[发明专利]用于生产聚烯烃的优化搅拌器系统

说明书

本发明的各个实施方案涉及一种聚合反应器，其中搅拌器混合性能使用高活性催化剂优化，并且涉及开发聚合反应器的方法。

技术领域

本发明的各个实施方案涉及在反应器或反应器系统中的浆料或溶液聚合，所述反应器或反应器系统具有连续搅拌的釜式反应器(CSTR)例如CSTR系统和回路反应器系统的特性，其中混合器(视情况而定可以为例如搅拌器、泵、叶轮或静态混合器(此后称为搅拌器)性能被优化以用于一种或多种催化剂体系及其开发和使用的方法。

背景

一些催化剂体系由于聚合过程的更快的动力学，可能需要具有高搅拌性能的反应器。差的混合性能可导致反应器的不稳定性和差的产品质量。例如分子量分布(MWD)可显示变宽或可能在最终聚合物中有凝胶形成。对于给定的反应器和搅拌器系统设计，可在装置中制得的产品范围(如产品分布)也将受反应器混合性能的限制。

虽然仅增加搅拌速度是达到高混合性能的一个选项，这种方法具有与能源消耗有关的较高费用，搅拌器和/或密封损害，或故障的较高可能性的缺点，如果它们过度运转的话，且无法理解产品对搅拌器速度的细小变化的灵敏度。一些催化剂体系对反应器系统的混合性能的敏感性较低。因此，有机会来优化混合以实现以下中的一个或多个：在反应器系统中能源消耗减少；聚合物的一致性改善；变宽的产品分布；和改进从一个反应器系统至另一个反应器系统的操作和程序的转化或修正。

发明的公开内容

在此公开的本发明的一些实施方案涉及聚合反应器的开发，其中所述搅拌器混合性能使用所需催化剂体系优化。

在此公开的本发明的一些实施方案涉及混合性能指标的鉴定和修正，以建立一个最低性能阈值，确保在一个宽范围的条件下的稳定的反应器操作并维持产品质量和可量测性。

此外，在此公开的本发明的一些实施方案涉及一种确定可与商业规模反应器条件相关的、在实验室规模和中试工厂规模反应器中的最佳搅拌器速度和混合条件的方法。

本文提供的是流体相聚合聚乙烯聚合物或共聚物的方法，其包括使具有大于20,000 m³/千摩尔/sec的表观活性的聚合催化剂与乙烯，任选的C_3-12α-烯烃，和氢气在搅拌反应器中反应，其中反应器HUT/BT大于7和反应器循环比率是在约7和约2000之间。

本文提供的是流体相聚合聚乙烯聚合物或共聚物的方法，其包括使具有大于20,000 m³/千摩尔/sec的表观活性的聚合催化剂与乙烯，任选的C_3-12α-烯烃，和氢气在搅拌的反应器中反应，其中反应器HUT/BT大于4，反应器循环比率是在约7和约2000之间，和功率/单位体积小于35 kW/m³。

本文还提供了选择搅拌器速度以减少操作CSTR的成本或增加CSTR的能力的方法，其包括：

a. 测量反应器的HUT/BT和循环比率，

b. 测量最终聚合物产品的混合性能指标，

c. 绘制HUT/BT和循环比率对比性能指标的图，

d. 改变搅拌器速度或HUT，以得到新的HUT/BT和循环比率，

e. 重复步骤a-d，直至步骤c的绘制线显示出大致的水平线(渐近线)，和

f. 降低用于商业聚乙烯聚合的反应器的搅拌速率，如此混合性能落入来自步骤c的每幅图上的“II区”或“III区”区域内(即产品具有可接受的质量)，

g. 使用确定的搅拌速度操作CSTR反应器。

本文还提供将用于乙烯聚合过程的反应条件从一个工厂转换至另一个工厂的方法，其包括：

a. 测量用于所需产品的反应器系统的HUT/BT和循环比率，