[发明专利]高压聚乙烯产物的冷却

说明书

本发明的公开内容涉及冷却在高压下制造的聚合物产物混合物的系统和方法。本发明的方法牵涉冷却和随后降低来自反应器的产物混合物的压力。在本发明的系统中，产物冷却器位于高压反应器的下游和高压卸料阀的上游。

相关申请的交叉参考

本申请是中国申请201680051849.9的分案申请。本申请要求2015年9月11日提交的U.S.S.N.62/217,369，和2015年11月23日提交的EP 15195757.8的权益，其公开内容在本文中通过参考全文引入。

发明领域

本发明涉及冷却在高压下制造的聚合物产物的系统与方法。

发明背景

高压聚合反应器广泛用于制造乙烯-基聚合物，且包括典型地在约1220至2000巴(122至200MPa)下操作的高压釜反应器和典型地在约2500至3100巴(250至310MPa)下操作的管式反应器。对于这两类反应器来说，通过结合主压缩机和辅助压缩机，将来自单体供应源的新鲜单体压缩到反应器压力，其中所述主压缩机将单体加压到中等压力，所述第二压缩机将单体与来自中等压力的单体一起加压到最终的反应器压力。这两类反应器生成主要含聚合物和未反应单体的产物混合物。该混合物典型地通过高压卸料阀离开反应器，然后进入分离系统，未反应单体在此与聚合物分离并循环到该工艺中。

可在高压工艺中制造各种乙烯-基聚合物。产乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)可在高压反应器内生且常用于薄膜和其中透明度与光泽重要的其他应用中。在EVA中由乙酸乙烯酯共聚单体衍生的单元的重量百分比典型地从低至1wt％变化到高至40wt％，和其余部分的聚合物是乙烯-衍生的单元。

乙烯-基聚合物的聚合是高度放热的过程。反应起始温度，或者聚合开始时的温度可以是约120℃至约240℃。该工艺的放热性质可导致反应器内约160℃至约360℃的最大温度。因此，在产物混合物离开反应器之后需要冷却产物混合物，以限制聚合物分解并形成高分子量聚合物，以及提高单体回收率并在下游加工中获得良好的粒料切割物。

在现有技术中，通过将冷乙烯注入到来自反应器的产物混合物流体中，实现这一冷却。当产物混合物进入到分离系统内时，这会冷却产物混合物，从而促进产物相分离成富含聚合物的液相和富含单体的气体。然而，在可以注入冷乙烯之前，它必须要压缩到能实施这种注入的相对高压下。为了实现这一目的，将从主压缩机供应至辅助压缩机的组成乙烯流体中转移出(divert out of)所要求的冰冷的压缩乙烯流体。典型地，设定主压缩机的排放压力到至少等于辅助压缩机的抽吸压力的水平。这单独对主压缩机产生显著大的要求。然而，当转移来自主压缩机的乙烯以骤冷产物混合物时，必须设定主压缩机的排放压力到显著高于辅助压缩机抽吸压力的水平。这一设计显著增加主压缩机的能量和容量要求，并进而显著增加该工艺的成本与复杂度。

还通过在高压卸料阀下游和产物分离系统上游的产物冷却器实现这一冷却。然而，在常规的高压工艺中的EVA生产中，在产物冷却器位于高压卸料阀下游的情况下，已观察到聚合物内增加的凝胶水平和反应器系统增加的结垢倾向。当EVA产物包括适中或较高水平，例如等于或高于约6wt％的水平由乙酸乙烯酯共聚单体衍生的单元时，这尤其会如此。背景参考文献包括US 2007/032614，WO 2012/117039，和WO 2015/166297。

因此，需要冷却在高压工艺中冷却乙烯-基聚合物产物混合物的改进系统与方法。特别地，需要冷却在高压下制备的EVA产物混合物的改进系统与方法，尤其是能够在产物中最小化凝胶和在反应器系统内减少结垢的方法。

发明概述

本发明涉及生产乙烯-基聚合物的方法，该方法包括压缩乙烯单体到至少122MPa的压力，在反应器内使压缩的乙烯单体与催化剂接触，形成含乙烯-基聚合物的产物混合物，和冷却该产物混合物，和随后降低该产物混合物的压力。