[發明專利]一種丙烯聚合物的生產方法

有效

• 申請號: 202010961351.4
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112250778B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 杭州雙安科技有限公司
• 主分類號: C08F10/06
• 分類號: C08F10/06;C08F110/06;C08F210/16;C08F210/06;C08F2/02;C08F2/01;C08F4/646
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發明公開了一種丙烯聚合物的生產方法。聚合單體、聚合催化劑體系和氫氣首先進入環流反應器進行液相本體聚合，從環流反應器中連續取出聚合物的顆粒漿料，進入第一臥式反應釜的前端繼續進行聚合反應；從第一臥式反應釜中連續取出聚合物的顆粒，進入第二臥式反應釜的前端繼續進行聚合反應。環流反應器中得到的聚合物顆粒質量占第二臥式反應釜出料中聚合物顆粒質量的10％以下；第一臥式反應釜與第二臥式反應釜之間設分離設備；第一臥式反應釜采用平直葉槳和框式槳的混合形式，第二臥式反應釜采用框式槳。本發明解決了現有技術中臥式反應釜易結塊的問題并可以通過提高聚合物顆粒的粒徑均勻度實現抗沖擊性能更高的聚丙烯產品的生產。

技術領域

本發明屬于烯烴聚合技術領域，具體涉及一種三釜串聯丙烯聚合物的生產方法。

背景技術

聚丙烯是合成樹脂中發展最快的一個品種，隨著丙烯聚合及催化技術的快速發展，聚丙烯的品種、牌號不斷增加，應用范圍不斷擴展，聚丙烯已成為一種十分重要的合成材料。

聚丙烯的生產工藝之間的區別主要體現于反應器型式的不同，不同的反應器型式對應的聚合物的粒徑均勻度不盡相同，其中尤以臥式反應器的聚合物粒徑均勻度較好。

CN1228096公開了采用雙臥式氣相攪拌反應器串聯的聚合工藝，該工藝在兩個串聯的臥式氣相釜之間設置了物料轉移裝置，可實現兩個反應器中采用不同的操作條件以生產性能更好的聚合物。臥式釜中的物料不處于流化狀態，攪拌槳也不產生向前或向后對物料的推動作用，因而物料在臥式釜反應器內的流動狀態接近平推流，與等體積的單個全混釜相比，臥式攪拌反應器能在單臺反應器內實現等同于多個全混釜串聯操作的效果。由于在臥式反應器內物料的停留時間分布變窄，因此催化劑在臥式攪拌反應器中的返混和短路現象很少，具有催化劑利用率高、產物性質均勻的優點。

但丙烯聚合所用的齊格勒-納塔催化劑在反應初期的活性很高，存在反應高峰，這時放熱量很大。由于在臥式攪拌反應器中物料的停留時間分布接近平推流，催化劑的初始濃度較高，因此反應在初始階段尤為劇烈，從而在床層內部容易形成局部“熱點”，若不及時采取措施，聚合物粉料有可能熔融而形成各種結塊，從而影響裝置的穩定生產。不同的攪拌器設計，反應器接近平推流的程度是不同的，越接近平推流的反應器，其粒徑分布均勻性更好，但產生前述局部“熱點”的可能性越大。顯然，如果采用同一攪拌形式，這一矛盾無法解決。

中國專利CN108586644A提供了一種丙烯的多段聚合方法及裝置，首先引入預聚合反應，然后進行兩段液相本體聚合，使催化劑活性達到穩定，再進行兩段氣相聚合反應，得到的產品聚合物具有寬分子量分布和優異的力學性能和加工性能。其中之一為氣相臥式攪拌釜反應器，其余均為全混釜反應器，顯然該技術存在產品性質不均一等問題。

中國專利CN87100218提出了一種一段為液相本體聚合反應器，二段為臥式攪拌釜反應器的聚合方法。其中液相本體聚合反應器為全混流，臥式攪拌釜反應器為平推流反應器，全混流反應的占比通常較高或沒有優化，產品的粒徑均勻度不高。該方法中液相本體聚合產物和大量未反應物直接注入臥式釜中，所以雖然解決了臥式釜中局部“熱點”問題，但不能在兩個反應器中產生兩種不同的反應條件，得不到性能更好的產品。

總之，現有技術存在產品粒徑不均勻或產品性能不高和難以解決臥式釜局部“熱點”等問題，仍然需要完美的解決方案。

發明內容

本發明發現不同的攪拌槳造成臥式攪拌釜接近平推流的程度是不同的，因而高活性聚合催化劑加入反應器產生局部“熱點”的風險也不同。本發明的研究表明，采用平直葉槳的臥式攪拌釜相當于3到4個全混釜，而采用框式槳的臥式攪拌釜相當于7到8個全混釜。本發明進而發現，在臥式釜前增加一個全混釜，既影響產品粒徑的均勻性，也影響臥式釜產生局部“熱點”的風險。本發明通過對全混釜與兩個臥式釜的產率分配的優化和在臥式釜采用混合形式的攪拌槳設計，同時在兩個臥式釜之間設置了分離設備用于實現兩種可獨立調控的反應條件，可以得到粒徑均勻和高性能聚合物產品，同時臥式釜不產生局部“熱點”、不易結塊，因而操作穩定性更好。