專(zhuān)利名稱(chēng)：具有改進(jìn)的產(chǎn)物移出裝置的適用于烯烴聚合的環(huán)流反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)從用于烯烴淤漿聚合的反應(yīng)器移出聚合物淤漿的改進(jìn)。本發(fā)明還涉
及對(duì)聚合物淤漿從一個(gè)烯烴聚合環(huán)流反應(yīng)器向另一個(gè)烯烴聚合環(huán)流反應(yīng)器的輸送的改進(jìn)。 本發(fā)明還涉及具有改進(jìn)的產(chǎn)物移出裝置的環(huán)流反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
烯烴聚合(例如乙烯聚合)經(jīng)常使用單體、稀釋劑、催化劑以及任選的共聚單體在 環(huán)流反應(yīng)器中進(jìn)行。該聚合通常在淤漿條件下進(jìn)行，其中，產(chǎn)物通常由固體顆粒組成且懸浮 于稀釋劑中。用泵使反應(yīng)器的淤漿內(nèi)容物連續(xù)循環(huán)以保持聚合物固體顆粒在液體稀釋劑中 的有效懸浮，產(chǎn)物通常經(jīng)由若干沉降腿取出，所述沉降腿直接安裝在聚合反應(yīng)器上并且被 以順序方式周期性地填充和排放以收取產(chǎn)物。沉降腿中的沉降用于提高最終作為產(chǎn)物淤漿 收取的淤漿的固體物濃度。將產(chǎn)物淤漿通過(guò)閃蒸管線進(jìn)一步排放到閃蒸罐中，在該閃蒸罐 中，閃蒸出大部分稀釋劑和未反應(yīng)的單體并將其再循環(huán)。或者，可將產(chǎn)物淤漿進(jìn)料到與第一 環(huán)流反應(yīng)器串聯(lián)連接的、其中可產(chǎn)生第二聚合物級(jí)分的第二環(huán)流反應(yīng)器中。通常，當(dāng)以該方 式使用兩個(gè)串聯(lián)反應(yīng)器時(shí)，包括在第一反應(yīng)器中產(chǎn)生的第一聚合物級(jí)分和在第二反應(yīng)器中 產(chǎn)生的第二聚合物級(jí)分的所得聚合物產(chǎn)物具有雙峰分子量分布。這些技術(shù)已經(jīng)取得了每年 如此生產(chǎn)數(shù)百萬(wàn)噸乙烯聚合物的國(guó)際性成功。 當(dāng)所收取的聚合物的量相對(duì)于必須再循環(huán)的流體流出物的量達(dá)到最大值時(shí)達(dá)到 沉降腿的最佳性能，使得對(duì)于給定的生產(chǎn)速率，可使再循環(huán)成本最小化。經(jīng)典地，工廠操作 基于從所有沉降腿排放相同量的淤漿以便在對(duì)各沉降腿進(jìn)行排放時(shí)賦予各沉降腿以相等 的壓力降的企圖，但是，該操作可能遠(yuǎn)非最佳操作。 但是，已經(jīng)知曉各種替代性的產(chǎn)物移出技術(shù)。例如，W0 01/05842描述了用于使用 如下導(dǎo)管從流動(dòng)淤漿流中移出濃縮淤漿的設(shè)備，所述導(dǎo)管特征在于在該導(dǎo)管的出口區(qū)中有 溝槽，所述出口適用于連續(xù)移出淤漿。 EP 0891990描述了烯烴聚合工藝，其中，通過(guò)連續(xù)的產(chǎn)物取出而收取產(chǎn)物淤槳，更 具體地說(shuō)，通過(guò)設(shè)置在反應(yīng)器上的細(xì)長(zhǎng)中空附件來(lái)收取產(chǎn)物。所述中空附件與經(jīng)加熱的閃 蒸管線直接流體連通并且因此適用于產(chǎn)物淤漿的連續(xù)移出。 美國(guó)專(zhuān)利No. 4613484描述了用于使固體顆粒狀聚合物與液體稀釋劑分離的方法 和設(shè)備，所述分離包括使用一個(gè)或多個(gè)被供應(yīng)稀釋劑的蓄積器腿并且將所分離的稀釋劑再 循環(huán)到聚合過(guò)程。 EP 1564224描述了一組環(huán)流反應(yīng)器以及使用位于一個(gè)或多個(gè)沉降腿的控制閥之 后的三通閥或更多通路的閥門(mén)來(lái)使這些環(huán)流反應(yīng)器從串聯(lián)構(gòu)造切換為并聯(lián)構(gòu)造的方法。
然而，上述已知的設(shè)備和方法具有這樣的缺點(diǎn)從反應(yīng)器取出的懸浮液仍含有大 量的稀釋劑和其它反應(yīng)物(例如單體)，這意味著，必須隨后使稀釋劑與聚合物顆粒分離并 對(duì)其進(jìn)行再處理，以便將其再利用于反應(yīng)器中。 美國(guó)專(zhuān)利No. 6586537描述了其中通過(guò)旋液分離器來(lái)收取產(chǎn)物淤漿的方法，所述旋液分離器利用離心力使淤漿濃縮。操作該旋液分離器使得液流幾乎不含固體物，因而，必 須嚴(yán)格控制操作條件。 因此，本發(fā)明的目的是提供具有改進(jìn)的操作條件的環(huán)流反應(yīng)器。本發(fā)明的進(jìn)一步 目的是提供在環(huán)流反應(yīng)器中進(jìn)行的改進(jìn)的聚合方法，其中，使聚合物淤漿有效地從所述反 應(yīng)器中移出。本發(fā)明的另一目的在于提供其中使聚合物淤漿的沉降效率以及聚合物淤漿的
進(jìn)一步排放最優(yōu)化的改進(jìn)方法，。本發(fā)明另一 目的在于通過(guò)提供穩(wěn)定的操作條件來(lái)提高反 應(yīng)器產(chǎn)量。本發(fā)明的另一目的在于提高在環(huán)流反應(yīng)器的聚合區(qū)內(nèi)循環(huán)的聚合淤漿中的聚合
物固體物的重量百分?jǐn)?shù)(重量％)。

發(fā)明內(nèi)容
在第一方面中，本發(fā)明涉及適用于烯烴聚合工藝的環(huán)流反應(yīng)器，其包括限定聚合 物淤漿流動(dòng)路徑的多個(gè)互連管道，所述淤漿基本上由烯烴反應(yīng)物、聚合催化劑、液體稀釋劑 和固體烯烴聚合物顆粒組成；用于將烯烴反應(yīng)物、聚合催化劑和稀釋劑引入到所述反應(yīng)器
中的裝置；適用于使該聚合物淤漿在所述反應(yīng)器中保持循環(huán)的泵；以及與所述反應(yīng)器間接 連接的單沉降腿。 本文所用的術(shù)語(yǔ)"間接連接"意味著在反應(yīng)器管道和沉降腿之間設(shè)置中間連接管 線或管道(在此稱(chēng)為"取出管線")以使它們相互連接，其中，所述取出管線配置用于從反應(yīng) 器移出聚合物淤漿。 更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及適用于烯烴聚合工藝的環(huán)流反應(yīng)器，其包括限定聚合
物淤漿流動(dòng)路徑的多個(gè)互連管道，所述淤漿基本上由烯烴反應(yīng)物、聚合催化劑、液體稀釋劑 和固體烯烴聚合物顆粒組成；用于將烯烴反應(yīng)物、聚合催化劑和稀釋劑引入到所述反應(yīng)器
中的裝置；適用于使該聚合物淤漿在所述反應(yīng)器中保持循環(huán)的泵；以及通過(guò)(a)取出管線 和(b)回流管線與所述環(huán)流反應(yīng)器連接的單沉降腿，其中，所述取出管線從所述反應(yīng)器延 伸至所述沉降腿并且配置用于從所述環(huán)流反應(yīng)器移出聚合物淤漿，所述回流管線從所述 沉降腿延伸至所述反應(yīng)器，所述環(huán)流反應(yīng)器特征在于所述取出管線與所述單沉降腿徑向 (radially)連接。 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述回流管線配置用于從沉降腿的頂部移出稀釋劑和/或未 沉降的聚合物和使所述移出的稀釋劑和/或未沉降的聚合物返回到反應(yīng)器中。
本文所用的術(shù)語(yǔ)"徑向地"可用于描述垂直于沉降腿的縱軸的位置或運(yùn)動(dòng)。
