本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種按照間歇液相本體法生產(chǎn)乙烯無規(guī)共聚聚丙烯的設(shè)備，其中包括：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能夠定時地分析所述聚合釜內(nèi)的乙烯與丙烯的含量比；與聚合釜相連乙烯進(jìn)料系統(tǒng)，所述乙烯進(jìn)料系統(tǒng)根據(jù)在線紅外光譜儀檢測到的乙烯與丙烯的含量比控制乙烯進(jìn)料流量，從而將聚合釜內(nèi)乙烯與丙烯的含量比控制在預(yù)定范圍內(nèi)。本發(fā)明專利技術(shù)還提出采用這種設(shè)備生產(chǎn)乙烯無規(guī)共聚聚丙烯的方法。本發(fā)明專利技術(shù)克服了現(xiàn)有聚丙烯裝置只能生產(chǎn)丙烯均聚物的缺點，實現(xiàn)了有效控制反應(yīng)過程中乙烯與丙烯的含量比維持在一定范圍內(nèi)，順利生產(chǎn)丙烯-乙烯無規(guī)共聚物產(chǎn)品，提升了裝置的經(jīng)濟(jì)效益。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及共聚聚丙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)，具體涉及在間歇液相本體聚丙烯裝置中生產(chǎn)乙烯無規(guī)共聚聚丙烯的設(shè)備和方法。技術(shù)背景聚丙烯作為通用型熱塑性樹脂具有耐熱性優(yōu)良、耐腐蝕性和電絕緣性優(yōu)良、易加工、熱變形溫度高、價廉等特點，在各個行業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用。但其韌性差，尤其是低溫發(fā)脆，限制其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用。一般工業(yè)上都采用無規(guī)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(xù)式聚合工藝和間歇式聚合工藝生產(chǎn)。連續(xù)式聚合工藝由于生產(chǎn)裝置便于大型化，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)品性能好是世界上普遍采用的聚丙烯生產(chǎn)方法。連續(xù)式聚合工藝一般都能生產(chǎn)均聚聚丙烯、無規(guī)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(yīng)器不同，如Basell公司的Spheripol工藝均聚反應(yīng)器為兩個串聯(lián)的環(huán)管式反應(yīng)器，氣相反應(yīng)器采用密相流化床形式。DOW化學(xué)的Unipol工藝采用氣相流化床， 均聚和共聚在串聯(lián)的兩個流化床中進(jìn)行。Borealis公司的Borstar PP工藝包括一個環(huán)管反應(yīng)器和2 3個氣相反應(yīng)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(yīng)器，內(nèi)有機(jī)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(lián)的雙釜可生產(chǎn)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(yīng)器相結(jié)合的方式。間歇液相本體法聚丙烯生產(chǎn)技術(shù)是我國自行研制開發(fā)成功的技術(shù)。該工藝主要包括原料精制、聚合反應(yīng)、閃蒸去活、造粒與包裝等工藝單元。聚合反應(yīng)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(shè)備。間歇液相本體法聚丙烯工藝對原料丙烯質(zhì)量要求不是很高，流程簡單，投資省、收效快，產(chǎn)品牌號轉(zhuǎn)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(chǎn)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(chǎn)，自動化控制水平低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等。