[实用新型]一种气相聚合反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气相聚合反应装置。

背景技术

采用气相聚合工艺可以生产具有低熔点和/或高橡胶含量的丙烯聚合物，在开发高性能丙烯聚合物方面具有无可比拟的优势。在我国的丙烯聚合物生产装置中，采用气相聚合工艺的生产装置占有很大的比重。

对于一个成熟且稳定的工业生产工艺而言，需要首先进行小试研究，然后进行中试研究，最后才能进行工业化生产。小试研究的主要目的在于对反应原料进行选择，优化反应条件，确定反应过程中是否存在潜在的不安全的因素，为中试研究以及工业化生产奠定扎实的理论基础。一个好的小试研究能够有效地缩短中试研究的时间，减少工业化生产过程中的试车次数。

目前，丙烯聚合物的气相聚合工艺的小试研究主要在1L、2L或5L的气相聚合反应装置内进行。如图1所示，所述气相聚合反应装置通常包括主反应器11、反应器盖13、搅拌器4、进气管道1、物料排出管道6、温度检测单元5和用于对所述主反应器11的内腔进行冷却或加热的温度调节单元3，所述主反应器11的顶部与所述反应器盖13紧密连接，所述搅拌器4包括搅拌器轴12和与该搅拌器轴12固定连接或活动连接并位于所述主反应器11的内腔内的搅拌桨9，所述搅拌器轴12密封穿过所述反应器盖13并延伸至所述主反应器11的外部，所述进气管道1密封穿过所述反应器盖13与所述主反应器11的内腔连通，所述进气管道1的下端口(即，位于所述主反应器11的内腔内的端口)一般与所述反应器盖13的密封法兰盘平齐(即，所述进气管道1的下端口至所述主反应器11的内腔的底部的最小距离等于所述主反应器11的内腔的深度)，或者相对于所述反应器盖13的密封法兰盘，所述进气管道1的位于所述气相聚合反应装置上的一端的端口仅有很小的突出(即，所述进气管道1的下端口至所述主反应器11的内腔的底部的最小距离与所述主反应器11的内腔的深度的比值为小于1且大于0.8)。

采用上述气相聚合反应装置进行丙烯聚合物的小试研究时，存在通入气相聚合反应装置的主反应器11的内腔内的气体混合物(包括单体和用作分子量调节剂的氢气)的组成与聚合完成后从气相聚合反应装置的主反应器11的内腔中排出的气体混合物的组成具有较大的偏差，其结果是：丙烯聚合物的组成相对于预先设计的组成具有较大的偏差，并且对于丙烯共聚物而言，共聚物的组成也严重偏离理论组成，进而很难为中试研究以及随后的工业化生产提供真实而有效的指导数据。

综上，急需设计一种气相聚合反应装置，采用该气相聚合反应装置进行小试研究的过程中，作为反应原料的气体混合物的组成基本保持不变或者仅有很小的变化，进而由小试研究获得的数据能够为中试研究以及随后的工业化生产提供真实而有效的指导数据。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种气相聚合反应装置，该气相聚合反应装置能够克服现有技术的不足，在采用该气相聚合反应装置进行烯烃聚合物的小试研究时，通入气相聚合反应装置的主反应器内的气体混合物(包括单体和用作分子量调节剂的氢气)的组成与聚合完成后从气相聚合反应装置的主反应器中排出的气体混合物的组成基本相同，进而小试研究能够为中试研究以及随后的工业化生产提供真实而有效的指导数据。

本实用新型的发明人在研究过程中发现，采用如图1所示的现有技术的气相聚合反应装置进行小试研究时，通入主反应器11的内腔内的气体混合物(包括单体和用作分子量调节剂的氢气)的组成与聚合完成后从主反应器11的内腔中排出的气体混合物的组成具有较大的偏差的原因可能是：现有技术进行小试研究的气相聚合反应装置只设置有进气管道1，然而聚合过程中，在采用氢气作为分子量调节剂时，由于链增长反应、链终止反应和链转移反应之间的反应速率存在差别，使得一些反应物(如单体或氢气)积累在主反应器的内腔中，导致通入主反应器的内腔的气体混合物的组成与聚合完成后从主反应器的内腔中排出的气体混合物的组成具有较大的偏差，进而使得得到的聚合物的分子量严重偏离设计分子量；对于共聚物而言，由于不同的单体的活性不同，相对于活性较高的单体，活性较低的单体在主反应器的内腔内的浓度必然随聚合时间的延长而逐渐提高(即，活性较低的单体累积在主反应器的内腔中)，进而使得得到的共聚物的组成严重偏离设计组成。