[發(fā)明專利]烯烴氣相聚合的裝置及其方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110830005.7
• 申請(qǐng)日: 2021-07-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113634218A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫婧元;焦洪橋;葉天洲;王林;王靖岱;袁煒;黃正梁;王偉;楊遙;蔣生祥;范小強(qiáng);曾祥國(guó);陽(yáng)永榮;蔣斌波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司;浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J19/20
• 分類號(hào): B01J19/20;B01J19/18;B01J19/00
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;劉亭亭

本發(fā)明涉及烯烴聚合技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種烯烴氣相聚合的裝置、一種烯烴氣相聚合的方法，該裝置采用含有框式槳和設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動(dòng)部的表面上的螺紋葉片的攪拌槳，使進(jìn)入反應(yīng)釜體的單體和催化劑充分接觸并進(jìn)行氣相聚合反應(yīng)，以及將冷凝液與含有單體和催化劑的顆粒流型匹配起來(lái)，并均勻分散到反應(yīng)釜體內(nèi)，從而調(diào)控反應(yīng)釜體的溫度，解決反應(yīng)釜體的粘壁和結(jié)塊問(wèn)題，從而延長(zhǎng)反應(yīng)釜體的穩(wěn)定運(yùn)行周期；同時(shí)，將本發(fā)明提供的裝置用于烯烴氣相聚合反應(yīng)，能夠有效調(diào)控單體的進(jìn)料濃度，從而提高單體的轉(zhuǎn)化率，并消除了粘壁和結(jié)塊現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及烯烴聚合技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種烯烴氣相聚合的裝置、一種烯烴氣相聚合的方法。

背景技術(shù)

隨著負(fù)載型高活性齊格勒-納塔催化劑的開(kāi)發(fā)成功，采用氣相法生產(chǎn)聚丙烯成為可能，并且氣相法可以開(kāi)發(fā)高橡膠含量的抗沖聚丙烯，解決了聚丙烯低溫韌性不足的缺點(diǎn)，極大地拓展了聚丙烯的應(yīng)用領(lǐng)域。立式攪拌床反應(yīng)器已應(yīng)用于氣相法聚丙烯工業(yè)化多年，在生產(chǎn)高橡膠含量的抗沖聚丙烯時(shí)，引入乙烯生產(chǎn)高彈性的乙丙橡膠，由于乙丙橡膠粘性較高，并且單位摩爾乙烯產(chǎn)生的聚合熱多于丙烯，因此工業(yè)裝置上經(jīng)常出現(xiàn)嚴(yán)重的粘釜和結(jié)塊現(xiàn)象。

US4012573公開(kāi)了一種氣相法生產(chǎn)聚丙烯中的方法，并且采用了特殊的單螺帶攪拌反應(yīng)器。在單螺帶攪拌反應(yīng)器中，單螺帶攪拌槳抬升粉體顆粒先沿壁面螺旋上升，到達(dá)料位面后在中心區(qū)下降，下降至底部氣體分布板后再次被鏟起，沿壁面上升，如此循環(huán)；沿壁面上升和中心下降均近似為平推流。冷凝液從頂部注入，蒸發(fā)撤熱。催化劑從壁面注入后，恰好進(jìn)入到上升段的平推流，催化劑無(wú)法分散，出現(xiàn)暴聚，而且頂部的冷凝液均無(wú)法及時(shí)冷卻，極易飛溫形成熱點(diǎn)，形成結(jié)塊和粘壁。

US4101289公開(kāi)了一種氣相法生產(chǎn)聚丙烯方法，采用臥式攪拌反應(yīng)器，其獨(dú)特的接近于平推流的流型能夠得到窄分子量分布聚合物，然而催化劑無(wú)預(yù)聚直接從反應(yīng)器一端注入，會(huì)導(dǎo)致在剛注入后暴聚，并且由于乙烯含量增加會(huì)導(dǎo)致其撤熱能力不足，這極大地限制了聚合物產(chǎn)品中的乙丙橡膠含量。

CN105085755A公開(kāi)了一種解決聚異戊二烯的掛壁問(wèn)題的方法，采用了臥式雙軸自清潔攪拌槳，提高異戊二烯的轉(zhuǎn)化率和消除掛壁現(xiàn)象，但是該攪拌槳和冷卻方法不適用于氣相法聚烯烴的生產(chǎn)。臥式攪拌反應(yīng)器提供類似平推流的流型，不適用于聚合熱非常大的氣相烯烴聚合，同時(shí)氣相法聚合是稠密的氣固兩相流，傳熱系數(shù)更差，需要將冷卻劑引入到氣固兩相中與之接觸，使對(duì)流傳熱變?yōu)閷?dǎo)熱傳熱才能提高撤熱效率。類似地，CN102600749A采用立式攪拌反應(yīng)器進(jìn)行預(yù)混，徑流式攪拌槳不適合顆粒相的攪拌混合，需要進(jìn)行全釜內(nèi)的大流量循環(huán)才能獲得較高的混合效率和混合程度。

除了從反應(yīng)器本身出發(fā)外，CN112390902A采用改進(jìn)催化劑注入設(shè)備的方法調(diào)控反應(yīng)器內(nèi)的穩(wěn)定性，但是催化劑進(jìn)料穩(wěn)定性并不能解決反應(yīng)器內(nèi)撤熱不足導(dǎo)致的粘壁與結(jié)塊問(wèn)題，撤熱能力是反應(yīng)器本身的固有性質(zhì)，因此問(wèn)題還需從反應(yīng)器設(shè)計(jì)出發(fā)。

因此，亟需一種烯烴氣相聚合的裝置及其方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有烯烴聚合反應(yīng)裝置長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)共聚產(chǎn)品時(shí)，由于撤熱不均勻、不及時(shí)導(dǎo)致反應(yīng)裝置發(fā)生粘壁和結(jié)塊現(xiàn)象，以及轉(zhuǎn)產(chǎn)均聚或無(wú)規(guī)產(chǎn)品時(shí)，粘壁的塊料脫落帶入產(chǎn)品中，影響產(chǎn)品質(zhì)量等問(wèn)題，提供一種新的烯烴氣相聚合的裝置及其方法，該裝置能夠有效解決粘壁和結(jié)塊問(wèn)題，使反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種烯烴氣相聚合的裝置，該裝置包括：反應(yīng)釜體和設(shè)置在所述反應(yīng)釜體內(nèi)的攪拌部件，所述攪拌部件包括攪拌軸和攪拌槳，所述攪拌軸包括連接為一體的連接部和轉(zhuǎn)動(dòng)部，所述連接部延伸穿出所述反應(yīng)釜體的頂部，所述轉(zhuǎn)動(dòng)部延伸穿出所述反應(yīng)釜體的底部；所述攪拌槳包括框式槳和設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動(dòng)部的表面上的螺紋葉片；所述反應(yīng)釜體的上部設(shè)置有冷凝液進(jìn)料口和循環(huán)氣出氣口，所述反應(yīng)釜體的側(cè)壁設(shè)置有催化劑進(jìn)料口和聚合物排出口；

其中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)部具有中空結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)部的表面設(shè)置有單體噴口，且所述轉(zhuǎn)動(dòng)部穿出所述反應(yīng)釜體的底部的一端設(shè)置有單體進(jìn)料口。