在緊急條件下中止烯烴聚合反應(yīng)的方法和設(shè)備技術(shù)

在緊急情況下中止烯烴聚合反應(yīng)的方法，此反應(yīng)是在過渡金屬基催化劑存在下在氣相反應(yīng)器中進行。此方法利用反應(yīng)器的循環(huán)氣或進料氣來驅(qū)動與循環(huán)器相連的擴張器，當(dāng)導(dǎo)入中止反應(yīng)氣體以使反應(yīng)中止時，擴張器保持循環(huán)器運轉(zhuǎn)使流化床仍處于流化條件。（*該技術(shù)在2013年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及在一氣相聚合反應(yīng)系統(tǒng)中中止反應(yīng)的方法。當(dāng)然眾所周知，目前大部分α-烯烴的均聚或共聚物的生產(chǎn)(如乙烯共聚物的聚合)都是在流化床反應(yīng)器中進行。美國專利4，302，566(Karol等)公開了典型的流化床反應(yīng)器，它目前用于乙烯共聚物的生產(chǎn)。此專利提出，關(guān)鍵的是流化床反應(yīng)器的操作溫度要低于聚合物粒子的燒結(jié)溫度(參見Karol等人的美國專利4，302，566等12欄，第29-53行)。在一般的操作中，流化床的溫度主要這樣來控制，將再循環(huán)氣通入一循環(huán)器(一壓縮器)，然后通入一換熱器，在其中冷卻再循環(huán)氣使在返回流化床之前除去反應(yīng)熱(參見第11欄，第35-53行)。如果流化床回流中的循環(huán)器，比如由于電力或機械方面的原因而失靈，則控制床溫的冷卻裝置將不能運轉(zhuǎn)。由于烯烴反應(yīng)劑仍然與活性催化劑接觸，因而反應(yīng)的放熱就造成床溫急劇地爬升至燒結(jié)溫度。但不幸的是，使聚合反應(yīng)在緊急狀況下得以繼續(xù)會造成以后嚴(yán)重的操作問題。在氣相流化床聚合反應(yīng)系統(tǒng)中，當(dāng)反應(yīng)繼續(xù)時流化氣流的喪失一般將導(dǎo)致聚合物粉末的熔化和熔塊的形成。當(dāng)通用設(shè)備-電源、冷卻水、儀器供氣和蒸汽等完全斷源時會造成最壞的后果。因此，當(dāng)必要時，現(xiàn)有技術(shù)已儲備各種中止流化床聚合反應(yīng)的方法，而且在盡可能最短的時間內(nèi)。這樣的技術(shù)之一，如Stevens等人的美國專利4，326，048公開一種中止氣相烯烴聚合反應(yīng)的方法，它是靠注入碳的氧化物。可以在聚合反應(yīng)器的下游(如再循環(huán)氣線)注入碳的氧化物(參見該專利第4欄第29-33行)。另一技術(shù)是Charsley的美國專利4，306，044，它公開一種向氣相烯烴聚合系統(tǒng)導(dǎo)入二氧化碳來至少減小聚合速度的方法。例如，當(dāng)聚合反應(yīng)不再受其它控制方式的控制時，可以用手操作來通入二氧化碳。另一種控制方法是盡可能快地排放反應(yīng)器的氣體，來試圖控制失控的反應(yīng)。這方面可參考Karol等人的美國專利4，302，566所描述的流化床系統(tǒng)，它特意提供用于停車的排氣系統(tǒng)。現(xiàn)有技術(shù)的排風(fēng)系統(tǒng)，設(shè)備龐大而且造成眾多問題。據(jù)此，從經(jīng)濟和環(huán)境的角度考慮，這些補救措施并不完全令人滿意。因此，在本
