[发明专利]烯烃聚合装置和烯烃聚合方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烯烃聚合装置，特别是一种使用了流化床反应器的烯烃聚合装置。本发明还涉及一种烯烃聚合方法。

背景技术

聚烯烃、例如聚乙烯是一类由多种工艺方法生产的具有多种结构和特性的系列品种热塑性通用塑料，是合成树脂的主要品种之一，广泛应用于农业、化工、轻工、纺织、机械和国防等领域。工业上生产聚乙烯的方法主要有淤浆聚合法、溶液聚合法以及气相聚合法三种。其中，气相法聚乙烯工艺流程简单，生产能力大，生产灵活性强，免除了溶剂的精制和回收等处理工序，大大降低了设备投资费用和生产操作费用，而且对环境友好，因而成为了聚乙烯工艺中的主流。

随着国民经济的发展，聚乙烯树脂的需求量不断增加，提高现有装置的聚乙烯产量成为工业研发瞩目的焦点。但是，限制气相法聚乙烯产量提高的最大障碍是反应热的移除。在传统的气相法聚乙烯工艺中，主要通过循环气流的温升为流化床反应器撤热，因而聚乙烯的时空收率受到流化气速的限制，无法大幅度提高。上世纪80年代初，专利US 4543399和US 4588790披露了气相流化床聚乙烯冷凝模式操作工艺(简称为“冷凝工艺”或“冷凝模式操作”)。其通过引入易冷凝的液体，即冷凝介质(一般为共聚的高级α烯烃或惰性饱和烃)，使其在流化床反应器中蒸发以强化聚合反应热的移除，从而使流化床反应器的时空收率成倍提高。与常规的非冷凝方法相比，冷凝态操作下的流化床反应器冷凝液为10wt％。冷凝态工艺的出现标志着聚乙烯生产技术得到了新的突破性进展。

专利US 5541270、US 5668228、US 5733510和US 5804677各自利用旋风气液分离器、使气流减速以实现分离的大容器(分离罐)、除雾型气液气液分离器和液体洗涤器等装置将冷凝液从循环气流中分离出来，并优选“Peerless”(DPV P8X型)商购立式除雾型气液分离器。但是，在此分离装置中，旋风气液分离器只能放置于气液气液分离器前，以除去循环气流中的大部分细固体颗粒，而不能进行气液分离。通过使气流减速而实现分离的大容器(分离罐)占地面积大，分离效率低且受气液流量波动的影响大，尤其难以气液分离。除雾型气液分离器虽能实现冷凝液量的控制，但占地面积大，内构件复杂，分离压降大，难于清洗。液体洗涤器同样存在占地面积大和分离压降大的缺点。

专利US 6455644B1、US 6815512B2、US 7025938B2披露了在冷凝工艺中气液分离不使用例如气液分离器、除雾器和洗涤器等液体收集装置，以及泵、压缩机和喷雾器等机械设备，而是仅凭借弯头、三通等管件结构来将循环管线中的冷凝液富集后返回流化床反应器分布板上部，因而无机械部件和能量消耗。但是其分离效果非常有限，从分布板上部返回流化床反应器的冷凝液含量最多仅占循环气流中冷凝液总量的28.82％，大部分的冷凝液体还是从流化床反应器底部返回流化床反应器中。如果进一步提高循环气流中冷凝液的含量，可能造成流化床反应器底部积液的现象。

专利CN 200810062156.7披露了将循环气流经过气液气液分离器后分成两股，富含气相的流股从分布板下部通过导流器由循环气流带入流化床反应器，富含液相的流股从分布板上部引入流化床反应器。该专利只给出缓冲罐和旋风气液分离器两种形式的气液气液分离器，但是这两种分离装置的分离效果均不理想，无法在较大范围内精确调控冷凝液的加入量，以使喷入流化床分布板上部的冷凝液量保持稳定，并且装置占地面积大。

因此，需要一种聚烯烃合成装置，其可提高聚乙烯的生产能力。在生产过程中，该装置对循环气流中的冷凝液和气相的分离效率较高，气体压降小，而且能精确控制进入流化床反应器中的冷凝液的量，防止在流化床反应器中产生积液。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种聚烯烃合成装置以及其使用方法，其可提高聚乙烯的生产能力。在生产过程中能提高气液分离效率，防止在流化床反应器底部出现凝液。

根据本发明的第一方面，提出了一种烯烃聚合装置，包括：流化床反应器，包括处于分布板下方的第一部分和处于分布板上方的第二部分；连接流化床反应器的第二部分和储罐的引出管路，在引出管路中依次设置有压缩机、冷凝器和气液分离器，该气液分离器用于对冷凝后的循环气流进行气液分离，气液分离器的气流支管与流化床反应器的第一部分相通，气液分离器的液流支管与储罐相通；与储罐的出口连接的流体输送设备，流体输送设备的第一流出管路与流化床反应器的第二部分相通，而第二流出管路与流化床反应器的第一部分相通。