[发明专利]用于气相聚合的装置和方法

说明书

用于进行催化气相烯烃聚合的装置，该装置包括用于使生长的聚合物颗粒在快速流化或运输条件下向上流动的第一聚合区、用于使生长的聚合物颗粒向下流动的第二聚合区以及气/固分离区；其中第二聚合区具有连接到分离区的上部和连接到该上部的下部；其中分离区的高度H01与分离区的直径D01的比率为2.5‑4.5；以及在该装置中进行催化气相烯烃聚合的方法。

技术领域

本发明提供了一种具有至少两个互连的聚合区的用于进行催化气相烯烃聚合的装置，并且还提供了一种用于在该装置中进行催化气相烯烃聚合的方法。

背景技术

聚烯烃是目前制造和使用的最大类的合成聚合物。它们的成功主要是由于生产成本低、重量轻以及高耐化学性。通过使用共聚、共混和添加剂来制造从弹性体到热塑性塑料再到高强度纤维的产品，可以实现广泛的机械性能。尽管这些自二十世纪三十年代以来就已经成熟，但是改进这些材料的生产工艺和性能仍然是正在进行的研究的主题。

目前，广泛使用的聚烯烃生产技术是气相聚合，特别是流化床气相方法，其中聚合物被限制在垂直的圆柱形区域中。通常，离开反应器的反应气体被压缩机吸收、冷却并与补充单体和适量的氢气一起通过分配器送回床的底部。固体夹带到气体中受到反应器上部的适当尺寸的限制，其中气体速度降低。设定循环气体的流速以确保速度在高于最小流化速度和低于“运输速度”的适当范围内。通过冷却循环气体除去反应热，并且可以将催化剂组分连续供给到聚合容器中。聚合物的组成可以由气相的组成来控制。然而，流化床方法的局限在于难以控制所得聚合物的分子量分布，特别是当涉及拓宽的分子量分布时，或者难以获得具有不同共聚单体组成的共聚物。由于分子量分布的广度和共聚单体分布对聚合物的流变行为，以及之后熔体的可加工性和产品的最终机械性能都有影响，因此能够根据需要调整所制备的聚合物的结构将是有吸引力的。因此，研究和工业的一个主要焦点是能够影响聚烯烃组成的策略。

WO 97/04015提出了一种α-烯烃CH₂＝CHR(R为氢或具有1-12个碳原子的烃基)的气相聚合方法，该方法在第一和第二互连的聚合区中进行，在反应条件下，在催化剂存在下将一种或多种所述α-烯烃供给到聚合区中，并从中排出聚合物产物，其中生长的聚合物颗粒在快速流化条件下流过所述第一聚合区，离开所述第一聚合区并进入所述第二聚合区，聚合物颗粒在重力作用下以致密化形式流过第二聚合区，离开所述第二聚合区并至少部分地重新引入到所述第一聚合区中，从而在两个聚合区之间建立聚合物循环。

基于WO 97/04015中描述的技术，WO 00/02929进一步提出了一种方法，其中提供了能够完全或部分地防止上升管(即第一聚合区)中存在的气体混合物进入下降管(即第二聚合区)的装置，并将组成不同于上升管中存在的气体混合物的气体和/或液体混合物引入下降管中，以便获得在反应器内制造的具有不同组成的聚合物的共混物。

WO 2012/031986提出了一种具有互连的聚合区的气相聚合反应器，该聚合区包括上升管，聚合物颗粒在快速流化条件或运输条件下通过该上升管向上流动；以及下降管，聚合物颗粒在重力作用下以致密化形式通过该下降管向下流动，所述下降管的底部通过运输段连接到所述上升管的下部区域，所述运输段设计为从下降管下降到上升管的弯曲部；所述反应器还设置有用于在所述运输段的入口处供给载气的管线，以及沿所述运输段的弯曲方向以至少50°的角度从所述运输段的入口处延伸的气体分布格栅。

尽管气相聚合一直在不断发展，但仍需要进一步改进，特别是在控制聚合物的分子量分布方面。

因此，需要提供一种用于气相聚合的装置，以允许生产满足目前苛刻的加工和产品需求的定制的聚合物结构。

发明内容

本发明提供了一种用于进行催化气相烯烃聚合的装置，其包括：