[發(fā)明專(zhuān)利]噴動(dòng)流化床反應(yīng)器及其聚合物制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310065490.9
• 申請(qǐng)日: 2013-03-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103285785A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王靖岱;周業(yè)豐;黃正梁;顧玉彬;陽(yáng)永榮;廖祖維;蔣斌波;訾燦;楊勇;柳鶯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J8/24
• 分類(lèi)號(hào): B01J8/24
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種噴動(dòng)流化床反應(yīng)器及其聚合物制備方法。

背景技術(shù)

工業(yè)上生產(chǎn)聚烯烴的方法主要有淤漿聚合、溶液聚合和氣相聚合方法。其中，氣相法工藝?yán)昧骰病⑴P式攪拌釜、立式攪拌床等反應(yīng)器形式進(jìn)行生產(chǎn)，具有流程簡(jiǎn)單、生產(chǎn)靈活性強(qiáng)、耗能低和安全性高等優(yōu)點(diǎn)，因而成為聚烯烴生產(chǎn)工藝中的主流。而流化床反應(yīng)器工藝是氣相法中應(yīng)用最為普遍工藝。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，烯烴聚合流化床反應(yīng)器中出現(xiàn)了冷凝態(tài)操作技術(shù)，受到業(yè)界廣泛的關(guān)注。冷凝態(tài)操作通過(guò)向流化床反應(yīng)器引入冷凝液，加強(qiáng)反應(yīng)器內(nèi)的移熱能力，從而實(shí)現(xiàn)大幅度提高反應(yīng)器時(shí)空收率的效果。

隨著聚烯烴工業(yè)的不斷發(fā)展，如今通用的聚烯烴產(chǎn)品的產(chǎn)量已經(jīng)能夠滿(mǎn)足人們?nèi)粘Ｉ钚枰示巯N工業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)已不再停留在產(chǎn)品的產(chǎn)量上，而是如何提高聚合物產(chǎn)品的性能。為了改進(jìn)聚合物產(chǎn)品的性能，人們也一直在研究和開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的工藝技術(shù)。在現(xiàn)有的烯烴聚合反應(yīng)器及其工藝中，典型的方法是采用了雙串聯(lián)和多串聯(lián)反應(yīng)器技術(shù)，使烯烴聚合形成的聚合物呈現(xiàn)雙/寬峰的分子量分布特征。即在不同的反應(yīng)環(huán)境（包括反應(yīng)溫度、氣氛、催化劑和聚合方法）下，烯烴聚合形成分子量大小不同的聚合物，從而使分子量分布變寬。例如，國(guó)際公開(kāi)專(zhuān)利WO2009/076733A1公布了在兩個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)器中進(jìn)行烯烴聚合反應(yīng)的方法，其中一個(gè)反應(yīng)器在較高的溫度下操作，形成較低分子量的聚合物；而第二個(gè)反應(yīng)器在較低的溫度下操作，形成較高分子量的聚合物。然而，這種多反應(yīng)器串、并聯(lián)來(lái)制備雙/寬峰聚合物產(chǎn)品的方法存在工藝復(fù)雜、設(shè)備投資高、操作難度大、并且生產(chǎn)連續(xù)性和穩(wěn)定性較差等缺點(diǎn)。因此，如何開(kāi)發(fā)單反應(yīng)器技術(shù)來(lái)生產(chǎn)雙/寬分子量分布的聚合物，是目前聚烯烴領(lǐng)域的研究難點(diǎn)和熱點(diǎn)。

