[发明专利]烯烃聚合用设备和方法

说明书

本发明涉及用于烯烃的气相聚合的设备和方法。

在流化反应器或类似反应器中的烯烃气相聚合是公知和已在工业上运行的。在典型的生产聚乙烯的流化床方法中，例如，生长聚合物颗粒的床通过上升气流（流化气体）在垂直取向的圆筒形反应器中保持在流化状态。离开流化床反应器顶部的气体被冷却并通过再循环回路再循环到底部。添加新鲜单体以替换在反应消耗的那些，同时将产生的聚合物颗粒连续地从床中去除。

GB 1,413,613，例如，描述了使烯烃在流化床反应器中干法聚合的方法。描述了用以解决小固体颗粒（称为“细粒”）被上升气流从反应器中夹带出去的潜在问题的两种可能的构造。其中的第一种是使用在GB 1,413,613中被称为“稳定室（tranquilisation chamber）”的构造，所述“稳定室”是与反应器相比具有扩大的横截面的区域并且被配置在反应器上方，其用于降低流化气体的速度，使得否则可能离开流化床顶部的固体颗粒落回到流化床中。第二种是使用旋风分离器来分离被夹带的固体以便随后返回到反应器中。

在GB 1,413,613中公开的两种选择中，被称为稳定室，可选地或者事实上更经常被称为分离区(disengagement zone)或减速区，的构造已成为减少从流化床反应器的夹带的常用方式。然而，尽管使用了分离区，通常大部分固体仍保持夹带在离开分离区的流化气体中。这样的固体可能会使流化气体经由它进行再循环的管线的组件结垢，这会导致需要停机和清洁。因此，为减少这种问题，已知在分离区之外还使用旋风分离器从离开分离区的流化气体中分离夹带的固体。这样的方法记载在例如US 4,882,400和US 5,382,638中。

US 4,882,400，例如，公开了一种用于烯烃在流化床反应器中的气相聚合的设备，其包括用于从离开反应器的流化气体中分离夹带的固体以将其再循环到流化床的分离室和旋风分离器。

US 5,382,638也公开了一种用于烯烃在流化床反应器中的气相聚合的设备，其包括用于从离开反应器的流化气体中分离夹带的固体以将其再循环到流化床的分离室和旋风分离器。

旋风分离器也已知主要用于丙烯在水平气相反应器中的汽相聚合的相同目的，如US 4640963中所述。

通常，反应(例如流化)气体穿过并离开反应区的顶部，并且通入旋风分离器或其它固体分离装置，其中夹带的固体被从气体中分离，通常返回到反应区。通常，气体在反应区顶部通过一定长度的垂直取向管路离开反应区，并经由一定长度的水平取向管路在旋风分离器顶部或其附近进入自身是垂直取向的旋风分离器。因此，最简单的连接通过如下方式得到：简单地将垂直取向管路连接到将气体直接通入旋风分离器中的一定长度的水平取向管路上。此外，认为相对高的旋风分离器位置有利于使回压(back pressure)减到最低和提供用于将细粒再注入反应器中的重力驱动力。特别是，如果恰好是“容易”再注入反应区的情形，固体将在流化床上方被再注入。然而，从工艺角度来看，这会导致大量再注入固体的直接重新夹带。因此希望将固体再注入回流化床本身中，尽管这需要注入较高压力的区域并因此需要较大的“驱动力”。

与此一致的是，在上面提到的现有技术文献中，显示旋风分离器的入口位于反应器出口的垂直高度上方。

现在已发现，尽管通常需要增大到旋风分离器的连接管路系统（pipework)的长度(以及相关联的压降)，使用旋风分离器的聚合工艺可有利地通过如下方式操作：将旋风分离器入口设置为在垂直高度上低于用于从反应区去除气体的出口的垂直高度。

因此，在第一方面，本发明提供了用于烯烃的气相聚合的设备，所述设备包括：

a) 反应区，在其底部包括格栅，

b) 入口，其位于反应区下半部并用于将反应气体引入反应区，

c) 出口，其位于反应区上半部并用于从反应区去除反应气体，和

d) 固体分离装置的，其具有与用于从反应区去除反应气体的所述出口流体连接的入口，所述设备的特征在于：

固体分离装置的入口设置为在垂直高度上低于用于从反应区去除反应气体的所述出口，并使得在固体分离装置的入口与用于从反应区去除反应气体的所述出口之间划出的直线与水平的角度大于20o。

用于从反应区去除反应气体的出口设置为在垂直高度上高于用于将反应气体引入反应区的入口。因此，反应气体以总体向上的方向穿过反应区。

用于将反应气体引入反应区的入口最优选位于或接近反应区的底部。