[发明专利]用于从聚合物中分离碳氢化合物的方法

说明书

本发明针对使用闪蒸分离器从挥发性气体中分离烯烃共聚物的方法。闪蒸分离器可以与溶液方法或高压方法一起使用。来自粘稠的聚合物熔体的挥发性气体的质量传输增加。

技术领域

本发明是使用闪蒸分离器从挥发性气体中分离烯烃共聚物的方法。闪蒸分离器可以用于溶液方法或高压方法。目的是增加来自粘稠的聚合物熔体中的挥发性气体的质量转移。

背景技术

通过几种不同的传统技术生产聚烯烃。典型的温度是从50℃至350℃，并且压力从30巴(bar)至3000巴变化。聚合物在一温度下在液体中溶解或者在未反应的单体、未反应的共聚单体和可选的溶剂的超临界混合物中溶解，在该温度下产生聚烯烃。

聚合方法包括一个或多个聚合反应器。适当的反应器包括不搅拌的或搅拌的、球形的、圆柱体的和类罐的容器以及再循环回路反应器以及管式反应器。这样的反应器通常包括用于单体、共聚单体、溶剂、催化剂和可选的其他反应剂以及添加剂的注入点和用于反应混合物的取出点。此外，反应器可以包括加热装置或冷却装置。

从包含聚合物熔体的反应混合物中分离未反应的已溶解的一种或多种单体、一种或多种共聚单体以及可能的溶剂包括一般在一个或多个闪蒸分离器中执行，通常在一个或多个分离阶段中执行。在溶液方法中，从聚合反应器中取出的反应溶液流被传送到闪蒸分离器中，在闪蒸分离器中将具有或不具有共聚单体的乙烯(例如，丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯或共聚单体的组合)和碳氢化合物溶剂从聚合物熔体中分离。

在高压方法中，为了制造LDPE，在反应器出口的反应混合物的压力从约1000巴至3000巴的其操作值经由出口减压阀的操作下降至100巴至300巴的值。由减压阀引起的反应混合扩张导致出口反应流的温度增加(即，反向焦耳-汤姆逊效应(reverse Joule-Thompson effect))。随后，反应混合物被馈送到闪蒸分离器(也称为高压分离器)中，在那里，将单体/共聚单体/聚合物三种的混合物分为聚合物流和气态流，聚合物流是富含液相的聚合物，气态流是富含一种或多种单体的气相。来自闪蒸分离器底部的聚合物流被馈送至又一闪蒸分离器用于进一步去除残留的一种或多种单体。在第二闪蒸分离器中，进一步减小压力。离开闪蒸分离器的包含低分子量蜡的气态流(即离开的气体)被馈送至主压缩机，同时液体底部聚合物流被导向挤压机进行制粒。

当操作具有粘稠的聚合物溶液的闪蒸分离器时，用户面对的问题是对组分实现最高可能的分离效率同时物质夹带最小。进入闪蒸分离器的聚合物微滴的尺寸越小，质量转移速率增加得越多，但是随之携带微滴的风险增加。跟随循环的气态流从闪蒸分离器中排出的被夹带的聚合物(蜡、小尺寸的微滴等)将增加下游热交换器的污垢，因而减小了整体的热转移速率。而且，管道和压缩机中夹带的聚合物的沉积物增加了清洁成本和维护时间，并且在极限的情况下，能够引起管道阻塞和机械部件的过早失效。

本发明的目标是改进从粘稠的化合物例如烯烃共聚物中对碳氢化合物的分离。特别地，本发明的目标是改进对具有相对高的分子量(并且其因此更不易挥发)的碳氢化合物的分离，例如在聚合中使用的共聚单体。分离小尺寸的分子例如乙烯相对容易；然而，从粘稠的烯烃共聚物熔体中分离大分子例如共聚单体(其典型示例为1-辛烯和丙烯酸乙烯酯)是具有挑战性的。

本发明的一个目标是通过在高压分离器中增加微滴的表面面积来增加挥发性气体的质量转移。本发明的另一目标是一种通过增加质量转移面积以有效地从高粘稠的聚合物熔体中分离挥发性气体的方法。

本发明的另一目标是减少携带的微滴的量，即在气态流中携带的夹带的烯烃共聚物的量。

本发明是用于具有用于分发反应混合物的装置的闪蒸分离器的入口，该反应混合物是高度粘稠的聚合物熔体。这样的入口能够增加分离效率，并且具有携带微滴的最小风险。本发明还具有以下优点：

·最小的微滴夹带与更接近平衡的高分离效率的组合——理想的分离

·热交换器、过滤器和压缩机阻塞的风险更小。