間歇液相本體法生產α-烯烴無規共聚聚丙烯的設備和方法技術

本發明專利技術公開了一種間歇液相本體法生產C4～C20的α-烯烴無規共聚聚丙烯的設備，包括聚合釜；與聚合釜相連的在線紅外光譜儀，所述在線紅外光譜儀定時分析得到聚合釜內丙烯和α-烯烴含量比；與聚合釜相連的α-烯烴進料系統，所述α-烯烴進料系統能夠在聚合反應開始前將α-烯烴加入到聚合釜中；與聚合釜相連的丙烯進料系統，所述丙烯進料系統能夠將并根據丙烯和α-烯烴含量比補充丙烯進料，將丙烯在正常聚合的壓力下按要求的流量加入到正在進行反應的聚合釜中。本發明專利技術還公開了利用上述設備生產丙烯共聚物的方法。利用本發明專利技術提供裝置和方法既可生產丙烯均聚物，又可生產丙烯-α-烯烴(C4～C20)無規共聚物，增加了產品品種，提升了裝置的經濟效益。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及聚丙烯生產工藝技術，進一步地說，是涉及間歇液相本體聚丙烯裝置中，生產α-烯烴無規共聚聚丙烯的設備和方法。
技術介紹
聚丙烯作為通用型熱塑性樹脂耐熱性優良、耐腐蝕性和電絕緣性優良、易加工、熱變形溫度高、價廉等特點，在各個行業中都得到了廣泛的應用。但其韌性差，尤其是低溫發脆，限制其在某些領域的應用。一般工業上都采用無規共聚和抗沖共聚的辦法提高聚丙烯的韌性。聚丙烯可以采用連續式聚合工藝和間歇式聚合工藝生產。連續式聚合工藝由于生產裝置便于大型化，產品質量穩定，產品性能好是世界上普遍采用的聚丙烯生產方法。連續式聚合工藝一般都能生產均聚聚丙烯、無規共聚聚丙烯和抗沖聚丙烯。不同的聚丙烯工藝主要是采用的反應器不同，如Basell公司的Spheripol工藝均聚反應器為兩個串聯的環管式反應器，氣相反應器采用密相流化床形式。DOW化學的Unipol工藝采用氣相流化床， 均聚和共聚在串聯的兩個流化床中進行。Borealis公司的Borstar PP工藝包括一個環管反應器和2 3個氣相反應器。INEOS (原BP-Amoco)公司的Innovene氣相法工藝采用兩個臥式氣相釜反應器，內有機械攪拌，物料的停留時間分布接近柱塞流形式。CBI公司的 Novolen氣相法工藝是采用兩臺立式氣相攪拌釜，用串聯的雙釜可生產抗沖共聚物。三井油化的Hypol工藝采用攪拌液相聚合釜與氣相反應器相結合的方式。間歇液相本體法聚丙烯生產技術是我國自行研制開發成功的技術。該工藝主要包括原料精制、聚合反應、閃蒸去活、造粒與包裝等工藝單元。聚合反應的工藝單元中，包括丙烯計量罐、活化劑加料罐、催化劑加料罐、氫氣計量罐、聚合釜、熱水槽、熱水泵、冷水管線及蒸汽管線等設備。間歇液相本體法聚丙烯工藝對原料丙烯質量要求不是很高，流程簡單，投資省、收效快，產品牌號轉換靈活，特別適合我國煉廠氣資源分散而豐富的特點和國情。間歇式液相本體法一般只能生產均聚聚丙烯。間歇式液相本體法聚丙烯工藝也存在不少缺點。如原料的消耗定額較高，裝置手工操作較多，間歇生產，自動化控制水平低，產品質量不穩定等。其中最主要的缺點是產品種類單一，這是因為均聚聚丙烯低溫脆性高，只適合于用來制造低擋次塑料制品，用途較 窄。無規共聚物是聚丙烯的一種，它在聚丙烯分子鏈中加入共聚單體進行改性，能改進聚丙烯的光學性能(增加透明度、減少濁霧)，提高抗沖擊性能等。通常使用乙烯作為共聚單體，但丁烯也可以作為共聚單體生產丁烯無規共聚聚丙烯。生產丁烯無規共聚聚丙烯的關鍵是控制共聚過程中丁烯聚合的量，如果聚合的丁烯含量過少，則對聚丙烯的產品性能沒有改進；若聚合過多則使聚丙烯發粘，造成出料困難，使生產難于進行。