[发明专利]烯键不饱和单体在聚合反应器中的高压聚合方法

说明书

一种用于在高压聚合系统中聚合乙烯的方法，包括连续操作的聚合反应器和反应器排放系统，该反应器排放系统包括应急阀、含有水性介质的反应器排放容器和反应器排放倾倒容器，其中该方法包括监测聚合系统的干扰发生情况，在允许聚合系统的内容物膨胀到反应器排放容器中的干扰的情况下，打开应急阀，使反应器排放容器中的内容物与水性介质接触以获得水性聚合物浆料，分离聚合物浆料和气态组分并将聚合物浆料转移到反应器排放倾倒容器。

技术领域

本发明涉及在包括连续操作的聚合反应器的高压聚合系统中聚合或共聚烯键不饱和单体以获得基于乙烯的聚合物的方法。

背景技术

聚乙烯是最广泛使用的商业聚合物。它可以通过几种不同的方法制备。在升高的压力下在自由基引发剂存在下的聚合是最早发现获得聚乙烯的方法，并且仍是具有高商业相关性的用于制备低密度聚乙烯(LDPE)的有价值的方法。

用于制备低密度聚乙烯的装置的通常设置除了可以是高压釜或管式反应器或这些反应器的组合的聚合反应器之外，还包括其它设备。为了对反应组分加压，通常使用一组两个压缩机，一次压缩机和二次压缩机(有时称为超级压缩机)。在聚合序列结束时，高压聚合单元通常还包括用于将获得的聚合物造粒的设备如挤出机和造粒机。此外，这种聚合单元通常还包括用于将单体和共聚单体、自由基引发剂、改性剂或其它物质在一个或多个位置进料到聚合反应的装置。用于制备聚乙烯的装置通常以连续运行的方式构造，可以长时间连续运行而不会出现疲劳迹象，因此，通常允许相当长的维护间隔。

LDPE反应器中的聚合过程在可达到350MPa的高压下进行。这种高压要求工艺以安全可靠的方式操作的特殊技术。已知在一定的温度和压力条件下，乙烯可以以爆炸的方式快速分解，得到碳烟、甲烷和氢气。随之而来的压力和温度的急剧上升——分解温度可能过高(1000℃)——对生产装置的操作安全构成了相当大的潜在风险。例如，在这种分解事件期间达到的温度可能损坏反应器管，例如它可能导致管金属奥氏体化。如果材料快速冷却，在金属奥氏体化的温度下，在反应器管中形成马氏体。马氏体是在碳钢中发现的各种微观结构中最硬和最脆的。

因此，认为在紧急排污过程中快速去除由分解产生的热气体是必要的。

根据WO 2017/098389A1，这种热气体的快速去除将通过单向排放系统实现，该单向排放系统包括位于超高压压缩机排放下游且在反应器前端的前应急排污阀和在反应器末端的至少一个附加阀。在此，该系统应通过在排出过程中保持远离该超高压压缩机的单一方向上的流动，并且通过在排出过程中保持该反应器内的特定压力和流速来防止这些反应器壁达到能够引起该金属管奥氏体化的温度。以这种方式，将最小化到管式反应器的热传递量。

另一个问题是单体混合物的泄漏，其可能发生在高压和高温下运行的反应装置中，例如聚乙烯的形成。同样在这样的情况下，即在检测到单体或反应混合物的泄漏之后，聚合过程通常被中断并且聚合装置被减压。泄漏的检测可以例如通过如在WO 2017/194491A1中公开的IR点检测器来实现。