[发明专利]浆料相聚合

说明书

本发明涉及传输浆料相(slurry phase)烯烃聚合物的方法。

烯烃的浆料相聚合是非常公知的，其中烯烃单体和任选的烯烃共聚 单体在催化剂的存在下在稀释剂中聚合，其中固体聚合产物被悬浮和传 送。当期望生产多模态(multimodal)产物时，两个或更多个反应器通常 用于该聚合，其中在第一反应器中制备的聚合物被传输到第二反应器， 在这里在第一聚合物的存在下制备具有与第一聚合物不同性质的第二聚 合物。然而连接两个制备单模态(monomodal)聚合物的反应器以便建立 回转单模态/多模态装置或提高单独地可能缺少经济可行规模的两个小反 应器的灵活性也是合乎需要的。

浆料相聚合通常在温度为50-125℃和压力为1-100巴下进行。使 用的催化剂可以是通常用于烯烃聚合的任何催化剂，如氧化铬、齐格 勒-纳塔或金属茂型催化剂。产物浆料(含有聚合物和稀释剂且在大多 数情况下还包括催化剂)、烯烃单体和共聚单体可从每个反应器间歇 地或连续地排放出，任选地使用浓缩装置如旋液分离器或沉降支架 (settling legs)来使随聚合物提取的流体的量最小化。

将活性聚合物浆料从一个反应器传输到另一反应器有多种选择。 然而，特别是在每一反应器中制备的聚合物不同的情况下，由于合乎需 要的是独立控制每一反应器中的聚合混合物并因此从离开第一反应器 的蒸汽中去除第二反应器中任何不需要的组分，因而转移通常是困难 的。文献中已经披露了几种方法来操作这种传输。例如，US 2001/0018499描述了其中在被送到第二反应器之前，存在于第一反应 器的大部分氢气通过悬浮液的减压来去除的方法。US 5639834描述了 其中在第一反应器中形成的富含共聚单体的悬浮液依靠沉降支架从 该反应器排出，且浓缩的悬浮液送至其中共聚单体的量已被降低的第 二反应器的方法。US 4692501描述了其中在被送至第二反应器之前， 在第一反应器中形成的悬浮液在交换区用逆流液体冲洗的方法。US 2001/0018500描述了连续聚合方法，其中从第一反应器排出的聚乙烯颗 粒的悬浮液被送至旋液分离器，在那里其被分离成送至第二反应器的 浓缩的悬浮液，且含有稀释剂的物流(stream)被部分循环至第一聚合 区。没有披露旋液分离器在第一和第二反应器之间的管线中的确切位 置。

然而这类传输另外的问题涉及在两个反应器之间的传输管线中 在宽范围的流动条件下的结垢或沉淀，对此管线需要进行设计。这类 问题出现的风险通常取决于含有聚合物的浆料通过反应器之间的传 输管线的速度和相应的压力降，这取决于管线尺寸和构造以及被传输 的浆料的类型。在大型装置中，可能需要连接两个被分开相当距离的 反应器，传输管线必须较长使得不同传输流下的压力降的变化效果增 加。结果，为了在所需操作条件的整个范围内保持可靠的聚合物流， 反应器之间的传输管线需要仔细地设计。

上述问题的一种解决方法是通过使用较小直径的管线来提高物 流的速度。但是这会导致沿管线无法接受的高压力降。我们已经发现 在聚合反应器和下游容器，特别是第二反应器之间的传输管线中的沉 淀和结垢问题，可通过其中浆料的流量(flow rate)与进入下游容器 的相同而使得通过的转移管线的长度最小化的布置来降低。

因此在本发明的第一方面提供用于将含有聚合物的浆料物流通 过传输管线从聚合反应器传输至下游容器的方法，其中在进入下游容 器之前，浆料物流被分离成两股流体(flow)，第一流体向流体分离 的上游循环，且第二流体被送至下游容器，其中流体分离位于沿反应 器和下游容器之间的传输管线超过半程(halfway)处。

通常下游容器为第二聚合反应器，且同样优选的是第一流体通过 被送回到第一反应器而被循环至流体分离的上游。然而如果第一反应 器是串联的多个反应器中的一个，则第一流体可被循环回串联系列中 最近的反应器。

这当然是浆料进入下游容器的质量流量低于离开第一容器的上 述布置的结果，因为部分流体已被转至上游循环。我们已发现在管线 的大半中通过采用较高的质量流量并随后在进入下游容器之前，通过 部分导流(flow diversion)将其降至所需的速度，对导流上游的部分 传输管线在足够高的流量操作以避免或至少明显降低结垢和/或凝聚 是可能的。相应地，在以相对低的流量操作的部分传输管线中结垢和 /或沉淀问题可明显减少。