[发明专利]用于烯烃聚合的多级方法

说明书

本发明涉及用于烯烃聚合的多级方法(multistage process)。本发明还涉及用于执行这种多级聚合方法的装置。

在两个或更多个串联连接的聚合反应器中进行的烯烃聚合使得可以制造具有改进的力学性能的烯烃聚合物。这是通过选择第二反应器或随后的反应器中的聚合条件使之不同于第一聚合反应器中存在的反应条件来实现的。一般地，烯烃聚合物在包含催化剂组分的微粒上生长，即使当聚合物颗粒被转移到相继的聚合反应器中时所述催化剂组分也继续发挥催化活性。由第一聚合反应器产生的聚合物被转移到第二聚合反应器，在其中在不同的条件继续聚合。由此，通过在各个反应器中保持不同的单体浓度，在相同催化微粒上可以生长不同的聚合物级分。

可通过多级聚合方法制造的聚合物的例子包括通过在各个反应器中保持不同的链终止剂(如氢气)浓度获得的双峰或多峰聚合物；以及通过在各个反应器中聚合不同的(共聚)单体获得的无规或多相共聚物(heterophasic copolymers)。术语″多相共聚物″还包括反应器内的聚合物共混物。

还已知使用包括彼此依次相连的一个或两个浆料聚合反应器和一个或多个气相反应器的多级方法来制造丙烯的无规和/或抗冲击共聚物，由此扩展和改变传统的聚丙烯产品的某些力学和物理性能。

当将丙烯均聚物从浆料聚合反应器转移到相继的气相反应器中时，必须对含聚丙烯的浆料进行加热和在闪蒸器中闪蒸，以挥发掉液体聚合介质和将聚合物与蒸发的相(evaporated phase)分离。显然，将分离的聚合物从闪蒸器中直接转移到下游气相反应器中将会使得不能在所述下游反应器中保持不同的聚合条件，这是因为与来自上游反应器的聚合物相关的气体和溶解的烃的量非常大。特别是当在上游反应器中聚合特定的烯烃单体(例如丙烯)而在下游反应器中没有此单体时，防止所述单体进入(即使以很少的量)下游聚合装置就变得非常重要。

对于在两个串连的气相反应器中进行的烯烃聚合情况，已经提出了一些解决上述问题的技术方案。

根据EP-B-192427，借助气流来进行聚合物从上游气相反应器到下游气相反应器的转移，其中所述气流包括来自所述下游反应器的气体循环管线的气体混合物。所述气体混合物已被冷却到比下游反应器的温度低至少20℃的温度。所描述的转移设备包括至少三个分离的容器：连接到上游反应器的排出容器，其装有防止从上游反应器过度提取聚合物的阀；装有阀并连接到所述排出容器的减压室；装有阀并连接到下游反应器的加压室。聚合物穿过这一系列容器及相应的阀和管道的路径相当曲折且，在具有发粘或致密趋势的聚合物情况下，可能产生不期望的聚合物聚集物和，最终，产生危害装置运行的大块。最重要的是，上述转移设备的一大缺点在于不能提供聚合物从上游气体反应器到下游反应器的连续转移，如EP-B-192427(第14栏14-19行)的公开所指出的那样：聚合物的提取、减压、加压、转移和向下游反应器中的输入的所有操作都是周期性地进行的。

EP-B-050013中公开了一种类似的转移设备。根据该专利，转移设备包括聚合物排出到其中的容器，所述容器限定了惰性气体区域，其中惰性气体从底部向上穿过以取代来自上游反应器的大部分反应气体混合物。然后，将所述一直保持在上述惰性气体气氛中的聚合物转移到小室(聚合物收集区域)，其与来自下游反应器的气体反应混合物相连。用惰性气体取代气体反应混合物有助于减少或防止转移设备中的聚合反应，由此消除聚合物到转移设备的壁上的沉积和转移设备的阻塞。然而，该提出的解决方案的缺点在于第二聚合反应器内的反应气体混合物极大地富含所述惰性气体。这使得必须在下游反应器中引入相当的附加量的烯烃单体，这可能需要增大反应器尺寸或提高该反应器内的气体总压力。此外，EP-B-050013中记述的转移设备也不能提供聚合物从上游反应器到下游反应器的连续转移。这是因为所述收集聚合物的小室必须首先装载聚合物，接下来才能通过开启与来自下游反应器的气体反应混合物相连的管线将聚合物从其中排出。