連續法聚丙烯生產裝置通過控穩聚合速率和丁烯加入量通常都能夠生產無規共聚聚丙烯。而間歇式液相本體法聚丙烯工藝反應過程中丙烯的聚合速度變化大，反應很不均勻，通常都不能生產無規共聚。因為按照間歇式聚丙烯的過程，如果初期丁烯和丙烯一起加入反應器，由于丙烯的較高聚合速率，丙烯將在反應初期迅速消耗，使聚合釜中的丁烯濃度越來越高，使后期的聚合物發粘。抗沖聚丙烯(或稱嵌段共聚聚丙烯)使另一種共聚聚丙烯，它在均聚聚丙烯中加入橡膠相制備出的聚丙烯，橡膠相在受到撞擊時引發銀紋吸收能量，從而提高材料的韌性。 抗沖聚丙烯生產需要兩步第一步先合成丙烯均聚物，可以采用液相本體聚合或氣相聚合工藝；第二步合成乙丙共聚物(橡膠相)，為最終產品提供韌性，共聚階段一般采用氣相共聚工藝。專利公開CN1817919A公開了一種聚丙烯的制備工藝及其反應裝置，主要特點是在聚合釜內進行丙烯均聚反應70 80分鐘后，經聚合釜的外循環系統向聚合釜內通入乙烯氣體進行共聚反應，乙烯氣體的通入量為丙烯用量的5 7%。當釜內壓力低于O. 05Mpa 時反應結束。該專利技術適合應用在中型和小型間歇式聚丙烯生產裝置中。該方法是使用乙烯進行共聚，從該方法反應結束的壓力看乙烯共聚基本是在氣相進行。而反應前期又有一個比較長的均聚階段，因此該方法制得的聚丙烯是抗沖共聚的聚丙烯。專利公開CN101357961A公開了間歇液相本體法聚丙烯生產過程中平穩加入乙烯的方法。該方法專利技術將乙烯汽化后，平穩地加入間歇液相本體法生產無規共聚聚丙烯的過程中，使反應易于操作，增加反應的安全性。該專利為乙烯加入間歇液相本體法聚丙烯裝置的方法，雖然提到了生產無規共聚聚丙烯，但未說明如何生產無規共聚聚丙烯，也不是丁烯無規共聚聚丙火布。專利公開CN101693756A公開了一種嵌段共聚聚丙烯的生產工藝及其裝置，該生產工藝流程為將液相丙烯在均聚釜中聚合生成均聚聚丙烯，聚合完后從液相均聚釜中轉移到共聚氣相釜，在聚丙烯顆粒表面失活后，通入乙烯和丙烯與聚丙烯進行氣相共聚反應， 生成嵌段共聚聚丙烯。該方法使得間歇式液-氣相法嵌段共聚聚丙烯的生產成為現實，但仍然未能使用丁烯生產無規共聚聚丙烯。與本專利技術有關的
技術實現思路
還可以參見李玉貴，陳寧觀等，液相本體法聚丙烯生產及應用，中國石化出版社，1992，第一版；提高小本 體聚丙烯技術水平的途徑，段啟偉，戴隆秀，石油煉制與化工[J]，1995 (7)，34。
技術實現思路
本專利技術提供了一種間歇液相本體法生產α -烯烴無規共聚聚丙烯的設備和方法， 可以有效地控制聚合釜中丙烯與α-烯烴的含量比，從而生產出丙烯-α-烯烴無規共聚物口廣BH ο本專利技術提供了一種間歇液相本體法生產α-烯烴無規共聚聚丙烯的設備，包括 聚合釜；與聚合釜相連的在線紅外光譜儀，所述在線紅外光譜儀定時分析聚合釜內丙烯和 α-烯烴含量比；與聚合釜相連的α-烯烴進料系統，所述α-烯烴進料系統能夠在聚合反應開始前將α-烯烴加入到聚合釜中；與聚合釜相連的丙烯進料系統，所述丙烯進料系統能夠根據丙烯和α -烯烴含量比控制丙烯補充進料，將丙烯在正常聚合的壓力下按要求的流量加入到正在進行反應的聚合釜中。上述設備中，所述α-烯烴進料系統包括α-烯烴儲罐和烯烴計量罐。該系統能將α-烯烴按要求的量加入到聚合釜中。也可以使用泵或其他方法將α-烯烴在反應開始前與丙烯一起送入聚合釜。其中，所述α-烯烴的碳原子數4 20，優選的范圍4 11。