使用徑向連接的取出管線容許徑向注入聚合物淤漿。從而，由于聚合物淤漿的徑 向引入減少或避免了對(duì)已沉降聚合物的擾動(dòng)，獲得了聚合物的更好的沉積(沉降)。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述單沉降腿通過(guò)中間體即至少一個(gè)(取出管線)連接管 線與所述反應(yīng)器連接，其中，所述至少一個(gè)連接管線的內(nèi)徑等于該環(huán)流反應(yīng)器管道內(nèi)徑的 0. 14 0. 3倍。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述取出管線連接到所述單沉降腿的上三分之一處。 在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，所述取出管線在泵的下游與反應(yīng)器相連，且所述回流管線在 所述泵的上游與所述反應(yīng)器相連。 所述單沉降腿可為任何適宜的尺寸，以便有效地容許聚合物淤漿的沉降。例如，所 述單沉降腿的內(nèi)徑可為反應(yīng)器管道內(nèi)徑的0. 5 5. 0倍。在優(yōu)選實(shí)施方式中，所述單沉降腿 的內(nèi)徑可至少等于反應(yīng)器管道內(nèi)徑的0. 7 2. 0倍、優(yōu)選為反應(yīng)器管道內(nèi)徑的0. 8 2倍、
5優(yōu)選為反應(yīng)器管道內(nèi)徑的0. 8 1. 7倍且最優(yōu)選為反應(yīng)器管道內(nèi)徑的1. 0 1. 5倍。在一 個(gè)實(shí)施方式中，相對(duì)于1噸/小時(shí)的產(chǎn)量，所述沉降腿的橫截面積(surface)為0. 002m2 0. 200m2、優(yōu)選為0. 005 0. 050m2且最優(yōu)選為0. 010 0. 020m2。 發(fā)現(xiàn)，使用本發(fā)明的包含上述單沉降腿的環(huán)流反應(yīng)器未提高所述沉降腿的排出閥 的堵塞頻率，但提供了產(chǎn)物以成本有效方式向產(chǎn)物回收區(qū)中的最優(yōu)化排放。
由于反應(yīng)器已變得更大，因而，多個(gè)沉降腿的使用呈現(xiàn)出后勤(logistic)問(wèn)題。 隨著反應(yīng)器體積的增加，需要更高的取出能力。因此，所需沉降腿的數(shù)量開(kāi)始超過(guò)可用的物 理空間。使用與反應(yīng)器間接連接的單沉降腿的本發(fā)明克服了上述問(wèn)題并且允許沉降在所述 沉降腿內(nèi)的聚合物淤漿以成本有效的方式來(lái)進(jìn)行最優(yōu)化的沉降和進(jìn)一步的排放。中間連接 管線的存在允許使用其直徑大于反應(yīng)器管道直徑的沉降腿。使用單個(gè)的大沉降腿還提供了 若干優(yōu)點(diǎn)，例如使用更小的連接管道來(lái)將沉降腿連接到反應(yīng)器上的可行性。具有降低直徑 的管道的使用改進(jìn)了現(xiàn)場(chǎng)安全性。實(shí)際上，使用小的連接管道提供了比現(xiàn)有技術(shù)低的聚合 物流動(dòng)，從而，在出現(xiàn)問(wèn)題(例如泄漏或堵塞)時(shí)能夠更好地控制情況。
考慮到流經(jīng)單沉降腿的流速，使用單沉降腿來(lái)代替旋液分離器還允許在整個(gè)濃縮 裝置上具有低得多的壓力降以及高得多的靈活性。該沉降腿完全不依賴(lài)于離心力來(lái)提高淤 漿濃度，而是僅依賴(lài)于重力。利用重力提供了整個(gè)裝置上的壓力降較低的優(yōu)點(diǎn)。此外，本發(fā) 明反應(yīng)器的建造也更容易且簡(jiǎn)單明了。 此外，與操作使得液流幾乎完全不含固體物的旋液分離器相反，本發(fā)明在穿過(guò)沉 降腿的淤漿流速方面提供了更高的靈活性，從而，不必對(duì)液流進(jìn)行控制。而且，本發(fā)明的沉 降腿的造價(jià)更便宜且更為耐用。根據(jù)所需的操作條件，本發(fā)明的沉降腿還可被用作反應(yīng)器 的旁路。 在第二方面中，本發(fā)明涉及適用于烯烴聚合的包括至少兩個(gè)環(huán)流反應(yīng)器的多環(huán)流 反應(yīng)器，其中，第一和第二環(huán)流反應(yīng)器經(jīng)由所述第一反應(yīng)器的單沉降腿串聯(lián)連接，該多環(huán)流 反應(yīng)器特征在于所述沉降腿與所述第一反應(yīng)器間接連接。 更具體地說(shuō)，本發(fā)明提供了適用于烯烴聚合的包括至少兩個(gè)環(huán)流反應(yīng)器的多環(huán)流 反應(yīng)器，其中，第一和第二環(huán)流反應(yīng)器經(jīng)由所述第一反應(yīng)器的單沉降腿串聯(lián)連接，該多環(huán)流 反應(yīng)器特征在于所述沉降腿通過(guò)(a)取出管線和(b)回流管線與所述第一環(huán)流反應(yīng)器連 接，其中，所述取出管線從所述第一反應(yīng)器延伸至所述沉降腿并且配置用于從所述第一反 應(yīng)器移出所述聚合物淤漿，所述回流管線從所述沉降腿延伸至所述第一反應(yīng)器，其中所述 取出管線與所述單沉降腿徑向連接。 本發(fā)明提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的若干優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)包括顯著提高了環(huán)流反應(yīng)器 液態(tài)介質(zhì)中的最大單體濃度，從而提高了反應(yīng)器產(chǎn)量；使裝置的數(shù)量最少(例如以單個(gè)沉 降腿代替多個(gè)沉降腿)；顯著提高了聚合淤漿中聚合物固體物的重量百分?jǐn)?shù)。兩個(gè)或多個(gè) 串聯(lián)使用的本發(fā)明環(huán)流反應(yīng)器允許經(jīng)沉降的淤漿從所述單沉降腿向下一個(gè)環(huán)流反應(yīng)器的 最優(yōu)化輸送。在如本發(fā)明所配置的那樣使用單沉降腿的情況下，將更少的稀釋劑和更多的 聚合物從第一反應(yīng)器輸送到第二反應(yīng)器。 在第三方面中，本發(fā)明涉及用于在環(huán)流反應(yīng)器中生產(chǎn)烯烴聚合物的聚合方法，其 包括下列步驟將一種或多種烯烴反應(yīng)物、聚合催化劑以及稀釋劑引入到該環(huán)流反應(yīng)器中， 并且同時(shí)使所述反應(yīng)物、催化劑和稀釋劑循環(huán)；使所述一種或多種烯烴反應(yīng)物聚合以產(chǎn)生基本上包含液體稀釋劑和固體烯烴聚合物顆粒的聚合物淤漿；所述方法進(jìn)一步包括下列步 驟的一個(gè)或多個(gè)循環(huán)(a)從所述反應(yīng)器的一部分中取出一部分所述淤漿，(b)將所述聚合 物淤漿引入到單沉降腿中，(c)使所述聚合物淤漿沉降到所述單沉降腿中，和(d)從所述沉 降腿的上部區(qū)域取出未沉降的聚合物淤漿和使所取出的未沉降的聚合物淤漿再循環(huán)到該 環(huán)流反應(yīng)器中，和/或同時(shí)(e)將沉降的聚合物淤漿從所述單沉降腿的下部區(qū)域排放到該 反應(yīng)器之外進(jìn)入到產(chǎn)物回收區(qū)中或進(jìn)入到另一反應(yīng)器中。本發(fā)明方法進(jìn)一步包括將所述聚 合物淤漿徑向弓I入到所述單沉降腿中的步驟。 更具體地說(shuō)，本發(fā)明提供用于在環(huán)流反應(yīng)器中生產(chǎn)烯烴聚合物的聚合方法，其包 括下列步驟將一種或多種烯烴反應(yīng)物、聚合催化劑以及稀釋劑引入到該環(huán)流反應(yīng)器中，并 且同時(shí)使所述反應(yīng)物、催化劑和稀釋劑循環(huán)；使所述一種或多種烯烴反應(yīng)物聚合以產(chǎn)生基 本上包含液體稀釋劑和固體烯烴聚合物顆粒的聚合物淤漿；所述方法進(jìn)一步包括下列步驟 的一個(gè)或多個(gè)循環(huán)(a)從所述反應(yīng)器的一部分中取出一部分所述淤漿，(b)通過(guò)從所述反 應(yīng)器延伸至所述沉降腿的取出管線，將所述聚合物淤漿徑向引入到單沉降腿中，(c)使所述 聚合物淤漿沉降到所述單沉降腿中，和(d)通過(guò)從所述沉降腿延伸至所述反應(yīng)器的回流管 線，從所述沉降腿的上部區(qū)域取出未沉降的聚合物淤漿和使所取出的未沉降的聚合物淤漿 再循環(huán)到該環(huán)流反應(yīng)器中，和/或同時(shí)(e)將沉降的聚合物淤漿從所述單沉降腿的下部區(qū) 域排放到該反應(yīng)器之外進(jìn)入到產(chǎn)物回收區(qū)中或進(jìn)入到另一反應(yīng)器中。 令人驚訝地是，發(fā)現(xiàn)使用本發(fā)明的環(huán)流反應(yīng)器和聚合方法允許在高得多的固體 物濃度下操作所述反應(yīng)器。因此，根據(jù)本發(fā)明，大于40重量％的濃度是可行的。當(dāng)串聯(lián)使 用時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器容許將所沉降的淤漿以成本有效的方式從所述單沉降腿最優(yōu)化 地輸送到下一個(gè)環(huán)流反應(yīng)器中。 在下文中，將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)公開(kāi)。本說(shuō)明書(shū)僅為示例性的且不限制本 發(fā)明。各標(biāo)號(hào)參見(jiàn)本說(shuō)明書(shū)附圖。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的環(huán)流反應(yīng)器的示意性透視圖。 圖2表示圖1的環(huán)流反應(yīng)器的沉降腿和閥的示意性橫截面圖，其示出了聚合物淤
