改良的單體/稀釋劑回收的制作方法
【專利說明】改良的單體/稀釋劑回收發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本公開涉及在烯烴聚合方法和系統(tǒng)中單體和稀釋劑的回收。
[0002]發(fā)明背景
[0003]聚烯烴可通過在其中引入進料如稀釋劑、單體、共聚單體和催化劑的一種或多種反應(yīng)器中聚合烯烴來制備。聚合反應(yīng)生成聚合產(chǎn)物中的一種或多種固體聚烯烴。固體聚烯烴可被回收，而聚合產(chǎn)物的剩余部分可被進一步處理，例如，按照美國專利號4，589，957公開的技術(shù)。目前需要用于處理聚合產(chǎn)物剩余部分的替代性和/或改良技術(shù)。
[0004]發(fā)明概述
[0005]公開的實施方式包括聚合方法，其包括生成聚合產(chǎn)物；從聚合產(chǎn)物回收蒸氣相；在第一塔中分餾蒸氣相，以產(chǎn)生餾分流；在第二塔中分餾餾分流；從第二塔排放第一流和第二流，其中第一流包括稀釋劑，其中第二流包括烯烴單體、稀釋劑和氫；再循環(huán)第一流的至少一部分稀釋劑至第一聚合反應(yīng)器；和再循環(huán)第二流的至少一部分稀釋劑、至少一部分烯烴單體和至少一部分氫至第二聚合反應(yīng)器。
[0006]公開的實施方式還包括烯烴聚合系統(tǒng)，其包括第一聚合反應(yīng)器，產(chǎn)生聚合產(chǎn)物的固體聚合物的第一組分；第二聚合反應(yīng)器，產(chǎn)生聚合產(chǎn)物的固體聚合物的第二組分，其中第二聚合反應(yīng)器與第一聚合反應(yīng)器流體連通；至少一個分離器，接收來自第一聚合反應(yīng)器、第二聚合反應(yīng)器或兩者的聚合產(chǎn)物，其中分離器產(chǎn)生蒸氣流；第一塔，接收來自分離器的蒸氣流，其中第一塔產(chǎn)生餾分流；和第二塔，接收來自第一塔的餾分流，其中第二塔產(chǎn)生包括稀釋劑的第一流和包括稀釋劑、烯烴單體和氫的第二流；其中第一流的至少一部分稀釋劑流動至第一聚合反應(yīng)器，其中第二流的至少一部分稀釋劑、至少一部分單體、和至少一部分氫流動至第二聚合反應(yīng)器。
[0007]附圖簡述
[0008]圖1顯示根據(jù)本公開的烯烴聚合系統(tǒng)的實施方式的工藝流程圖。
[0009]實施方式詳述
[0010]本文公開了提供改良的稀釋劑/單體回收的烯烴聚合系統(tǒng)和方法的實施方式。
[0011]圖1顯示根據(jù)本公開的烯烴聚合系統(tǒng)100的實施方式的工藝流程圖。系統(tǒng)100可包括第一聚合反應(yīng)器110，其產(chǎn)生聚合產(chǎn)物的固體聚合物的第一組分；第二聚合反應(yīng)器120，其與第一聚合反應(yīng)器110流體連通，并且產(chǎn)生聚合產(chǎn)物的固體聚合物的第二組分；至少一個分離器140，其接收來自第一聚合反應(yīng)器110、第二聚合反應(yīng)器120或兩者的聚合產(chǎn)物；第一塔150，其與至少一個分離器140流體連通；和第二塔160，其與第一塔150流體連通。