仍然需要一種中止反應(yīng)的技術(shù)，此技術(shù)不必使用龐大的排氣系統(tǒng)。在氣相流化床聚合反應(yīng)系統(tǒng)中，當(dāng)反應(yīng)繼續(xù)時流化氣流的喪失可能導(dǎo)致聚合物粉末的熔化和熔塊的形成。而當(dāng)通用設(shè)備-電源、冷卻水、儀器供氣和蒸汽等完全切斷時就會造成更嚴(yán)重的情況。正如前面所述，通入諸如一氧化碳的毒物和排入擴孔或大氣而使系統(tǒng)快速減壓都能使流化床反應(yīng)器“剎車”(“killed”)。然而需要一種新的系統(tǒng)它不需要反應(yīng)器快速放氣。本專利技術(shù)提供一種使聚合反應(yīng)停止或“剎車”(“killing”)的方法，此方法是通過提供一輔助裝置，它用于在斷電后使循環(huán)氣體的循環(huán)器繼續(xù)循環(huán)足夠的時間，而使催化劑中毒物在整個流化床中循環(huán)。本專利技術(shù)最好為循環(huán)氣體的循環(huán)器使用氣體驅(qū)動輔助裝置，例如擴張器(expander)，它或利用來自反應(yīng)器本身的氣體，或利用來自反應(yīng)進料系統(tǒng)的氣相單體，一旦電源斷電時來驅(qū)動擴張器。從廣義上說，本專利技術(shù)提供一種在緊急條件下中止烯烴聚合反應(yīng)的方法，此反應(yīng)是在過渡金屬基催化劑存在下在氣相反應(yīng)器中進行。單體進料流引入所述的反應(yīng)器，包括單體、共聚單體、氫氣和稀釋劑的循環(huán)氣則從所述反應(yīng)器中排出，并導(dǎo)入和通過一循環(huán)器和至少一個換熱器，然后經(jīng)冷卻的循環(huán)氣再返回所述的反應(yīng)器。本專利技術(shù)的中止烯烴聚合反應(yīng)的方法的改進在于它還包括向所述反應(yīng)器中通入足夠量的能中止反應(yīng)(“剎車”)氣體，使反應(yīng)器中的反應(yīng)中止;從所述反應(yīng)器出來的循環(huán)氣的至少一部分或進料流的至少一部分被導(dǎo)入與循環(huán)器相連接的輔助驅(qū)動裝置，以維持循環(huán)器在保證反應(yīng)器處于流化條件下的運轉(zhuǎn)，使所述的中止反應(yīng)氣體能通入反應(yīng)器足夠的時間，從而保證中止反應(yīng)氣體與反應(yīng)器中幾乎全部催化劑接觸。本專利技術(shù)也提供一種中止在流化床聚合反應(yīng)系統(tǒng)中的聚合反應(yīng)的設(shè)備，此設(shè)備包括一聚合反應(yīng)器，循環(huán)從反應(yīng)器中出來的再循環(huán)氣流的循環(huán)器裝置和至少一個用于冷卻再循環(huán)氣流的冷卻裝置，此設(shè)備還包括將中止反應(yīng)的氣體送入反應(yīng)器的中止反應(yīng)氣體的進入裝置;與循環(huán)器相連接的氣體驅(qū)動輔助裝置，當(dāng)停電時用來維持循環(huán)器的運轉(zhuǎn);和與氣體驅(qū)動輔助裝置相連的閥裝置，用來選擇性地將氣體送入氣體驅(qū)動輔助裝置。附圖說明圖1是實施本專利技術(shù)方法的一個實施方案的流程示意圖。圖2是實施本專利技術(shù)方法的又一個實施方案的流程示意圖。本專利技術(shù)可以與用氣相流化床反應(yīng)器生產(chǎn)烯烴(如乙烯或丙烯)均聚物或共聚物使用的典型方法一起聯(lián)合實施。只不過作為舉例，如美國專利4，482，687或4，302，566所述的流化床反應(yīng)器或其它用于例如生產(chǎn)聚乙烯、聚丙烯或乙烯共聚物和三元共聚物的常規(guī)反應(yīng)器，只要它們按圖1和圖2所示加以改造和變換，就都可以使用，床層通常由反應(yīng)器中生產(chǎn)的相同的顆粒樹脂所組成。因此，在聚合過程中，床層包括生成的聚合物粒子、生長的聚合物粒子和催化劑粒子，它們由可聚合的和經(jīng)改性的氣相組分流態(tài)化，這些氣相組分在足以使粒子分離和流態(tài)化的流速下引入。流化氣體由初始進料、補充進料和循環(huán)(再循環(huán))氣體組成，即單體和如需要改性劑和/或惰性載氣和/或誘發(fā)的縮合催化劑。典型循環(huán)氣體包括乙烯、氮、氫和丙烯、丁烯、己烯單體或二烯，它們單獨存在或聯(lián)合使用。可以使用的設(shè)備與常規(guī)流化床聚合系統(tǒng)所用的設(shè)備基本相同。因此本方法使用常規(guī)的流化床聚合反應(yīng)器，并配有適合的循環(huán)進料和催化劑管線、常規(guī)的換熱器和一壓縮器或循環(huán)器。但此循環(huán)器要與一輔助驅(qū)動裝置聯(lián)合運轉(zhuǎn)，此裝置適于保持循環(huán)器在停電時繼續(xù)運轉(zhuǎn)，此輔助驅(qū)動裝置從壓縮氣獲得輸入能量，此壓縮氣可以是來自反應(yīng)器的再循環(huán)氣體或者也可以是來自壓縮的單體進料氣體。此輔助裝置最好是一個擴張器，它通過一馬達(dá)與循環(huán)器在操作上相連接。擴張器在本
