一种釜式淤浆生产聚乙烯的方法、应用及所生产的聚乙烯

摘要

一种釜式淤浆生产聚乙烯的方法、应用及所生产的聚乙烯，该方法包括：将己烷、母液与助催化剂三乙基铝加至反应器；将主催化剂四氯化钛加至该反应器，氢气和气化的丙烯或丁烯-1加至乙烯管线中与乙烯混合后进入该反应器；加入的氢气和气化的丙烯或丁烯-1加至乙烯管线中与乙烯先混合得混合气溶解在己烷中发生聚合反应；将聚合浆液输送到粉料干燥器中闪蒸，并进行聚合浆液压滤，固液分离；对该粉料干燥器中的物料进行减压干燥，通入氮气脱除粉料中的己烷，使粉末中的己烷重量百分含量＜0.2％；将粉料干燥器中的聚乙烯通过振动筛，除去部分凝胶块后靠重力流入粉料仓中储存。本发明乙烯的进料量可达100kg/h。

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型釜式淤浆聚乙烯聚合工艺，特别是涉及一种适合Hostalen和日本三井油化CX淤浆且乙烯进料量为100kg/h的聚乙烯聚合工艺。

背景技术

欧洲专利EP20060112030(公开日2006年03月30日)涉及的是一种淤浆法制备乙烯与其它烯烃共聚反应的方法，其中乙烯进料量为5.2kg/h；美国专利US19960766244 19961213涉及的是一种淤浆法乙烯与其它烯烃共聚反应的方法，其中乙烯进料量为2100磅；美国专利US19880253803 19881005涉及的是一种淤浆法制备HDPE，乙烯气进料量为19kg/h；美国专利US19970875322 19970616涉及的是一种淤浆法制备聚乙烯的工艺，其中乙烯的进料量为35-40kg/h；欧洲专利EP19950939300 19951208涉及的是一种淤浆法制备聚乙烯的工艺，其中乙烯的进料量为35-40kg/h；欧洲专利EP19970121943 19971212涉及的是一种淤浆法乙烯与己烯共聚过程中，乙烯的进料量为10886g/h。以上专利的乙烯进料量均小于本发明的乙烯进料量100kg/h，乙烯进料量越大越能准确的指导工业化试验生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种釜式淤浆生产聚乙烯的方法及应用，以解决现有技术的方法乙烯的进料量低的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种釜式淤浆生产聚乙烯的方法，包括如下步骤：

步骤1：将己烷、来自母液收集罐的母液与助催化剂三乙基铝从底部加至反应器；

步骤2：将主催化剂四氯化钛从底部加至该反应器，氢气和气化的丙烯或丁烯-1加至乙烯管线中与乙烯先混合后进入该反应器；

步骤3：加入的氢气和气化的丙烯或丁烯-1加至乙烯管线中与乙烯先混合得混合气溶解在己烷中，该混合气与己烷中催化剂充分接触，发生聚合反应；

步骤4：当该反应器到达50-85％液位后，将聚合浆液输送到粉料干燥器中闪蒸，待粉料干燥器停止进料后，打开氮气阀门，进行聚合浆液压滤，固液分离；置于该粉料干燥器后的母液收集罐保持0.01-0.1MPa氮气压力下接受母液，母液一部分经泵送往己烷精制单元，一部分被送到该反应器循环使用；

步骤5：压滤结束后，对该粉料干燥器升温，启动真空泵，对粉料干燥器中的物料进行减压干燥，从该粉料干燥器顶部排除的己烷气体经闪蒸干燥冷凝器冷凝，进入气液分离罐进行气液分离，当该粉料干燥器顶部无己烷蒸出时，通入氮气，进一步脱除粉料中的己烷，使粉末中的己烷重量百分含量＜0.2％；以及

步骤6：干燥结束后，将该粉料干燥器降温至20-30℃，将该粉料干燥器中的聚乙烯通过振动筛，除去部分凝胶块后靠重力流入粉料仓中储存。

其中，步骤1中所述母液为己烷、助催化剂三乙基铝和主催化剂四氯化钛混合物。

其中，所述聚合浆液为含有重量百分比含量为10-30％聚乙烯的己烷悬浮液。

其中，步骤2中加入的气化的丙烯或丁烯-1占乙烯的重量比为0-8％。

其中，步骤3中，在温度50-90℃下发生聚合反应。

其中，步骤4中闪蒸的温度范围是60-90℃。

其中，步骤4中压滤的压力范围0.05-0.1MPa。

而且，为实现上述目的，本发明还提出了上述釜式淤浆生产聚乙烯的方法所生产的聚乙烯，所述聚乙烯密度为0.941-0.960g/cm³。

而且，为实现上述目的，本发明还提出了上述的釜式淤浆生产聚乙烯的方法在乙烯聚合或乙烯/C3-C8直链α-烯烃共聚合反应中的应用。

技术效果：

本发明的釜式淤浆法聚乙烯连续聚合工艺，既兼容德国Basell公司的Hostalen工艺，又兼容日本三井油化公司的CX工艺，乙烯的进料量可达100kg/h，所生产的聚乙烯密度可达0.941-0.960g/cm³。

