[发明专利]一种环管反应器液相本体法丙烯聚合生产工艺

说明书

技术领域

本发明提出了一种环管反应器液相本体法生产聚丙烯的工艺改进方法，采用环管反应器与液相本体釜互联的组合方式，达到扩大装置生产能力、提高催化剂利用率、增加产品牌号的目的。本发明属于烯烃聚合领域。

技术背景

在环管反应器液相本体法生产聚丙烯的聚合反应工段中，从丙烯储罐输送来的液态丙烯单体分别进入预聚合反应器、环管反应器。催化剂体系进入预聚合反应器，预聚合后的物料带有反应活性并进入环管反应器；最后，产品物料从环管反应器连续出料，并进入聚合物脱气和丙烯回收工段。

在该工艺中通常使用Ziegler-Natta催化剂体系，该催化剂已被大量公开并广泛使用，优选具有高立构选择性的催化剂，此处所述的“高立构选择性的Ziegler-Natta催化剂”是指可以制备全同立构指数大于95％的丙烯均聚物。此类催化剂通常含有(1)活性固体催化剂组分，优选为含钛的固体催化剂活性组分；(2)有机铝化合物助催化剂组分；(3)和任选地加入外给电子体组分。

可供使用的这类含有活性固体催化剂组分的具体实例公开在中国专利CN85100997、CN98126383.6、CN98111780.5、CN98126385.2、CN93102795.0、CN00109216.2、CN99125566.6、CN99125567.4、CN02100900.7。

作为催化剂助催化剂组分的有机铝化合物优选烷基铝化合物，更优选包括三烷基铝，如：三乙基铝、三异丁基铝、三正丁基铝等。

作为任选地催化剂组份的外给电子体可以为有机硅化合物、二醚、二醇酯等。

在此聚合过程中，环管反应器为满釜操作，为了减少环管反应器的压力波动，现有工艺在环管反应器上连接了反应器稳压罐(或称为反应器缓冲罐)，如附图1中虚线框所示。用蒸汽加热反应器稳压罐顶部的丙烯进料，使反应器稳压罐内压力和环管反应器的压力高于环管内物料的饱和压力0.3～0.5MPa。如果环管反应器的进出口物料不平衡或者压力波动，反应器稳压罐会第一时间补充或者缓冲环管反应器内缺失或者超额的物料和压力，从而保证环管反应器的满釜操作和压力稳定。

现有工艺中反应器稳压罐的作用十分重要，但其庞大的体积既没有参与聚合反应，又降低装置的潜在安全性。

如果将反应器稳压罐改造成液相本体反应釜串联进行聚合反应，从技术上是可行的。但由于丙烯本体聚合是一个强放热反应，液相本体反应釜的撤热较差。液相反应釜在体积比较小的时候撤热问题不严重，在体积较大的情况下仅采用夹套水撤热往往是不够的，必须采用内冷管、气相外循环、液相外循环等进行强化撤热。而采用这些措施必须增加投资。在聚合装置大型化，液相本体反应釜撤热量大的情况下，这些强化撤热的措施也经常不能达到要求的撤热。

专利CN1926159A描述了一种互联环管反应器的技术。该技术描述一种在环管聚乙烯的技术，通过该技术使物料在两个环管间循环，生产双峰或宽分子量分布的聚乙烯。该技术为减少两个环管间液相组分的混合，采用了在反应停留时间内低于两次的环管间循环比。因此两个环管间循环的物料对两个环管的撤热影响几乎可以忽略。在该环管装置上仍然必须使用体积庞大的反应器稳压罐。

目前，国内有大量采用单环管聚丙烯装置需要扩能改造，而单纯地增加环管反应器的数量以提高生产能力，显然会追加巨额投资。宽分子量分布的聚丙烯产品由于其良好的加工性能和机械性能为市场广泛接受。但单环管聚丙烯装置产品比较单一，难于生产具有宽分子量分布的聚丙烯产品。

发明内容

本发明采用环管反应器与液相本体釜互联的方式，不但大幅度增加聚合装置的生产能力，提高了催化剂的利用率；而且省去了反应器稳压罐及其相关管线、设备，对现有装置进行改造的设备投资少。更具有积极意义的是，对于单环管的装置来说增加了本体釜可以生产宽分子量分布的聚丙烯产品。

本发明一种环管反应器液相本体法丙烯聚合生产工艺，该工艺采用环管反应器与液相本体反应釜互联的方式，催化剂体系通过预聚合反应器后进入环管反应器；依靠环管反应器的轴流泵或者在环管反应器和液相本体反应釜相连接的管线上增加一台泵，使物料在环管反应器与液相本体反应釜之间循环；取消现有生产工艺中的反应器稳压罐；控制液相本体反应釜的反应压力高于环管反应器物料的饱和压力至少0.1MPa，确保环管反应器处于充满状态，使环管轴流泵运转稳定；聚合后的物料包括聚丙烯和液态丙烯单体进入聚合物脱气和丙烯回收工段。