[发明专利]制备聚烯烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备聚烯烃的方法和环流反应器。

背景技术

聚烯烃例如聚乙烯(PE)通过聚合单体如乙烯(CH₂=CH₂)而合成。由于其廉价、安全、对大多数环境稳定且易于加工，聚烯烃在许多应用中是有用的。聚乙烯可分为若干类型，例如但不限于LDPE(低密度聚乙烯)、LLDPE(线型低密度聚乙烯)和HDPE(高密度聚乙烯)以及高分子量(HMW)、中等分子量(MMW)和低分子量(LMW)。每种类型的聚乙烯具有不同的性质和特性。

烯烃(例如乙烯)聚合经常在环流反应器中使用单体(如乙烯)、稀释剂和催化剂、任选的活化剂、任选的一种或多种共聚单体和任选的氢气进行。

环流反应器中的聚合通常在淤浆条件下进行，所制造的聚合物通常为悬浮在稀释剂中的固体颗粒形式。使用泵使所述淤浆在所述反应器中连续循环以维持聚合物固体颗粒在液体稀释剂中的有效悬浮。通过基于间歇原理操作的沉降腿将聚合物淤浆从环流反应器排出，以收取所述淤浆。利用在所述沉降腿中的沉降来提高最终作为产物淤浆收取的淤浆的固体浓度。所述产物淤浆进一步通过加热的闪蒸管线排放到闪蒸罐，在所述闪蒸罐中将所述稀释剂和未反应单体的大部分闪蒸出来并且进行再循环。

任选地，可将所述产物淤浆进料到与第一环流反应器串联连接的第二环流反应器中，在所述第二环流反应器中可制造第二聚合物级分。典型地，当串联的两个反应器以该方式使用时，所得聚合物产物是双峰聚合物产物，其包括在所述第一反应器中制造的第一聚合物级分和在所述第二反应器中制造的第二聚合物级分，且具有双峰分子量分布。

在从所述反应器收集所述聚合物产物并除去烃残余物之后，干燥所述聚合物产物，可加入添加剂和最后将所述聚合物进行混合和造粒。

在混合步骤期间，将聚合物产物和任选的添加剂紧密混合以获得尽可能均匀的配混料。优选地，在挤出机中进行混合，其中将各成分混合在一起且使所述聚合物产物并任选地使所述添加剂的一些熔融，使得可发生紧密混合。然后将熔体挤出成棒，冷却并造粒，例如以形成粒料(丸粒，pellet)。以此形式，所得配混料然后可用于制造不同的物品。

聚烯烃的制造涉及在反应器中在催化剂和任选的(取决于所使用的催化剂如果需要的话)活化剂的存在下的烯烃单体的聚合。典型地，所述催化剂以颗粒(particulate)形式使用。所述聚烯烃是作为树脂/粉末制造的，其中在所述粉末的每个粒子(grain)的中心处具有坚硬的催化剂颗粒。

我们已发现聚烯烃的制造可导致复杂化(并发状况，complication)如环流反应器的部分-乃至完全-堵塞。这些问题对于特定聚烯烃如聚乙烯而言可为甚至更明显的。堵塞需要停止所述制造过程，并且在可重新开始制造前对反应器清除堵塞物和清洁。鉴于以上，本领域中仍然需要改进的聚烯烃制造方法，特别是用于聚乙烯的制造方法，和本发明目的在于提供这样的改进。

发明内容

因此，本发明涉及用于改进聚烯烃制备的反应器和方法。根据本发明的第一方面，通过如下而提供在环流反应器中制备聚烯烃的方法：

(a)将稀释剂、烯烃单体、任选的一种或多种共聚单体和任选的氢气进料到环流反应器中；

(b)将催化剂和任选的活化剂进料到所述环流反应器中；和

(c)聚合所述烯烃单体以制造包括稀释剂和固体聚烯烃颗粒的聚烯烃淤浆，同时借助于泵将所述淤浆泵送通过所述环流反应器，

所述方法特征在于，所述催化剂是与所述泵在空间上隔开地并且在距所述泵为反应器路径长度的至少20%的上游距离处进料到所述环流反应器中的。

根据第二方面，本发明还包括适合于烯烃单体的聚合的环流反应器，其中所述反应器配置为进行根据本发明第一方面的所述方法，且其中所述反应器包括：

-限定用于聚合物淤浆的反应器路径的多个互连管道，所述聚合物淤浆包括单体、稀释剂、催化剂、固体烯烃聚合物颗粒、任选的一种或多种共聚单体、任选的氢气、和任选的活化剂；

-用于将单体、稀释剂、任选的一种或多种共聚单体和任选的氢气进料到所述反应器中的装置；

-用于将催化剂进料到所述反应器中的装置；

-任选的用于将活化剂进料到所述反应器中的装置；和

-适合于维持所述聚合物淤浆在所述反应器中循环的泵，

所述反应器特征在于用于将所述催化剂进料到所述反应器中的所述装置是与所述泵以距所述泵为反应器路径长度的至少20%的上游距离在空间上隔开的。