[发明专利]流化床反应器、烯烃聚合装置以及烯烃聚合方法

说明书

本发明提供了一种流化床反应器，其包括：设置在分布器上方的第一反应区，在所述第一反应区的上方设置有直径扩大的第二反应区，在所述第一反应区和第二反应区之间构造有过渡区。本发明还提供了一种基于上述流化床反应器的烯烃聚合装置和烯烃聚合方法。本发明一方面可以有效保证流化床反应器的稳定流化，极大提高反应器的生产负荷，另一方面上述烯烃聚合装置和方法用于生产聚烯烃时，可改善产品性质，提高产品支化度。

技术领域

本发明涉及一种流化床反应器、烯烃聚合装置以及烯烃聚合方法。

背景技术

众所周知，在较低温度下，烯烃会聚合形成分子量较高的聚合物，反之会形成分子量低的聚合物。然而传统气相流化床反应器内聚合物颗粒混合比较充分，反应器内的温度基本一致，因此，单一的某种催化剂在单一反应器内的稳定的某一温度下生产得到的聚合物的分子量分布较窄。

为了获得具有较好物理性能或加工性能的聚合物产品，在传统的烯烃聚合反应器及其工艺的基础上，采用双串联或多串联反应器，可以使烯烃聚合形成具有分子量分布显双峰或宽峰的聚合物，在不同的反应温度或气体组成下，烯烃聚合能形成分子量大小不同的聚合物。本领域已公认的是，将催化剂或带有活性中心的聚合物置于两种或两种以上不同的反应条件或气体组成内，使其连续反应，便能生产出具有宽/双峰分布的聚乙烯。

串反应器工艺分为淤浆-淤浆、淤浆-气相、气相-气相方式。通过常规反应器的组合，用于生产双峰聚乙烯是一种简便、实用的工艺开发方法，然而多个串联会造成设备投资费用增加，操作复杂程度增加等问题。

欧洲专利EP-A-691353描述了两个传统的气相反应器串联生产宽/双峰聚乙烯的方法；该方法存在两个气相反应器之间反应物互相串流、聚合物和反应物料在输送管道继续反应造成管道堵塞等问题。

美国专利US 7115687B中公布了一种第一环管反应器和第二气相流化床反应器串联的工艺；该工艺存在聚合物颗粒在两个气相反应器中的停留时间分布不均一以及第一反应器生产的树脂细粉较多的问题。

中国专利CN 102060943A公开了一种用于制备双峰聚乙烯的方法及包含至少四个流化床的气相反应器。该方法存在操作方法复杂、设备投资高昂等问题。

中国专利CN 200810062156.7公开了一种将一个流化床反应器控制在至少有两个温度差别在10℃以上的稳定的反应区域的方法。该方法利用至少两个喷射器将冷凝液引入流化床反应器的中下部区域内气化吸收聚合反应热。该工艺将大量的冷凝液引入反应器上部会导致反应器下部流化气速减小，流化密度增大，对反应器的稳定流化不利。

中国专利CN 201110290787.6公开了一种在单个流化床中构造两个反应区域的方法。该方法通过在流化床反应器中部增加气体分布器，将流化床分成两个反应区域，底部设有气液分离室，分离得到的液体引入流化床下部反应区域，分离所得气体引入流化床部反应区域。该工艺无法克服分布板积液的问题，并且反应器结构比较复杂。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提供了一种新型流化床反应器，设置在分布器上方的第一反应区，在所述第一反应区的上方设置有直径扩大的第二反应区，在所述第一反应区和第二反应区之间构造有过渡区。本发明中，直径扩大是指第二反应区的直径大于第一反应区的直径。

本发明可以有效保证流化床反应器的稳定流化，极大提高反应器的操作弹性；另一方面，可以有效地将第一反应区和第二反应区隔离开，从而使得聚合物在反应器的第一反应区和第二反应区两种不同的反应环境中循环，有利于生产分子量分布较宽、支化度相对较高的产品。此外，本发明中流化床反应器的第一反应区能够将聚合物中溶解的挥发性组分进行脱挥，有效地降低了脱挥的负担。

根据一个优选实施例，所述过渡区的直径在沿第一反应区到第二反应区的方向上逐渐减小。