[發明專利]一種利用多溫度反應區制備烯烴聚合物的方法

有效

• 申請號: 201510043727.2
• 申請日: 2015-01-28
• 公開（公告）號: CN104628904B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 王靖岱;陽永榮;吳文清;黃正梁;韓國棟;蔣斌波;廖祖維;孫婧元;范小強;胡曉波;陳毓明;杜煥軍;王曉飛;胡東芳;時強;柳鶯;陳美;楊炎明;王浩同
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C08F10/00
• 分類號: C08F10/00;C08F210/16;C08F2/01
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司11372
• 代理人: 吳大建,陳偉

技術領域

本發明涉及一種制備烯烴聚合物的方法，具體涉及一種利用多溫度反應區制備烯烴聚合物的方法。

背景技術

眾所周知，烯烴聚合物在各領域中被廣泛應用，它具有的剛性、韌性以及輕質性是許多材料不可代替的。改進和提高烯烴聚合物的性能是科研人員不斷追求的目標。

在傳統的烯烴聚合工藝中，典型方法是采用反應器的串聯來聚合反應生產具有雙/寬峰分子量分布的聚烯烴，該方法可以使產品具有優異的使用性能和加工性能，從而實現產品的高性能化。例如，專利WO2009/076733A1公布了“一種淤漿法制造超高分子量聚乙烯的工藝”，烯烴在第一個反應器的高反應溫度下形成較低分子量的聚合物，而在第二個反應器的低反應溫度下形成較高分子量的聚合物。但是，串聯反應器的工藝不僅過程復雜，設施投資高昂，而且操作難度大，連續穩定性較差。

相對于串聯工藝來講，單一反應器工藝具有過程簡單、投資少和操作難度小的優點。專利WO00/02929A1提出了一種多區循環反應器工藝及裝置，此聚合反應器是由快速流化狀態的提升段和移動床狀態的下降段相互連接而成，且兩個聚合反應區域的反應條件(如氣體組成)有所差異。同時，該反應器兩區域之間存在固體顆粒循環，因此能生產出高、低分子量分布交替層疊的聚合物。但是，該工藝存在如下問題：一方面，處于移動床狀態的下降段傳熱效率不高，不適合反應放熱較大的聚乙烯生產；另一方面，該工藝仍無法很好地解決兩個反應區域內氣體互相干擾的問題。這些不利因素制約此項技術在聚合反應熱較大的乙烯聚合生產過程中的應用。利用單反應器用來合成高性能的聚烯烴產品已經成為現階段聚烯烴工業的研究重點和熱點。

出于這種考慮，本發明的發明人進行了研究，目的是解決相關領域現有技術所暴露出來的問題，期望提供一種利用多溫度反應區的單反應器來制備高性能烯烴聚合物產品的方法。

發明內容

鑒于以上現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種利用多溫度反應區制備烯烴聚合物的方法，該方法實現了利用單反應器來制備高性能烯烴聚合物產品。本發明的方法傳熱效率高，利用本發明的方法所制備的烯烴聚合物具有低密度、寬分布和均勻結晶度等突出優點，可廣泛應用于薄膜材料等各個領域。

本發明的另一目的在于提供一種根據所述方法制備得到的烯烴聚合物。

根據本發明的一個方面，本發明提供了一種利用多溫度反應區制備烯烴聚合物的方法，其包括如下步驟：利用循環介質使得流化床反應器內形成多個溫度不同的烯烴聚合反應區；其中，所述循環介質包括烯烴單體和冷凝劑。

在本發明的方法中，循環介質在包括流化床反應器、管路、熱交換設備、分離設備等在內的整個反應體系中進行物料循環。可以列舉的一個典型的循環介質的循環過程為：先從流體管道向反應體系中輸入精制氮氣，置換反應體系內的空氣，流化床反應器中加入種子床并在氮氣氛圍下流化，隨后加入少量催化劑至流化床反應器內，并逐步減少氮氣用量；然后加入烯烴單體和冷凝劑，并逐步增大二者的通入量；同時，增加催化劑加入量至定值。伴隨著在壓縮機前后分別加入的烯烴單體、氮氣以及冷凝劑等組分，形成循環介質，循環介質經過壓縮機壓縮，換熱設備撤熱以及分離設備分別從流化床反應器的側壁以及底部加入反應器，在催化劑催化下，在反應器內不斷流化反應，伴隨著聚合反應放熱，冷凝劑吸熱氣化和未反應的烯烴單體以及氮氣等組分從流化床反應器上部擴大段排出，經過流體管道到達壓縮機，并不斷加入反應消耗的烯烴單體，再次進入反應體系進行循環。本發明的方法在烯烴聚合反應過程中不斷補充循環介質中的各組分物質，以保證循環介質中各組分的含量始終滿足本發明方法的要求，從而使得流化床反應器內形成多個溫度不同的烯烴聚合反應區。

在本發明的方法中，由于烯烴單體在流化床反應器內不同區域的不同溫度條件下可以分別得到高支鏈、低密度的高分子量的烯烴聚合物以及低支鏈、高密度的低分子量的烯烴聚合物，由此可以得到高低分子量的烯烴聚合物不斷混合流化的產品，并且由于冷凝劑可以較大提高流化床反應器內的撤熱能力，因此本發明的方法可以制備得到高、低分子量和高、低支化度微觀混合均勻的烯烴聚合物產品，且生產的時空收率得到顯著提高。

在本發明的方法中，循環介質中的烯烴單體作為原料，用于在流化床反應器內多個溫度不同的反應區內分別進行聚合。不同的聚合溫度和不同的烯烴單體濃度可以得到結構與性能均不同的烯烴聚合物。

在本發明的方法中，循環介質中的冷凝劑可以提高循環介質的露點溫度，從而進一步提高了熱量的去除效率，并且使得樹脂不易粘結或結塊。