是常規(guī)的，可以從各種市售商品中得到。此設(shè)備也包括例如閥之類的關(guān)鍵部位控制裝置，這些閥調(diào)節(jié)氣體輸送給循環(huán)器和反應(yīng)器。圖1例示了完成本專利技術(shù)方法的技術(shù)。參考圖1，圖中給出一用于α-烯烴聚合的常規(guī)流化床反應(yīng)系統(tǒng)，它包括反應(yīng)器10，而反應(yīng)器10是由反應(yīng)區(qū)12和速度減小區(qū)14組成。反應(yīng)區(qū)12包括生長的聚合物粒子、生成的聚合物粒子和少量催化劑粒子，此床層由以補充進料和再循環(huán)氣形式連續(xù)流過反應(yīng)區(qū)的可聚合的和變換的氣體組分而實現(xiàn)流態(tài)化。為維持床層的流態(tài)化，通過床層的質(zhì)量氣體流速一般保持在高于流態(tài)化所需的最低速度，較好是Gmf的約1.5-10倍和更好是Gmf的約3-6倍。Gmf以可接受的形式用作為實現(xiàn)流態(tài)化所需的最低氣流速度(minimum flow)，見C.Y.Wen和Y.H.Yu，“流態(tài)化力學(xué)(Mechanics of Fluidization”，Chemical Engineering Progress Symposium Series，Vol.62，p100-111(1966)。非常希望床層總是含有粒子以防止局部地區(qū)形成“熱點”和在整個反應(yīng)區(qū)截留和散布催化劑粒子。在開車時，通常在氣流啟動之前反應(yīng)器用一層顆粒狀聚合物粒子鋪滿底部。這樣的粒子在性質(zhì)上可以與形成的聚合物相同或不同。當(dāng)不同時，一旦所要的聚合物粒子生成，就將這些性質(zhì)不同的粒子排出。最后，由所需的聚合物粒子組成的流化床代替了起始床層。流化床所用的適宜催化劑最好儲存?zhèn)溆迷诒疚臋n來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
在緊急條件下中止烯烴聚合反應(yīng)的方法，此反應(yīng)是在過渡金屬基催化劑存在下在氣相反應(yīng)器中進行，其中，單體進料流引入所述的反應(yīng)器，包括單體、共聚單體、氫氣和稀釋劑的循環(huán)氣則從所述反應(yīng)器中排出，并導(dǎo)入和通過一循環(huán)器和至少一個換熱器，然后經(jīng)冷卻的循環(huán)氣再返回所述的反應(yīng)器，此方法的特征在于它還包括向所述反應(yīng)器中通入足夠量的能中止反應(yīng)的氣體使反應(yīng)器中的反應(yīng)中止；從所述反應(yīng)器出來的循環(huán)氣的至少一部分或進料流的至少一部分被導(dǎo)入與循環(huán)器相連接的輔助驅(qū)動裝置，以維持循環(huán)器在保證反應(yīng)器處于流化條件下的運轉(zhuǎn)，使所述的中止反應(yīng)氣體能通入反應(yīng)器足夠的時間，從而保證中止反應(yīng)氣體與反應(yīng)器中幾乎全部催化劑接觸。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：RE克拉多克，JM詹金斯，MT泰伊，
申請(專利權(quán))人：聯(lián)合碳化化學(xué)品及塑料技術(shù)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US[美國]