[发明专利]丙烯均聚或无规共聚的方法

说明书

本发明涉及丙烯均聚或无规共聚领域，公开了丙烯均聚或无规共聚的方法，包括：(1)将液相丙烯携带聚合催化剂进行丙烯预聚合为含有丙烯预聚物的原料浆液；预聚合温度为40～45℃，预聚合压力为3.2～3.9MPaG，烯烃聚合催化剂为液相丙烯的0.04～0.06重量％；(2)将原料浆液、回收液相丙烯和回收循环氢气混为液相聚合原料；(3a)将液相聚合原料进行丙烯液相均聚、丙烯气相均聚为含丙烯均聚物的产物；或者(3b)将液相聚合原料与乙烯进行液相无规共聚、气相无规共聚为含丙烯乙烯无规共聚物的产物，乙烯进料量为液相丙烯的5重量％以下。该方法可以降低丙烯聚合中单位产品能耗和丙烯损耗。

技术领域

本发明涉及丙烯聚合工业化领域，具体地，涉及一种以三段式工艺进行丙烯均聚或无规共聚的方法。

背景技术

聚丙烯是以丙烯为单体聚合而成的聚合物，是通用塑料中非常重要的一个品种，其具有原料丰富、价格低廉、容易加工成型、无毒等特性，亦可通过共聚、共混、增强等措施进行改性，具有十分广阔的应用领域，在聚烯烃树脂中，是仅次于聚乙烯第二大塑料。而且丙烯还可以与乙烯进行共聚，制备丙烯-乙烯无规共聚物。

目前国内外生产聚丙烯的工艺技术主要有：液相本体法、气相本体法及液相本体与气相本体相串联的聚合方法。根据反应器形式的不同，又可分为环管法(Spheripol)、气相流化床法(Unipol)、立式搅拌釜法(Novolen、Hypol)、卧式搅拌釜法(Inoes、JPP)及不同反应釜相组合的方法。在有液相聚合的工艺中，聚合反应是在液相中发生的，为了控制反应温度和聚合度，都设有预聚，而在气相聚合的工艺中，催化剂和原料丙烯均直接加入到反应中，不设预聚。

在聚丙烯生产过程中，丙烯单体在催化剂、活化剂、给电子体的作用下，在聚合反应器中进行聚合反应得到聚丙烯浆料或固体料，生成的聚丙烯再经过闪蒸脱气、催化剂失活、干燥及氮气置换，得到聚丙烯粉料产品，在反应器出料过程中夹带的丙烯气体，经过低压洗涤、气体压缩、轻气体分离后回到反应系统回收利用，从而降低原料丙烯及氢气的消耗。

目前国内外聚丙烯工艺，各自有不同的优缺点：

间歇法本体聚合工艺：由国内自主开发的丙烯聚合工艺，其优点有流程短、投资低、见效快，其缺点为工艺落后、自动化程度低、产品质量不稳定、运行成本高、产品质量差。

Lyondell Basell的Spheripol工艺：环管反应釜，采用轴流泵强制循环，液相本体聚合，靠环管外的夹套撤热。其优点为反应条件较易控制、反应器传热系数大、单位体积产率高、产品性能稳定，牌号范围覆盖广；其缺点投资大、反应单程转化率低、有大型转动设备、能耗高、建设周期长、后处理系统复杂。

Grace的Unipol工艺：气相流化床反应器、聚合热靠气体的显热带走，气体循环量大，需要大功率的增压风机才能实现，反应釜内为全混型，产品质量不太均匀。其优点有适合乙烯和丙烯共聚、流程简单、产品物理性能好、牌号覆盖广；其缺点有能耗高、设备尺寸大、加工难度高、投资高、设备效率低。

INEOS公司的Innovene工艺：使用卧式搅拌反应器和高性能的INcat CDi催化剂，该反应器接近活塞流式反应器，采用液相丙烯汽化撤热。其优点有反应器撤热效率高、生产操作平稳、反应期内物料停留时间均匀，生产的产品熔指范围宽、能耗较低；其缺点有反应釜内容易产生热点和塑化块、反应器加工难度高、关键设备需要进口、投资高。

日本三井的Hypol工艺：液相本体和气相本体组合工艺生产聚丙烯，前两个反应釜为立式搅拌釜，后两个为立式气体流化床聚合釜；其优点可生产无规共聚和嵌段共聚产品；其缺点流程长、设备效率低、气相反应为全混型、产品质量不均匀、催化剂适应性较差、装置规模小；近几年国内没有新上的Hypol工艺装置。

但是在上述各种工艺的工业化实施过程中，均存在丙烯聚合物生产单位能耗高的缺陷，并进而影响聚合物产品的质量及稳定性，以及装置运行的安全性，增加项目工业化的投资，影响项目的经济效益。