[发明专利]一种用于乙烯聚合的管式反应器

说明书

本发明公开了一种用于乙烯聚合的管式反应器。本发明通过选择性地改变管式反应器的管径，提高乙烯‑聚乙烯溶液的流速，有效避免高分子量聚乙烯在反应器壁面的沉积结垢，提高管式反应器的移热能力，从而提高乙烯的单程转化率。本发明可有效缓解管式反应器中聚合物易粘壁结垢的问题，提高管式反应器的生产能力，具有良好的经济效益。

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种低密度聚乙烯管式法工艺生产过程中的管式反应器。

背景技术

本领域已知，高压管式法聚乙烯工艺具有单程转化率高，单体消耗低，生产周期长，生产能力大，设备形式简单可靠等优点，在国内外高压自由基乙烯均聚和共聚过程中应用十分广泛。

管式反应器是高压管式法聚乙烯工艺的核心设备，管式反应器的移热能力直接影响管式反应器的生产负荷和乙烯的单程转化率。众所共知的，聚合物粘壁是影响管式反应器移热能力和生产负荷的最重要的因素，如何减少管式反应器内壁面上聚合物的粘附长期困扰低密度聚乙烯的生产企业。本领域已知的减少聚合物粘壁结垢的方法包括提高管式反应器入口流量，升高夹套中冷却介质的温度，周期性调控反应器出料阀开度等。提高管式反应器入口的流量可以提高管式反应器全局的流体流速，加强流体对反应器内壁面的冲刷，但是该方法会导致反应器压降显著增大，进而增大了二次压缩机的负荷，导致装置的经济性变差。升高夹套中冷却介质的温度时，管式反应器的移热能力减小，导致反应器的平均生产负荷降低，同样会导致装置的经济性变差。周期性调控反应器出料阀开度在一定程度上增大的流体对反应器内壁面的冲刷，但是效果有限。

现已发现，在低温反应区和低温出料区传热系数显著减小，表明低温反应区和低温出料区均容易出现聚合物粘壁问题。因此，本发明提出一种新型的高压聚乙烯管式反应器，通过选择性地改变管式反应器内径，减少聚合物在管式反应器壁面的粘附，从而保障聚合反应器的长周期高负荷运行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种乙烯聚合的管式反应器。

本发明方案包括:

一种用于乙烯聚合的管式反应器，所述管式反应器由若干反应管段串联构成；组成管式反应器的所有反应管段至少具有两种不同的内径；反应管段外部设有换热套管；管式反应器设置至少2个引发剂进料口，至少1个反应物进料口和1个聚合物出料口；每个换热套管至少包括1个冷却介质进口和至少1个冷却介质出口。

作为本发明优选方案，所述引发剂进料位置将所述管式反应器划分成多个反应区，所述的反应区为相邻2个引发剂进料口之间的部分，以及聚合物出料口和距离聚合物出料口最近的引发剂进料口之间的部分；

根据管内物料流动方向，所述的反应区的前5％～20％管程为低温进料区，所述的反应区的后10％～20％管程为低温出料区。

作为本发明优选方案，所述管式反应器沿物料走向的第一反应区中内径最大的反应管段的内径与所述管式反应器的第一反应区中低温进料区的反应管段的内径之比为1:0.95～1:0.7。

作为本发明优选方案，所述管式反应器由N≥2个反应区组成，当第n反应区设置乙烯进料口时，所述第n反应区中内径最大的反应管段的内径与所述第n反应区低温进料区反应管段的内径之比为1:0.95～1:0.7，其中n＝2～N。

作为本发明优选方案，所述管式反应器由N≥2个反应区组成，当第n反应区不设置乙烯进料口时，所述第n反应区中内径最大的反应管段的内径与所述第n反应区的所述低温进料区的反应管段的内径之比为1:0.95～1:0.8，其中n＝2～N。

作为本发明优选方案，所述管式反应器由N≥2个反应区组成，所述第n反应区中内径最大的反应管段的内径与同一反应区中低温出料区的反应管段的内径之比为1:0.95～1:0.8，其中n＝1～N。