[发明专利]在多阶段聚合工艺中聚合乙烯的方法

说明书

本发明涉及一种在多阶段工艺中聚合乙烯或者共聚乙烯和至少一种α‑烯烃共聚单体的方法，所述聚合或者共聚在负载聚合催化剂的存在下进行，在多阶段工艺中，最后聚合阶段为气相反应器；所述方法用于降低最后聚合阶段中的颗粒夹带的应用；以及具有特定中值粒径的负载聚合催化剂用于在所述多阶段工艺中聚合乙烯均聚物或共聚物的应用，可由催化剂的中值粒径预测催化剂的粒径分布跨度。

技术领域

本发明涉及一种在多阶段工艺中聚合乙烯或者共聚乙烯和至少一种α-烯烃共聚单体的方法，所述聚合或者共聚在负载聚合催化剂(supported polymerizationcatalyst)的存在下进行，在多阶段工艺中，最后聚合阶段为气相反应器；所述方法用于降低最后聚合阶段中的颗粒夹带(particle carry-over)的应用；以及具有特定中值粒径的负载聚合催化剂用于在所述多阶段工艺中聚合乙烯均聚物或共聚物的应用，可由催化剂的中值粒径预测催化剂的粒径分布跨度。

背景技术

多峰(Multimodal)聚乙烯树脂通常在多阶段聚合工艺中进行聚合，其中多峰聚乙烯树脂的不同部分在多个聚合反应器中在不同的聚合条件下聚合，所述多个聚合反应器串联连接。

合适地，具有高的重均分子量的聚乙烯部分在气相反应器中聚合。

在一些多阶段聚合工艺例如工艺中，气相反应器被设置在最后聚合阶段中以聚合多峰乙烯均聚物或共聚物。在工艺中，在一个或多个聚合阶段中的浆相(slurry phase)的聚合在亚临界或超临界丙烷中进行，接着为闪蒸步骤，然后在气相反应器中进行最后一个聚合阶段。根据该工艺，可以大大扩展产品组合(product portfolio)，同时可以提高在分子量分布和粒径分布方面的产品均一性。

聚烯烃工业中通常使用的气相反应器通常为鼓泡流化床。在该流化床中，气体和固体以明确指定/定义的流体力学方式接触。

在常规流化床反应器中，气体通过分布板进入反应器。催化剂颗粒的流化床产生并保持在反应区中，由于聚合反应，聚合物进一步在颗粒上形成。在流化床反应器(1)的顶部，聚合物颗粒在分离区(也称为自由空域(freeboard region))与气体分离。

一种不同的流化床反应器涉及所谓的“双锥反应器设计(double cone reactordesign)”，其例如在EP2495037，EP2495038，EP2913346，EP2913345，EP2890490，EP3103818中已经提出。双锥反应器具有大致锥形的底部区域、大致圆筒形的中部区域和大致锥形的顶部区域。流化气体被引入底部区域。催化剂颗粒的流化床开始在底部区域内形成。气体继续向上穿过中部区域，中部区域中的气体速度恒定并且床完全形成。最后，气体抵达顶部区域，并在此处流化气体和挟带的固体一起被抽出。

这种反应器的性能和操作性很大程度上取决于流化材料的形态和粒径相关特征。更具体地，流化材料颗粒的粒径分布越宽，在反应器中引起偏析(segregation)现象的风险越高。此外，小粒径颗粒(即，粒径小于200μm的颗粒)的比例越大，固体夹带(挟带)的趋势越高，这进而导致了热交换机和压缩机管线的结垢。除了实际操作性问题外，具有宽粒径分布的颗粒还会降低床内的混合质量，干扰流化并产生更多的反应器死区(即，气体-固体混合不良的区域)。

在烯烃聚合工艺中有助于产生具有宽粒径分布的颗粒物质的因素/参数/特征/描述符(descriptor)可分为两类：i)工艺相关和ii)催化剂相关。前者与在聚合物颗粒停留在环路反应器以及闪蒸分离器之中时作用在聚合物颗粒上的机械力有关，该闪蒸分离器置于环路反应器之后和气相反应器之前。后者涉及催化剂破碎行为以及原始的催化剂粒径分布特征。由于停留时间分布效应，催化剂的粒径分布越宽，最终聚合物颗粒分布也越宽。因此，建立一个关于催化剂粒径特征(即，中值粒径，粒径分布跨度)的窗口是非常重要的，其对于在工艺中运行反应器是可接受的，从而降低了产生操作性挑战的风险。