[发明专利]乙烯聚合物和共聚物的制造方法和装置

说明书

发明领域

[0001]本发明涉及在管式反应器中在高压下制造乙烯聚合物和共聚物的方法和实施该方法的生产设备。

发明背景

[0002]在过去的70年中，管式反应器已确定作为制备低和中密度聚乙烯以及乙烯共聚物的装置。此类管式反应器是大型设施并通常在超过2000巴且有时高达3100巴的压力下操作。应该相信，没有其它大型工业生产方法在更高的压力下操作。

[0003]为人熟知的是，低密度聚乙烯制造的经济性使得在大规模下操作特别有利，因此，一直需要开发具有更高生产能力的管式反应器。然而，管式聚合反应器的操作受特殊考虑支配。首先，必须按安全方式处理极压。其次，商业生存能力需要该反应器相对于消耗的能量和相对于单体向聚合物的转化率尽可能有效地操作，在通常是数十年的寿命内停机最少。由设备故障引起的意外停机时间尤其是不希望的，原因在于乙烯原料通常直接来自用非常高的成本才能停止运转的裂化器，因此必须在特殊的布置下将乙烯转移而引起中断(如果可能的话)，或者将其通过火炬烧掉而引起成本的增加和资源的浪费。

[0004]对于设备、尤其是压缩机的要求随着操作规模的增加而提高，从而使得更加难以获得经济可行性所需要的最佳操作。此外，因为聚合方法是强放热的，所以反应器设备可以产生聚合物的速度受可以除去热的速度限制，因此，生产能力的增加可能导致与除热有关的问题。

[0005]上述因素(与难以小规模地进行有意义的试验结合)意味着反应器设备的任何新设计涉及相当大的挑战，该挑战随着设备的计划规模的增加而增加。由于这个(除其它外)缘故，很长一段时间里人们的活动都集中在通过消除薄弱环节而逐渐增加现有的管式反应器的生产能力上，尽管在较大的规模下操作可获得经济效益，但是并没有试图建造标称生产能力大于那些已证实具有例如300千吨/年(ktpa)或更高的新设备。

[0006]然而，近来，已经建造和起动了用于标称生产能力大约320ktpa的聚乙烯生产的管式反应器。然而，据信该设备已经经历了引起不希望高的停机的问题。因此，仍需要设计在管式反应器中制造聚乙烯和乙烯共聚物的生产设备和方法，该管式反应器在高的效率和可靠性下按大于300ktpa的规模操作。

发明概述

[0007]本发明提供用于乙烯聚合物和共聚物的制造方法，包括以下步骤：

在主压缩机中以至少55吨/小时的通量压缩乙烯并且然后将该乙烯与再循环的乙烯混合并在具有至少14个汽缸的二级往复式副压缩机中以至少120吨/小时的通量将该混合的乙烯进一步压缩到至少2300巴的压力；

将该经进一步压缩的混合乙烯的至少一部分加热到至少95℃的温度和将该经加热的乙烯引入具有至少65mm的内径和至少1500m的长度的管式反应器的前端；

在至少三个独立的位置将一种或多种引发剂引入该管式反应器，从而限定至少三个反应区，允许乙烯聚合，和至少在开始的两个反应区中冷却该反应混合物，从而将单体的至少28％转变成聚合物；

维持该管式反应器长度内的压降以在该管式反应器中维持至少6m/s的流速；和

经由高压、排料阀门释放该反应混合物，冷却该反应混合物，将该反应混合物分离成聚合物和未反应的乙烯，和再循环未反应的乙烯。

[0008]本发明的方法提供以较大规模制造各种乙烯聚合物和共聚物的可靠、有效方法，该方法满足机械坚固度和有效除热以获得高转化率的需要。具体来说，本发明的方法尤其适用于具有300千吨/年(ktpa)或更多的来自单一管式反应器的生产量的方法并且应该相信它允许在等于或大于400ktpa，例如在450ktpa和更高下的可行操作。与现有的管式反应器生产设备相比，那种生产能力代表生产能力方面的重大进步。

附图简述

[0009]图1示意性地示出了根据本发明的乙烯聚合设备或装置。

发明详述

[0010]下文中详细论述了在管式反应器中制造聚乙烯和乙烯共聚物的生产设备和方法，该管式反应器通过具有主压缩机和副压缩机在高的效率和可靠性下按大于300ktpa的规模操作，该主压缩机在至少55吨/小时的通量下操作，该副压缩机优选具有至少14个汽缸并且在至少120吨/小时的通量下操作以将混合乙烯压缩到至少2300巴的压力。