[发明专利]反应器系统及其相关方法

说明书

要求的优先权

本申请要求于2015年05月08日提交的系列申请No.62/158,654，和于2015年07月01日提交的欧洲申请No.15174800.1的权益，其公开内容通过参考完全并入本发明。

发明领域

本发明涉及一种用于分离反应器废气组分的方法。本发明还涉及一种用于聚烯烃聚合物制备的包括管式反应器和/或高压釜反应器的反应器系统。

发明背景

高压管式反应器在过去的80年中作为一种制备低密度和中密度聚乙烯聚合物的方法已经逐渐建立起来。这些管式反应器是大规模的设备并且典型的在超过2000巴的压力下且有时在高达3100巴的压力下操作。

典型的，使用管式反应器的高压法包括在第一压缩机中压缩乙烯并且之后混合乙烯和回收的乙烯以及在第二压缩机中进一步压缩乙烯，任选其与改性剂或链转移剂和/或共聚单体，例如乙酸乙烯酯混合，加热至少一部分压缩的乙烯并且将加热的乙烯引入到管式反应器的前端，在至少三个分隔区域将引发剂引入管式反应器，由此限定至少三个反应区，允许乙烯聚合，在至少最初两个反应区中冷却反应混合物，在管式反应器的全部长度内保持压力降，通过高压泄放阀释放反应混合物，冷却反应混合物并且在产品分离器中将反应混合物分离为聚合物和未反应的乙烯，并且再循环未反应的乙烯。

产物分离可以在单一阶段中进行。然而，通常优选两阶段分离。在已知为高压分离器的第一阶段中，进行聚合物与未反应乙烯的第一分离。将分离的气体进料到高压循环系统中以便返回第二压缩机。高压分离器底部中的熔融聚合物减压到已知为低压分离器的第二阶段中，并且将几乎全部剩余的乙烯、和如果存在的共聚单体和改性剂，与聚合物分离且通常输送到净化气体或低压分离器废气压缩系统。参见，WO 2007/018871和WO 2012/082674；U.S.专利申请公开No.2015/0011717；U.S.专利Nos.6,596,241，7,411,026和8,466,240；以及EP 2 589 612 A，EP 2 746 304 A，EP 2 746 305 A和EP 2 862 872A。

例如，图1是聚合装置1的示意图，其包括将新鲜乙烯供给到主压缩机3的乙烯进料管线2。从主压缩机3卸出的乙烯通过具有阀门4a的管路4流到次级压缩机5中。并且进入次级压缩机5的是新鲜改性剂和/或任选共聚单体的物流以及再循环乙烯的物流。新鲜的改性剂物流通过单独的改性剂泵6供给。再循环的乙烯来自高压再循环系统7。

以下更详细的描述了次级压缩机5。次级压缩机5在，例如5个物流8a，8b，8c，8d和8e中卸出压缩的乙烯。物流8a可以占总乙烯流量的20％。在进入管式反应器9的前端之前通过加热乙烯的蒸汽夹套(未显示)对物流8a加热。四个剩余的乙烯侧物流8b，8c，8d和8e可以作为侧物流各自进入反应器。冷却侧物流8b，8c，8d和8e。管式反应器9还显示出具有6个引发剂入口10a到10f，它们沿着反应器9间隔布置并且从引发剂混合和泵送站11进料。第一引发剂注射点10a正好在反应器9的前端下游并且限定了第一反应区的起点。通过该第一引发剂入口10a进入的引发剂与来自物流8a的热乙烯合并并且开始聚合，随着乙烯沿着管式反应器9的移动其温度升高。固定在反应器9上的加热/冷却夹套(未显示)冷却反应混合物并且随着引发剂的消耗，反应混合物的温度例如在210到350℃之间到达峰值，并且聚合速率开始下降，之后开始衰减。第一侧物流8b的进入进一步冷却反应混合物。第二引发剂注射入口10b正好在侧物流8b进入点的下游并且限定了第二反应器的起点。再一次地，随着反应混合物沿着管式反应器9流动其温度上升、到达峰值并且下降，并且第二侧物流8c的进入在引发剂进入到第三引发剂入口10c之前提供了进一步的快速冷却，其限定了第三反应区的起点。第三、第四、第五和第六反应区与第二反应区类似，区别在于侧物流关于第五和第六反应区是任选的，和因此第五和第六引发剂入口10e和10f之间的距离可以相对长一些，以便允许使用更大长度的加热/冷却夹套。

在第六引发剂入口10f和第六反应区的下游，管式反应器在高压泄料阀门12处终止。

在第一侧物流8b注入点上游的区域中，管式反应器9具有初始内径，其可以在侧物流8b的下游增加，并且在每个随后侧物流的下游进一步增加直到在最终侧物流8e下游的区域中达到，例如至少65mm，且优选至少70mm的最大内径。该内径轮廓允许在160吨/小时的第二压缩机产量下和在经过反应器的可接受压降下，在正常操作期间遍及管式反应器9的流速保持在大约15m/s。