[发明专利]用于分离通过烯属不饱和单体的高压聚合获得的反应混合物的组分的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于分离在自由基聚合引发剂存在下通过烯属不饱和单体的高压聚合而获得的组合物的聚合物组分和气态组分的方法，并且涉及包括这种分离方法的用于在自由基聚合引发剂存在下由烯属不饱和单体制备乙烯均聚物或者共聚物的方法。

背景技术

聚乙烯是商业上使用最为广泛的聚合物。其可以通过几种不同的方法来制备。在升高的压力下在自由基引发剂存在下的聚合反应是首次发现获得聚乙烯的方法，并且一直都是用于制备低密度聚乙烯(LDPE)的具有高商业实用性的重要方法。

用于制备低密度聚乙烯的设备的常规机构包括除了聚合反应器(其可以是高压釜或者管式反应器或者这类反应器的组合)之外的另一装置。为了对反应组分加压，通常使用一套两个压缩机(主压缩机和次压缩机)。在聚合顺序结束时，高压聚合单元通常进一步包括例如挤出机和用于粒化所获得的聚合物的造粒机的设备。此外，这种聚合单元通常还包括用于将单体和共聚单体、自由基引发剂、改性剂或者其它物质在一个或多个位置处进料至聚合反应的装置。

在高压下的烯属不饱和单体的自由基引发的聚合的特征在于单体的转化远未完成。每通过一次反应器，对于管式反应器中的聚合，施加的单体的仅大约10％至50％被转化，对于高压釜反应器中的聚合，施加的单体的8％至30％被转化。因此，常见的做法是将排出的反应混合物分离成聚合物组分和气态组分并且再循环利用单体。为了避免不必要的减压和压缩步骤，分离成聚合物组分和气态组分通常在两个阶段中执行。将离开反应器的单体-聚合物混合物传送至第一分离容器(通常称为高压产物分离器)，其中聚合物组分与气态组分的分离在如下压力下执行：该压力允许将从单体聚合物混合物分离的乙烯和共聚单体在主压缩机与次压缩机之间的位置处再循环至反应混合物。在操作第一分离容器的条件下，在分离容器内的聚合物组分处于液态。在第一分离容器中的液相的水平通常通过辐射液位测量来测量并且通过产物排放阀来自动地控制。将在第一分离容器中获得的液相传送至第二分离容器(通常称为低压产物分离器)，其中聚合物组分与气态组分的进一步分离在低压下进行。将在第二分离容器中从混合物分离的乙烯和共聚单体被进料至主压缩机，在这里它们被压缩至新鲜乙烯进料的压力，与新鲜乙烯进料组合，并且所合并的流被进一步加压至高压气体再循环流的压力。

不同设计和几何形状的设备已经公开为第一分离容器，其通常在从15MPa至50MPa的压力下操作。有时，在第一分离容器中或者在进入第一分离容器之前将冷的乙烯加入至反应混合物以便冷却和/或纯化反应混合物。

GB1575474A描述了用于分离来自聚合反应器的反应物料的第一分离器可以是旋风分离器。类似地，WO2010/071653A1公开了反应混合物的第一分离在如下设备中执行：在该设备中反应混合物通过进口设置进入分离器的圆柱形壁，然后迅速分离成未反应单体气流和在分离容器的下部中收集的浓缩液相的聚合物。

EP0440838A1涉及用于将挥发性组分从由高压聚合而获得的反应混合物分离的方法，其中第一分离在配备有挡板的高压分离器中执行，反应混合物和新鲜乙烯以它们沿相反方向通过彼此的方式进料到高压分离器中。DD131824A3也描述了用于将由高压聚合设备获得的反应混合物分离的方法，在所述方法中，在聚合反应器下游，反应混合物与乙烯接触。在优选设置中，接触发生在加宽的管中，该加宽的管进入到第一分离容器或者进入第二分离容器中。

用于分离通过烯属不饱和单体的高压聚合获得的组合物的聚合物组分和气态组分的这种方法允许将来自单体-聚合物混合物的乙烯、共聚单体和其它低分子量组分再循环至次压缩机的吸入侧。然而，仍然存在相当大量的由离开第一分离容器的气流携带的聚合物组分。在乙烯再循环线中的随后的分离步骤中，这些组分必须与气体分离。此外，夹带的聚合物组分可以粘附至分离容器的表面或者粘附至传送管道的表面并且引起那里堵塞。

因此，本发明的目的是克服现有技术的缺点，并且提供了如下方法：其示出了在气流离开第一分离容器的情况下留下非常少量的聚合物。此外，该方法将允许分离容器中的液态级分的填充水平的可靠测量，并且将允许所产生的不同类型的低密度聚乙烯之间的快速等级变化。另外，由于在自由基聚合引发剂存在下，在用于制备烯烃聚合物的高压过程中分离容器为大型耐压装置，因此出于经济原因，一直期望能够在不丧失良好的分离效率的情况下将这种分离容器构造得尽可能小。

发明内容