[发明专利]使用从聚合反应回收的热量来产生蒸汽的方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用从聚合反应回收的热量来产生蒸汽的方法。本发明还涉及对聚合反应进行冷却的方法。

背景技术

聚烯烃(如聚乙烯和聚丙烯)可通过颗粒形式聚合(例如淤浆聚合或气相聚合)制备。

乙烯的聚合反应是高度放热的，每生成1吨聚乙烯，其释放约945kWh。此外，聚乙烯的制造单元是主要的能量消耗者。来自该工业的大量热量被排放到大气中，这不仅导致能量损失而且增加了空气污染。

聚烯烃制造工艺中的其它设备和操作消耗能量。聚烯烃工厂内显著的电力消耗者例如可包括：使聚合反应器(例如环流淤浆反应器)中的液体反应混合物循环的泵；使冷却介质(例如经处理的水)循环通过聚合反应器夹套的泵；对再循环的稀释剂(和/或单体)加压并使其返回至聚合反应器的压缩机；用于输送绒毛和粒料的鼓风机；以及将聚烯烃绒毛转变为聚烯烃粒料的挤出机。典型聚烯烃工厂中的重要的蒸汽用户可包括：对聚合反应器流出物中的液体进行闪蒸的加热器；以及对回收的稀释剂和/或单体进行处理的分馏塔。具体地说，每生成1吨聚乙烯，对蒸汽的需求为约300kWh。燃料气体的相对大的消耗者可包括：聚合催化剂的活化过程(其可能利用高的热量)；以及维持工厂火炬头(flare header)中(在向火炬的进料中)的足够可燃物含量的操作。通常，需要大量能量以将单体和共聚单体聚合为聚烯烃绒毛、对来自反应器的再循环流出物进行处理、以及将聚烯烃绒毛转变为粒料。

因此，聚烯烃的生产是消耗电力、蒸汽、燃料气体等的能量密集型过程。这样的能量消耗通常对聚烯烃的生产以及出售给消费者的聚烯烃下游产品贡献了相当大的成本。

WO2009010514描述了用于对聚合过程中的能量消耗进行能量最优化的方法以及聚合单元。在WO2009010514中，所采用的性能系数为所产生的热量与所消耗的电能之比，其描述于实施例中。从冷却水回收的所有能量均在更高的温度下重新使用，但是，以加入大量机械能/电能作为代价。在WO2009010514中，需要非常耗能的气体压缩机。

因此，对于聚烯烃生产过程的能量效率的改善仍然存在需要。因此，本发明的目的之一是对现有技术的至少一个缺点进行克服或改进、或者提供有用的备选方案。

发明内容

本发明涉及使用从用于生产聚烯烃的聚合反应回收的热量来产生蒸汽的方法，包括以下步骤：使所述聚合反应与冷却流体热接触，使得该冷却流体从所述反应移出热量；使至少部分所述冷却流体与至少一个吸收循环热接触，从而将热量从冷却流体转移至所述循环；利用所述吸收循环以由冷凝物产生蒸汽，其中，该冷却流体用作用于对所述至少一个吸收循环中所含的至少一个蒸发器和至少一个发生器(generator)进行加热的热源。冷凝物优选为从聚合单元回收的蒸汽冷凝物(可现场得到的蒸汽冷凝物)。优选地，冷凝物为来自用于聚合单元中的蒸汽的回收冷凝物。然后，所产生的蒸汽可用于对聚合反应器流出物中的液体进行闪蒸的加热器以及对回收的稀释剂和/或单体进行处理的分馏塔。

具体地说，本发明提供了使用从用于生产聚烯烃的聚合反应回收的热量来产生蒸汽的方法，包括以下步骤：

(a)使所述聚合反应与冷却流体热接触，使得该冷却流体从所述反应移出热量，

(b)使至少部分所述冷却流体与至少一个利用吸收质(absorbate)和吸收剂溶液的吸收循环热接触，从而将热量从该冷却流体转移至所述吸收循环，利用所述吸收循环以由冷凝物产生蒸汽，其中，所述吸收循环包括

i)利用来自所述冷却流体的热量使冷凝的吸收质气化，从而产生吸收质蒸气，

ii)使该吸收质蒸气暴露于该吸收剂溶液，使得吸收质蒸气被该吸收剂溶液吸收，从而稀释所述吸收剂溶液并产生经稀释的吸收剂溶液(在本文中，也可互换地称为“经稀释的吸收溶液”或“吸收质-吸收剂溶液”或“稀释溶液”或“稀(weak)吸收溶液”、“稀的吸收剂溶液”或“稀溶液”)，

iii)从所述经稀释的吸收剂溶液移出至少部分热量，并且，利用所述移出的热量以由与所述吸收循环热连接的冷凝物产生蒸汽，

iv)利用来自该冷却流体的热量，将该经稀释的吸收剂溶液加热至足以使该吸收质气化的温度以产生吸收质蒸气和浓吸收剂溶液(在本文中，也可互换地称为“浓溶液”或“吸收剂溶液”或“浓吸收溶液”)；使该吸收剂溶液返回，以用于该吸收步骤(ii)，和

v)使该吸收质蒸气冷凝以形成冷凝的吸收质，并且，使该冷凝的吸收质返回，以在步骤(i)中进行气化。