机的吸入口的压力下工作。低压分离器在低得多的压力下工作，并且来自低压分离器的尾气在送入次级压缩机之前必须在另外的压缩机(已知为“吹扫压缩机(purge compressor)”，其可以是初级压缩机的一部分)中压缩。 

通常将离开分离系统的熔融聚合物挤出并且冷却以得到通常为粒料形式的固体产物，其被传送用于储存或者被送到另外的产物处理设备中。 

乙烯的聚合是一种放热过程，其产生热由此造成单体/聚合物混合物的温度在引发剂注入点的下游升到峰值并且然后在施加给管式反应器的冷却的影响下降低。在沿着反应器的长度有数个引发剂注入点的情况下，当其沿着反应器的长度行进时，单体/聚合物混合物的温度将升高和降低数次，使得沿着反应器的长度的该混合物的温度分布是一种波动曲线。在管式反应器中产物混合物的冷却被必须厚的反应器壁阻碍，并且有效的冷却因此需要长的冷却夹套段。阻碍冷却的另一个因素是在管式反应器的内壁附近形成层流区域，其抑制了热转移出反应器。当产物混合物的粘度沿着反应器长度增加时，该层流区域的厚度增加，并且当制备高粘度等级的聚合物时这一点尤其显著。为了破坏该层流区域，扰动(bump)一些管式反应器，即在规则的间隔下将高压排泄阀短暂地打开以产生通过反应器的流量的突然增加并且由此改进热转移出反应器。 

[0006A]在一些聚合设备中，产物混合物在离开管式反应器之后在进入分离系统之前通过将冷的乙烯作为“骤冷剂”注入其中而进一步冷却。然而，“骤冷剂”的使用有一些缺陷。特别地，必须将冷的乙烯压缩以将其升高至在其下可以将其注入来自反应器的产物混合物流的压力。该压缩需要能量并且压缩机还具有相关的维护成本。

[0006B]US4255387聚焦于在HPPE反应器中使用爆破片，可能使用扰动循环。然而，其没有提及使用喷射泵将流体流引入产物混合物中。GB2134121提出了与通过使用自由基引发剂制备的非线型低密度聚乙烯材料相对，在催化聚合的线型低密度聚乙烯的制备中使用消泡剂。该发明具体提出了使用引发剂注射系统的聚乙烯制备。US3714123描述了使用扰动的高压聚合：然而没有提及喷射泵的使用。US4027085描述了使用脉冲控制反应器中的峰值温度。然而，没有披露使用喷射泵以将操作最优化。 

发明概述

[0007A]本发明提供一种用于制备聚乙烯和乙烯共聚物的工艺，其包括： 

在管式反应器中任选地在一种或多种共聚单体的存在下将乙烯聚合和同时扰动反应器压力以制得包含聚合物和未反应的单体的产物混合物， 

使产物混合物通过高压排泄阀，