漿在其中的沉降。 圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的兩個(gè)串聯(lián)連接的圖1環(huán)流反應(yīng)器的示意圖。 圖4為在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中的與常規(guī)的環(huán)流反應(yīng)器串聯(lián)連接的圖l環(huán)流反
應(yīng)器的示意圖。 圖5表示圖2的沉降腿的示意性頂視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及適用于利用稀釋劑以生產(chǎn)聚合物和稀釋劑的產(chǎn)物淤漿的烯烴聚合工 藝的環(huán)流反應(yīng)器。本發(fā)明的環(huán)流反應(yīng)器特別適用于其中形成了這樣的聚合流出物的聚合方 法所述聚合流出物為懸浮在液態(tài)介質(zhì)(通常為反應(yīng)稀釋劑和未反應(yīng)的單體)中的顆粒狀 聚合物固體物的淤漿。 本發(fā)明可應(yīng)用于任何生產(chǎn)包括懸浮在液態(tài)介質(zhì)(其包括稀釋劑和未反應(yīng)的單體)中的顆粒狀聚合物固體物淤漿的流出物的方法。這樣的反應(yīng)方法包括本領(lǐng)域稱(chēng)為顆粒形式 聚合的那些反應(yīng)方法。 本發(fā)明特別適用于制造顆粒狀烯烴聚合物的聚合工藝，所述聚合工藝在于烯烴 (例如C2 C8烯烴)在含有待聚合單體的稀釋劑中的催化聚合；使該聚合淤漿在這樣的環(huán) 流反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)，其中，向該環(huán)流反應(yīng)器加入起始材料并且從所述環(huán)流反應(yīng)器中移出所形 成的聚合物。適宜的單體的實(shí)例包括，但不限于，每個(gè)分子中具有2 8個(gè)碳原子的那些單 體，例如乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、丁二烯、異戊二烯、1_己烯等。 所述聚合反應(yīng)可在50 12(TC的溫度下、優(yōu)選在70 115°C的溫度下、更優(yōu)選在 80 11(TC的溫度下和在20 100巴的壓力下、優(yōu)選在30 50巴的壓力下、更優(yōu)選在37 45巴的壓力下進(jìn)行。 在優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明特別適用于乙烯在異丁烷稀釋劑中的聚合。適宜的乙 烯聚合，包括但不限于，乙烯的均聚、乙烯與高級(jí)1-烯烴共聚單體(例如l-丁烯、l-戊烯、 l-己烯、l-辛烯或l-癸烯)的共聚。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，所述共聚單體為l-己烯。在 另一實(shí)施方式中，通過(guò)用于制造雙峰聚乙烯(PE)的乙烯聚合，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。"雙峰 PE"是指使用兩個(gè)相互串聯(lián)連接的反應(yīng)器制造的PE。 在催化劑、任選的助催化劑、任選的共聚單體、任選的氫氣以及任選的其它添加劑 的存在下，乙烯在液體稀釋劑中聚合，從而產(chǎn)生聚合淤漿。 本文中使用的術(shù)語(yǔ)"聚合淤漿"或"聚合物淤漿"或"淤漿"基本上是指至少包括聚 合物固體顆粒和液相的多相組合物并且在該過(guò)程中允許至少局部地存在第三相(氣體)， 所述液相為連續(xù)相。所述固體物包括催化劑和經(jīng)聚合的烯烴(例如聚乙烯)。所述液體包 括惰性稀釋劑(例如異丁烷)、溶解的單體(例如乙烯)并且任選地包括一種或多種共聚單 體、分子量控制劑(例如氫氣)、抗靜電劑、防垢劑、清除劑、和其它操作助劑。
適宜的稀釋劑是本領(lǐng)域中公知的且包括在反應(yīng)條件下為惰性的或至少基本上惰 性的且為液態(tài)的烴。適宜的烴包括異丁烷、正丁烷、丙烷、正戊烷、異戊烷、新戊烷、異己烷和 正己烷，其中，優(yōu)選異丁烷。 適宜的催化劑是本領(lǐng)域中公知的。適宜的催化劑的實(shí)例包括，但不限于，氧化鉻 (例如負(fù)載在二氧化硅上的那些)、有機(jī)金屬催化劑(包括本領(lǐng)域中稱(chēng)為"齊格勒"或"齊格 勒_納塔"催化劑的那些)、茂金屬催化劑等。本文所用的術(shù)語(yǔ)"助催化劑"是指能夠與催 化劑一起使用以改善聚合反應(yīng)期間的催化劑活性的材料。 圖1表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的單環(huán)流反應(yīng)器1，其由多個(gè)互連的管道7組成。應(yīng) 當(dāng)理解，雖然將環(huán)流反應(yīng)器A圖示為具有六個(gè)豎直管道，但所述環(huán)流反應(yīng)器A可裝配有更少 或更多的管道如4個(gè)或更多個(gè)管道，例如裝配有4 20個(gè)豎直管道。管道段7的豎直部分 優(yōu)選地設(shè)置有熱量夾套8?？赏ㄟ^(guò)在反應(yīng)器的這些夾套8中循環(huán)的冷卻水來(lái)帶走聚合反應(yīng) 熱。 可通過(guò)管線3將反應(yīng)物(例如稀釋劑、單體、任選的共聚單體和反應(yīng)添加劑)引入 到反應(yīng)器1中?？山?jīng)由導(dǎo)管20將催化劑(任選地與助催化劑或活化劑一起)注入到反應(yīng) 器l中。在優(yōu)選實(shí)施方式中，在緊鄰循環(huán)泵的上游位置引入催化劑，且在緊鄰循環(huán)泵的下游 位置引入稀釋劑、單體、任選的共聚單體和反應(yīng)添加劑。 通過(guò)一個(gè)或多個(gè)泵2例如軸流泵，使聚合淤漿如箭頭6所示地在環(huán)流反應(yīng)器1中
8定向循環(huán)。所述泵可由電動(dòng)機(jī)5驅(qū)動(dòng)。本文所用的術(shù)語(yǔ)"泵"包括通過(guò)例如旋轉(zhuǎn)葉輪組4或 者活塞來(lái)壓縮驅(qū)動(dòng)、提高流體壓力的任何裝置。 反應(yīng)器1進(jìn)一步設(shè)置有與該環(huán)流反應(yīng)器1間接連接的單沉降腿9。所述沉降腿9 通過(guò)取出管線11和回流管線12與所述環(huán)流反應(yīng)器1連接，其中，取出管線11從所述反應(yīng) 器1延伸至所述沉降腿9且回流管線12從所述沉降腿9延伸至所述反應(yīng)器1。在本發(fā)明的 實(shí)施方式中，取出管線11在泵2的下游位置與所述反應(yīng)器連接，且所述回流管線12在所述 泵2的上游位置與所述反應(yīng)器的管道7連接。 所述取出管線11配置用于將聚合物淤漿從所述反應(yīng)器輸送到沉降腿中。所述取 出管線ll可為直的或彎曲的，或者可由直的或彎曲的部分形成，例如其中直的部分通過(guò)一 個(gè)或多個(gè)彎管相互連接。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述取出管線11由通過(guò)兩個(gè)彎管相互連接的 三個(gè)直管組成，所述取出管線11的一端與反應(yīng)器管道7相連且另一端與沉降腿9相連。優(yōu) 選地，所述取出管線11的內(nèi)徑等于該環(huán)流反應(yīng)器管道內(nèi)徑的約O. 14 約0. 3倍、更優(yōu)選為 反應(yīng)器管道內(nèi)徑的0. 15 0. 25倍、更優(yōu)選為反應(yīng)器管道內(nèi)徑的0. 16 0. 25倍、且更優(yōu)選 為該反應(yīng)器管道內(nèi)徑的0. 20 0. 25倍。例如，對(duì)于具有內(nèi)徑為約500 700mm的管道的 反應(yīng)器，所述取出管線11的內(nèi)徑可為101.6mm 122. 4mm。具體地說(shuō)，對(duì)于具有內(nèi)徑為24 英寸的管道的反應(yīng)器，所述取出管線11的內(nèi)徑可為4 6英寸、優(yōu)選為6英寸。
