[发明专利]一种烯烃聚合方法及装置

说明书

本发明公开了一种聚烯烃合成方法和装置，所述方法提供流化床反应器，并在流化床反应器中发生烯烃聚合反应。本发明利用膜分离装置分离富集氢气，利用冷凝、气液分离装置分离富集共聚单体，在膜分离装置和气液分离器的二级分离作用下，流化床反应器中温度梯度和氢气的浓度梯度得到强化，可以生产兼具良好成型加工性能和物理性能的聚烯烃产品。

技术领域

本发明公开了一种聚合操作方法及装置。具体涉及使用流化床反应器生产分子量分布具有双峰/宽峰的聚烯烃和聚烯烃共聚物的方法及装置。

背景技术

本发明涉及一种烯烃聚合操作方法，具体地说就是从流化床反应器出口未反应的物料中富集并分离部分氢气，并将分离的氢气返回反应器中部或上部，在单个反应器中构建了氢气浓度高的区域和氢气浓度低的区域，使得聚合单体不断聚合反应生成分子量分布较宽或分子量分布呈双峰分布的聚烯烃共聚物或聚烯烃共聚物的方法。

对于聚烯烃，尤其是聚乙烯，分子量和分子量分布极大地影响聚合物的机械性能及加工性能。在本领域研究中，已经公认的是，分子量越高，所述机械性能越高。然而具有高分子量的聚烯烃的流动性不佳，难以加工，在高切变速率下难以吹制和挤压。本领域已知，扩大聚乙烯的分子量分布可以实现改善流变性能同时维持最终产品的机械性能的目的；其中高分子量部分保证产品的机械性能，低分子量部分有助于改善产品的加工性能。

本领域已公认的是，将催化剂或带有活性中心的聚合物置于两种或两种以上不同的反应条件或气体组成内，使其连续反应，便能生产出具有宽/双峰分布的聚乙烯。然而在单一反应器内聚合物颗粒混合比较充分，反应器内的温度基本一致，因此，单一的某种催化剂在单一反应器内的稳定的某一温度下生产得到的聚合物的分子量分布较窄，采用多个反应器生产分子量分布较宽的产品得到了广泛的研究。根据聚合媒体不同，串联反应器工艺分为淤浆-淤浆、淤浆-气相、气相-气相方式等。欧洲专利EP-A-691353描述了两个传统的气相反应器串联生产双峰/宽峰聚乙烯的方法；美国专利US 7115687B中公布了一种第一环管反应器和第二气相流化床反应器串联的工艺；中国专利102060943A公开了一种用于制备双峰聚乙烯的方法及包含至少四个流化床的气相反应器。

采用单反应釜工艺，使用具有多活性点的催化剂，或者单催化剂多载体，或者混合催化剂，也是生产双峰聚乙烯的研究热点。美国UCC公司在Unipol工艺装置中采用气相法适用复合催化剂合成出双峰聚乙烯产品。Univation公司开发出的Prodigy催化剂，可以在单反应器中生产双峰HDPE。中国专利103421138A也公开了一种制备双峰/宽峰聚乙烯的方法，将一种双苯氧基亚胺二氯化锆催化剂与茂金属催化剂复合。复合催化剂在单反应器中生产聚乙烯的工艺，成本比较低，易于实施，但对催化剂的要求较高。

此外，还可以在单反应器中构造不同的聚合反应环境，生产宽/双峰聚乙烯。中国专利101284889A公开了一种将一个流化床反应器控制在至少有两个温度差别在10℃以上的稳定的反应区域的方法。专利WO00/02929A1提出了一种多区循环反应器工艺及装置，此聚合反应器是由快速流化状态的提升段和移动床状态的下降段相互连接而成，通过控制两个反应区域的聚合条件实现宽峰聚烯烃的生产。

本发明采用膜分离方法富集并分离氢气，在反应器空间上构造了不同的聚合反应环境，从而生产具有不同分布宽度的双峰/宽峰聚乙烯产品。本发明的工艺流程较为简单，操作容易，并且通过膜分离装置和气液分离器的二级分离作用，强化了反应器中温度梯度和氢气的浓度梯度，得到兼具良好成型加工性能和物理性能的聚烯烃产品。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种新的烯烃聚合的方法，对于双峰/宽峰聚乙烯尤其适用。本发明采用冷凝、气液分离的方法将共聚单体富集和分离，采用膜分离方法将循环物料中氢气富集和分离。在反应器分布板上方侧壁中部、下部不同位置引入液体物料，利用液体物料蒸发吸热形成至少一个低温区域和低氢气浓度区域；并且富含氢气的气体物料在反应器中部和上部不同位置引入反应器，在反应器的中上部形成一个高温区和富含氢气的区域。