[发明专利]用于清空聚合反应器的系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及聚烯烃制备，且更具体地，涉及在故障条件(即，反应器倾卸)下有效地促进聚合反应器的快速清空。

背景技术

此章节意图向读者介绍本领域的方面，这些方面可能涉及在下面描述和/或要求保护的本发明的方面。此讨论相信有助于为读者提供背景信息，从而有助于更好地理解本发明的各个方面。因此，应该理解，这些叙述要以这种角度来阅读，并且不能认为是承认现有技术。

随着化学和石化技术的发展，这些技术的产品在社会中已经变得越来越普遍。特别地，随着将简单的分子结构单元结合成较长的链(或聚合物)的技术的发展，聚合物产品，典型地为各种塑料的形式，已经越来越多地结合到各种日用品中。例如，聚烯烃聚合物，诸如聚乙烯、聚丙烯和它们的共聚物，用于零售和药物包装、食品和饮料包装(诸如果汁和苏打瓶)、家用容器(诸如桶和盒子)、家用物品(诸如器具、家具、地毯和玩具)、汽车部件、管道、管道和各种工业产品。

特殊类型的聚烯烃，诸如高密度聚乙烯(HDPE)特别地应用于吹塑和注塑物品诸如食品和饮料容器、薄膜和塑料管的制造中。其他类型的聚烯烃，诸如低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、全同立构聚丙烯(iPP)和间同立构聚丙烯(sPP)也适合于类似的应用。所述应用的机械性能要求，诸如抗张强度和密度，和/或化学性能要求，诸如热稳定性、分子量和化学反应性，一般决定哪一种类型的聚烯烃是适合的。

如从上面的应用列表中可以推出的，聚烯烃结构的一个益处是其和与其接触的物品或产品一般是不反应的。这允许聚烯烃产品用于住宅、商业和工业环境中，包括食品和饮料储存和运输、消费电子产品、农业、船运和车辆结构。聚烯烃的居住、商业和工业应用的广泛性已经转变成对未加工聚烯烃的巨大需求，这些未加工聚烯烃可以被挤出、注塑、吹塑或以其他方式形成为最终的消费产品或部件。

为了满足这种需求，存在有各种方法，通过这些方法烯烃可以被聚合以形成聚烯烃。典型地，这些方法在石化设施处或附近实施，这样容易获得短链烯烃分子(单体和共聚单体)诸如乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯、癸烯和更长的聚烯烃聚合物的其他结构单元。这些单体和共聚单体可以在液相聚合反应器和/或气相聚合反应器中聚合以形成包含聚合物(聚烯烃)固体颗粒物的产物，所述颗粒物典型地称为绒毛(fluff)或颗粒。绒毛可以具有一种或多种感兴趣的熔融性能、物理性能、流变学性能和/或机械性能，诸如密度、熔融指数(MI)、熔体流动指数(MFR)、共聚物含量、共聚单体含量、模量和结晶度。可以选择反应器内的反应条件，诸如温度、压力、化学物质浓度、聚合物制备速率等等以实现所需的绒毛性能。

除了一种或多种烯烃单体以外，用于促进单体聚合的催化剂可以加入至反应器中。例如，催化剂可以是经反应器原料流加入的微粒，并且一旦加入就悬浮在反应器内的流体介质中。这样的催化剂的实例是二氧化硅载体上的含有六价铬的氧化铬。此外，稀释剂可以引入至反应器中。稀释剂可以是惰性烃，诸如异丁烷、丙烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷和正己烷，其在反应条件下为液体。然而，一些聚合方法可能不采用单独的稀释剂，诸如在选择的聚丙烯制备实施例的情况下，其中丙烯单体本身用作稀释剂。

反应器的排放物典型地包括聚合物绒毛以及非聚合物组分，诸如未反应的烯烃单体(和共聚单体)、稀释剂等等。在制备聚烯烃的情况下，非聚合物组分典型地主要包含稀释剂，诸如异丁烷，其含有小量的未反应的乙烯(例如，5wt.％)。此排放流通常，诸如通过稀释剂/单体回收系统来加工，从而将非聚合物组分与聚合物绒毛分离。来自回收系统的回收的稀释剂、未反应的单体和其他非聚合物组分可以，诸如通过处理床和/或分馏系统来处理，并且最终作为纯化的或处理的进料返回至反应器。一些组分可以燃烧或返回至供应者，诸如烯烃制造工厂或炼油厂。对于回收的聚合物(固体)，聚合物可以被处理以使残余的催化剂失活，去除夹带的烃，使聚合物干燥，并且在挤出机中将聚合物制粒，等等，然后将聚合物发送给消费者。

幸运的是，近年来在原料、设备设计和运转等方面的技术进步已经大幅度地降低了聚烯烃制造系统的运转和投资成本。然而，聚烯烃制造的商业竞争驱使制造商改进其工艺以便降低运转和投资成本。而且，在每年生产数十亿磅聚烯烃产品的工业中，稍有增加的改进，例如，在催化剂活性、单体收率、能量效率、稀释剂回收等等方面，都可能在聚烯烃的制造中产生显著的成本节约。