[發(fā)明專利]一種流化床分區(qū)反應(yīng)器及其工藝方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710391418.3
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107033264B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王涵鼎;程正載;劉鋒波;吳曉琴;強(qiáng)敏;顏家保;顏曉潮;王興東;徐福軍;馬里奧·高斯?fàn)?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號: C08F10/00
• 分類號: C08F10/00;C08F110/02;C08F210/16;C08F210/06;C08F210/02;C08F2/01;B01J8/24
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 肖珍

本發(fā)明提出了一種流化床分區(qū)反應(yīng)器及其工藝方法，該流化床聚合反應(yīng)器裝置將流化床立式容器分為三個空間區(qū)域，即直筒段反應(yīng)區(qū)、支腿段反應(yīng)區(qū)A和支腿段反應(yīng)區(qū)B，兩支腿段反應(yīng)區(qū)通過各自的循環(huán)氣換熱器和夾套換熱器進(jìn)行溫度控制；兩個支腿段反應(yīng)區(qū)中的流化氣體相應(yīng)分為兩個流股獨(dú)立控制，反應(yīng)體系可以獨(dú)立調(diào)節(jié)；流化床反應(yīng)器由氣體進(jìn)口、流化床層、擴(kuò)大段、氣體出口、出料口組成；反應(yīng)物料先在二個支腿段反應(yīng)區(qū)A和B分別流化且聚合反應(yīng)，而后在直筒段反應(yīng)區(qū)中混合且進(jìn)行二次聚合反應(yīng)，直筒反應(yīng)區(qū)通過聚合單體冷凝液進(jìn)行溫度控制，最后得到最終聚合產(chǎn)物。本發(fā)明流化床聚合反應(yīng)器裝置具有可靈活生產(chǎn)雙峰或?qū)挿寰巯N產(chǎn)品的特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于流化床聚合工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種流化床聚合反應(yīng)器裝置及基于該裝置的工藝方法，本發(fā)明將常規(guī)的氣相聚合反應(yīng)器進(jìn)行分區(qū)設(shè)計與操作，利用雙支腿循環(huán)流化床，控制分區(qū)內(nèi)的反應(yīng)條件，生成具有不同分子量及凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)特性的聚合物，以達(dá)到制備具有優(yōu)良加工性能和力學(xué)性能的聚烯烴的目的。

背景技術(shù)

聚烯烴樹脂的加工性能和力學(xué)性能一般是相互矛盾的，提高分子量有利于樹脂力學(xué)性能的提高，但會造成樹脂在加工時需要較高的加熱溫度，從而造成樹脂料的部分分解和氧化。而寬峰或雙峰的聚烯烴樹脂能夠?qū)崿F(xiàn)材料加工性能和力學(xué)性能的平衡，其中的高相對分子量部分提高了產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度、耐穿刺、抗環(huán)境應(yīng)力和韌性，同時低相對分子量部分可用來改善加工性能和材料的硬度。

由專利200480030566.3、93109044.X、EP-A-691353可知，過去生產(chǎn)雙峰或?qū)挿寰巯N多采用兩個或多個反應(yīng)器串聯(lián)，通過調(diào)節(jié)每個反應(yīng)器內(nèi)氫氣濃度、反應(yīng)器溫度、壓力、共聚單體濃度等參數(shù)，使得各反應(yīng)器具有不同的聚合條件，從而在每個反應(yīng)器內(nèi)生產(chǎn)不同分子量分布的產(chǎn)品，最終形成雙峰或?qū)挿寰巯N。但是在生產(chǎn)過程中，傳統(tǒng)的串聯(lián)工藝存在工藝流程復(fù)雜、設(shè)備投資大，生產(chǎn)成本高等系列問題。

專利200480030566.3公開了一種用于生產(chǎn)聚烯烴的多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器，該反應(yīng)器利用循環(huán)流化床的結(jié)構(gòu)特點，在提升段、下降段建立具有不同氫氣濃度、溫度的反應(yīng)氛圍，從而在單反應(yīng)器內(nèi)實現(xiàn)雙峰聚烯烴的生產(chǎn)，有效地簡化了傳統(tǒng)的串聯(lián)反應(yīng)器工藝的復(fù)雜性。但是該反應(yīng)器下降段為移動床，對于烯烴聚合這一反應(yīng)快、放熱強(qiáng)的反應(yīng)而言，下降段采用移動床，存在聚合熱無法及時傳出的危險，從而形成塊料，堵塞反應(yīng)器出料口。下降段通過阻隔液棒對來自提升段的聚合顆粒進(jìn)行汽提以實現(xiàn)下降段氣氛與提升段差異，但是在操作過程中阻隔液棒由于顆粒料位的振蕩容易受損斷裂，造成裝置無法生產(chǎn)雙峰產(chǎn)品。最后需要指出的是多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器僅能實現(xiàn)雙峰聚烯烴的生產(chǎn)，無法生產(chǎn)寬峰聚烯烴。如何在單反應(yīng)器內(nèi)更穩(wěn)定地實現(xiàn)雙峰或?qū)挿寰巯N的生產(chǎn)，成為本發(fā)明所要突破的問題。

由于雙支腿流化床具有兩個獨(dú)立的支腿段反應(yīng)區(qū)、直筒段反應(yīng)區(qū)，利用該類型結(jié)構(gòu)特性的反應(yīng)器，可以在兩個支料段反應(yīng)區(qū)及直筒段反應(yīng)區(qū)營造三種不同組成的反應(yīng)條件，使烯烴在二個支腿的反應(yīng)區(qū)中發(fā)生聚合反應(yīng)，繼而進(jìn)入直筒段的第三區(qū)混合且反應(yīng)，從而生產(chǎn)出具有寬峰或雙峰分子量的聚烯烴樹脂。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的是提供一種流化床分區(qū)反應(yīng)器及其工藝方法，本發(fā)明是一種單反應(yīng)器多區(qū)反應(yīng)工藝，可在每個反應(yīng)器內(nèi)生成不同分子量分布產(chǎn)品。本發(fā)明的支腿段反應(yīng)區(qū)A生產(chǎn)低分子量聚烯烴，支腿段反應(yīng)區(qū)B 生產(chǎn)高分子量聚烯烴，兩個反應(yīng)區(qū)內(nèi)的聚合物進(jìn)入直筒段反應(yīng)區(qū)再次進(jìn)行聚合，最終生成雙峰或?qū)挿寰酆袭a(chǎn)物。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：