[发明专利]烯烃气相聚合的装置及其方法

说明书

本发明涉及烯烃聚合技术领域，具体涉及一种烯烃气相聚合的装置、一种烯烃气相聚合的方法，该装置采用含有框式桨和设置在所述转动部的表面上的螺纹叶片的搅拌桨，使进入反应釜体的单体和催化剂充分接触并进行气相聚合反应，以及将冷凝液与含有单体和催化剂的颗粒流型匹配起来，并均匀分散到反应釜体内，从而调控反应釜体的温度，解决反应釜体的粘壁和结块问题，从而延长反应釜体的稳定运行周期；同时，将本发明提供的装置用于烯烃气相聚合反应，能够有效调控单体的进料浓度，从而提高单体的转化率，并消除了粘壁和结块现象。

技术领域

本发明涉及烯烃聚合技术领域，具体涉及一种烯烃气相聚合的装置、一种烯烃气相聚合的方法。

背景技术

随着负载型高活性齐格勒-纳塔催化剂的开发成功，采用气相法生产聚丙烯成为可能，并且气相法可以开发高橡胶含量的抗冲聚丙烯，解决了聚丙烯低温韧性不足的缺点，极大地拓展了聚丙烯的应用领域。立式搅拌床反应器已应用于气相法聚丙烯工业化多年，在生产高橡胶含量的抗冲聚丙烯时，引入乙烯生产高弹性的乙丙橡胶，由于乙丙橡胶粘性较高，并且单位摩尔乙烯产生的聚合热多于丙烯，因此工业装置上经常出现严重的粘釜和结块现象。

US4012573公开了一种气相法生产聚丙烯中的方法，并且采用了特殊的单螺带搅拌反应器。在单螺带搅拌反应器中，单螺带搅拌桨抬升粉体颗粒先沿壁面螺旋上升，到达料位面后在中心区下降，下降至底部气体分布板后再次被铲起，沿壁面上升，如此循环；沿壁面上升和中心下降均近似为平推流。冷凝液从顶部注入，蒸发撤热。催化剂从壁面注入后，恰好进入到上升段的平推流，催化剂无法分散，出现暴聚，而且顶部的冷凝液均无法及时冷却，极易飞温形成热点，形成结块和粘壁。

US4101289公开了一种气相法生产聚丙烯方法，采用卧式搅拌反应器，其独特的接近于平推流的流型能够得到窄分子量分布聚合物，然而催化剂无预聚直接从反应器一端注入，会导致在刚注入后暴聚，并且由于乙烯含量增加会导致其撤热能力不足，这极大地限制了聚合物产品中的乙丙橡胶含量。

CN105085755A公开了一种解决聚异戊二烯的挂壁问题的方法，采用了卧式双轴自清洁搅拌桨，提高异戊二烯的转化率和消除挂壁现象，但是该搅拌桨和冷却方法不适用于气相法聚烯烃的生产。卧式搅拌反应器提供类似平推流的流型，不适用于聚合热非常大的气相烯烃聚合，同时气相法聚合是稠密的气固两相流，传热系数更差，需要将冷却剂引入到气固两相中与之接触，使对流传热变为导热传热才能提高撤热效率。类似地，CN102600749A采用立式搅拌反应器进行预混，径流式搅拌桨不适合颗粒相的搅拌混合，需要进行全釜内的大流量循环才能获得较高的混合效率和混合程度。

除了从反应器本身出发外，CN112390902A采用改进催化剂注入设备的方法调控反应器内的稳定性，但是催化剂进料稳定性并不能解决反应器内撤热不足导致的粘壁与结块问题，撤热能力是反应器本身的固有性质，因此问题还需从反应器设计出发。

因此，亟需一种烯烃气相聚合的装置及其方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有烯烃聚合反应装置长时间生产共聚产品时，由于撤热不均匀、不及时导致反应装置发生粘壁和结块现象，以及转产均聚或无规产品时，粘壁的块料脱落带入产品中，影响产品质量等问题，提供一种新的烯烃气相聚合的装置及其方法，该装置能够有效解决粘壁和结块问题，使反应器稳定运行。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种烯烃气相聚合的装置，该装置包括：反应釜体和设置在所述反应釜体内的搅拌部件，所述搅拌部件包括搅拌轴和搅拌桨，所述搅拌轴包括连接为一体的连接部和转动部，所述连接部延伸穿出所述反应釜体的顶部，所述转动部延伸穿出所述反应釜体的底部；所述搅拌桨包括框式桨和设置在所述转动部的表面上的螺纹叶片；所述反应釜体的上部设置有冷凝液进料口和循环气出气口，所述反应釜体的侧壁设置有催化剂进料口和聚合物排出口；

其中，所述转动部具有中空结构，所述转动部的表面设置有单体喷口，且所述转动部穿出所述反应釜体的底部的一端设置有单体进料口。