[发明专利]用于烯烃聚合的方法、装置及该装置的用途

说明书

一种烯烃聚合方法和设备，包括在聚合反应器中在烯烃聚合催化剂存在下于流化床内在气相中聚合至少一种烯烃，所述聚合反应器具有：立式机体；向下逐渐变细的近锥形底部区域；近圆柱形中部区域，该中部区域位于所述底部区域之上并与之相接；以及向上逐渐变细的近锥形顶部区域，该顶部区域位于所述中部区域之上并与之相接；其中(i)将流化气体引入所述反应器的底部区域，所述流化气体自该底部区域向上通过所述反应器；(ii)使所述流化气体从所述反应器的顶部区域排出；(iii)流化床在所述反应器内形成，其中正在生长的聚合物颗粒悬浮于上升气流之中；并且其中所述聚合反应器具有运行温度设定值并包括至少一个温度测量传感器，所述反应器的温度测量传感器(Tm)与运行温度设定值(Ts)之间的温差(DT)等于或小于10℃。

技术领域

本发明涉及用于烯烃聚合的方法、装置及该装置的用途。

背景技术

传统流化床反应器即鼓泡气相烯烃聚合反应器为本领域所知。所述反应器通常在中等表观气速值下运行，特别是对于聚乙烯生产而言，以确保获得足够的气固混合效率并抑制固体残留/夹带现象。所采用的表观气速值，对于聚乙烯一般为0.35-0.5m/s，对于聚丙烯一般为0.40-0.70m/s。然而，根据待生产聚合物的品级，可能会遭遇诸多与流化质量、固体扬析和流化床均匀性有关的运行问题。此外，在传统气相反应器中可能尤其需要对大尺寸团聚体进行处理。在传统气相烯烃聚合反应器中最大的挑战之一即大尺寸聚合物颗粒(大于1000μm)所占比率过大时存在遭遇运行问题的高风险。通常，这种大尺寸聚合物颗粒特别是在气相反应器条件下由于散热不充分往往形成团聚体，由此常造成运行上的差异。具体而言，进入气相反应器的活性聚合物大颗粒具有极大的可能遭遇颗粒过热，由此导致其表面部分软化、粘性增加。表面软化导致粘性增加，粘性增加进而导致团聚体的形成。

市场上对在气相反应器中引入更多共聚单体含量开发多峰聚合物品级(特别是多峰聚乙烯品级)的需求不断增加。然而，这具有一定的挑战性，因为气相反应器中聚合物颗粒向流化气体的传热速率有限导致在聚合物中引入共聚单体受到限制。这在涉及大尺寸聚合物颗粒时尤为挑战。

例如在EP2495037、EP2495038、EP2913346、EP2913345、EP2890490、EP 3103818中提出了涉及所谓“双锥反应器结构”的反应器组件和方法。然而，以上专利均未涉及提高聚合物颗粒向气体介质即流化气体传热速率的方法、装置及该装置的用途。

发明内容

本发明的一个目的是提供制备聚合物的方法、装置及该装置的用途，其中从聚合物颗粒向流化气体的传热速率得到提高。

本发明基于采用特殊流化床反应器结构的构思，即包括至少一个温度测量传感器和反应器运行温度设定值的所谓双锥反应器，其中所述温度测量传感器与反应器运行温度设定值之间的温差(DT)等于或小于10℃。当反应器中物料的粒径d₉₀等于或大于700μm时，这尤为重要。

鉴于聚合反应器内的节涌/夹带流化条件，与传统气相反应器相比，本发明的优势在于将热量更有效地从反应器中除去。节涌流化是指鼓泡尺寸大于容器截面积约三分之一时的情况。鼓泡的上升速度受限于容器并形成气体涌流。从聚合物颗粒向气体介质即流化气体的传热速率提高以及(任一)温度测量传感器与反应器运行温度设定值之间的温差等于或小于10℃的事实，使得与传统气相反应器相比在本发明的聚合反应器中对于相同的聚合物粒径而言更少出现颗粒过热。由于聚合物颗粒的软化减少，进一步使得颗粒粘性降低，从而作为气相反应器运行主要限制因素的颗粒团聚减少。因而，采用本发明，即具有双锥反应器结构且任一温度测量传感器与反应器运行温度设定值之间温差等于或小于10℃的聚合反应器，聚合物品级可包含较大比率的大尺寸颗粒而不会遭遇运行问题。

本发明的优势进一步在于：易于处理且大尺寸聚合物颗粒的流动性提高，而大尺寸颗粒通常会在传统气相反应器中造成团聚。