附图说明

图1为本发明釜式淤浆生产聚乙烯的方法的装置简单示意图；

其中，附图标记：

1物料输入管道

2反应器

3粉料干燥器

4母液收集罐

5料仓

6包装机

具体实施方式

本发明提供一种釜式淤浆生产密度在0.941-0.960g/cm³聚乙烯(HDPE)的聚合工艺。包括如下步骤：

步骤1：将己烷与己烷、助催化剂三乙基铝和主催化剂四氯化钛混合物(被称为母液)与助催化剂三乙基铝经从底部加至反应器；

步骤2：将主催化剂四氯化钛从底部加至该反应器，氢气和气化的丙烯或丁烯-1加至乙烯管线中与乙烯先混合然后通过插底管进入该反应器；

步骤3：加入的原料气溶解在己烷中，乙烯混合气体与己烷中催化剂充分接触，发生聚合反应。

步骤4：当反应器到达50-85％液位后，将聚合浆液输送到粉料干燥器中闪蒸，待粉料干燥器停止进料后，打开氮气阀门，进行聚合浆液压滤，固液分离；母液收集罐保持0.01-0.1MPa氮气压力下接受母液，母液一部分经泵送往己烷精制单元，一部分被送到该反应器循环使用；

步骤5：压滤结束后，对粉料干燥器升温，启动真空泵，对粉料干燥器中的物料进行减压干燥，从粉料干燥器顶部排除的己烷气体经闪蒸干燥冷凝器冷凝，进入气液分离罐进行气液分离，确定粉料干燥器顶部无己烷蒸出时，通入氮气，进一步脱除粉料中的己烷，使粉末中的己烷含量＜0.2％(wt)；

步骤6：干燥结束后，粉料干燥器降温至20-30℃，将粉料干燥器中的聚乙烯通过振动筛，除去部分凝胶块后靠重力流入粉料仓中储存并降温，然后通过自动包装机包装。

其中，步骤1中所述母液为己烷、助催化剂三乙基铝和主催化剂四氯化钛混合物。

其中，所述聚合浆液为含有重量百分比含量为10-30％聚乙烯的己烷悬浮液。

其中，步骤2中加入的气化的丙烯或丁烯-1占乙烯的重量比为0-8％。

并且，在温度50-90℃下发生聚合反应。

其中，步骤4中闪蒸的温度范围是60-90℃。

其中，步骤4中压滤的压力范围0.05-0.1MPa。

本发明上述釜式淤浆生产聚乙烯的方法所生产的聚乙烯密度为0.941-0.960g/cm³。

并且，本发明也提出了上述釜式淤浆生产聚乙烯的方法在乙烯聚合或乙烯/C3-C8直链α-烯烃共聚合反应中的应用。

本装置兼容两种工艺的主要创新是通过控制聚合温度或撤除聚合反应热的不同实现的：

A、对于Hostalen工艺，采用反应器的夹套与内冷管冷却相结合的撤热方式。

B、对于CX工艺，采用己烷的蒸发潜热与反应器夹套冷却相结合的撤热方式。

在第二种B撤热方式中反应热的80％靠己烷的蒸发潜热除去，反应热的20％靠反应器夹套冷却除去。含有大量己烷的循环气被送至第一反应器顶冷凝器或第二反应器顶冷凝器冷凝和冷却，并进一步被送至第一己烷收集罐或第二己烷收集罐分离为己烷凝液和循环气体。含有乙烯和氢气的循环气体在循环气体鼓风机压缩由插底管送回反应器底部。分离下来的己烷凝液通过凝液循环泵送回到反应器。部分己烷凝液以规定的流率冲洗反应器的气体出口管线、分散管。

实施例1

将高压脱水己烷或母液与助催化剂三乙基铝并线后通过物料输入管道1从底部连续地加至反应器2，主催化剂经流量控制从底部连续地加至反应器2，氢气 经减压后，通过流量控制和气化的丙烯或丁烯-1在流量表控制下加至乙烯管线中与乙烯先混合后进入反应器2，乙烯的进料量为100kg/h。加入的原料气由搅拌器搅拌分散，溶解在己烷中，乙烯混合气体与己烷中催化剂充分接触，发生聚合反应，聚合反应温度为50-90℃。当反应器到达50-85％液位后，用悬浮液泵将聚合悬浮液输送到粉料干燥器3中闪蒸，闪蒸的温度范围是60-90℃，粉料干燥器可以切换，约4-10小时一次。聚合浆液固液分离，粉料干燥器停止进料后，打开氮气阀门，维持氮气压0.2MPa，进行聚合浆液压滤、固液分离，压滤的压力范围0.05-0.1MPa。母液收集罐4保持一定氮气压力下接受母液。母液一部分经泵送往己烷精制单元，大部分被送到第二反应器循环使用。压滤结束后，对粉料干燥器升温，启动真空泵，对粉料干燥器中的物料进行减压干燥，从粉料干燥器顶部排除的己烷气体经闪蒸干燥冷凝器冷凝，进入气液分离罐进行气液分离。确定顶部无己烷蒸出时，通入氮气，进一步脱除粉料中的己烷，使粉末中的己烷含量＜0.2％(wt)。干燥结束后，粉料干燥器降温至20-30℃，通过振动筛，除去部分凝胶块后靠重力流入粉料仓5中储存并降温，然后通过自动包装机6包装，所生产的聚乙烯密度为0.941-0.960g/cm³。

其中，物料输入管道1用于输送乙烯、氢气、己烷、催化剂、三乙基铝等；反应器2内发生聚合反应；粉料干燥器3中进行闪蒸、脱气、压滤、固液分离；母液收集罐4用于过滤液体(母液)收集；料仓5用于储存粉料；包装机6用于包装粉料。

本发明适用于乙烯聚合或乙烯/C3-C8直链α-烯烃共聚合反应，可为釜式淤浆工艺开发新产品提供技术支撑，有重要的实用性，应用前景广阔。

发明效果：

本发明既兼容德国Basell公司的Hostalen工艺，又兼容日本三井油化公司的CX工艺，乙烯的进料量为100kg/h，上述釜式淤浆生产聚乙烯的方法所生产的聚乙烯密度为0.941-0.960g/cm³，可为Hostalen工艺及CX工艺开发新产品提供技术支撑,同时为新产品工业化试验生产提高更可靠的数据和技术参数。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。