[发明专利]一种基于本体法制备聚乙烯的智能强化系统及工艺

权利要求书

1.一种基于本体法制备聚乙烯的智能强化系统，其特征在于，包括：

乙烯储罐，用以储存乙烯气体；

预反应器，其与所述乙烯储罐相连，用以为乙烯的预聚合反应提供反应空间；

微界面发生器，其分别设置在所述预反应器和后反应器内部底端并分别与所述乙烯储罐相连，将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给乙烯气体，使乙烯气体破碎形成直径≥1μm、且＜1mm的微米级气泡以提高相界传质面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，并在破碎后将物料混合形成气液乳化物，以在预设操作条件范围内强化相界间的传质效率和反应效率；

第一分离罐，其与所述预反应器相连，用以对预反应器输出的混合物料进行分离；

第二分离罐，其与所述第一分离罐相连，用以对第一分离罐输出的下层物料进行二次分离；

后反应器，其分别与所述乙烯储罐和所述与第二分离罐相连，用以分别接收乙烯储罐输送的乙烯气体和第二分离罐输出的混合物料，并使混合物料与乙烯气体混合以进行聚合反应；

第三分离罐，其与所述后反应器相连，用以对所述后反应器输出的物料进行分离；

吹扫器，其分别与各所述分离罐相连，用以对管道进行吹扫以防止聚乙烯成品堵塞管道；

压缩泵，其分别与所述预反应器、后反应器、第一分离罐和第二分离罐相连，用以将各反应器和各分离罐在运行过程中输出的乙烯气体输送至所述乙烯储罐；

换热器，其设置在所述压缩泵出口处，用以对压缩泵输出的乙烯气体进行换热；

智能控制单元，其包括分别设置在指定设备上的传感器、控制器以及设置在系统外并分别与各传感器和控制器相连的云处理器，传感器将采集的电信号传输给云处理器，云处理器根据传感器传回的反应参数在云数据库进行筛选对比，筛选出最佳控制办法后对控制器发出相对应的命令，用以实现最优控制功能。

2.根据权利要求1所述的基于本体法制备聚乙烯的智能强化系统，其特征在于，所述微界面发生器包括第一微界面发生器和第二微界面发生器，其中：

第一微界面发生器设置在所述预反应器内部底端，用以将乙烯气体破碎成微米级气泡并将微米级气泡输出至预反应器内；

第二微界面发生器设置在所述后反应器内部底端，用以将乙烯气体破碎成微米级气泡并将微米级气泡输出至后反应器内。

3.根据权利要求1所述的基于本体法制备聚乙烯的智能强化系统，其特征在于，所述乙烯储罐出料口设有分流管道，所述微界面发生器分别与各支路末端相连，用以将乙烯气体破碎成微米级气泡。

4.根据权利要求1所述的基于本体法制备聚乙烯的智能强化系统，其特征在于，所述预反应器侧壁设有进料管道，用以输送调节反应速率的液相引发剂和降低体系黏度的液相添加剂，预反应器内设有第一传感器，用以检测预反应器内的反应温度和反应压力。

5.根据权利要求4所述的基于本体法制备聚乙烯的智能强化系统，其特征在于，所述添加剂包括增塑剂、抗氧剂、内润滑剂和紫外线吸收剂中的一种或多种混合溶剂。

6.根据权利要求1所述的基于本体法制备聚乙烯的智能强化系统，其特征在于，所述后反应器内设有第二传感器，用以检测后反应器内的反应温度和反应压力。

7.根据权利要求1所述的基于本体法制备聚乙烯的智能强化系统，其特征在于，所述第一分离罐顶部设有回流管，用以将分离后的上层乙烯回流至所述乙烯储罐，第一分离罐底部设有分流管，分流管两端分别与所述第二分离罐和吹扫器相连，用以将第一分离罐分离后的下层物料分别输送至第二分离罐和吹扫器。

8.根据权利要求1所述的基于本体法制备聚乙烯的智能强化系统，其特征在于，所述压缩泵上设有压缩控制器，用以通过调节压缩泵功率以控制系统内的压力。

9.根据权利要求1所述的基于本体法制备聚乙烯的智能强化系统，其特征在于，所述换热器上设有换热控制器，用以通过调节换热介质温度以控制系统内的温度。

10.一种基于本体法制备聚乙烯的智能强化工艺，其特征在于，包括：

步骤1：将乙烯和氢气分别通入乙烯储罐，并将引发剂和添加剂输送至预反应器，输送完成后，开始运行系统；

步骤2：系统运行后，乙烯储罐将乙烯气体分别输送至各微界面发生器，各微界面发生器会分别对乙烯气体进行破碎形成微米级气泡，并在破碎后将微米级气泡分别输出至预反应器和后反应器；

步骤3：微米级气泡在预反应器内与引发剂和添加剂混合形成气液乳化物，对预反应器加热，使气液乳化物中的乙烯发生预聚合反应，生成含有聚乙烯的混合物料，反应完成后压缩泵通过预反应器顶部的回流管将未聚合的乙烯气体输送回乙烯储罐以进行重复使用，在反应时，第一传感器会实时检测预应器内的反应温度和反应压力并将测得的数据输送至所述运处理器；

步骤4：预聚合反应完成后，预反应器将混合物料输出至第一分离罐，第一分离罐对物料进行分离，将物料中的乙烯气体抽离，并通过回流管输送回乙烯储罐进行重复使用，并在分离后将混合物料输出；

步骤5：混合物料在输送过程中经过分流管，分流管对物料进行分离，将聚乙烯输送至吹扫器，将混合物料输送至第二分离罐；

步骤6：第二分离罐对混合物料进行分离，将底层的聚乙烯输送至吹扫器，将上层的混合物料输送至后反应器；

步骤7：后反应器分别接收微米级气泡和混合物料，微米级气泡与混合物料充分混合，形成气液乳化物，在反应时，第二传感器会实时检测第后反应器内的反应温度和反应压力并将测得的数据输送至云处理器；

步骤8：使气液乳化物中的乙烯发生预聚合反应，生成含有聚乙烯的混合物料，反应完成后，后反应器通过底部出料管将混合物料输出至第三分离罐，压缩泵通过后反应器顶部的回流管将未聚合的乙烯气体输送回乙烯储罐以进行重复使用；

步骤9：第三分离罐对所述后反应器输出的混合物料进行分离，将上层的乙烯气体回流至乙烯储罐，将下层的聚乙烯输送至吹扫器；

步骤10：吹扫器在输送聚乙烯过程中对管道进行吹扫以防止聚乙烯堵塞管道；

步骤11：系统运行过程中，云处理器会接收各所述传感器输送的检测数据，当至少一个数据超出预设范围时，云处理器会在云数据库中搜寻和筛选最佳解决放案，并根据最佳方案对压缩控制器和换热控制器中的一个或多个控制器发送控制信号，接收到控制信号的控制器会对对应的设备进行调节从而实现系统中指定工艺参数的控制。