[发明专利]气相聚合装置中控制气体流量的方法及该气相聚合装置

说明书

本发明涉及气相聚合装置中控制气体流量的方法，它是在利用鼓风机，通过流化床反应器底部的分散格栅将单体气体吹入流化床反应器制备聚合物时设法控制单体气体的流量，同时向流化床反应器输入固体聚合反应催化剂，在流化床反应器中形成流化床，这样气相聚合反应就能够在流化床中进行。

此外，本发明还涉及一种气相聚合装置，该装置采用了上述控制气体流量的方法。

制备聚烯烃时一般采用气相聚合的方法，即在以钛为主体的固体催化剂存在下，使烯烃单体进行气相聚合，例如，从乙烯制备聚乙烯。

例如，从图6可看出，该气相聚合方法中，通过供料管道112将固体催化剂A输入流化床反应器110。

同时，通过进气管道113，在流化床反应器110底部导入的烯烃气体流过气体分散格栅111，该分散格栅111是一块具有穿透孔的板，位于流化床反应器110的底部附近用以维持流化床(反应系统)114的流动状态。聚合反应就在流化床114中进行。由流化床114进行的聚合反应形成的聚合物颗粒通过管道115从流化床反应器110连续地排出。经过流化床反应器110的流化床114但未反应的烯烃气体则在位于流化床反应器110上部的减速区域116减慢流量，然后通过位于流化床反应器110上部的气体出口110A从流化床反应器110中流出，进入循环管道117，再次流入流化床反应器110的流化床114中。此时，未反应的烯烃气体通过循环管道117上的热交换器(冷却器)被冷却，再通过循环管道117(与供气管道120相连)流入鼓风机118，利用该鼓风机烯烃气体被连续地导入流化床反应器110。

通过进气管道113的必须是至少给定流量的烯烃气体进入流化床反应器110，以便维持流化床114的流动状态。但是，如果烯烃气体的流量过大，则聚合物粉末会通过减速区域116而流出，其结果是堵塞了热交换器、鼓风机和分散格栅等，从而阻碍系统的运行。

因此，一般是在循环管道117上设置一流量计121来测量烯烃气体流入流化床反应器110的流量，控制流量的方法是根据需要用包括马达或反向马达的流体偶联器来改变鼓风机118叶轮的转速，或根据需要在鼓风机118的入口处设置吸入叶片，如入口导流叶片(IGV)来改变鼓风机118叶轮的性能，或通过开关阀门来控制。

上述流量计121可使用孔板式流量计。使用这种流量计时，循环管道117中须是一根较大的直管(例如，管子的直径为900Φ，则长为9m)，这样就扩大了装置。而且，使用孔板式流量计时，可能会增加压力的损失，从循环管道117流来的气体中混有的聚合物粉末还有可能堵住流量计，这样就会影响测量的准确性。此外，被测量的流量是循环管道内的流量，而没有测量鼓风机118出来的气体流量，这样就有可能无法正确控制流化床反应器内的烯烃气体流量，使流化床反应器内的反应不能稳定进行。流量计除了以上提到的孔板式流量计之外，还有超声波流量计、涡流式流量计、热流量计。这些流量计固然能够改善孔板式流量计的缺陷，但目前在工业上还没有成功使用的先例。

本发明充分考虑了上述已知技术，提供了一种气相聚合装置中控制气体流量的方法，本方法不仅能够在聚合反应时对应于流化床反应器中的气体状态，对流入流化床反应器的单体气体流量进行控制，还能够以良好的响应特性实现对流量的控制，且压力损失很小。此外，本方法不需要大而直的管子就可控制流量。

本发明还提供了采用上述气体流量控制方法的气相聚合装置。

为了解决上述问题，本发明在气相聚合装置中采用了一种对利用鼓风机，通过流化床反应器底部的分散格栅导入流化床反应器中的具有规定密度的单体气体流量进行控制的方法，同时向流化床反应器输入固体聚合反应催化剂，在流化床反应器中形成流化床，这样气相聚合反应就能够在流化床中进行。该方法包括以下4个步骤：

1．测量鼓风机入口处和出口处的单体气体压力差；

2．由上述测量结果和单体气体的密度算出参数H；

3．根据鼓风机的特征曲线，由参数H算出为获得所需气体流量Q的鼓风机叶轮转速；

4．根据算出的转速对鼓风机叶轮进行控制以获得对单体气体的流量的控制。

较好的是给鼓风机的叶轮配上具有一预定结构的叶片，由叶片的结构来决定鼓风机的特征曲线，该曲线表示在叶轮每一转速条件下参数H和气体流量Q的关系。

或者，上述气体流量控制方法也由以下4个步骤组成：

1．测量鼓风机入口处和出口处的单体气体压力差；

2．在上述测量结果和单体气体的密度算出参数H；