[发明专利]淤浆相聚合方法

说明书

本发明涉及在淤浆反应器中、更特别地在多反应器系统中的烯烃聚 合。

烯烃的淤浆相聚合是大家所熟知的，其中烯烃单体和任选的烯烃共 聚用单体是在催化剂存在下在稀释剂中进行聚合，其中固体聚合物产物 悬浮在该稀释剂中且被运输。

聚合反应典型地通过在范围50-125℃中的温度下和在范围1-100巴 内的压力下进行。所使用的催化剂能够是典型用于烯烃聚合反应中的任 何催化剂如氧化铬，齐格勒-纳塔或金属茂型催化剂。

许多多反应器系统采用环管反应器(loop reactor)，它具有连续管状 结构，该结构包括至少两个(例如四个)垂直部件(section)和至少两个(例 如四个)水平部件。聚合热典型地通过使用与在包围管状环管反应器的至 少一部分的夹套中的冷却介质(优选水)之间的间接交换而被除去。多反 应器系统的各个环管反应器的体积能够是变化的并且典型地是在 10-200m³，更典型地50-120m³范围内。用于本发明中的环管反应器具有 这一般类型。

典型地，在例如聚乙烯的淤浆聚合方法中，反应器中的淤浆将包括 颗粒状聚合物，烃稀释剂，(共聚用)单体)，催化剂，链终止剂如氢气和 其它反应器添加剂。尤其该淤浆将包括20-80wt％(以淤浆的总重量为基 础)的颗粒状聚合物和80-20wt％(以淤浆的总重量为基础)的悬浮介质， 其中悬浮介质是在反应器中全部流体组分的总和并且将包括稀释剂，烯 烃单体和任何添加剂；稀释剂能够是惰性稀释剂或它能够是反应活性稀 释剂，尤其是液体烯烃单体；其中主要稀释剂是惰性稀释剂，烯烃单体 将典型地占淤浆的2-20wt％，优选4-10wt％。

该淤浆被泵抽在相对光滑通路无限循环式环管反应系统中循环流 动，其中流体速度足以维持聚合物悬浮于淤浆中并且维持可接受的截面 浓度和固体荷载梯度。淤浆从含有聚合物与试剂和惰性烃类一起的聚合 反应器中排出，它们全部主要地包括惰性稀释剂和未反应的单体。包括 聚合物和稀释剂，和在大多数情况下催化剂，烯烃单体和共聚用单体的 产物淤浆能够断续地或连续地被排出，任选地通过使用浓缩设备如旋液 分离器或沉降腿(leg)，以最大程度减少随聚合物排出的流体的量。由于 经济、安全和环境原因，试剂和烃类需要从聚合物中分离并回收，并且 用于实现这一目的的许多方法是现有技术中已知的。这些方法一般包括 在含聚合物的流股从聚合反应器中排出之后，将该流股减压和脱挥发 分。稀释剂和未反应的单体然后能够再压缩成液态并循环回到反应器 中，同时固体聚合物能够被转移以便实施进一步加工。

用于分离和再循环那些随聚合物从反应器中排出的液体组分的以 上方法的缺点是在它们已经在分离方法中蒸发之后将它们再压缩成液 态需要相当大的能量。因此对于单个反应器操作，例如在WO 99/47251 中建议了备选的方案，其中随聚合物排出的液体组分的大部分是在闪蒸 罐中在一定的温度和压力下分离的，使得它们在没有再压缩的情况下仅 仅通过冷却被再冷凝。由这一过程没有除去的剩余液体组分在较低压力 下操作的第二个闪蒸罐中被分离，并且这些需要再压缩以便再循环。这 一过程-下面称作“中压闪蒸”方法-的优点是仅仅小比例的蒸发液体 组分需要再压缩以便再冷凝。

虽然以上“中压闪蒸”方法已经被发现合适于单个反应器聚合反应 中，然而它的成功依赖于从反应器系统中排出和减压的淤浆的组成。在 部分的聚合反应中在反应中加入氢，并且如果在从反应器中排出的淤浆 中的未反应单体、氢气和其它轻组分的含量太高，则不可能在使得没有 压缩的情况下允许较大部分的这些组分的汽化和它们的再冷凝(使用经 济可行的冷却剂如水)的温度和压力下进行闪蒸。在这种情况下仍然需要 再压缩和/或相当大程度地冷却(substantial cooling)蒸发的组分，以便 将它们再循环到反应器中。