[發明專利]漿料相聚合法

有效

• 申請號: 200580040646.1
• 申請日: 2005-11-22
• 公開（公告）號: CN101072799A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: S·K·李;D·馬里薩爾;B·R·沃爾沃思
• 申請（專利權）人: 英尼奧斯制造業比利時有限公司
• 主分類號: C08F10/00
• 分類號: C08F10/00;C08F210/16;B01J19/18;B01J19/24;C08F2/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 呂彩霞;鄒雪梅

本發明涉及在漿料相回路反應器內的烯烴聚合。

烯烴的漿料相聚合是周知的，在其中，烯烴單體和任選的共聚單體在有催化劑存在的稀釋劑內發生聚合，固體聚合物產物懸浮在稀釋劑內并被輸送。

本發明具體地涉及在回路反應器內的聚合，其中漿料在反應器內一般靠泵或攪拌器而循環。全液回路反應器是本領域特別熟知的，且已描述在，例如，U.S.No.3,152,872、3,242,150和4,613,484中。

聚合一般在50～125℃溫度范圍內和1～100巴壓力范圍內進行。所用的催化劑可以是烯烴聚合中常用的任何催化劑，如氧化鉻、齊格勒-那塔或茂金屬型催化劑。包含聚合物、稀釋劑、以及在多數情況下催化劑、烯烴單體和共聚單體的產物漿料，可以被間歇或連續地排出，任選地用濃縮設備，如旋液分離器或沉降腿，來盡量減少隨聚合物排出的流體量。

回路反應器具有連續管式結構，包含至少2個，如4個，垂直段和至少2個，如4個，水平段。聚合熱一般利用與至少部分管式反應回路周圍的夾套內的冷卻介質，優選水，的間接熱交換除去。回路反應器的體積可變，但一般在20～120m³范圍內。本發明的回路反應器屬于這類普通型。

數年來工業設備的最大容量已不斷增加。數十年來不斷積累的操作經驗已導致反應回路內漿料和單體濃度逐漸增大的操作，漿料濃度的增加一般已靠提高循環速度來實現，而循環速度的提高則用較高的反應器循環泵壓或多個循環泵來實現，如EP?432555和EP?891990所述。對于一定的反應器體積，固體含量的增加有利于延長反應器駐留時間和降低下游稀釋劑處理和回收要求。但隨漿料濃度的增加，對提高回路中速度和泵壓的要求已導致增加泵的設計尺寸和復雜性以及能耗。這意味著投資和操作成本都提高。

歷史上，一般已用盡量增大反應回路中的循環速度來確保維持反應器截面上良好的熱量、組成和顆粒分布，尤其避免固體沉降、穩流特性或管壁處過大的固體濃度，而不是用減小循環速度的方法來盡量減小聚合回路中的壓降/功率。

不恰當的截面分布會導致結垢增多、傳熱減小以及聚合物產率和均勻性降低。新工業設備的建造和試車非常昂貴，因此新設計尋求避免或盡量減小操作參數的變化，這種變化被認為會增加新單元操作成功的危險性。

按照本發明，要提供包括在連續管式結構回路反應器內，在有聚合催化劑存在的稀釋劑內，聚合烯烴單體，任選地，與烯烴共聚單體一起聚合，以生成包含固體粒狀烯烴聚合物和稀釋劑的漿料的方法，其中至少50％反應器總長的內徑為至少700mm以及反應器內的固體濃度為至少20體積％。

本發明的一個優點在于，在減少反應器比能耗(即生產單位重量聚合物所消耗的能量)的同時又保持一定的反應器駐留時間并避免不可接受的反應器結垢。本發明在要求以高固體含量設計并操作設備時尤其優越，在高固體含量下，先前認為必須使用的高循環速度，現已發現是過高的。

本發明涉及在細長管式密閉回路反應區內連續聚合烯烴，優選α-單烯烴的方法和設備。烯烴被連續地加入并與烴稀釋劑中的催化劑接觸。單體聚合成固體粒狀聚合物懸浮在聚合介質或稀釋劑內的漿料。

在聚乙烯的漿料聚合法中，反應器內的漿料一般將包含粒狀聚合物、烴稀釋劑、(共聚)單體、催化劑、鏈終止劑如氫和其它反應器添加劑。漿料尤其將包含占漿料總重量20～75重量％，優選30～70重量％的粒狀聚合物和占漿料總重量80～25重量％，優選70～30重量％的懸浮介質，這里，懸浮介質是反應器內所有流體組分的總和，將包含稀釋劑、烯烴單體和所有添加劑；稀釋劑可以是惰性稀釋劑，也可以是反應性稀釋劑，尤其液態烯烴單體；當主要稀釋劑是惰性稀釋劑時，烯烴單體一般將占漿料的2～20重量％，優選4～10重量％。

泵送漿料環繞較光滑路徑的環狀回路反應體系的流體速度足以(i)保持聚合物懸浮在漿料內，和(ii)保持合格的截面濃度和固體含量梯度。

現已發現，對于高固體含量，能在把截面漿料濃度分布(如結垢、流動變化和/或傳熱所示)保持在合格操作范圍內的同時把管式反應器的內徑增加到傳統上認為操作可靠的內徑值以上。這一點與本領域技術人員根據傳統工藝條件認為反應器內徑應不大于600mm且一般為約500mm的情況相反。