所述回流管線12可為直的或彎曲的，或者可由直的或彎曲的部分形成，例如其中 直的部分通過(guò)一個(gè)或多個(gè)彎管相互連接。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述回流管線是直的。在一 個(gè)實(shí)施方式中，所述回流管線12配置用于從所述沉降腿9的上部區(qū)域取出未沉降的聚合物 淤漿并且使其再循環(huán)到所述反應(yīng)器中。本文中所用的"未沉降的聚合物淤漿"是指包含稀 釋劑的具有約5 55% (例如10 55%、20 55%、30 55% )的聚合物顆粒的聚合物 淤漿。優(yōu)選地，所述回流管線12的內(nèi)徑等于環(huán)流反應(yīng)器管道內(nèi)徑的約0. 14 約0. 3倍、更 優(yōu)選為反應(yīng)器管道內(nèi)徑的0. 15 0. 25倍、更優(yōu)選為反應(yīng)器管道內(nèi)徑的0. 16 0. 25倍、且 更優(yōu)選為反應(yīng)器管道內(nèi)徑的0. 20 0. 25倍。 沉降腿9上可設(shè)置有產(chǎn)物取出或排出閥13。所述排出閥13可為任何類(lèi)型的閥， 當(dāng)該閥充分開(kāi)啟時(shí)，其可允許連續(xù)或周期性地排放聚合物淤漿。可適宜地使用角閥或球閥。 例如，所述閥可具有這樣的結(jié)構(gòu)防止固體物質(zhì)在閥的主體部分處積聚或沉淀。但是，本領(lǐng) 域技術(shù)人員能夠根據(jù)需要選擇排出閥的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)。在每次開(kāi)啟排出閥時(shí)，排出所述沉降 腿中的一部分或者全部?？赏ㄟ^(guò)一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)物回收管線10將沉降在沉降腿9中的聚合 物淤漿移到例如產(chǎn)物回收區(qū)。 雖然在此沒(méi)有示出，但可通過(guò)額外的稀釋劑進(jìn)料管線將稀釋劑直接引入到沉降腿 9中。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述額外的稀釋劑進(jìn)料管線可設(shè)置在沉降腿9的底部。該額外的 稀釋劑進(jìn)料管線的使用允許降低從反應(yīng)器取出的單體和共聚單體的量。
經(jīng)由可在緊鄰泵2的下游位置處與管道7連接的取出管線11將聚合物淤漿從所 述反應(yīng)器1取出并進(jìn)入到所述單沉降腿9中，并且將未沉降的淤漿通過(guò)可在緊鄰泵2的上 游位置處與管道7連接的回流管線12再循環(huán)到聚合反應(yīng)器中，，從而獲得最大的可能的壓 力差。例如，可通過(guò)所述取出管線11和回流管線12，將所述沉降腿9與反應(yīng)器的底部彎管 連接。只要所述反應(yīng)器中存在壓力差，則可將所述沉降腿在不同的位置連接到所述反應(yīng)器 上。在泵之后處的壓力最大，然后壓力下降，在剛好位于泵之前處達(dá)到最小值。在另一實(shí)施
9方式中，可將泵安裝在回流管線12上，所述回流管線12則可連接到反應(yīng)器的任意位置。
此外，如果適宜的話，使所述沉降腿的一部分或全部可進(jìn)一步隔熱并且設(shè)置有冷 卻夾套等。 圖2示出了具有取出管線11、回流管線12和閥13的圖1的沉降腿9的示意性橫 截面圖。該沉降腿9包括限定位于閥13上方的向上延伸的腔室15的管狀壁14。
優(yōu)選地，由聚合條件(例如聚合物的粒度、生產(chǎn)速率、固體物濃度等)來(lái)確定沉降 腿的尺寸。例如，對(duì)于20噸/小時(shí)的聚合物產(chǎn)量，沉降腿的直徑可為約0.61m。在一個(gè)實(shí) 施方式中，相對(duì)于l噸/小時(shí)的產(chǎn)量，所需的沉降腿的橫截面積可以等于0.015m2。例如，30 噸/小時(shí)的產(chǎn)量要求約0. 45m2的橫截面積，這使得直徑為0. 76m。 相對(duì)于1噸/小時(shí)的產(chǎn)量，所述沉降腿的適宜的橫截面積范圍的實(shí)例可為 0. 002m2 0. 2001112、且優(yōu)選的橫截面積為0. 005 0. 050m2且最優(yōu)選的橫截面積為0. 010 0. 020m2。在優(yōu)選實(shí)施方式中，所述單沉降腿的內(nèi)徑等于環(huán)流反應(yīng)器管道內(nèi)徑的0.8 2倍。
腔室15的內(nèi)徑可為0. 30 30. 05m。例如，對(duì)于20噸/小時(shí)的聚合物生產(chǎn)速率， 所述內(nèi)徑可為0. 46 0. 81m。在另一實(shí)例中，對(duì)于40噸/小時(shí)的聚合物產(chǎn)量，所述內(nèi)徑可 為0. 51 1. 27m。 通過(guò)取出管線11從反應(yīng)器1取出聚合物淤漿16，并且可經(jīng)由進(jìn)料口 18將所述聚 合物淤漿16徑向引入到沉降腿9中。徑向的進(jìn)料口 18可位于沉降腿9的上半部分，即高 于沉降腿9的中點(diǎn)或位于中點(diǎn)處，但低于沉降腿9的實(shí)際頂部部分。在一個(gè)實(shí)施方式中，所 述進(jìn)料口 18位于沉降腿9的上三分之一處?？蓪⑦M(jìn)料口 18成型為任何適宜形狀，例如圓 形、矩形、橢圓形、或者它們的組合。優(yōu)選地，所述進(jìn)料口 18具有圓形形狀。
與旋液分離器相反，沉降腿中的進(jìn)料口為徑向的且在作用時(shí)沒(méi)有產(chǎn)生離心力(如 圖5中所示)。聚合物淤漿沉降在腔室15的最底部且所沉降的聚合物淤漿17的體積逐漸 向上增加。雖然在此示出腔室15的最低部為漸縮的，但所述最低部可為容許有效移出聚合 物淤漿的任何適宜的形狀。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，所述最低部為圓錐形的。相對(duì)于水平 線，該錐體的角度可大于45。、優(yōu)選大于60°且最優(yōu)選為70。的角度。出口直徑可為容許 有效移出沉降的淤漿的任何適宜的尺寸。 在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)設(shè)計(jì)用于30噸/小時(shí)的聚乙烯生產(chǎn)速率時(shí)，沉降腿9的總 長(zhǎng)度可為2. 8m且漸縮的圓錐形部分的長(zhǎng)度為lm。沉降腿的非漸縮部分的直徑可為0. 75m。 取出管線11可為內(nèi)徑O. 15m的管。取出管線11的入口垂直于沉降腿且可位于沉降腿側(cè)面 上距離所述沉降腿9的頂端0.4m處。反應(yīng)器內(nèi)的固體物濃度約為40%。未對(duì)管線ll內(nèi)的 流速進(jìn)行控制，但基于壓力降以及管道的長(zhǎng)度和尺寸，該流速估計(jì)為約500m3/小時(shí)。在循 環(huán)泵的位置之前連接到反應(yīng)器上的回流管線12的直徑也可為0. 15m。