[发明专利]聚合方法

说明书

本发明涉及用于浆液相烯烃聚合(slurry phase olefin polymerisations)的改进方法和设备。

烯烃的浆液相聚合是公知的，其中在催化剂的存在下，在其中悬 浮和输送固体聚合物产物的稀释剂中，聚合烯烃单体和任选的烯烃共 聚单体。

本发明特别地涉及在环管反应器中的聚合，其中浆液在所述反应 器中典型地通过泵或搅拌器进行循环。完全液体环管反应器(liquid full loop reactors)是本领域公知的并且例如描述于US 3152872、US 3242150 和US 4613484中。聚合典型地在50-125℃的温度和1-100bara的压力 进行。所使用的催化剂可以是典型地用于烯烃聚合的任何催化剂，例 如氧化铬、齐格勒-纳塔催化剂、茂金属或新近的过渡金属型催化剂。 在浆液相烯烃聚合方法中，从聚合反应器以固体烯烃聚合物产物悬浮 在稀释剂中的浆液的形式将产物取出。所述稀释剂可以是惰性的或反 应性的，液态的或超临界的。包含聚合物和稀释剂并且在大多数情况 下包含催化剂、烯烃单体和共聚单体的产物浆液可以间歇地或连续地 排出。

在很多聚合方法中，浓缩装置例如旋液分离器或沉降支柱(settling legs)被用于最小化所述取出的具有聚合物的用于下游反应或处理的流 体的量。这些装置将含有聚合物的物流分离成富固体物流(solids-rich stream)和贫固体物流(solids-lean stream)。但是，虽然离心浓缩装置是 公知的，但是这些装置本身的设计典型地是使得只可以在有限的设计 操作条件范围对操作进行优化。不含旋转部件(其速度可以基于处理 量而变化)的固定浓缩装置尤其是这种情况。当操作偏离这些设计操 作条件时，特别是在启动或换级期间，不仅固体浓缩和颗粒粒析效率 受到损害，而且所述浓缩装置和与其相关的管道系统变得更加易于堵 塞，主要是由于存在于被浓缩的物流中的活性聚合物的聚合。在US 3816383中已知将由浓缩装置制备的富固体物流的一部分直接再循环 回到聚合区中；但是该方法并没有提供独立于来自聚合区的离开物流 中的固体浓度，改变浓缩器的进料的固体浓度的方式。特别地，其不 能向浓缩器提供与从聚合区取出的物流相比固体被更加浓缩的进料物 流。

EP 1118626A公开了一种方法，其中由浓缩装置制备的贫固体物流 被直接再循环回到聚合区。如上所述，其并不允许对进入浓缩器本身 的进料的浓度进行任何控制。

我们已经发现了增加使用离心浓缩装置浓缩的含聚合物物流的固 体浓度的方法。更特别地，本发明提供了控制进料到离心浓缩装置或 从离心浓缩装置取出的聚合物浆液的浓度的方式。在下文中术语“浓缩 器”特别表示离心浓缩装置。因此，在第一方面，本发明提供了烯烃聚 合方法，其中在聚合区内制备烯烃聚合物的浆液，和聚合物浆液物流 被从所述聚合区取出并且通过输送管线输送到离心浓缩装置，该离心 浓缩装置将其分离为各自的固体浓度低于进入该浓缩装置的所述聚合 物浆液物流的固体浓度的一个或多个贫固体物流，和各自的固体浓度 高于进入该浓缩装置的所述聚合物浆液物流的固体浓度的一个或多个 富固体物流，其中所述一个或多个富固体物流的至少一部分在所述浓 缩装置上游且在所述聚合区下游被再循环回到聚合物浆液物流中。

“聚合区”表示发生聚合的位置，其通常是聚合反应器，并且在本说 明书中术语“区”和“反应器”是可互换使用的。

向聚合区下游的浓缩器的进料提供再循环能力使得进料到所述浓 缩器或来自所述浓缩器的聚合物浆液的体积流率(volumetric flowrate) 和/或固体加载量(solids loading)，能够保持在窄得多的范围内，与否则 在典型的工厂操作条件范围而可能的范围相比。因此，本发明提供了 允许浓缩器在其最佳操作窗口内操作同时在宽得多的流率和浆液浓度 范围接收从聚合反应器取出的聚合物浆液的方法。

例如，本发明提供了当从聚合区取出的聚合物浆液的流率或固体 浓度不恒定时，在进料到浓缩器或从浓缩器取出的物流(富固体物流 或贫固体物流中)中保持恒定固体浓度的方式。使用质量平衡和/或密 度计或其它公知方式，可以为了控制目的，优选在线控制，确定浓缩 器进料物流或浓缩器排出物流的流率和固体浓度。

本发明特别适合于浆液相乙烯聚合方法，最特别地，在连续环管 反应器中。