[发明专利]一种丙烯的多段聚合方法及装置

说明书

一种丙烯的多段聚合方法及装置，采用并联的两个液相反应器结合两个串联的气相反应器，进行液相聚合和气相聚合反应，可使用两种不同催化剂体系，并在液相反应器内采用不同的聚合单体组分，对反应体系进行差异化控制，生产宽分子量分布、高流动性、高结晶等聚合物，通过提高聚合温度，可降低聚合物中的单体含量，控制聚合物的挥发性有机物含量，可生产均聚聚丙烯、二元无规共聚聚丙烯、三元共聚聚丙烯或具有高橡胶含量的抗冲共聚聚丙烯，获得的聚合物具有高流动性、宽分子量分布和高结晶等优异的力学和加工性能。

技术领域

本发明属于高分子材料制备领域，具体涉及一种丙烯的多段聚合方法及装置。

背景技术

现有的丙烯聚合工艺中，各反应段中间单体组成差异较小，甚至采用单反应器操作，只能使用单一体系的催化剂，反应体系的控制差异性不明显，获得的聚合物力学性能和加工性能提升有限。

现有技术中，采用双卧式气相反应器串联的聚合工艺生产抗冲共聚聚丙烯时，虽然聚合物颗粒粒径均匀，但是，冷凝受到限制，反应器中的氢气和乙烯含量不高，聚合物冲击性能不突出。

在丙烯的聚合中，也有采用双气相流化床反应器串联的聚合工艺。但是，由于颗粒粒径分布不均匀，生产的抗冲共聚聚丙烯冲击性能较差。且颗粒不均匀，影响流化床运行稳定性，易局部过热产生塑化料。

另外，若采用纯气相聚合反应器直接加入催化剂，由于催化剂活性高，容易出现破碎以及因分散不均匀而局部过热出现块料，影响装置的长周期运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种丙烯的多段聚合方法及装置，采用多反应器，进行液相聚合和气相多段聚合反应，同时，可使用两种不同催化剂，进一步对反应体系进行差异化控制，可生产均聚聚丙烯、二元无规共聚聚丙烯、三元共聚聚丙烯或具有高橡胶含量的抗冲共聚聚丙烯，获得的聚合物具有高流动性、宽分子量分布和高结晶等优异的力学和加工性能。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案；

一种丙烯的多段聚合方法，包括以下步骤：

1)预聚合反应

设两个并联的液相预聚合反应区，将两路催化剂和冷却至5-10℃的液相丙烯分别在两个预聚合反应区内混合、搅拌，并进行预聚合反应，预聚合反应时间12-17min，反应温度为22-28℃，压力为3.0-3.5MPag；

2)液相聚合反应

设两个并联的液相反应区，补充液相丙烯，将来自预聚合反应区的反应物料和新补充的液相丙烯分别送入两个液相反应区内，分别在反应器中进行液相聚合反应；反应温度68-72℃，压力2.8-3.4MPag；

液相反应器内的液相丙烯气化，气相丙烯从反应器上部排出，经冷凝器冷凝，重新返回各自对应的反应器内，冷凝器中的不凝气与氢气混合后返回各自对应的反应器；

分别从两个液相反应器下部排出混合物料，混合物料中聚合物的质量分数为38-45％，反应器中液位控制在40％-60％；

3)第一气相聚合反应

来自液相反应区的混合物料进入气相聚合反应区，在卧式反应器内进行气相聚合反应，反应温度为65-100℃，压力为2.4-2.8MPag；

气相丙烯从卧式反应器上部排出，经膨胀降低气相流速后，分离出粒径小于50微米的聚合物，其余气相进行旋风分离，进一步分离出粒径小于15微米的聚合物，剩余气相再进行冷凝、分液，去除聚合反应热，将得到的液相丙烯送回至卧式反应器中，控制温度为65-100℃，分液后的不凝气与氢气混合后返回卧式反应器中，从该反应器下部排出混合物料，所述混合物料中聚合物的质量分数为75-85％，料位控制在50％-70％；

4)第二气相聚合反应