[發明專利]間歇法淤漿工藝制備超高分子量聚乙烯的生產系統及工藝

在審

• 申請號: 201810231639.9
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108264599A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 徐躍林;房翠;辛寶山;張建英;吳義
• 申請（專利權）人: 南京金陵塑膠化工有限公司
• 主分類號: C08F210/16
• 分類號: C08F210/16;C08F2/01;C08F2/14
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 于忠洲

本發明公開了一種間歇法淤漿工藝制備超高分子量聚乙烯的生產系統及工藝，其中，系統由聚合釜、催化劑料斗、活化劑料斗、冷凝液分離罐、冷凝器、循環風機、閃蒸釜、乙烯進料流量控制系統、丙烷進料系統、反應控制系統、丙烯進料系統以及活化劑計量進料系統組成；工藝包括原輔材料進料流程、聚合流程、回收處理流程以及產品處理流程。該生產系統及工藝避免了傳統超高分子量聚乙烯淤漿工藝使用己烷、溶劑油、丁烷等傳統溶劑所需過濾、烘干、精制等工序，降低了生產成本。

技術領域

本發明涉及一種超高分子量聚乙烯的制備系統及工藝，尤其是一種間歇法淤漿工藝制備超高分子量聚乙烯的生產系統及工藝。

背景技術

超高分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene)，簡稱UHMW-PE，是分子量150萬以上的聚乙烯。1957年美國聯合化工公司首先制備出UHMW-PE，隨后德國于1958年實現產業化生產，之后美國和日本三井化學工業相繼從樹脂銷售轉向UHMW-PE的生產，并著力開拓其應用領域。我國上海高橋化工于1964年研制成功并實現工業化量產，20世紀70年代后，安徽化工研究院，廣州塑料廠，北京助劑二廠均開始實現UHMW-PE的工業化生產。但是限制于當時的生產技術，分子量只能達到150萬。經過技術不斷發展，目前國內廠家已經能夠做到分子量200萬以上。

UHMW-PE樹脂生產工藝與普通的高密度聚乙烯HDPE生產相似，可采用HDPE的生產技術生產，不同之處在于UHMW-PE生產無造粒工序，產品為粉末狀。其主要生產工藝路線有：溶液法、淤漿法、氣相法。

其中淤漿法是技術比較成熟，產品質量較好，也是目前主要UHMW-PE生產企業的主要生產工藝。淤漿法中Ziegler低壓淤漿法以β-TiCL3/Al(C2H5)2Cl或TiCL4/Al(C2H5)2Cl為催化劑，以60～120℃餾分的飽和烴為分散介質(或以庚烷、汽油為溶劑)，在常壓，75～85℃的條件下聚合，得到相對分子質量100～500萬的UHMW-PE。Phillips淤漿法以CrO3/硅膠為高效催化劑，在1.96～2.94MPa和125～175℃下聚合，也可得到相對分子質量為100～500萬的UHMW-PE。索爾維法是將Phillips法采用的環型反應器與以CrO3/硅膠為載體的Ziegler-Natta高效催化劑相結合的生產工藝。

但是，傳統的淤漿法生產超高分子量聚乙烯存在溶劑脫除復雜的缺點，且制備出的高分子聚乙烯產品加工性能差。

發明內容

本發明要解決的技術問題是傳統的淤漿法生產超高分子量聚乙烯存在溶劑脫除復雜的缺點。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種間歇法淤漿工藝制備超高分子量聚乙烯的生產系統，包括聚合釜、催化劑料斗、活化劑料斗、冷凝液分離罐、冷凝器、循環風機、閃蒸釜、乙烯進料流量控制系統、丙烷進料系統、反應控制系統、丙烯進料系統以及活化劑計量進料系統；丙烷進料系統分別與催化劑料斗以及活化劑料斗的進料口管路連接；活化劑計量進料系統與活化劑料斗的另一進料口管路連接；催化劑料斗和活化劑料斗的出料口均與聚合釜的進料口管路連接；在聚合釜的外圍設有反應熱控制系統；乙烯進料流量控制系統與聚合釜的氣相回流口管路連接；冷凝液分離罐的進氣口與聚合釜頂部氣相出口管路連接；冷凝液分離罐的出液口與聚合釜的液相回流口管路連接；冷凝液分離罐的頂部出氣口與循環風機的進氣口相連；循環風機的出氣口與冷凝器的進氣口相連；冷凝器的氣相出口以及液相出口分別與聚合釜的氣相回流口以及液相回流口管路連接；反應控制系統與冷凝器的循環水進口管路連接，用于控制冷凝器的循環水量；聚合釜的出料口與閃蒸釜的進料口管路連接。

作為系統的進一步地限定方案，還包括與聚合釜頂部氣相出口管路連接的丙烷高壓冷凝回收系統和丙烷中壓冷凝回收系統。

作為系統的進一步地限定方案，還包括一個與聚合釜頂部氣相出口管路連接的安全泄放系統。

作為系統的進一步地限定方案，反應熱控制系統為設置在聚合釜外圍的夾套。