[发明专利]一种优化乙烯齐聚工艺的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种优化乙烯齐聚工艺的方法及装置，具体涉及一种在乙烯齐聚工艺中富含乙烯物流回收利用的方法，能够显著降低乙烯齐聚装置的运行成本，提高经济效益。

背景技术

由烯烃齐聚获得高级α-烯烃已获得了广泛的研究，其中将乙烯三聚成1-己烯和乙烯四聚成1-辛烯方面具有较为特殊的意义。由1-己烯、1-辛烯共聚的LLDPE树脂与1-丁烯的共聚物相比，其拉伸强度、抗冲击强度，抗撕裂性和经久耐用性能都明显优异，特别适用于包装膜和温室、棚室等农用膜等。在α-烯烃作为共聚单体方面，1-己烯和1-辛烯已逐步替代1-丁烯来生产高性能的PE产品。

在乙烯齐聚等烯烃聚合过程中，为使得反应能够顺利进行并得到具有较高活性的催化剂，反应过程中乙烯通常是过量的，也即，乙烯齐聚过程中乙烯单体的单程转化率小于100％，所以反应器一般采用循环操作的方式，即未反应的乙烯单体经循环压缩机增压后再送至反应器内，进一步反应。通常，烯烃齐聚过程中循环乙烯量/乙烯进料量的比例通常为1：10～5:10之间，在生产负荷偏低的情况下，循环乙烯的量甚至会更多。经过一次催化循环后，由反应液中释放出的乙烯气体物流中通常还会含有少量的乙烯低聚产物，如丁烯、己烯等，由于己烯与乙烯的物性相差较大，采用低品位冷源即可将其与乙烯单体有效分离开；而丁烯与乙烯的沸点都在0℃以下，要将丁烯与乙烯单体完全分开，需要高品位冷源得以实现，因此，这就需要增加低温冷冻设备，最终得到较高纯度的乙烯单体，循环使用，其分离难度显著增大。目前普遍采用的冷凝压力为1.6MPa～2.3MPa，冷凝介质一般采用循环冷冻水或者制冷剂，在上述的冷凝压力和温度条件下，丁烯的回收率小于85％，由此造成了循环乙烯的中仍残留一部分丁烯，给装置的运行增加了很大的成本，也给装置经济效益的提高带来了很大的困扰。

已公开的技术都侧重于反应系统及催化体系的改进，旨在得到高活性的催化体系，延长工业装置的运行周期等方面，而对乙烯回收利用系统则有很大的不足。

发明内容

本发明针对现有生产工艺中未反应的乙烯循环利用过程中存在分离能耗大、分离成本高等不足，提供一种优化乙烯齐聚工艺的方法及装置，具有操作简单、分离成本低、运行成本低的优点。

具体地，乙烯齐聚装置在稳定生产过程中循环乙烯的量比较大，循环乙烯经过低品位冷源提纯后仍含有少量的丁烯组分，为了得到纯度更高的循环乙烯，需要采用高品位冷源对循环乙烯进行进一步提纯净化，这给整套装置的运行增加了很大的投资。

为解决上述技术问题，降低装置的运行成本，本发明人经过试验论证后提出一种优化乙烯齐聚工艺的方法，由以下步骤组成：

首先对乙烯齐聚反应结束后得到的反应液进行脱轻，分离出含有未反应的乙烯、反应过程中生成的丁烯产物及少量的C6～C8烯烃产物的富含乙烯单体的物流；将所述富含乙烯单体的物流冷却分离除去其中的C6～C8烯烃产物，得到气体物流；再使所述气体物流继续进行聚合反应。

在本发明的具体实施例中，所述乙烯齐聚反应为乙烯三聚制备1-己烯，或乙烯四聚制备辛烯的反应。

在本发明的一个具体实施例中，所述乙烯齐聚反应在乙烯齐聚反应器中进行。

在本发明的一个具体实施例中，所述脱轻过程可在脱轻塔中进行。以乙烯三聚制备1-己烯为例，对乙烯齐聚反应结束后得到的反应液主要包括未反应的乙烯、少量丁烯、1-己烯、溶剂以及包括C8以上通常为C8-C100的烯烃及分子量通常为1,00到5,000,000的聚乙烯的重组份副产物及残余催化剂。一般来说，其中乙烯含量为1～15％重量、1-己烯含量为15～40％重量、溶剂含量为40～80％重量、重组份副产物及残余催化剂含量为1～20％重量，脱轻塔的温度一般为50～200℃，压力一般为0.2-2.0MPa(本专利中压力都为绝压)；经过脱轻塔的分离，未反应的乙烯、反应过程中生成的丁烯产物及少量的己烯产物作为富含乙烯单体的物流，由塔顶出料管线排出，进入下一步的冷却分离步骤。脱轻塔塔底的物料进入脱重塔，C8以上的重组份及残余催化剂由脱重塔塔底出料管线排出，1-己烯和溶剂的混合物由脱重塔塔顶采出。所述脱轻塔、脱重塔可采用本领域中公知的设备，其塔板数优选为20到60之间，塔内件可以采用例如筛板、浮阀、填料以及其他形式的塔板。如果是乙烯四聚制备辛烯，得到的反应液主要包括未反应的乙烯、少量丁烯、少量己烯、辛烯、溶剂、C10以上重组份副产物及残余催化剂，其它处理过程相同。