[发明专利]烯烃聚合装置及其在聚合物转移及单体回收中的应用

说明书

技术领域

本发明属烯烃聚合反应领域，具体涉及烯烃聚合装置及其使用方法。

背景技术

抗冲聚丙烯的品质进一步提高，是树脂生产商和最终用户所追求的目标。研究表明，抗冲聚丙烯性能的改善可以通过两个或多个反应器不同的反应条件实现，不同的反应条件可以控制不同橡胶相分子链结构，进而获得多相结构的特征，达到更高抗冲或耐应力发白性能的目标。

将聚合物从一个反应器转移至另一个反应器是多反应器聚合的关键步骤。要实现聚合物性能的多样化调节，就要实现不同的反应器内试验条件的独立控制，不受其他反应器内反应温度、停留时间、气体组成等试验条件的影响。特别是反应器内的气体组成，在气相聚合过程中通常是将上游反应器的产品直接转移至下游反应器，样品内夹带着大量上游反应器的气体，对下游反应器内气体组成造成很大影响。或者是将从上游反应器排料的固体聚合物脱气，而后进行加压，再将其转移至下游聚合反应器。

欧洲专利EP050013中，使用惰性气体置换上游反应器内的混合气体，并利用惰性气体加压将固体聚合物转移至下游反应器内，该方法有助于减少或防止在转移装置中发生聚合，从而消除聚合物在转移装置上沉积并堵塞的可能性。但是，此方案的缺点在于，在下游反应器中惰性气体浓度较高，需要在下游反应器中引入更多的聚合物单体，这样可能需要增加反应器大小或提高反应器中气体的总压力。

中国专利CN1228096中，使用一种净化气体，而非惰性气体，来置换来自聚合物颗粒和转移槽中大部分的上游混合气，该净化气含有一种混合物，与每一个反应器所选择的操作条件相配，而不同于上游反应器中的反应气体的组分。单独引入净化气组分，增加了操作的复杂程度。

另一方法公开在欧洲专利EP192427中。在压缩阶段，并不引入惰性气体将上游聚合物转移至下游，而是使用来自下游反应器的混合气将聚合物转移至下游反应器。但所述装置包括至少三个顺序连接的容器：分别为排料罐、减压罐和压缩罐。本方法虽然避免了引入惰性气体所带来的不便，但装置所包含的容器数量较多，操作较为复杂，引入的容器越多，可能造成堵塞的位置越多。

中国专利CN101578302中也公开了一种方法。该方法与欧洲专利EP192427中所述方法类似，同样采取下游反应器内的混合气体将聚合物转移，所不同的是，所述装置包含一个气固分离装置和至少一对间歇地平行工作的闭锁式料斗，所述的闭锁式料斗交错进行排料和加压的过程，所述转移过程仍然较为复杂，不便于操作。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种烯烃聚合装置及其使用方法，将聚合物从上游反应器内转移至下游反应器内，并直至最后一个反应器，使得在不同的反应器内，可以独立实现相同或者不同的反应条件，而不受其他反应器内条件的影响，进而实现对聚合物的组成、分子量、分子量分布等的多样化调节。聚合物转移过程中所释放的烯烃单体则通过分离装置进行回收，循环使用。

本发明提供了一种烯烃聚合装置，包括：

第一反应器，

第一分离器：其用于收集第一反应器的排料并同时进行气固分离，所述排料包括第一反应器中的反应混合气及聚合物，并且排料与降压气固分离在第一分离器内完成；

转移器，与第一分离器相连，用于与第一反应器隔断，将聚合物由第一分离器向第二反应器转移；收集来自第一分离器的聚合物，并利用第二反应器内的混合气将聚合物转移至第二反应器；

第二反应器，其一端与转移器的一端相连，用于接收转移器输送的聚合物；另一端与转移器另一端相连，用于将第二反应器内的气体输送至转移器；

第二分离器，其与第二反应器相连，用于收集第二反应器的排料。

所述烯烃聚合装置装置还包括：

压缩机，分别与第一分离器、转移器和第二分离器相连，用于将聚合物转移过程中所释放的混合气体进行压缩。

精馏塔，与压缩机相连，用于将压缩后的混合气体分离。

单体聚合反应器，其与第一反应器相连，用于烯烃的本体聚合。

预聚合反应器，其与单体聚合反应器相连，用于催化剂和烯烃单体的预聚合；

预络合反应器，其与预聚合反应器相连，用于催化剂组分的预接触。

所述反应器为气相反应器或液相反应器，所述液相反应器优选环管反应器或搅拌釜反应器；所述气相反应器优选气相流化床反应器或立式搅拌床反应器。

在所述第一反应器和第二反应器上游分别设置有循环换热器，用于对进入第一反应器和第二反应器之前的物料进行换热。