[发明专利]聚合催化剂递送

说明书

本公开描述了一种通过以下将催化剂引入聚合区的工艺：检测以下中的一种或组合：(i)聚合区上游的催化剂进料流中催化剂浓度的变化，(ii)聚合区中单体浓度的变化，以及(iii)聚合区的聚合物生产速率的变化；基于(i)、(ii)和(iii)中的一种或其组合将催化剂进料流中催化剂的第一催化剂流动速率调节至第二催化剂流动速率；并将催化剂引入到处于催化剂进料流中进行调节步骤的位置下游的聚合区中。还提供了一种用于实施此类工艺的催化剂注入系统。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年5月5日提交的美国非临时申请序列号15/587,629的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

关于联邦赞助研究或开发的声明

不适用。

参考缩微胶片附录

不适用。

技术领域

本公开涉及将催化剂和催化剂体系递送至反应器；更具体地，本公开涉及一种催化剂进料系统和一种用于递送催化剂的连续工艺；更具体地，本公开涉及一种聚合催化剂进料系统和一种用于将聚合催化剂递送至聚合反应器的连续工艺。

背景技术

在聚合物(例如，聚烯烃)的生产中，通常将包括一种或多种单体(例如，一种或多种烯烃单体，如乙烯)、催化剂、稀释剂和其它可能的聚合组分(例如，氢气)的进料组分引入聚合反应器中并在所需的温度、压力和浓度条件下混合以生产具有所需性质(例如，一定的密度和分子量)的聚合物(例如，聚烯烃，如聚乙烯)。各组分可分别直接引入聚合反应器；可替代地，可在引入聚合反应器之前将两种或更多种进料组分组合。

聚烯烃生产中的挑战是在生产运行期间维持具有所需性质的聚烯烃的生产。例如，聚合催化剂组分加入聚合反应器的流动速率可影响在聚合反应器内生产的聚烯烃的物理和机械性质。稀相浆料进料通常用于浆料环管工艺中的催化剂和组分。可使用各种催化剂，例如但不限于铬基催化剂、齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂、茂金属催化剂、非茂金属催化剂、磷酸盐氧化铝催化剂、镍催化剂等。通常，不同的催化剂体系需要不同的组分和稀释度/浓度。催化剂通常在一个或多个釜中稀释，然后以已知浓度进料到聚合反应器中。这些釜的安装和维护都很昂贵。

聚烯烃设备(例如，聚乙烯设备)经常使用多种催化剂，这增加了釜的要求。常规技术通常使用具有隔膜浆料泵的加料釜、混合釜和运行釜以将稀释的混合物泵送至聚合反应器或预接触器中。当从一种催化剂类型或体系改变到另一种催化剂类型或体系时，此类设备通常是庞大、复杂且难以清理的。催化剂组分可以多种方式加入到聚合反应器中。例如，可使用球形止回进料器将催化剂组分引入聚合反应器中，任选地与浆罐组合。球形止回进料器通常包括旋转筒，该旋转筒在筒的一侧上具有空腔，在筒每旋转180°之后，该空腔填充催化剂组分并将催化剂组分排空到聚合反应器中。然而，在筒的每次旋转过程中填充空腔的催化剂组分的量可以变化，导致进料至聚合反应器的催化剂组分的量不同。催化剂浓度的变化导致反应速率的变化。也就是说，催化剂组分向聚合反应器的不同进料量可引起在聚合反应器内发生的聚合反应工艺的操作和控制的变化，从而导致生产速率的变化并且生产出具有不稳定、不需要或低于理想的性能的聚烯烃。

一些催化剂体系可在引入聚合反应器之前通过催化剂组分或助剂的预接触(例如在预接触器中)进行操作。例如，催化剂体系可包含至少一种催化剂、活化剂、载体、助催化剂或其组合。催化剂组分的接触时间和由所有催化剂颗粒获得的接触时间(例如，在预接触器中的停留时间)的一致性可能影响工艺可操作性、催化剂性能和产物质量。