[发明专利]聚合装置和聚合方法

说明书

本发明涉及对用于制备相应聚合物的包含液体单体的反应混合物的(快速)离子聚合有用的方法和装置。

介绍

本发明涉及对用于制备相应聚合物的包含液体单体的反应混合物的(快速)离子聚合有用的方法和装置。更具体地讲，本发明涉及对用于制备相应聚异丁烯的包含液体异丁烯的反应混合物的阳离子聚合有用的方法和装置。

现有技术

熟知用傅-克型催化剂离子聚合液体单体，更具体地讲，阳离子聚合烯烃。聚异丁烯(“PIB”)，更具体地讲，低分子量聚异丁烯，是通过所述阳离子聚合方法制备的很重要的工业聚合物。在过去的几十年，大多数研究努力集中在制备高反应性PIB(“HR PIB”)和研发用于制备PIB的催化剂系统。

所得聚合物的聚合度可取决于选择的聚合技术和控制聚合反应的参数的选择而改变，可通过控制所述聚合度制备具有不同平均分子量的多种聚合物。

US6525149公开一种制备具有预选性质的聚烯烃产物的液相聚合方法，其中将原料和催化剂组合物引入残余反应混合物，残余反应混合物在管壳式热交换器管侧提供的回路反应器反应区域中以足以使残余反应混合物、所加原料和所加催化剂组合物密切混合的再循环速率再循环。聚合反应的热量在再循环的经密切混合反应混合物在所述反应区域内再循环的同时从其以经计算而在其中提供基本恒定反应温度的速率去除。据述在反应器中的条件适合使引入所述原料中的烯烃组分经历聚合，以在催化剂组合物存在下生成所需聚烯烃产物；从反应区域抽取包含所需聚烯烃产物的产物流，并控制原料引入反应区域和从反应区域抽取产物流，使得在反应区域中经历聚合的烯烃组分的停留时间适合制备所需聚烯烃产物。

WO2013062758(来自同一申请人作为US6525149)也公开在具有与传热介质接触的一根或多根反应管的再循环回路反应器中制备聚异丁烯聚合物的方法；具体地讲，所述方法包括控制ΔP和聚合反应，以在回路反应器的一根或多根管中提供至少11ft/秒的反应混合物线速度，和/或控制ΔP和聚合反应，以提供特定再循环比。在实施例中所用的管壳式反应器包括具有0.375管外径的不少于1164根管。

这种类型管壳式反应器的形态结构产生操作可能性和性能方面的内在缺陷和/或限制。例如，大量管不仅需要严格的制造条件，而且负面影响相应技术，因为例如

-它不允许单独引入反应剂，

-由于结垢和/或堵塞更换管是个问题，

-跨反应器整个横截面和体积的未分开冷却剂流有利于所述冷却剂的优先通路，并相应产生冷却不均匀性(例如，死区域)，这继而又降低过程的总效率，

-对于给定反应器体积，表面积与反应混合物体积之比受到限制，等等。

因此，仍期望研发一种聚合装置/方法，该聚合装置/方法能够提供产生具有窄分子量分布的聚合物的节能过程。这是本发明的目的之一，连同本发明中所示以下目的/优点，即

-改善反应混合物和冷却剂之间的交换表面，和/或

-改善传热面积与体积比，和/或

-改善(减小)聚合反应器入口和出口之间(不然会倾向于形成绝热反应的区域)的反应混合物管道尺寸(例如，其长度)，和/或

- 改善反应器和/或反应混合物管道系统中的反应混合物流路，这减少或甚至消除现有技术有害的优先通路和/或死区域，和/或

-与例如现有技术的管式反应器相比，改善(减小)反应器尺寸，和/或

-在反应混合物处理侧能够实现的低压降模式，和/或

-改善聚合反应引发和/或初始增长阶段的控制，和/或

-在反应最早阶段改善反应混合物和催化剂系统组分的混合，以达到均匀反应，和/或