所述α -烯烴包括單烯烴和多烯烴等。所述單烯烴類包括丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯等；所述多烯烴包括己二烯、戊二烯、辛二烯等。在一個具體的實施例中，所述α -烯烴為丁烯；所述α -烯烴進料系統為丁烯進料系統，包括丁烯儲罐和丁烯計量罐；所述丁烯進料系統能夠在聚合開始前向聚合釜中加入丁烯。上述設備中，所述在線紅外光譜儀用于分析得到聚合釜內α-烯烴與丙烯含量比。在生產過程中，在線紅外光譜儀定時分析聚合釜內丙烯和α-烯烴的紅外吸收特征峰的強度，并計算得到不同時間聚合釜內α-烯烴與丙烯的含量比。實際應用中，也可以用非在線紅外光譜儀定時分析得到聚合釜內α-烯烴和丙烯的含量比。上述設備中，所述丙烯進料系統能夠根據丙烯和α -烯烴含量比控制丙烯補充進料，當所述含量比低于預定值時指示所述丙烯流量控制設備增大丙烯流量；當所述含量比高于預定值時，降低丙烯流量，從而將所述聚合釜內的丙烯與α-烯烴的含量比維持在所述預定范圍內。所述丙烯進料系統包含丙烯流量控制設備，所述丙烯流量控制設備為丙烯泵，或者高壓丙烯罐與流量計量設備。所述丙烯進本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種間歇液相本體法生產α?烯烴無規共聚聚丙烯的設備，包括：聚合釜；與聚合釜相連的在線紅外光譜儀，所述在線紅外光譜儀定時分析得到聚合釜內丙烯和α?烯烴含量比；與聚合釜相連的α?烯烴進料系統，所述α?烯烴進料系統能夠在聚合反應開始前將α?烯烴加入到聚合釜中；與聚合釜相連的丙烯進料系統，所述丙烯進料系統能夠根據丙烯和α?烯烴含量比控制丙烯補充進料，將丙烯在正常聚合的壓力下按要求的流量加入到正在進行反應的聚合釜中。

【技術特征摘要】
1.一種間歇液相本體法生產a-烯烴無規共聚聚丙烯的設備，包括 聚合釜； 與聚合釜相連的在線紅外光譜儀，所述在線紅外光譜儀定時分析得到聚合釜內丙烯和a-烯烴含量比； 與聚合釜相連的a-烯烴進料系統，所述a-烯烴進料系統能夠在聚合反應開始前將a_烯烴加入到聚合釜中； 與聚合釜相連的丙烯進料系統，所述丙烯進料系統能夠根據丙烯和a -烯烴含量比控制丙烯補充進料，將丙烯在正常聚合的壓力下按要求的流量加入到正在進行反應的聚合釜中。2.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述a-烯烴進料系統包括a-烯烴儲罐和a-烯烴計量罐。3.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述a-烯烴的碳原子數為4 20，優選4 Il04.根據權利要求1 3中任意一項所述的設備，其特征在于，所述a-烯烴為丁烯；所述a -烯烴進料系統為丁烯進料系統，包括丁烯儲罐和丁烯計量罐；所述丁烯進料系統能夠在聚合開始前向聚合釜中加入丁烯。5.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述丙烯進料系統包含丙烯流量控制設備，所述丙烯流量控制設備為丙烯泵，或者高壓丙烯罐與流量計量設...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉旸，楊芝超，杜亞鋒，仝欽宇，陳江波，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司北京化工研究院，
類型：發明
國別省市：