[0012]分離器140可產(chǎn)生蒸氣流142和產(chǎn)物流144，蒸氣流142包括蒸氣相，產(chǎn)物流144包括固體聚合物。固體聚合物可從產(chǎn)物流144回收，用于后續(xù)應(yīng)用、處理、銷售等。第一塔150可接收蒸氣流142，該蒸氣流142包括來自分離器140的蒸氣相。第一塔150可產(chǎn)生餾分流152/側(cè)取流154、底流156、或其組合。底流156的一種或多種組分可流出系統(tǒng)100，用于后續(xù)處理、使用、銷售或其組合。包括烯烴共聚單體的至少一部分側(cè)取流154可流動至第一聚合反應(yīng)器110、第二聚合反應(yīng)器120或兩者。第二塔160可接收來自第一塔150的餾分流152。第二塔160可產(chǎn)生頂流162、包括稀釋劑的第一流166、和包括稀釋劑、烯烴單體和氫的第二流164。第一流166的至少一部分稀釋劑可流動至第一聚合反應(yīng)器110。第二流164的至少一部分稀釋劑、至少一部分烯烴單體和至少一部分氫可流動至第二聚合反應(yīng)器 120。
[0013]系統(tǒng)100可另外包括與聚合方法相關(guān)的任何設(shè)備，如但不限于，一個或多個泵、一個或多個控制裝置(例如，PID控制器)、一個或多個測量儀器(例如，熱電偶、轉(zhuǎn)換器和流量計)、可選的進口和/或出口管線、一個或多個閥、一個或多個再沸器、一個或多個冷凝器、一個或多個積蓄器、一個或多個罐、一個或多個過濾器、一個或多個壓縮器、一個或多個干燥器、或其組合。
[0014]系統(tǒng)100的組件在下文被更詳細地描述。
[0015]第一聚合反應(yīng)器110可通過流114與第二聚合反應(yīng)器120流體連通。流114 (例如，流出物流)可接收來自第一聚合反應(yīng)器110的聚合產(chǎn)物。流130(例如，流出物流)可接收來自第二聚合反應(yīng)器120的聚合產(chǎn)物。聚合產(chǎn)物可從第二聚合反應(yīng)器120中被排出，并且可通過流130流動至分離器140。流130，如本文更詳細地討論，可包括多種設(shè)備(例如，連續(xù)取出閥、快速加熱器(flashline heater)等)。
[0016]在本文公開的實施方式中的一個或多個中，第一聚合反應(yīng)器110、第二聚合反應(yīng)器120、或兩者，可包括任何這樣的容器:被適當(dāng)?shù)嘏渲靡蕴峁┰诖嬖诖呋瘎┑那闆r下單體(例如，乙烯)和/或聚合物(例如，“活性”的或增長的聚合物鏈)和任選地共聚單體(例如，1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、或其組合)和/或共聚物進行化學(xué)反應(yīng)的環(huán)境(例如，接觸區(qū)域)，以產(chǎn)生聚合物(例如，聚乙烯聚合物)和/或共聚物。
[0017]圖1的實施方式顯示第一聚合反應(yīng)器110可以在第二聚合反應(yīng)器120的上游。在可選的實施方式中，第一聚合反應(yīng)器110可以在第二聚合反應(yīng)器120的下游。
[0018]本文公開的反應(yīng)器(一個或多個)(例如，第一聚合反應(yīng)器110和/或第二聚合反應(yīng)器120)中進行的聚合方法可包括分批或連續(xù)方法。連續(xù)方法可采用間歇或連續(xù)的產(chǎn)物排放。方法還可包括未反應(yīng)單體、未反應(yīng)共聚單體和/或稀釋劑的部分或全部直接再循環(huán)。通常，連續(xù)的方法可包括將聚合組分連續(xù)引入第一聚合反應(yīng)器110、第二聚合反應(yīng)器120、或兩者，和連續(xù)的取出或排出來自第一聚合反應(yīng)器110(例如，通過流114)、第二聚合反應(yīng)器120 (例如，通過流130)、或兩者的聚合產(chǎn)物。
