[发明专利]一种制备聚合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备聚合物的方法，具体是通过控制流化床反应器内不同区域的温度而实现的。

背景技术

众所周知，烯烃聚合物在各领域中广泛应用，它具有的刚性、韧性、轻质性是许多材料不可代替的，改进和提高烯烃性能也是科研人员不断追求的目标。在本领域熟知的制造烯烃聚合物的过程中，气相流化床反应器是一种较安全、环保的烯烃聚合反应器，而且它可以选择齐格勒-纳塔、茂金属或铬系催化剂使烯烃聚合生产密度较低的聚合物，这是非流化床反应器所不及的。但是，由于烯烃聚合反应热较大(约为800kcal/kg-PE)，气体的传热效率和热容量较低因而反应热量的移出速率受限制，使得反应器床层易局部过热而导致不稳定，这是传统流化床反应器工艺的薄弱点。

专利US4379758、4383095和4876320中公开的气相流化床聚合反应装置是由一个流化床反应器、循环气压缩机、循环气冷却器组成密闭的循环回路，由反应单体乙烯、α-烯烃、氢气和惰性气体氮气组成的循环气体在回路中循环运转，保持聚合物始终流化和聚合热移出，控制整个反应器内的聚合温度在某一恒定值。

专利US3254070、3300457、3652527和4012573公布了将液体喷雾入或注入流化床反应器内的聚合物床中或聚合物床上，液体在较高的温度流化气体中立即闪蒸为气相，目的是为了最大限度地移走反应热使整个反应器内的温度达到恒定的某一聚合反应温度值。也就是说控制反应器内任意相邻的第一温度T₁、第二温度T₂、第三温度T₃都在某一恒定温度值，即T₁＝T₂＝T₃，使反应器稳定运行。

专利CN1133298A公布的“气相聚合方法”中描述一种快速地移出反应热提高反应速度方法，其目的也是为了稳定反应器内的聚合温度。具体方法是向循环气相物流中引入一种惰性碳氢化合物作为冷剂，使循环气相物流的露点升高超过流化床反应器入口温度，将循环反应器的气体单体物流加以压缩和冷却，使之冷凝产生部分液体物流。所产生的液体物流随气体物流返回进入反应器中立即闪蒸，以汽化潜热吸收并移出聚合反应热，这种操作被称为“冷凝模式”，但是这种操作方法的目的是在稳定某一聚合温度下提高时空收率，并且在该方法中并不容许游离的液体存在于流化床反应器内的气体中。

综合上述，长期以来一直认为控制流化床反应器中各区域内稳定相同的温度对反应器稳定运行和保证聚合物质量是至关重要的。因此，现有技术中并没有发现控制流化床反应器内的轴向方向上的温度有一定差值从而改变聚合物性能的方法。

本发明惊奇地发现，在流化床聚合反应器的操作方法中，若并不把提高时空收率作为控制目标，而控制反应器中轴向自上而下的相邻两位置点温度差值之比ΔT＝(T₁-T₂)/(T₂-T₃)的值大于0.5时，烯烃聚合物的物理性能将得到极大地改进。

发明内容

本发明提供一种利用流化床反应器制备聚合物的方法，包括控制流化床反应器内的温度，使得沿与物料流向相反的方向依次设置的第一位置点、第二位置点和第三位置点处的温度满足T₁＞T₂＞T₃，且ΔT＝(T₁-T₂)/(T₂-T₃)的值大于0.5，其中第一和第二位置点间的轴向距离与第二和第三位置点间的轴向距离均为0.5～6米。

如上所述本发明方法中，优选ΔT的值大于1。另外，优选第一和第二位置点间的轴向距离与第二和第三位置点间的轴向距离均为1～5米，更优选其均为1.5～4米。

在本发明的一个实施方式中，T₁、T₂和T₃均为20～150℃，优选60～110℃，更优选65～90℃。另外，优选本发明中所述T₁和T₃之差为5～20℃。

在本发明的另一个实施方式中，第一和第二位置点间的轴向距离与第二和第三位置点间的轴向距离相等。