使用這些條件時(shí)，單 沉降腿出口處的固體物濃度為62% (其中，聚合物為30噸/小時(shí)且稀釋劑和單體為18.4 噸/小時(shí))，且將該排出物送至回收部分。當(dāng)沉降腿為旁路時(shí)，固體物濃度等于40% (其中， 聚合物為30噸/小時(shí)且稀釋劑和單體為45噸/小時(shí))。 在一個(gè)實(shí)施方式中，設(shè)計(jì)沉降腿的容積，使得沉降聚合物在沉降腿中的停留時(shí)間 不太長(zhǎng)(例如約1分鐘)。 在一個(gè)實(shí)施方式中，對(duì)于從沉降腿9通過(guò)閥13向下排出的任何給定體積的沉降的 聚合物淤漿17，該給定體積的沉降的聚合物淤漿通常包含約60% 65重量％的聚合物顆粒，而在所述沉降腿中的未沉降的淤槳16包含30 55%的聚合物顆粒。在該圖中，任意 地劃出沉降的聚合物淤漿17與未沉降的淤漿16之間的分隔線，以示意性地說(shuō)明沉降的淤 漿17的體積。未沉降的淤漿16經(jīng)由所述沉降腿的出料口 19離開(kāi)沉降腿9并且通過(guò)回流 管線12再循環(huán)回反應(yīng)器?？蓪⒊隽峡?19成型為任何適宜的形狀，例如圓形、矩形、橢圓形、 或者它們的組合。優(yōu)選地，所述出料口 19具有圓形形狀。雖然已將所述出料口 19圖示為 位于沉降腿9的頂部部分，但是可將所述出料口 19和相應(yīng)地將回流管線12適宜地連接或 者定位在沉降腿9的上半部分中即高于中點(diǎn)或位于中點(diǎn)處，但是低于沉降腿9的實(shí)際頂部 部分。例如，回流管線12可軸向連接到所述沉降腿9的頂部或者徑向連接到所述沉降腿的 側(cè)面。通過(guò)反應(yīng)器中的在取出管線11位置處和在循環(huán)泵2的吸入?yún)^(qū)處的壓力之間的壓力 差來(lái)推動(dòng)在沉降腿中的淤漿流動(dòng)和更新。對(duì)于該生產(chǎn)速率，所述單沉降腿足以允許適宜的 沉降，從而限制了必須進(jìn)行處理和再進(jìn)料到反應(yīng)器中的稀釋劑的量。 雖然在此未示出，但取出管線ll和回流管線12可使用閥(例如隔離閥)與環(huán)流 反應(yīng)器1連接。這些閥可例如為球閥。在正常條件下，這些閥是開(kāi)啟的?？申P(guān)閉這些閥，以 例如使沉降腿9不參與操作。當(dāng)反應(yīng)器壓力降到低于選定值時(shí)，可關(guān)閉所述閥。出于安全 原因，絕緣(insulation)閥可為有用的，如果存在超過(guò)一個(gè)的"單"沉降腿則更是如此。在 此，所述單沉降腿必須理解為處于操作中的單腿。所述閥可為適于進(jìn)行該作業(yè)的任何類(lèi)型 的閥，例如活塞閥或裝有墊片的球閥。 通常對(duì)本發(fā)明沉降腿中的壓力和溫度值進(jìn)行調(diào)節(jié)以使所存在的大部分稀釋劑保 持為液體形式。優(yōu)選地，所述壓力和溫度為聚合反應(yīng)器中的壓力和溫度。單沉降腿中的壓 力(當(dāng)所述單沉降腿在使用中且未關(guān)閉隔離閥時(shí))為入口和出口管線之間的中間壓力。因 而其基本上與反應(yīng)器類(lèi)似。由于與殘余乙烯的反應(yīng)，沉降腿的溫度可上升?？赏ㄟ^(guò)受控的
停留時(shí)間和/或沉降腿周?chē)膴A套來(lái)控制所述沉降腿的溫度。 可通過(guò)產(chǎn)物回收管線10將沉降在沉降腿9中的聚合物淤漿移到例如產(chǎn)物回收區(qū)。 可使用排出閥13，所述排出閥13可為能夠允許有效排放聚合物淤漿的任意類(lèi)型的閥?？墒?用一些控制閥以具有連續(xù)的輸出，在該情況下，閥未全開(kāi)。適宜的排出閥的非限制性實(shí)例與 前述的那些相同。 可對(duì)排出閥進(jìn)行控制，以便以預(yù)定頻率和順序周期性地開(kāi)啟以容許排放沉降在所 述沉降腿中的聚合物淤漿。例如，可將適宜的壓力控制器連接到反應(yīng)器上并將所述壓力控 制器與排出閥操作連接。 在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的操作，借助于以氮?dú)饣蛳♂寗?即異 丁烷)進(jìn)行沖洗或吹掃，可保持所有管線、容器、泵、閥等均不堵塞。應(yīng)當(dāng)理解，在必要時(shí)，可 在本發(fā)明設(shè)備上提供沖洗和吹掃的裝置和管線以避免堵塞或阻塞、或者避免低的"不可吹 掃"的位置。 根據(jù)本發(fā)明的方法，可將沉降的聚合物淤漿從環(huán)流反應(yīng)器連續(xù)或周期性地排放到 產(chǎn)物回收區(qū)中。本文中所用的"產(chǎn)物回收區(qū)"包括，但不限于，經(jīng)加熱或未經(jīng)加熱的閃蒸管 線、閃蒸罐、旋風(fēng)分離器、過(guò)濾器以及相關(guān)的蒸氣回收和固體物回收系統(tǒng)、或者去往另一反 應(yīng)器的輸送管線或者所述另一反應(yīng)器(當(dāng)若干反應(yīng)器串聯(lián)連接時(shí))。 當(dāng)在所述沉降腿的下游不存在反應(yīng)器時(shí)，可對(duì)所取出的淤漿進(jìn)行減壓并使其通過(guò) 例如經(jīng)加熱或經(jīng)未加熱的閃蒸管線輸送到閃蒸罐中，在所述閃蒸罐中，使聚合物與未反應(yīng)
11的單體和/或共聚單體以及稀釋劑分離。在吹掃塔中，可進(jìn)一步完成聚合物的脫氣。
當(dāng)在所述單沉降腿的下游存在至少一個(gè)反應(yīng)器時(shí)，所取出的淤漿通過(guò)與所述沉降 腿連接的輸送管線輸送到下一個(gè)反應(yīng)器中。通過(guò)將淤漿注入到下游反應(yīng)器中的其中壓力低 于沉降腿出口處的壓力的點(diǎn)中，使輸送成為可能。 本發(fā)明涵蓋了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)可并聯(lián)或串聯(lián)使用的環(huán)流反應(yīng)器。所述反 應(yīng)器以滿(mǎn)液體模式操作。 例如，根據(jù)所提供的聚合物原料和催化劑以及反應(yīng)器中所保持的溫度、壓力和其 它條件，可將兩個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)操作以同時(shí)生產(chǎn)相同的聚合物產(chǎn)物或兩種不同的聚合物產(chǎn) 物。 通過(guò)多環(huán)流反應(yīng)器生產(chǎn)的最終聚合物產(chǎn)物取決于可在至少兩個(gè)環(huán)流反應(yīng)器系統(tǒng) 中分別進(jìn)行調(diào)節(jié)的各種變量，包括每個(gè)環(huán)流反應(yīng)器中的流化介質(zhì)的組成，聚合催化劑，不同 反應(yīng)器中所保持的溫度、壓力、流速以及其它因素。 在另一方面中，本發(fā)明涉及包括至少兩個(gè)環(huán)流反應(yīng)器的多環(huán)流反應(yīng)器，其中，第一 和第二環(huán)流反應(yīng)器經(jīng)由與所述第一反應(yīng)器間接連接的單沉降腿串聯(lián)連接。具體地說(shuō)，所述 單沉降腿通過(guò)(a)取出管線和(b)回流管線與所述第一環(huán)流反應(yīng)器連接，其中，所述取出管 線從所述第一反應(yīng)器延伸至所述沉降腿并且配置用于從所述第一反應(yīng)器移出所述聚合物 淤漿，所述回流管線從所述沉降腿延伸至所述第一反應(yīng)器，其中所述取出管線與所述單沉 降腿徑向連接。 現(xiàn)在參照?qǐng)D3，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式串聯(lián)連接的兩個(gè)環(huán)流反應(yīng)器1。雖然，在 優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明包括使用兩個(gè)單獨(dú)的環(huán)流反應(yīng)器，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，還 可使用多于兩個(gè)的單獨(dú)反應(yīng)器來(lái)實(shí)施本發(fā)明。 兩個(gè)反應(yīng)器1均由多個(gè)互連的管道7組成。