[0019]在實施方式中，系統(tǒng)100可進一步包括一個或多個動力裝置，如泵，以使聚合介質(zhì)(例如，聚合產(chǎn)物漿液)在第一聚合反應(yīng)器110、第二聚合反應(yīng)器120、或兩者中循環(huán)。泵的實例是在線軸流泵，其中泵葉輪被布置在第一聚合反應(yīng)器110的內(nèi)部；和/或在線軸流泵，其中泵葉輪被布置在第二聚合反應(yīng)器120的內(nèi)部。在運轉(zhuǎn)過程中，葉輪可在循環(huán)經(jīng)過聚合反應(yīng)器的聚合介質(zhì)(例如，漿液)內(nèi)產(chǎn)生湍流混合區(qū)域，從而可發(fā)生介質(zhì)中不同聚合組分之間的充分接觸。例如，葉輪可有助于帶動聚合產(chǎn)物介質(zhì)以足夠速度的穿過第一聚合反應(yīng)器110和/或第二聚合反應(yīng)器120的閉合回路，以保持固體顆粒如催化劑或固體聚合物懸浮在反應(yīng)器漿液內(nèi)。葉輪可由馬達或其他動力驅(qū)動。
[0020]在實施方式中，第一聚合反應(yīng)器110、第二聚合反應(yīng)器120、或兩者可包括至少一個回路淤漿聚合反應(yīng)器。在回路淤漿聚合反應(yīng)器中，烯烴單體和任選地烯烴共聚單體可在存在稀釋劑和催化劑的情況下聚合，以制成聚合產(chǎn)物漿液，該聚合產(chǎn)物漿液包括固相和液相，其中固相包括具有本文公開的密度和/或分子量的烯烴聚合物(例如，如本文描述的均聚物或共聚物)?；芈酚贊{聚合反應(yīng)器可包括通過光滑彎道或彎頭相互連接的垂直或水平管，其共同形成回路。第一聚合反應(yīng)器110、第二聚合反應(yīng)器120、或兩者的部分，如其管，可具有布置在其周圍的冷卻夾套，以去除由放熱聚合反應(yīng)生成的過量熱。冷卻流體可循環(huán)經(jīng)過夾套，例如?；芈酚贊{聚合反應(yīng)器和方法的實例被公開于美國專利號3，248，179、4，501，885,5, 565，175,5, 575，979,6, 239，235,6, 262，191、和 6，833，415，其全部內(nèi)容均被引入本文作為參考。
[0021]在實施方式中，系統(tǒng)100中的第一聚合反應(yīng)器110和/或聚合反應(yīng)器120可包括氣相反應(yīng)器。氣相反應(yīng)器可包括流化床反應(yīng)器或分階水平反應(yīng)器。氣相反應(yīng)器可利用連續(xù)的再循環(huán)流，其包含在聚合條件下連續(xù)循環(huán)經(jīng)過流化催化劑床的一種或多種單體?？蓪⒃傺h(huán)流從流化床排出并再循環(huán)返回反應(yīng)器中。同時，可將聚合產(chǎn)物從反應(yīng)器排出，并可添加新鮮和/或再循環(huán)的單體以替換已聚合的單體。同樣，可任選地將共聚物產(chǎn)物從反應(yīng)器排出，并可添加新鮮和/或再循環(huán)的共聚單體以替換已聚合的共聚單體。從氣相反應(yīng)器排出的反應(yīng)介質(zhì)可包括固相，其包括聚合產(chǎn)物；和氣相，其包括單體，任選地共聚單體，和惰性載氣(一種或多種)。氣相反應(yīng)器和方法的實例被公開于美國專利號5，352，749,4, 588，790和5，436，304，其全部內(nèi)容均被引入本文作為參考。
[0022]在實施方式中，第一聚合反應(yīng)器110、第二聚合反應(yīng)器120、或兩者可包括高壓反應(yīng)器。高壓反應(yīng)器可包括高壓釜或管式反應(yīng)器。管式反應(yīng)器可具有若干區(qū)域，在此可添加新鮮單體(任選地，共聚單體)、引發(fā)劑或催化劑。單體(任選地，共聚單體)可被夾帶在惰性氣流中并在反應(yīng)器的一個區(qū)域被引入。引發(fā)劑、催化劑和/或催化劑組分可被夾帶在氣流中并在反應(yīng)器的另一區(qū)域被引入?？墒箽饬飨嗷セ旌弦跃酆??？蛇m當(dāng)?shù)乩脽岷蛪毫σ垣@得最佳聚合反應(yīng)條件。
