[發明專利]使用從聚合反應回收的熱量來產生蒸汽的方法

有效

• 申請號: 201080038778.1
• 申請日: 2010-07-01
• 公開（公告）號: CN102548653A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: P.范格拉姆貝曾;M.阿伯亞希
• 申請（專利權）人: 道達爾石油化學產品研究弗呂公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;C08F10/00;F22B1/16;F22B1/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 宋莉

技術領域

本發明涉及使用從聚合反應回收的熱量來產生蒸汽的方法。本發明還涉及對聚合反應進行冷卻的方法。

背景技術

聚烯烴(如聚乙烯和聚丙烯)可通過顆粒形式聚合(例如淤漿聚合或氣相聚合)制備。

乙烯的聚合反應是高度放熱的，每生成1噸聚乙烯，其釋放約945kWh。此外，聚乙烯的制造單元是主要的能量消耗者。來自該工業的大量熱量被排放到大氣中，這不僅導致能量損失而且增加了空氣污染。

聚烯烴制造工藝中的其它設備和操作消耗能量。聚烯烴工廠內顯著的電力消耗者例如可包括：使聚合反應器(例如環流淤漿反應器)中的液體反應混合物循環的泵；使冷卻介質(例如經處理的水)循環通過聚合反應器夾套的泵；對再循環的稀釋劑(和/或單體)加壓并使其返回至聚合反應器的壓縮機；用于輸送絨毛和粒料的鼓風機；以及將聚烯烴絨毛轉變為聚烯烴粒料的擠出機。典型聚烯烴工廠中的重要的蒸汽用戶可包括：對聚合反應器流出物中的液體進行閃蒸的加熱器；以及對回收的稀釋劑和/或單體進行處理的分餾塔。具體地說，每生成1噸聚乙烯，對蒸汽的需求為約300kWh。燃料氣體的相對大的消耗者可包括：聚合催化劑的活化過程(其可能利用高的熱量)；以及維持工廠火炬頭(flare?header)中(在向火炬的進料中)的足夠可燃物含量的操作。通常，需要大量能量以將單體和共聚單體聚合為聚烯烴絨毛、對來自反應器的再循環流出物進行處理、以及將聚烯烴絨毛轉變為粒料。

因此，聚烯烴的生產是消耗電力、蒸汽、燃料氣體等的能量密集型過程。這樣的能量消耗通常對聚烯烴的生產以及出售給消費者的聚烯烴下游產品貢獻了相當大的成本。

WO2009010514描述了用于對聚合過程中的能量消耗進行能量最優化的方法以及聚合單元。在WO2009010514中，所采用的性能系數為所產生的熱量與所消耗的電能之比，其描述于實施例中。從冷卻水回收的所有能量均在更高的溫度下重新使用，但是，以加入大量機械能/電能作為代價。在WO2009010514中，需要非常耗能的氣體壓縮機。

因此，對于聚烯烴生產過程的能量效率的改善仍然存在需要。因此，本發明的目的之一是對現有技術的至少一個缺點進行克服或改進、或者提供有用的備選方案。

發明內容

本發明涉及使用從用于生產聚烯烴的聚合反應回收的熱量來產生蒸汽的方法，包括以下步驟：使所述聚合反應與冷卻流體熱接觸，使得該冷卻流體從所述反應移出熱量；使至少部分所述冷卻流體與至少一個吸收循環熱接觸，從而將熱量從冷卻流體轉移至所述循環；利用所述吸收循環以由冷凝物產生蒸汽，其中，該冷卻流體用作用于對所述至少一個吸收循環中所含的至少一個蒸發器和至少一個發生器(generator)進行加熱的熱源。冷凝物優選為從聚合單元回收的蒸汽冷凝物(可現場得到的蒸汽冷凝物)。優選地，冷凝物為來自用于聚合單元中的蒸汽的回收冷凝物。然后，所產生的蒸汽可用于對聚合反應器流出物中的液體進行閃蒸的加熱器以及對回收的稀釋劑和/或單體進行處理的分餾塔。

具體地說，本發明提供了使用從用于生產聚烯烴的聚合反應回收的熱量來產生蒸汽的方法，包括以下步驟：

(a)使所述聚合反應與冷卻流體熱接觸，使得該冷卻流體從所述反應移出熱量，

(b)使至少部分所述冷卻流體與至少一個利用吸收質(absorbate)和吸收劑溶液的吸收循環熱接觸，從而將熱量從該冷卻流體轉移至所述吸收循環，利用所述吸收循環以由冷凝物產生蒸汽，其中，所述吸收循環包括

i)利用來自所述冷卻流體的熱量使冷凝的吸收質氣化，從而產生吸收質蒸氣，

ii)使該吸收質蒸氣暴露于該吸收劑溶液，使得吸收質蒸氣被該吸收劑溶液吸收，從而稀釋所述吸收劑溶液并產生經稀釋的吸收劑溶液(在本文中，也可互換地稱為“經稀釋的吸收溶液”或“吸收質-吸收劑溶液”或“稀釋溶液”或“稀(weak)吸收溶液”、“稀的吸收劑溶液”或“稀溶液”)，

iii)從所述經稀釋的吸收劑溶液移出至少部分熱量，并且，利用所述移出的熱量以由與所述吸收循環熱連接的冷凝物產生蒸汽，

iv)利用來自該冷卻流體的熱量，將該經稀釋的吸收劑溶液加熱至足以使該吸收質氣化的溫度以產生吸收質蒸氣和濃吸收劑溶液(在本文中，也可互換地稱為“濃溶液”或“吸收劑溶液”或“濃吸收溶液”)；使該吸收劑溶液返回，以用于該吸收步驟(ii)，和

v)使該吸收質蒸氣冷凝以形成冷凝的吸收質，并且，使該冷凝的吸收質返回，以在步驟(i)中進行氣化。