中國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利CN20111290787.6公布了一種多溫區(qū)流化床聚合工藝，通過(guò)在單個(gè)流化床反應(yīng)器中有效地分配液體將反應(yīng)器分為較低溫度和較高溫度的兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域，進(jìn)而控制兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域之間的溫度差異，以生產(chǎn)分子量分布較寬的聚合物。但是在多溫區(qū)流化床聚合工藝中，較低溫度區(qū)域內(nèi)液體含量相比冷凝態(tài)工藝中液體含量更大，顆粒間易形成液體架橋，顆粒間的粘性力會(huì)增強(qiáng)，從而加劇結(jié)塊的形成，而這些結(jié)塊若不及時(shí)被破碎，將進(jìn)一步破壞床層的流化質(zhì)量，出現(xiàn)去流態(tài)化現(xiàn)象、床層塌落甚至導(dǎo)致反應(yīng)器停車(chē)。如果能夠?qū)Y(jié)塊現(xiàn)象進(jìn)行有效地調(diào)控和防止，將對(duì)多溫區(qū)流化床及工藝的安全和穩(wěn)定生產(chǎn)起到至關(guān)重要的作用。

噴動(dòng)流化床作為反應(yīng)器，除了具有噴動(dòng)床的操作壓降低、氣固接觸效率高、適合處理粒徑較大顆粒、粘性較強(qiáng)物料等優(yōu)點(diǎn)外，還具有以下特點(diǎn)：

1.?通過(guò)設(shè)置輔助氣流，可以加強(qiáng)床層內(nèi)顆粒的循環(huán)和混合速率，改善軸向和徑向的顆粒運(yùn)動(dòng)。

2.?相比噴動(dòng)床和流化床反應(yīng)器，噴動(dòng)流化床使顆粒流化所需的氣體量要更小一些。有文獻(xiàn)報(bào)道，用噴動(dòng)流化床流化平均直徑為1.08mm的沙粒，可以省36%的氣體流量。

3.?噴動(dòng)流化床流量的操作范圍較寬，寬的操作范圍能減少結(jié)塊、節(jié)涌等現(xiàn)象，特別是對(duì)反應(yīng)過(guò)程中粒徑和密度持續(xù)變化的顆粒。

對(duì)于烯烴聚合反應(yīng)來(lái)說(shuō)，催化劑加入反應(yīng)器后增長(zhǎng)到較大的尺寸，這個(gè)過(guò)程粒徑增長(zhǎng)是很明顯的。同時(shí)在液體存在的工藝中，顆粒之間液體形成架橋，粘性力顯著增加，導(dǎo)致顆粒粘結(jié)形成結(jié)塊或聚團(tuán)，顆粒在此過(guò)程進(jìn)一步增長(zhǎng)。此外，針對(duì)液體存在時(shí)易團(tuán)聚結(jié)塊的現(xiàn)象，不僅能夠通過(guò)噴動(dòng)流化床噴動(dòng)區(qū)流股的強(qiáng)大剪切力進(jìn)行破碎，也可采用環(huán)隙區(qū)中輔助氣體流股來(lái)控制和消除。例如，當(dāng)反應(yīng)器床層環(huán)隙區(qū)結(jié)塊現(xiàn)象明顯的情況下，通過(guò)提高輔助氣體的流量，加劇氣流對(duì)顆粒結(jié)塊的沖擊作用，達(dá)到破碎結(jié)塊的作用。綜上所述，噴動(dòng)流化床反應(yīng)器適用于烯烴聚合生產(chǎn)，特別是冷凝態(tài)及類(lèi)似持液操作的烯烴聚合技術(shù)，通過(guò)改變噴動(dòng)流化床的噴動(dòng)流股和輔助流股的流量，可以調(diào)控和消除持液操作過(guò)程中產(chǎn)生的結(jié)塊、聚團(tuán)。

發(fā)明內(nèi)容

???本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種噴動(dòng)流化床反應(yīng)器及其聚合物制備方法。

噴動(dòng)流化床反應(yīng)器包括封閉外殼、出料管線、催化劑進(jìn)料口、擴(kuò)大段、錐形擋板、氣體出口、第一管線、旋風(fēng)分離器、壓縮機(jī)、換熱器、氣液分離器、第二管線、液體噴射器、分流器、第三管線、第四管線、直筒段、第一閥門(mén)、第二閥門(mén)、縮徑段、輔助流化氣入口、噴動(dòng)流化氣入口、第一反應(yīng)區(qū)域、第二反應(yīng)區(qū)域；