[发明专利]一种丙烯聚合方法

说明书

本发明涉及一种丙烯聚合方法，包括：在聚合反应器中进行丙烯聚合反应，对聚合反应器输出的循环气进行冷凝和气液分离，将得到的液体物料在反应器侧壁的同一轴向、不同高度处同时加入到聚合反应器中，与聚合反应器中的气体物料发生聚合反应，并排出丙烯聚合物。本发明的丙烯聚合方法中径向浓度和温度差异化更显著、稳定；反应器撤热能力提高；可以生产具有高性能附加值的丙烯聚合物产品。本发明制备的丙烯聚合物产品具有较宽的分子量分布、密度范围和熔融指数范围等。

技术领域

本发明涉及一种丙烯聚合方法，具体涉及一种利用在反应器侧壁同一轴向、不同高度处同时喷射液体物料造成反应器内部径向浓度差异从而制备丙烯聚合物的方法。

背景技术

众所周知，聚丙烯是由丙烯聚合而成的一种热塑性塑料，工业上也把丙烯与少量乙烯、α-烯烃等共聚所得到的共聚物包括在内。由于聚丙烯具有许多优良的特性和良好的加工性能，因此它的用途很广，加上原料来源广、价格低廉，使聚丙烯的应用日益广泛。改进和提高丙烯聚合物的性能仍是科研人员不断追求的目标。

在传统的丙烯聚合工艺中，典型方法是采用Unipol聚丙烯工艺，即一种气相流化床聚丙烯工艺。传统的Unipol聚丙烯工艺虽然工艺流程简单，设备数量少，装置生产的安全可靠性和装置运转的经济性高，但生产能力受流化床中反应热的限制，且生产出的产品结构相对简单，功能单一，缺乏相对高性能附加值。美国专利US 4588790公开了气相流化床冷凝模式操作生产聚合物的工艺，其通过引入易冷凝的液体，即冷凝介质(一般为共聚的高级α-烯烃或惰性饱和烃)，使其在流化床反应器中蒸发以强化聚合反应热的移除，从而使流化床反应器的时空收率成倍提高。

美国专利US 6815512和美国专利US 7025938公开了一种在流化床中使用冷凝模式生产聚烯烃的方法。该方法强调将冷凝后的循环气体在分离器中分离成两个部分，一部分含少量液体的流股被注入到流化床的底部，而另一部分含大量液体的流股被注入到高于流化床的产品流出管路的位置。该注入位置的设置减少了在产品排出罐中的液体含量，同时改善了排放周期时间，更有效保护了单体与其他有可能会在排出系统丢失的原料。上述两项专利虽然提出在冷凝模式下生产聚烯烃，增加了在给定反应器体积下的反应系统的时空产量，但没有提及如何改善丙烯聚合物的性能以及如何生产出高附加值的聚合物。

中国专利CN 104628904 A公开了一种利用多温度反应区制备烯烃聚合物的方法，利用在反应器分布板上方侧壁处喷射循环介质使得流化床反应器内形成多个温度不同的烯烃聚合反应区，从而制备高性能的烯烃聚合物产品。但是由于反应器内轴向混合剧烈，可能导致反应器内从上而下形成的多个温区混合，温区内温度与单体浓度逐渐趋于一致，反应器内生成的产品性能将相似，而无法生成具有宽分子量分布的聚合物产品。

中国专利CN106928383 A通过从多处进入到反应腔内的液体物料蒸发吸热，在多处控制反应腔内的环境温度，从而能在多个位置上进行聚合反应，目的是得到更多的支化度更高的烯烃聚合物。但该方法将多个液体入口区域间隔开，形成明显的轴向上的浓度与温度分布。

中国专利CN 103304692 B将多个喷嘴设置为沿流化床反应器的径向均匀分布或沿流化床反应器的轴向分布，并与流化床反应器内的温度梯度相匹配以更好地实现降温作用。

上述三个专利考虑到在反应器内轴向形成多温区可能会由于差异化温度区的分布方向与流化气流动方向相同，导致反应器内轴向混合剧烈，温度差异无法有效拉开。而在反应器内径向分布不同浓度和温度的反应区域，其差异化应更显著、稳定。

中国专利CN 105732849 A公开了一种烯烃聚合装置和方法，通过间歇向反应器侧壁引入冷凝剂和/或共聚单体，实现烯烃的共聚和均聚、共聚和共聚的切换。通过将聚合产物间歇或连续地排出反应器，反应器内生成的不同分子量大小的聚合产物在未混合前就有可能排出反应器，而很难达到微观层次的混合，对加宽分子量分布作用较小。因此该方法存在聚合环境切换时间长、聚合产物无法达到微观层次混合的问题。