管道段7的豎直部分優(yōu)選地設(shè)置有熱 量夾套8。將反應(yīng)物通過(guò)管線3引入到反應(yīng)器1中。可將催化劑(任選地與助催化劑或活 化劑一起)通過(guò)導(dǎo)管20注入到這兩個(gè)反應(yīng)器1中的一個(gè)或全部?jī)蓚€(gè)內(nèi)。通過(guò)一個(gè)或多個(gè) 泵2例如軸流泵，使聚合淤漿如箭頭6所示地在環(huán)流反應(yīng)器1中定向循環(huán)。所述泵可由電 動(dòng)機(jī)5驅(qū)動(dòng)。所述泵可設(shè)置有旋轉(zhuǎn)葉輪組4。兩個(gè)環(huán)流反應(yīng)器1經(jīng)由圖3右側(cè)所示的第一 環(huán)流反應(yīng)器1的單沉降腿9串聯(lián)連接。位于右側(cè)的第一反應(yīng)器1的沉降腿9通過(guò)取出管線 11和回流管線12與所述第一反應(yīng)器1連接，其中，所述取出管線11從所述反應(yīng)器延伸至 所述沉降腿且所述回流管線12從所述沉降腿延伸至所述反應(yīng)器。沉降腿9上可設(shè)置有產(chǎn) 物取出或排出閥13。在位于所述第一反應(yīng)器1的沉降腿9的出口處的閥13的下游設(shè)置有 輸送管線21，所述輸送管線21允許將沉降在沉降腿9中的聚合物淤漿輸送到第二反應(yīng)器1 中，優(yōu)選通過(guò)活塞閥23進(jìn)行該輸送。這些輸送管線一般包括圓柱形的中間產(chǎn)物輸送管線。 如果必須以并聯(lián)構(gòu)造使用所述多環(huán)流反應(yīng)器，則沿著該輸送管線21，三通閥22可將該物流 轉(zhuǎn)移到產(chǎn)物回收區(qū)中。第二反應(yīng)器1也具有通過(guò)取出管線11和回流管線12與所述第二環(huán) 流反應(yīng)器l間接連接的單沉降腿9，其中，所述取出管線ll從所述反應(yīng)器延伸至所述沉降腿 且所述回流管線12從所述沉降腿延伸至所述反應(yīng)器?？赏ㄟ^(guò)一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)物回收管線10 將沉降在第二反應(yīng)器1的沉降腿9中的聚合物淤漿移到例如產(chǎn)物回收區(qū)中。
因此，本發(fā)明涵蓋了包括至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的第一環(huán)流反應(yīng)器和至少一個(gè)根據(jù) 本發(fā)明的第二環(huán)流反應(yīng)器的多環(huán)流反應(yīng)器，其中所述第一環(huán)流反應(yīng)器包括通過(guò)(a)取出管線和(b)回流管線與所述第一環(huán)流反應(yīng)器連接的單沉降腿，所述取出管線從所述第一反 應(yīng)器延伸至所述沉降腿并且配置用于從所述第一反應(yīng)器移出所述聚合物淤漿，所述回流管 線從所述沉降腿延伸至所述第一反應(yīng)器，其中所述取出管線與所述單沉降腿徑向連接；所 述第二環(huán)流反應(yīng)器包括通過(guò)(a)取出管線和(b)回流管線與所述第二環(huán)流反應(yīng)器連接的單 沉降腿，所述取出管線從所述第二反應(yīng)器延伸至所述沉降腿并且配置用于從所述第二反應(yīng) 器移出所述聚合物淤漿，所述回流管線從所述沉降腿延伸至所述第二反應(yīng)器，其中所述取 出管線與所述單沉降腿徑向連接；其中，所述第一和第二環(huán)流反應(yīng)器經(jīng)由該第一環(huán)流反應(yīng) 器的單沉降腿串聯(lián)連接。 圖4說(shuō)明了本發(fā)明的另一實(shí)施方式，且示出兩個(gè)串聯(lián)互連的單環(huán)流反應(yīng)器1和2。 這兩個(gè)反應(yīng)器1和2均由多個(gè)互連的管道7組成。管道段7的豎直部分優(yōu)選地設(shè)置有熱量 夾套8。將反應(yīng)物通過(guò)管線3引入到反應(yīng)器1和2中。將催化劑(任選地與助催化劑或活 化劑一起)通過(guò)導(dǎo)管20注入到反應(yīng)器1或2內(nèi)。通過(guò)一個(gè)或多個(gè)泵2例如軸流泵，使聚合 淤漿如箭頭6所示地在環(huán)流反應(yīng)器1和2中定向循環(huán)。所述泵可由電動(dòng)機(jī)5驅(qū)動(dòng)。所述泵 可設(shè)置有旋轉(zhuǎn)葉輪組4。 這兩個(gè)環(huán)流反應(yīng)器1和2經(jīng)由環(huán)流反應(yīng)器1的單沉降腿9串聯(lián)連接。反應(yīng)器1的 沉降腿9通過(guò)取出管線ll和回流管線12與所述反應(yīng)器1連接，其中，所述取出管線11從 所述反應(yīng)器延伸至所述沉降腿且所述回流管線12從所述沉降腿延伸至所述反應(yīng)器。沉降 腿9可設(shè)置有產(chǎn)物取出或排出閥13。在位于所述第一反應(yīng)器1的沉降腿9的出口處的閥 13的下游設(shè)置有輸送管線21，所述輸送管線21容許將沉降在沉降腿9中的聚合物淤漿輸 送到反應(yīng)器2中，優(yōu)選通過(guò)活塞閥23進(jìn)行該輸送。這些輸送管線一般包括圓柱形的中間產(chǎn) 物輸送管線。如果必須以并聯(lián)構(gòu)造使用多環(huán)流反應(yīng)器，則沿著該輸送管線21，三通閥22可 將該物流轉(zhuǎn)移到產(chǎn)物回收區(qū)。 反應(yīng)器2設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)與反應(yīng)器2的管道7連接的常規(guī)沉降腿24。優(yōu)選地， 所述沉降腿24設(shè)置有隔離閥25。此外，沉降腿24可設(shè)置有產(chǎn)物取出或排出閥26。可通過(guò) 一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)物回收管線27，將沉降在反應(yīng)器2的沉降腿24中的聚合物淤漿移到例如產(chǎn)物 回收區(qū)中。 因此，本發(fā)明還涵蓋了包括至少一個(gè)第一環(huán)流反應(yīng)器和至少一個(gè)第二環(huán)流反應(yīng)器
的多環(huán)流反應(yīng)器，其中所述第一環(huán)流反應(yīng)器包括通過(guò)(a)取出管線和(b)回流管線與所述
第一環(huán)流反應(yīng)器連接的單沉降腿，所述取出管線從所述第一反應(yīng)器延伸至所述沉降腿并且
配置用于從所述反應(yīng)器移出所述聚合物淤漿，所述回流管線從所述沉降腿延伸至所述第一 反應(yīng)器，其中所述取出管線與所述單沉降腿徑向連接；所述第二環(huán)流反應(yīng)器包括一個(gè)或多
個(gè)與所述第二反應(yīng)器連接的沉降腿；其中，所述第一和第二環(huán)流反應(yīng)器經(jīng)由該第一環(huán)流反 應(yīng)器的單沉降腿串聯(lián)連接。 雖然在此未示出，本發(fā)明還涵蓋了包括至少一個(gè)第一環(huán)流反應(yīng)器和至少一個(gè)根據(jù) 本發(fā)明的第二環(huán)流反應(yīng)器的多環(huán)流反應(yīng)器，其中，所述第一環(huán)流反應(yīng)器包括限定聚合物淤 漿流動(dòng)路徑的多個(gè)互連的管道，用于將烯烴反應(yīng)物、聚合催化劑和稀釋劑引入到所述反應(yīng) 器中的裝置，適用于使該聚合物淤漿在所述反應(yīng)器中保持循環(huán)的泵，以及與所述第一反應(yīng) 器連接的一個(gè)或多個(gè)沉降腿；所述第二環(huán)流反應(yīng)器包括通過(guò)(a)取出管線和(b)回流管線 與所述第二環(huán)流反應(yīng)器連接的單沉降腿，所述取出管線從所述第二反應(yīng)器延伸至所述沉降腿并且配置用于從所述第二反應(yīng)器移出所述聚合物淤漿，所述回流管線從所述沉降腿延伸 至所述第二反應(yīng)器，其中所述取出管線與所述單沉降腿徑向連接。所述第一和第二環(huán)流反 應(yīng)器經(jīng)由第一環(huán)流反應(yīng)器的一個(gè)或多個(gè)沉降腿串聯(lián)連接。 在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明涵蓋了這樣的環(huán)流反應(yīng)器，其包括限定聚合物淤漿流