[0023]在實施方式中，第一聚合反應(yīng)器110、第二聚合反應(yīng)器120、或兩者可包括溶液聚合反應(yīng)器，其中單體(任選地，共聚單體)可通過適當(dāng)?shù)臄嚢杌蚱渌侄谓佑|催化劑組合物?？墒褂幂d體，包括惰性有機稀釋劑或過量單體(任選地，共聚單體)。如需，在存在或不存在液體材料的情況下，單體和/或任選的共聚單體可以蒸氣相與催化反應(yīng)產(chǎn)物接觸。聚合區(qū)域保持在導(dǎo)致反應(yīng)介質(zhì)中聚合物溶液形成的溫度和壓力下?？衫脭噭釉诰酆蠀^(qū)域各處獲得較好的溫度控制和保持均勻的聚合混合物。利用適當(dāng)?shù)氖侄蜗⒕酆系姆艧釤?。從溶液聚合反?yīng)器排出的反應(yīng)介質(zhì)可包括聚合產(chǎn)物，其包括固相、液相一一包括單體(任選地，共聚單體)和/或稀釋劑、氣相一一包括單體(任選地，共聚單體)和/或稀釋劑、或其組合。
[0024]雖然圖1示例的實施方式顯示單個反應(yīng)器用于第一聚合反應(yīng)器110，但第一聚合反應(yīng)器110可包括任何適當(dāng)數(shù)量和/或類型的反應(yīng)器。同樣，雖然圖1的實施方式顯示單個反應(yīng)器用于第二聚合反應(yīng)器120，但第二聚合反應(yīng)器120可包括任何適當(dāng)數(shù)量和/或類型的反應(yīng)器。
[0025]在本公開的系統(tǒng)100的實施方式中，聚合產(chǎn)物的生成可在至少兩個階段中(例如，在至少第一聚合反應(yīng)器110和第二聚合反應(yīng)器120中)發(fā)生。例如，第一聚合反應(yīng)器110可產(chǎn)生由第一聚合反應(yīng)器110中第一組聚合條件產(chǎn)生的聚合產(chǎn)物中的固體聚合物的第一組分，而第二聚合反應(yīng)器120可產(chǎn)生由第二聚合反應(yīng)器120中第二組聚合條件產(chǎn)生的聚合產(chǎn)物中的固體聚合物的第二組分。第一組聚合條件可與第二組聚合條件相同、相似或不同。在實施方式中，第一聚合反應(yīng)器110可包括一種或多種催化劑，以產(chǎn)生聚合產(chǎn)物中的固體聚合物的第一組分，并且第二聚合反應(yīng)器120可包括一種或多種催化劑，以產(chǎn)生聚合產(chǎn)物中的固體聚合物的第二組分，其中第一聚合反應(yīng)器110的一種或多種催化劑可與第二聚合反應(yīng)器120的一種或多種催化劑相同或不同。
[0026]在實施方式中，多反應(yīng)器中的聚合可包括聚合產(chǎn)物從一個聚合反應(yīng)器轉(zhuǎn)移(例如，手動或通過流114)至后續(xù)的反應(yīng)器，以繼續(xù)聚合(例如，作為聚合產(chǎn)物漿液，作為混合物，作為固體聚合物，或其組合)。多反應(yīng)器系統(tǒng)可包括任何組合，包括但不限于，多個回路反應(yīng)器、回路和氣體反應(yīng)器組合、多個高壓反應(yīng)器、或高壓與回路和/或氣體反應(yīng)器的組合。多個反應(yīng)器可順序，平行或其組合地運轉(zhuǎn)。
[0027]在實施方式中，聚合產(chǎn)物的固體聚合物的第一組分的分子量可大于聚合產(chǎn)物的固體聚合物的第二組分的分子量。此外或可選地，聚合產(chǎn)物的固體聚合物的第一組分的密度可小于聚合產(chǎn)物的固體聚合物的第二組分的密度。在實施方式中，第一