[发明专利]高压聚乙烯制造中的结垢控制

说明书

在高压下制造乙烯聚合物和共聚物中控制结垢的系统和方法。公开了高压聚乙烯聚合系统，其包括反应器、初级压缩机和二级压缩机，所述二级压缩机包括：a)第一级，其中所述第一级包括至少两个气缸，并且所述至少两个气缸的排放管通过第一级排放交叉连接管流体连接；b)第二级；c)级间；以及d)在第一级排放交叉连接管下游10米以内的位置处开始的施加到级间管道的第一冷却器。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年6月30日提交的序列号62/186,914和2015年8月7日提交的EP申请号15180118.0的权益，其公开内容通过引用以其全文全部并入。

发明领域

本发明涉及用于在高压下制造乙烯聚合物和共聚物中控制结垢的系统和方法。

发明背景

高压反应器聚合装置将相对较低成本的烯烃单体(通常为乙烯，任选地与一种或多种共聚单体如乙酸乙烯酯组合)转化为有价值的聚烯烃产品。使用氧或有机自由基引发剂，特别是过氧化物引发剂的这样的方法是本领域已知的并且已经在工业中使用了很长时间。聚合在相对高的温度和压力下发生，并且是高度放热的。所得聚合物是低密度聚乙烯(LDPE)，任选地含有共聚单体。

高压聚合方法在高压釜或管式反应器中进行。原则上，除了反应器本身的设计之外，高压釜和管式聚合方法非常相似。装置通常使用两个串联排列的主要的压缩机(各自具有多级)，以压缩单体进料。初级压缩机提供单体进料的初始压缩，并且二级压缩机将初级压缩机产生的压力增加到反应器中发生聚合的水平，对于管式反应器其通常为约210至约320MPa，对于高压釜反应器其通常为约120至约200MPa。

二级压缩机的级间压力足够高以导致热聚合，这导致在压缩机管道的内表面上形成高密度、高分子量的聚合物结垢层。热聚合由自由基的存在引发，并且在温度更高和存在更多自由基的情况下以更高的速率进行。结垢会导致在方法的其余部分中气体流动管线的完全堵塞及不利的高的压降，这会导致降低的压缩机吞吐量、差的泵送效率以及二级压缩机损坏。结垢也增加了分解反应的风险，所述分解反应当活性自由基被困在聚合物层中时发生。

去除结垢层需要使用机械或化学清洁。通常，需要停机多于二十小时。另外，存在这样的风险，即聚合物层的部分可能会松动，特别是在启动期间，并且在系统中形成堵塞物，需要拆卸管道以完全去除。

背景参考文献包括US 2003/008982，US 2007/032614和EP 0 144 716 A。

需要这样的用于生产低密度聚乙烯的方法和系统，其克服了压缩机中过早聚合和结垢的可能性，而没有显著改变压缩机运行条件或不需要定期关闭设备以进行清洁。还需要这样的管道设计，其允许管道容易且快捷地拆卸进行清洁，以最小化停机和停工成本。

发明概述

本发明涉及高压聚乙烯聚合系统，其包括反应器、初级压缩机和二级压缩机，所述二级压缩机包括：a)第一级，其中所述第一级包括至少两个气缸，并且所述至少两个气缸的排放管通过第一级排放交叉连接管流体连接；b)第二级；c)级间；以及d)在第一级排放交叉连接管下游10米以内的位置处开始的施加到级间管道的第一冷却器。

本发明还涉及高压聚乙烯聚合方法，其包括：a)提供包含乙烯的进料流；b)在初级压缩机中压缩所述进料流；c)在二级压缩机中进一步压缩所述进料流，其中所述二级压缩机包括第一级和第二级，并且其中所述第一级包括至少两个气缸，并且所述至少两个气缸的排放管通过第一级排放交叉连接管流体连接；d)在第一级排放管道交叉连接的下游10米以内的位置处冷却压缩的进料流；以及e)将压缩的进料流进料至聚合反应器。

根据本发明的系统和方法使得高压聚合方法能够在没有热聚合结垢风险的情况下运行。