[發明專利]一種聚丙烯的制備方法

有效

• 申請號: 202011384026.2
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112625155B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 馬樹剛;王豪;何盛寶;侯經緯;高飛;李婷;陳靜;王苑;周媛;萬子岸
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08F110/06
• 分類號: C08F110/06;C08F210/06;C08F210/16;C08F2/02;C08F4/646;C08F2/00;C08F2/34
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 高龍鑫;王玉雙

本發明涉及一種聚丙烯的制備方法，包括以下步驟：第一液相丙烯降溫后，與聚丙烯催化劑混合后進行低溫預聚合反應，得到含有低分子量聚丙烯預聚物的漿液送入雙環管反應器與補充的第二液相丙烯、氫氣、乙烯單體進行液相本體淤漿聚合，所述第一環管反應器流出的聚丙烯漿液部分或全部進入所述第二環管反應器，第二環管反應器流出的聚丙烯漿液直接進行閃蒸脫除不凝氣以及大部分丙烯單體后，得到的聚丙烯中間物經過粉料凈化、造粒，得到產品；或者聚丙烯中間物經過共聚反應后再經過粉料凈化、造粒，得到產品。本發明的制備方法可通過裝置的靈活切換生產高熔指/高剛性、高橡膠含量的抗沖共聚聚丙烯，同時也可生產高等規度均聚聚丙烯以及無規共聚聚丙烯。

技術領域

本發明屬于石油化工中的烯烴聚合領域，具體涉及一種丙烯多段聚合的聚丙烯的制備方法。

背景技術

聚丙烯綜合性能優良，原料來源豐富，加工和應用易于普及，已成為塑料行業的主力之一。隨著聚丙烯產量的不斷增大，聚丙烯市場競爭日益激烈，如何使用一套裝置生產出更多牌號、具有更高性能的聚丙烯產品是目前各大生產企業都在研究解決的問題。

全球目前工業化的聚丙烯生產工藝基本上采用液相本體法、氣相法或兩者的組合工藝，不同的工藝技術采用不同型式的反應器。其中，液相本體法工藝多采用環管式或立式攪拌釜反應器，氣相法工藝多采用氣相流化床或臥式攪拌釜反應器。對于液相本體法聚合工藝，Basell公司的Spheripol工藝由兩個串聯的液相環管反應器進行均聚和無規共聚，環管反應器結構簡單，撤熱效率高，且反應器內聚合物漿液濃度較高，丙烯單體的單程轉化率較高，同時該工藝可通過串聯氣相流化床反應器生產抗沖共聚產品，改善聚丙烯產品的抗沖性能。三井油化公司的Hypol工藝主要采用單個或兩個液相攪拌釜反應器與單個或兩個氣相流化床反應器依序結合的方式進行聚丙烯的生產。對于氣相法聚合工藝，DOW化學公司的Unipol工藝采用兩個氣相流化床反應器串聯，操作條件溫和，不需要反應溶劑，工藝路線較短，可進行均聚、共聚產品的生產。ABB-Lummus公司的Novolen氣相法工藝為兩臺立式氣相攪拌釜串聯，可生產抗沖共聚物產品。INEOS公司的Innovene氣相法工藝則采用兩個串聯的臥式氣相攪拌釜反應器，該反應器為接近活塞流的帶水平攪拌器的反應器，具有較高的時空產率，產品過渡時間很短，且只用兩臺反應器就可以生產出高性能的抗沖共聚物產品。

上述現有的雙環管或多釜串聯工藝技術中，采用液相環管反應器或液相攪拌釜反應器串聯氣相流化床反應器生產抗沖共聚產品時，通常為第二環管反應器或第二攪拌釜反應器內的物料全部進入氣相反應器內進行氣相共聚反應，第一環管反應器或第一攪拌釜反應器內的物料則只進入第二環管反應器或第二攪拌釜反應器內進行液相均聚或無規共聚反應，而未曾有第一環管反應器或第一攪拌釜反應器內的物料直接進入氣相反應器內進行氣相共聚反應，從而造成催化劑在氣相共聚反應過程中活性的衰減，最終降低了橡膠相含量以及抗沖共聚物分子量分布的調控范圍。一般而言，上述現有工藝技術在串聯一個氣相流化床反應器時只能生產熔融指數最高約為15g/10min，橡膠相含量最高約為15％的傳統抗沖聚丙烯產品。并且，在生產抗沖共聚產品時，雖然通過閃蒸過程會將液相反應器生成的物料中絕大部分輕組分進行分離，然而進入氣相流化床反應器中的粉料中仍會夾帶部分氫氣，從而為氣相反應過程中分子量的提高以及分子量分布的調控帶來困難。另外，氣相流化床的粘壁和結塊問題對于高橡膠含量抗沖共聚物產品生產過程中的長周期運行提出了嚴峻挑戰，從而限制了抗沖產品中橡膠相的含量。

對于氣相法聚合工藝，通常催化劑直接加入氣相聚合反應器內，但催化劑初始活性較高，一方面造成催化劑顆粒在反應器內容易破碎，使反應體系內細粉含量過高，另一方面催化劑活性的快速釋放容易造成反應器內的局部過熱，從而使反應過程易生成塊料并造成粘壁，最終影響聚合物的質量以及裝置的長周期運行。

發明內容