[发明专利]一种基于多区循环反应器的烯烃聚合工艺

说明书

本发明涉及一种基于多区循环反应器的烯烃聚合工艺。其基于现有的多区循环反应器，通过调节操作参数使得颗粒循环状态在稳定循环状态和振荡循环状态之间交替出现，以形成多种聚合条件，实现高性能聚合物的生产。

技术领域

本发明涉及一种高分子聚合领域，进一步地说，是涉及一种烯烃聚合的工艺方法。

背景技术

聚烯烃树脂的加工性能和力学性能是相互矛盾的，提高分子量有助于树脂的力学性能的提高，但同时也会使树脂的加工变得困难。而宽峰(有时也称为双峰或多峰)聚烯烃树脂能够实现材料加工性能和机械性能的平衡，其中的低分子量部分能够保证树脂具有良好的加工性能，同时高分子量部分赋予材料长期的机械性能，如高的拉伸性能、高韧性和冲击强度等。

目前市场上双峰聚合物的生产已比较常见，多采用串联反应器的工艺进行生产。例如CN101790544A和CN200580033634.6所提到的在至少两个串联的淤浆环管反应器内进行烯烃聚合的组合工艺，以及CN1903896A中所提到的在两个浆液反应釜中生产双峰聚乙烯的方法。但是由于聚合物颗粒在第一反应器内存在停留时间分布，导致所生产的双峰产品均匀度较差。多区循环反应器工艺(US20040072971A1)是目前生产具有双峰聚烯烃树脂的应用最先进的工业化方法，该法是在同一反应器内设置两种不同气体组成的反应条件下，使烯烃连续发生聚合反应，生产出分子级均匀混合的双峰产品。

但是随着社会的发展和生活水平的提高，三峰及以上的宽峰高性能聚合物需求明显增加，但是由于传统串联生产工艺和多区循环反应工艺的限制，高性能聚合物的生产一直受限。因此，需要进一步发明一种操作可靠且经济可行的聚烯烃新工艺，用于生产超宽分子量分布的聚烯烃产品。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种烯烃工艺。该烯烃聚合工艺，可生产超宽分子量分布的聚烯烃，且生产成本更低、流程更合理。

本发明基于多区循环反应器(MZCR)。该反应器由提升段、下降段、旋风分离段及颗粒循环段组成。传统的多区循环反应工艺中，聚合颗粒在反应器提升段内被上行气体夹带运行，形成一个快速流化床。然后，聚合颗粒在旋风分离段与气体分离并进入下降段，聚合颗粒在下降段向下移动，经颗粒循环段后再次返回提升段形成稳定颗粒循环。在生产过程中，通过在下降段喷入阻隔液调节下降段氢气浓度及温度，实现下降段反应条件与提升段的差异，实现双峰聚合物的生产。

本发明所采用的具体技术方案如下：基于多区循环反应器的烯烃聚合工艺，通过调节操作参数使得颗粒循环状态在稳定循环状态和振荡循环状态之间交替出现，并在振荡循环状态下形成新的聚合条件，实现超宽峰聚合物的生产。

上述技术方案中，各工艺环节可具体采用如下优选方式实现：

作为一种优选方式，调节操作参数过程中，可通过调节提升段表观气速和/或颗粒循环段阀门开度和/或装置出料量实现颗粒循环状态在稳定循环状态和振荡循环之间交替。

作为另一种优选方式，两种循环状态的交替出现过程中，颗粒循环状态处于稳定循环状态和振荡循环状态的时间比例为0.1～10。

作为另一种优选方式，在不同聚合条件下：

1)颗粒处于稳定循环状态时，通过在下降段上部喷射阻隔液，实现提升段与下降段氢气浓度及温度的差异，实现双峰聚合物生产；

2)颗粒处于振荡循环状态时，提升段和下降段之间形成窜气，提升段、下降段的氢气浓度保持一致并与稳定循环时氢气浓度不一致，以生成分子量不同于稳定循环时的聚烯烃。

作为另一种优选方式，稳定循环状态下，聚合颗粒由提升段上行经旋风分离段后进入下降段再次返回提升段；振荡循环状态下聚合颗粒经由底部颗粒循环段在提升段和下降段之间往复循环。