[发明专利]控制气相流化床聚合反应器的方法

说明书

本发明涉及一种控制气相流化床反应器操作的方法，以达到当从一种类型的产品转变成另一种类型的产品或者在控制稳态生产中的波动时，能够缩短转变的时间以及减小其体积。

今天，可以调整在烯烃聚合反应器中使用的流化床技术以生产出许多种类的产品，这已在聚乙烯生产中得到很好的证实。目前，还经常要求流化床系统生产树脂用于注射模塑，吹塑模塑，旋转模塑产品，线缆涂料，管道和制管以及薄膜。流化床技术广泛用于制造各种各样的聚烯烃产品例如：聚乙烯，聚丙烯，C₄-C₁₂α链烯；乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)，聚丁二烯，聚异戊二烯和其它橡胶的均聚物和共聚物。一般，聚合物产品通过给定的反应系统用相同的反应体，不同的比例，和不同的温度制得。这些聚合物产品的每个都可用许多不同性质和等级的树脂制造。每个等级的聚合物产品在其例如密度和融体指数性质上都具有狭窄的范围。

为生产特定类型的聚合物所用的反应器的时间跨度取决于产品的市场要求。一些产品可流行几周而不会变化，生产的另一些产品时间周期可能非常短。令人遗憾的是，为调整到新的条件(例如温度，反应物压力，和反应物比率)和稳定地转变并且其性能(例如融体指数点和密度)不是在老产品或是新产品内的生产中间物料的反应器需要时间。新产品不能瞬间制得并且要求可量化的在适合调整到新要求的条件的短暂周期。同样的，在不变条件例如在“稳态”下的反应器操作可产生波动，从而造成“不合格”物料产品。这种带来经济损失的不合格物料希望减至最少。

通常，用于气相流化床聚合反应器的工业控制系统容许操作机构控制的反应器通过使操作机构选择需要的融体指数和密度进行设计。这些性能的相互关系由于操作机构和在现有技术中用于特定反应器设计和所使用的催化剂，通常已为人们所知了。

现有技术已经设计了许多方法降低瞬时值，不合格物料。一般，这些方法包括一些对在最大要求值的或是在最大要求值(拨入转变和过调量)以上的新的值的自动控制流体流/比率控制器，完全除去反应气体(气体量)，降低催化剂水平(低床层)和添加不反应气体(加入氮气)的结合。

DE4,241,530公开用一种破坏气体停止聚合反应，吹送气体量用于脱离反应器的反应，和改变用于新产品的新气体量。这种方法减少了过渡物料，而为最接近相关等级间的工业过渡量与排除原气体量和改变用于新量的有关费用太昂贵。因而，大量的同种物料等级间的最大转变通过调节反应条件来进行。McAuley等人(在气相聚乙烯反应器中的最佳等级转变(“OptimalGrade Transition in a Gas Phase Polyethlylene Reactor”，AIChE J.，Vol.38，NO，10：1992，pp.1564-1576))公开了三种用于气相聚乙烯反应器的人工集中转变对策。第一是调整控制过调量的融体指数和密度值，增加氢气供给量和共聚单体供给量以满足设计性能。实际要求的给定值是指测量元件指示生产出符合要求的产品的值。第二是提高温度和控制减速孔(slow vent)以移动已生成的产品的融体指数。第三是下降低床层催化剂水平，同时稳定的保持床层树脂滞留时间以减少不合格产品。

Debling等人(“用于烯烃聚合方法的产品等级转变的动态模型化”(“Dynamic Modeling of Product Grade Transitions for OlefinPolymerization Processes”，AIChE J.，Vol.40，no.3：1994，pp.506-520))比较了不同类型的聚乙烯反应器的转变性能。该文献公开七种分离的人工集中转变对策：(1)拨入最终目标转变；(2)气体量放空和简单拨入转变；(3)低床层和简单拨入转变，(4)气体量放空，融体指数过调量和密度转变；(5)低床层，气体量放空和过调量转变；(6)低床层和过调量转变；以及(7)气体量放空，过调量和加入氮气转变。

在这些范围广泛的各种可行方案中，不管哪一种，都有一继续需要和要求在向新产品转变期间或在稳态生产期间减少生成的不合格物料量。

本发明的目的在于提供一种在等级转变中或稳态生产中减少产生的不合格物料量的方法。