動(dòng)路徑的多個(gè)互連的管道；用于將烯烴反應(yīng)物、聚合催化劑和稀釋劑引入到所述反應(yīng)器中
的裝置；適用于使該聚合物淤漿在所述反應(yīng)器中保持循環(huán)的泵；且該環(huán)流反應(yīng)器包括兩個(gè)
沉降腿且這兩個(gè)沉降腿中僅有一個(gè)處于操作中(在此稱(chēng)為單沉降腿)。所述沉降腿中的一
個(gè)或全部?jī)蓚€(gè)可通過(guò)(a)取出管線和(b)回流管線與所述反應(yīng)器連接，其中，所述取出管線
從所述反應(yīng)器延伸至所述沉降腿并且配置用于從所述反應(yīng)器移出所述聚合物淤漿，所述回
流管線從所述沉降腿延伸至所述反應(yīng)器，其中所述取出管線與所述單沉降腿徑向連接。當(dāng)
處于操作中的單沉降腿被阻塞或出于安全原因時(shí)，可使用所述第二沉降腿。 令人驚訝地發(fā)現(xiàn)使用所述單沉降腿允許聚合物淤漿的提高的沉降，取決于所述
單沉降腿的直徑，該提高的沉降優(yōu)于同時(shí)使用至少兩個(gè)常規(guī)沉降腿時(shí)的沉降、更優(yōu)選優(yōu)于
同時(shí)使用至少四個(gè)沉降腿時(shí)的沉降、且更可能優(yōu)于同時(shí)使用至少六個(gè)沉降腿時(shí)的沉降。而
且，單沉降腿的使用更為低廉且更耐用，當(dāng)與使用旋液分離器時(shí)相比更是如此。 根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)計(jì)算裝置控制本發(fā)明沉降腿的開(kāi)啟和關(guān)閉的起動(dòng)。這些計(jì)算裝
置允許對(duì)沉降腿按預(yù)定頻率和順序的周期性開(kāi)啟進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制?？墒褂闷渌刂蒲b置
(例如壓力或溫度控制器以及流量控制器、流量轉(zhuǎn)換器和流量傳感器)以對(duì)排放過(guò)程作進(jìn)
一步微調(diào)。 本發(fā)明涵蓋了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的不同類(lèi)型的控制裝置。本發(fā)明還可適用于用于傳 輸信息的機(jī)械裝置、液壓裝置或其它信號(hào)裝置。在幾乎所有控制系統(tǒng)中，將使用電信號(hào)、氣 動(dòng)信號(hào)、機(jī)械信號(hào)或液壓信號(hào)的一些組合。然而，使用與所使用的方法和設(shè)備相兼容的任何 其它類(lèi)型的信號(hào)傳輸也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。 可使用電模擬設(shè)備、數(shù)字電子設(shè)備、氣動(dòng)設(shè)備、液壓設(shè)備、機(jī)械設(shè)備、或其它相似類(lèi) 型的設(shè)備、或一個(gè)或多個(gè)這種設(shè)備類(lèi)型的組合，實(shí)現(xiàn)對(duì)排放到產(chǎn)物回收區(qū)中和排放到另一 反應(yīng)器中的步驟的啟動(dòng)和控制。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，使用計(jì)算裝置來(lái)操作和控制 各工藝參數(shù)。在本發(fā)明中可使用計(jì)算機(jī)或其它類(lèi)型的計(jì)算裝置。 本發(fā)明進(jìn)一步涵蓋使用與反應(yīng)器間接連接、用于進(jìn)行沉降和用于進(jìn)一步將沉降的 聚合物淤漿排放到產(chǎn)物回收區(qū)中的單沉降腿。在另一實(shí)施方式中，與所述第一反應(yīng)器間接 連接的所述單沉降腿可用于與一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)連接。在這些實(shí)施方式中，所述單沉 降腿通過(guò)取出管線(a)和回流管線(b)與環(huán)流反應(yīng)器間接連接，其中，所述取出管線從所述 反應(yīng)器延伸至所述沉降腿且所述回流管線從所述沉降腿延伸至所述反應(yīng)器。在本發(fā)明的實(shí) 施方式中所述取出管線與所述單沉降腿徑向連接。 更具體地說(shuō)，本發(fā)明進(jìn)一步涵蓋使用與反應(yīng)器間接連接、用于進(jìn)行沉降和用于進(jìn) 一步將沉降的聚合物淤漿排放到產(chǎn)物回收區(qū)中的單沉降腿，其中，所述沉降腿通過(guò)(a)取 出管線和(b)回流管線與所述環(huán)流反應(yīng)器連接，其中，所述取出管線從所述反應(yīng)器延伸至 所述沉降腿并且配置用于從所述反應(yīng)器移出所述聚合物淤漿，所述回流管線從所述沉降腿 延伸至所述反應(yīng)器，其中所述取出管線與所述單沉降腿徑向連接。在另一實(shí)施方式中，與所 述第一反應(yīng)器間接連接的所述單沉降腿可用于與一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)連接。
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已觀察到通過(guò)使用如本發(fā)明中所配置的單沉降腿，經(jīng)由將淤漿徑向引入到該單 沉降腿中而使聚合物的沉降得以改善，從而提供了更高的固體物濃度。 此外，使反應(yīng)器和沉降腿連接的管道的直徑不再是限制因素，且對(duì)于單沉降腿，可 使用直徑較小的連接管道。
已觀察到通過(guò)使用如本發(fā)明所述的單沉降腿來(lái)代替若干個(gè)較小的常規(guī)沉降腿，
可在反應(yīng)器中循環(huán)更高重量百分?jǐn)?shù)的固體物。此外，環(huán)流反應(yīng)器中的固體物重量百分?jǐn)?shù)的
提高提高了催化劑的停留時(shí)間并且提高了催化劑的生產(chǎn)率。而且，固體物的增多提高了從
反應(yīng)器移出的固體物的重量百分?jǐn)?shù)，這降低了再循環(huán)設(shè)備中的稀釋劑處理成本。 雖然已經(jīng)參考本發(fā)明的某些優(yōu)選的變型相當(dāng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但其它變型也
是可行的。因此，所附權(quán)利要求的精神和范圍不應(yīng)限于本文所述的優(yōu)選變型。
權(quán)利要求
適用于烯烴聚合工藝的環(huán)流反應(yīng)器，其包括-限定聚合物淤漿流動(dòng)路徑的多個(gè)互連的管道，所述淤漿基本上由烯烴反應(yīng)物、聚合催化劑、液體稀釋劑和固體烯烴聚合物顆粒組成，-用于將烯烴反應(yīng)物、聚合催化劑和稀釋劑引入到所述反應(yīng)器中的裝置，-適用于使該聚合物淤漿在所述反應(yīng)器中保持循環(huán)的泵，和-通過(guò)(a)取出管線和(b)回流管線與所述環(huán)流反應(yīng)器連接的單沉降腿，其中，所述取出管線從所述反應(yīng)器延伸至所述沉降腿并且配置用于從所述反應(yīng)器移出所述聚合物淤漿，所述回流管線從所述沉降腿延伸至所述反應(yīng)器，所述環(huán)流反應(yīng)器的特征在于所述取出管線與所述單沉降腿徑向連接。
2. 權(quán)利要求1的環(huán)流反應(yīng)器，其中所述取出管線的內(nèi)徑等于該環(huán)流反應(yīng)器管道內(nèi)徑的 0. 14 0. 3倍。
3. 權(quán)利要求1或2的環(huán)流反應(yīng)器，其中所述取出管線連接到所述單沉降腿的上三分之 一處。
4. 權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的環(huán)流反應(yīng)器，其中所述沉降腿的內(nèi)徑等于該環(huán)流反應(yīng)器管 道內(nèi)徑的0.8 2倍。
