[發(fā)明專利]溶液聚合工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980081206.2
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN113207283A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·Y·王;J·魯巴卡巴;M·D·特納;M·J·小佐格;P·杰恩
• 申請（專利權(quán)）人: 陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24;C08F6/00;C08F10/02
• 代理公司: 北京坤瑞律師事務(wù)所 11494
• 代理人: 封新琴

本文公開了一種用于溶液聚合的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：反應(yīng)器系統(tǒng)，所述反應(yīng)器系統(tǒng)用于接收反溶劑、單體和溶劑，并且使所述單體反應(yīng)以形成聚合物，其中，所述反溶劑不是用于所述聚合物的溶劑并且用于降低低臨界溶液溫度；多個(gè)脫揮發(fā)分容器，所述多個(gè)脫揮發(fā)分容器位于所述反應(yīng)器系統(tǒng)的下游，其中，每個(gè)脫揮發(fā)分容器在比前一脫揮發(fā)分容器低的壓力下運(yùn)行，并且其中，所述多個(gè)脫揮發(fā)分容器從所述反應(yīng)器系統(tǒng)接收聚合物溶液；以及液?液分離器，所述液?液分離器用于從所述反應(yīng)器系統(tǒng)接收聚合物溶液，并通過降低所述液?液分離器中的所述聚合物溶液的壓力和溫度來促進(jìn)所述聚合物與揮發(fā)物之間的分離。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2018年12月14日提交的美國申請?zhí)?2/779589的權(quán)益，所述美國申請通過引用以其整體并入本文。

背景技術(shù)

本公開涉及溶液聚合工藝。特別地，本公開涉及與使用溶劑和非溶劑的混合物的上游乙烯裝置集成的溶液聚合工藝。

聚合物溶液可表現(xiàn)出低臨界溶液溫度(LCST)現(xiàn)象，由此均相的聚合物溶液在高于特定溫度時(shí)會分離為富聚合物液相和富溶劑相。該溫度是溶劑類型、聚合物料流組成和壓力的函數(shù)。這些變量中的任何一個(gè)都可以被操縱以引起液-液分離。這種分離具有與其相關(guān)的非常小的熱負(fù)荷，特別是與等量溶劑的蒸發(fā)相比。在商業(yè)溶液聚合中，需要提高效率并降低與溶劑去除工藝相關(guān)的成本。

授予Friedersdorf的美國專利6,881,800涉及用于連續(xù)溶液聚合的工藝和工廠。該工廠包括：壓力源；在所述壓力源下游的聚合反應(yīng)器；位于聚合反應(yīng)器下游的減壓裝置；以及位于減壓裝置下游的分離器。壓力源公開為足以在聚合期間為反應(yīng)混合物提供壓力，以在反應(yīng)器與分離器之間不存在附加壓力源的情況下在反應(yīng)器中產(chǎn)生單相液體反應(yīng)混合物以及在分離器中產(chǎn)生兩相液-液反應(yīng)混合物。該工藝公開了在引起液-液相分離之前使用加熱器加熱反應(yīng)器出口料流。由于從反應(yīng)器出來的溶液每磅聚合物所含的溶劑比從分離器出來的溶液所含的溶劑多，因此在分離器之前進(jìn)行加熱會顯著增加每磅聚合物的熱負(fù)荷。

Friedersdorf等人的國際公開號WO 2008/076589公開了一種用于在稠密流體均相聚合系統(tǒng)中聚合烯烴的工藝。該工藝包括：(a)在一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器中，使以30重量百分比或更多存在的具有三個(gè)或更多個(gè)碳原子的烯烴單體與以下各項(xiàng)接觸：1)一種或多種催化劑化合物，2)一種或多種活化劑，3)0至50摩爾百分比的共聚單體，以及4)0至40重量百分比的稀釋劑或溶劑；(b)形成包含聚合物-單體混合物的反應(yīng)器流出物；(c)可選地將(b)的聚合物-單體混合物在其離開反應(yīng)器之后加熱，并且在此之前或之后在步驟(e)中減壓；(d)在分離容器中收集(b)的聚合物-單體混合物；(e)在分離容器中收集聚合物-單體混合物之前或之后，將包含(b)的聚合物-單體混合物的反應(yīng)器流出物的壓力降低到濁點(diǎn)壓力以下，以形成包含富聚合物相和富單體相的兩相混合物。反應(yīng)器中的壓力比分離容器中的壓力高7MPa至100MPa，并且如果聚合物不具有結(jié)晶溫度，則分離容器中的溫度高于聚合物的結(jié)晶溫度或高于80℃。將富單體相與富聚合物相分離并再循環(huán)至一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器中。該專利公開了用于以小于40重量百分比的溶劑運(yùn)行該工藝的反應(yīng)器壓力很高(高達(dá)200MPa)，以確保超臨界聚合介質(zhì)。這種高壓使反應(yīng)器運(yùn)行具有挑戰(zhàn)性，并且需要使用厚壁反應(yīng)器，這降低了資金和能源效率。

Shigekauzu等人的美國專利6,255,410公開了一種用于在兩相系統(tǒng)中在基本上低于常規(guī)高壓條件的壓力下生產(chǎn)聚烯烴的工藝。該工藝包括：(a)連續(xù)進(jìn)料烯烴單體以及茂金屬和助催化劑的催化劑系統(tǒng)；(b)連續(xù)聚合單體進(jìn)料以提供單體-聚合物混合物；以及(c)將兩相混合物連續(xù)地沉降成連續(xù)的熔融聚合物相和連續(xù)的單體蒸氣，后者可以可選地至少部分地再循環(huán)到(a)中。在(b)中，混合物處于比濁點(diǎn)壓力低的壓力下，以在高于聚合物熔點(diǎn)的溫度下提供富聚合物相和富單體相，并且聚合反應(yīng)在一定溫度和壓力下進(jìn)行，其中，催化劑系統(tǒng)的生產(chǎn)率超過在該溫度下在濁點(diǎn)壓力兩倍高的壓力下所獲得的生產(chǎn)率。該專利僅公開了催化劑載體所需的次要量的溶劑，并且不具有使用與溶液聚合過程相關(guān)的較低溫度和壓力的優(yōu)點(diǎn)。