[发明专利]用于监控聚合反应的系统和方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2009年5月9日提交的美国临时申请No.61/176,661的权益和2009年12月2日提交的美国临时申请No.61/265,873的权益，将二者的公开内容在此引入作为参考。

发明领域

本文中公开了用于监控聚合反应的系统和方法。更特别地，该公开内容涉及用于监控聚烯烃聚合反应以更可靠地确定反应器中聚合物粘附性程度的系统和方法。

发明背景

气相聚合将气态单体转化为颗粒状固体。将气态单体、和任选的共聚单体在压力下引入含有催化剂和任选的活化剂的反应容器、即反应器。一旦聚合开始，单体分子就扩散到反应器之内生长的聚合物链。所得的聚合物可以以颗粒状固体获得，其可以与单体和催化剂一起在反应器内被流化。聚合可以包括使用诱导的冷凝剂(“ICA”)，为了提高聚合物制备速率。但是，聚合反应中ICA的存在降低了聚合物开始变“粘附”的温度。聚合物粘附性导致聚合物颗粒在聚合反应器内粘连在一起，这点可能导致反应器内聚合物堆积，这又导致工艺混乱，例如反应器停车。聚合物堆积通常称作反应器之内聚合物的聚集、结块、或成片。

监控各种反应器参数可以提供关于聚合反应器内聚合物粘附性的潜力或存在的指示或警示。用于监控聚合物粘附性程度的典型方法或系统包括采用声学传感器监控声学条件和监控正在反应器内制备的聚合物的粘附性控制参数。监控声学条件需要在“干”条件、即无“ICA”下制备一系列聚合物，为了形成用于声学传感器的校正曲线，这是费时的且必须不时地重复以核实声学传感器偏移。另外，声学条件传感器需要经常校正，为了确保获得精确的声学条件。监控粘附性控制参数也易于不精确，这是由于一种或多种不精确的度量如反应器温度、反应器组成、和聚合物性能例如熔融指数和密度导致的。

由此需要用于监控聚合反应以确定聚合物粘附性程度的改进系统和方法。

发明概述

提供了用于监控聚合反应器的系统和方法。该方法可以包括预测反应器中制得的聚合物的声学条件。该方法还可以包括预测反应器中制得的聚合物的粘附性控制参数。该方法可以进一步包括将该声学条件与粘附性控制参数配对，以提供配对的声学条件和粘附性控制参数。

在至少一种实施方案中，该用于监控聚合反应器的方法可以包括预测多种聚合物的多个声学条件，同时在一段时间内在反应器中制备多种聚合物。该方法可以包括预测多种聚合物的多个粘附性控制参数。该方法可以进一步包括将多个声学条件与多个粘附性控制参数配对，以提供多个配对的声学条件和粘附性控制参数。该方法还可以包括确定该多个配对的声学条件和粘附性控制参数之间的关系。

在至少一种实施方案中，该用于监控聚合反应器的方法可以包括预测正在聚合反应器中制备的聚合物的声学条件。该方法还可以包括从预测的声学条件和预定的关系识别聚合物的预期的当前粘附性控制参数。该预定的关系由与多个相应的且预先测量的粘附性控制参数配对的、多个预先测量的声学条件获得。

附图说明

图1描述了一个数据值图标，每个数据值代表对于在反应器中制备的两种不同类别聚合物而言与相应粘附性控制参数配对或相关的声学条件。图1中所述的实线和虚线代表对于每种聚合物类别而言配对的声学条件与粘附性控制参数值之间的关系。

图2描述了聚合物的典型差示扫描量热计(DSC)熔融曲线一般示意图。

图3描述了对于具有97.4℃干燥熔融起始温度(“MIT”)的聚乙烯聚合物而言由测量数据形成的第一熔融DSC曲线。

图4举例说明了溶解的烃对于图3中所示聚合物的DSC曲线的移动影响，即使该曲线移动到更低温度。

图5描述了图4中所示聚合物的熔融起始温度的偏移或降低程度的示意图。

图6描述了用于制备聚烯烃的示意气相系统的流程图。

发明详述

每个所附的权利要求定义了独立的发明，出于侵权目的，认为其包括权利要求中所定义的各种单元或限定的等价形式。依据上下文，下面所有提及的“发明”在一些情形下可以仅指一些特定实施方案。在其他情形下将认为，提及的“发明”将指一项或多项、但并非必须地全部权利要求中所述的主题。每个发明现在将在下面更详细地进行描述，包括具体实施方案、版本和实施例，但是本发明并非限定于这些实施方案、版本或实施例，包括这些内容以能使本领域普通技术人员在将本专利中的信息与可获得的信息和技术结合时制造和使用本发明。