5. 適用于烯烴聚合的包括至少兩個(gè)環(huán)流反應(yīng)器的多環(huán)流反應(yīng)器，其中，第一環(huán)流反應(yīng) 器和第二環(huán)流反應(yīng)器經(jīng)由所述第一反應(yīng)器的單沉降腿串聯(lián)連接，該多環(huán)流反應(yīng)器的特征在 于所述單沉降腿通過(guò)(a)取出管線和(b)回流管線與所述第一環(huán)流反應(yīng)器連接，其中，所述 取出管線從所述第一反應(yīng)器延伸至所述沉降腿并且配置用于從所述第一反應(yīng)器移出所述 聚合物淤漿，所述回流管線從所述沉降腿延伸至所述第一反應(yīng)器，其中所述取出管線與所 述單沉降腿徑向連接。
6. 權(quán)利要求5的多環(huán)流反應(yīng)器，其包括-至少一個(gè)第一環(huán)流反應(yīng)器，所述第一環(huán)流反應(yīng)器為權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的環(huán)流反 應(yīng)器，其包括通過(guò)(a)取出管線和(b)回流管線與所述第一環(huán)流反應(yīng)器連接的單沉降腿，其 中，所述取出管線從所述第一反應(yīng)器延伸至所述沉降腿并且配置用于從所述反應(yīng)器移出所 述聚合物淤漿，所述回流管線從所述沉降腿延伸至所述第一反應(yīng)器，其中所述取出管線與 所述單沉降腿徑向連接，-至少一個(gè)第二環(huán)流反應(yīng)器，所述第二環(huán)流反應(yīng)器為權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的環(huán)流反 應(yīng)器，其包括通過(guò)(a)取出管線和(b)回流管線與所述第二環(huán)流反應(yīng)器連接的單沉降腿，其 中，所述取出管線從所述第二反應(yīng)器延伸至所述沉降腿并且配置用于從所述反應(yīng)器移出所 述聚合物淤漿，所述回流管線從所述沉降腿延伸至所述第二反應(yīng)器，其中所述取出管線與 所述單沉降腿徑向連接，其中，所述第一和第二環(huán)流反應(yīng)器經(jīng)由該第一環(huán)流反應(yīng)器的單沉降腿串聯(lián)連接。
7. 權(quán)利要求5的多環(huán)流反應(yīng)器，其包括-至少一個(gè)第一環(huán)流反應(yīng)器，所述第一環(huán)流反應(yīng)器為權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的環(huán)流反 應(yīng)器，其包括通過(guò)(a)取出管線和(b)回流管線與所述第一環(huán)流反應(yīng)器連接的單沉降腿，其 中，所述取出管線從所述第一反應(yīng)器延伸至所述沉降腿并且配置用于從所述反應(yīng)器移出所 述聚合物淤漿，所述回流管線從所述沉降腿延伸至所述第一反應(yīng)器，其中所述取出管線與 所述單沉降腿徑向連接，_至少一個(gè)第二環(huán)流反應(yīng)器，其包括限定聚合物淤漿流動(dòng)路徑的多個(gè)互連的管道，所 述淤漿基本上由烯烴反應(yīng)物、聚合催化劑、液體稀釋劑和固體烯烴聚合物顆粒組成；用于將 烯烴反應(yīng)物、聚合催化劑和稀釋劑引入到所述反應(yīng)器中的裝置；適用于使該聚合物淤漿在 所述反應(yīng)器中保持循環(huán)的泵；以及與所述第二反應(yīng)器管道連接的一個(gè)或多個(gè)沉降腿，其中，所述第一和第二環(huán)流反應(yīng)器經(jīng)由該第一環(huán)流反應(yīng)器的單沉降腿串聯(lián)連接。
8. 適用于烯烴聚合的多環(huán)流反應(yīng)器，其包括_至少一個(gè)第一環(huán)流反應(yīng)器，其包括限定聚合物淤漿流動(dòng)路徑的多個(gè)互連的管道，所 述淤漿基本上由烯烴反應(yīng)物、聚合催化劑、液體稀釋劑和固體烯烴聚合物顆粒組成；用于將 烯烴反應(yīng)物、聚合催化劑和稀釋劑引入到所述反應(yīng)器中的裝置；適用于使該聚合物淤漿在 所述反應(yīng)器中保持循環(huán)的泵；以及與所述第一反應(yīng)器連接的一個(gè)或多個(gè)沉降腿，-至少一個(gè)第二環(huán)流反應(yīng)器，所述第二環(huán)流反應(yīng)器為權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的環(huán)流反 應(yīng)器，其包括通過(guò)(a)取出管線和(b)回流管線與所述第二環(huán)流反應(yīng)器連接的單沉降腿，其 中，所述取出管線從所述第二反應(yīng)器延伸至所述沉降腿并且配置用于從所述第二反應(yīng)器移 出所述聚合物淤漿，所述回流管線從所述沉降腿延伸至所述第二反應(yīng)器，其中所述取出管 線與所述單沉降腿徑向連接，其中，所述第一和第二環(huán)流反應(yīng)器經(jīng)由該第一環(huán)流反應(yīng)器的一個(gè)或多個(gè)沉降腿串聯(lián)連接。
9. 權(quán)利要求5-8中任一項(xiàng)的多環(huán)流反應(yīng)器，其中所述取出管線的內(nèi)徑等于該環(huán)流反應(yīng) 器管道內(nèi)徑的O. 14 0.3倍。
10. 權(quán)利要求5-9中任一項(xiàng)的多環(huán)流反應(yīng)器，其中所述取出管線連接到所述單沉降腿 的上三分之一處。
11. 權(quán)利要求5-10中任一項(xiàng)的多環(huán)流反應(yīng)器，其中所述單沉降腿的內(nèi)徑等于該環(huán)流反 應(yīng)器管道內(nèi)徑的0.8 2倍。
12. 在環(huán)流反應(yīng)器中生產(chǎn)烯烴聚合物的聚合方法，其包括下列步驟 -將一種或多種烯烴反應(yīng)物、聚合催化劑以及稀釋劑引入到該環(huán)流反應(yīng)器中，并且同時(shí)使所述反應(yīng)物、催化劑和稀釋劑循環(huán)，-使所述一種或多種烯烴反應(yīng)物聚合以產(chǎn)生基本上包含液體稀釋劑和固體烯烴聚合物 顆粒的聚合物淤漿，所述方法進(jìn)一步包括下列步驟的一個(gè)或多個(gè)循環(huán)(a) 從所述反應(yīng)器的一部分中取出一部分所述淤漿，(b) 通過(guò)從所述反應(yīng)器延伸至單沉降腿的取出管線，將所述聚合物淤漿徑向引入到所 述單沉降腿中，(c) 使所述聚合物淤漿沉降到所述單沉降腿中，禾口(d) 通過(guò)從所述沉降腿延伸至所述反應(yīng)器的回流管線從所述沉降腿的上部區(qū)域取出未 沉降的聚合物淤漿，和使所取出的未沉降的聚合物淤漿再循環(huán)到該環(huán)流反應(yīng)器中；和/或 同時(shí)(e) 將沉降的聚合物淤漿從所述單沉降腿的下部區(qū)域排放到該反應(yīng)器之外進(jìn)入到產(chǎn)物 回收區(qū)中或進(jìn)入到另一反應(yīng)器中。
全文摘要
本發(fā)明涉及適用于烯烴聚合工藝的環(huán)流反應(yīng)器，其包括限定聚合物淤漿流動(dòng)路徑的多個(gè)互連的管道，所述淤漿基本上由烯烴反應(yīng)物、聚合催化劑、液體稀釋劑和固體烯烴聚合物顆粒組成；用于將烯烴反應(yīng)物、聚合催化劑和稀釋劑引入到所述反應(yīng)器中的裝置；適用于使該聚合物淤漿在所述反應(yīng)器中保持循環(huán)的泵；以及通過(guò)(a)取出管線和(b)回流管線與所述環(huán)流反應(yīng)器連接的單沉降腿，其中，所述取出管線從所述反應(yīng)器延伸至所述沉降腿并且配置用于從所述反應(yīng)器移出所述聚合物淤漿，所述回流管線從所述沉降腿延伸至所述反應(yīng)器；所述環(huán)流反應(yīng)器的特征在于所述取出管線與所述單沉降腿徑向連接。
文檔編號(hào)B01J19/18GK101784335SQ200880104355
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者路易斯·福阿吉 申請(qǐng)人:道達(dá)爾石油化學(xué)產(chǎn)品研究弗呂公司