[發(fā)明專利]烯鍵不飽和單體在聚合反應(yīng)器中的高壓聚合方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980078729.1
• 申請(qǐng)日: 2019-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN113166283B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·利特曼;A-A·菲內(nèi)特;C·沃爾夫;M·多伊埃靈;J·莫爾布特;D·海魯林;G·梅伊;E·諾伊曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 巴塞爾聚烯烴股份有限公司
• 主分類號(hào): C08F2/01
• 分類號(hào): C08F2/01;C08F2/02;C08F10/02;B01J19/24;B01J8/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊思捷

一種用于在高壓聚合系統(tǒng)中聚合乙烯的方法，包括連續(xù)操作的聚合反應(yīng)器和反應(yīng)器排放系統(tǒng)，該反應(yīng)器排放系統(tǒng)包括應(yīng)急閥、含有水性介質(zhì)的反應(yīng)器排放容器和反應(yīng)器排放傾倒容器，其中該方法包括監(jiān)測(cè)聚合系統(tǒng)的干擾發(fā)生情況，在允許聚合系統(tǒng)的內(nèi)容物膨脹到反應(yīng)器排放容器中的干擾的情況下，打開應(yīng)急閥，使反應(yīng)器排放容器中的內(nèi)容物與水性介質(zhì)接觸以獲得水性聚合物漿料，分離聚合物漿料和氣態(tài)組分并將聚合物漿料轉(zhuǎn)移到反應(yīng)器排放傾倒容器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在包括連續(xù)操作的聚合反應(yīng)器的高壓聚合系統(tǒng)中聚合或共聚烯鍵不飽和單體以獲得基于乙烯的聚合物的方法。

背景技術(shù)

聚乙烯是最廣泛使用的商業(yè)聚合物。它可以通過(guò)幾種不同的方法制備。在升高的壓力下在自由基引發(fā)劑存在下的聚合是最早發(fā)現(xiàn)獲得聚乙烯的方法，并且仍是具有高商業(yè)相關(guān)性的用于制備低密度聚乙烯(LDPE)的有價(jià)值的方法。

用于制備低密度聚乙烯的裝置的通常設(shè)置除了可以是高壓釜或管式反應(yīng)器或這些反應(yīng)器的組合的聚合反應(yīng)器之外，還包括其它設(shè)備。為了對(duì)反應(yīng)組分加壓，通常使用一組兩個(gè)壓縮機(jī)，一次壓縮機(jī)和二次壓縮機(jī)(有時(shí)稱為超級(jí)壓縮機(jī))。在聚合序列結(jié)束時(shí)，高壓聚合單元通常還包括用于將獲得的聚合物造粒的設(shè)備如擠出機(jī)和造粒機(jī)。此外，這種聚合單元通常還包括用于將單體和共聚單體、自由基引發(fā)劑、改性劑或其它物質(zhì)在一個(gè)或多個(gè)位置進(jìn)料到聚合反應(yīng)的裝置。用于制備聚乙烯的裝置通常以連續(xù)運(yùn)行的方式構(gòu)造，可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行而不會(huì)出現(xiàn)疲勞跡象，因此，通常允許相當(dāng)長(zhǎng)的維護(hù)間隔。

LDPE反應(yīng)器中的聚合過(guò)程在可達(dá)到350MPa的高壓下進(jìn)行。這種高壓要求工藝以安全可靠的方式操作的特殊技術(shù)。已知在一定的溫度和壓力條件下，乙烯可以以爆炸的方式快速分解，得到碳煙、甲烷和氫氣。隨之而來(lái)的壓力和溫度的急劇上升——分解溫度可能過(guò)高(1000℃)——對(duì)生產(chǎn)裝置的操作安全構(gòu)成了相當(dāng)大的潛在風(fēng)險(xiǎn)。例如，在這種分解事件期間達(dá)到的溫度可能損壞反應(yīng)器管，例如它可能導(dǎo)致管金屬奧氏體化。如果材料快速冷卻，在金屬奧氏體化的溫度下，在反應(yīng)器管中形成馬氏體。馬氏體是在碳鋼中發(fā)現(xiàn)的各種微觀結(jié)構(gòu)中最硬和最脆的。

因此，認(rèn)為在緊急排污過(guò)程中快速去除由分解產(chǎn)生的熱氣體是必要的。

根據(jù)WO 2017/098389A1，這種熱氣體的快速去除將通過(guò)單向排放系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，該單向排放系統(tǒng)包括位于超高壓壓縮機(jī)排放下游且在反應(yīng)器前端的前應(yīng)急排污閥和在反應(yīng)器末端的至少一個(gè)附加閥。在此，該系統(tǒng)應(yīng)通過(guò)在排出過(guò)程中保持遠(yuǎn)離該超高壓壓縮機(jī)的單一方向上的流動(dòng)，并且通過(guò)在排出過(guò)程中保持該反應(yīng)器內(nèi)的特定壓力和流速來(lái)防止這些反應(yīng)器壁達(dá)到能夠引起該金屬管奧氏體化的溫度。以這種方式，將最小化到管式反應(yīng)器的熱傳遞量。

另一個(gè)問(wèn)題是單體混合物的泄漏，其可能發(fā)生在高壓和高溫下運(yùn)行的反應(yīng)裝置中，例如聚乙烯的形成。同樣在這樣的情況下，即在檢測(cè)到單體或反應(yīng)混合物的泄漏之后，聚合過(guò)程通常被中斷并且聚合裝置被減壓。泄漏的檢測(cè)可以例如通過(guò)如在WO 2017/194491A1中公開的IR點(diǎn)檢測(cè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。