其中最主要的缺點是產(chǎn)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(guī)共聚物是聚丙烯的一種，它在聚丙烯分子鏈中加入乙烯單體進(jìn)行改性，能改進(jìn)聚丙烯的光學(xué)性能(增加透明度、減少濁霧)，提高抗沖擊性能等。生產(chǎn)無規(guī)共聚聚丙烯的關(guān)鍵是控制共聚過程中乙烯聚合的量，如果聚合的乙烯含量過少，則對聚丙烯的產(chǎn)品性能沒有改進(jìn)；若聚合過多則使聚丙烯可溶物過多，在后續(xù)的出來過程中聚丙烯發(fā)粘，使生產(chǎn)難于進(jìn)行。連續(xù)法聚丙烯生產(chǎn)裝置通過控穩(wěn)聚合速率和乙烯加入量通常都能夠生產(chǎn)無規(guī)共聚聚丙烯。而間歇式液相本體法聚丙烯工藝反應(yīng)過程中丙烯的聚合速度變化大，反應(yīng)很不均勻，通常都不能生產(chǎn)無規(guī)共聚物。因為按照間歇式聚丙烯的過程，如果初期乙烯和丙烯一起加入反應(yīng)器，由于乙烯的較高聚合速率，乙烯將在反應(yīng)初期迅速聚合使聚合物發(fā)粘。如果乙烯按照穩(wěn)定流量加入聚合釜，由于催化劑的聚合動力學(xué)行為前高后低，在前期聚合速率高時乙烯的聚合量過低，在后期聚合速率低時乙烯聚合量過高使聚合物發(fā)粘。抗沖聚丙烯(或稱嵌段共聚聚丙烯)是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(fā)銀紋吸收能量，從而提高材料的韌性。抗沖聚丙烯生產(chǎn)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(chǎn)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(yīng)裝置，主要特點是在聚合釜內(nèi)進(jìn)行丙烯均聚反應(yīng)70 80分鐘后，經(jīng)聚合釜的外循環(huán)系統(tǒng)向聚合釜內(nèi)通入乙烯氣體進(jìn)行共聚反應(yīng)，乙烯氣體的通入量為丙烯用量的5 7%。當(dāng)釜內(nèi)壓力低于O. 05Mpa 時反應(yīng)結(jié)束。得到的聚丙烯的低溫脆性有了很大改善，缺口或無缺口沖擊強(qiáng)度有了明顯提高。該專利技術(shù)適合應(yīng)用在中型和小型間歇式聚丙烯生產(chǎn)裝置中。從該方法反應(yīng)結(jié)束的壓力看乙烯共聚基本是在氣相進(jìn)行。而反應(yīng)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(chǎn)過程中平穩(wěn)加入乙烯的方法。其特征在于包括以下步驟接槽車來的乙烯，灌入低溫乙烯貯罐，用乙烯泵打入乙烯增壓罐后，液態(tài)乙烯進(jìn)入乙烯汽化器，經(jīng)汽化后的氣態(tài)乙烯進(jìn)入聚合釜參加共聚合反應(yīng)。 該方法專利技術(shù)將乙烯汽化后，平穩(wěn)地加入間歇液相本體法生產(chǎn)無規(guī)共聚聚丙烯的過程中，使反應(yīng)易于操作，增加反應(yīng)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(chǎn)無規(guī)共聚聚丙烯，但未說明如何生產(chǎn)無規(guī)共聚聚丙烯。專利公開CN101693756A公開了一種嵌段共聚聚丙烯的生產(chǎn)工藝及其裝置，該生產(chǎn)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(zhuǎn)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(jìn)行氣相共聚反應(yīng)， 生成嵌段共聚聚丙烯。該生產(chǎn)裝置包括聚合系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)、低純氮系統(tǒng)、脫氣閃蒸系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)。該方法使得間歇式液-氣相法嵌段共聚聚丙烯的生產(chǎn)成為現(xiàn)實，但仍然未能生產(chǎn)無規(guī)共聚聚丙烯。與本專利技術(shù)有關(guān)的
技術(shù)實現(xiàn)思路
還可以參見李玉貴，陳寧觀等，液相本體法聚丙烯生產(chǎn)及應(yīng)用，中國石化出版社，1992，第一版；提高小本體聚丙烯技術(shù)水平的途徑，段啟偉，戴隆秀，石油煉制與化工[J]，1995 (7)，34。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供了一種，可以有效地控制聚合釜中丙烯與乙烯的含量，從而生產(chǎn)出丙烯-乙烯無規(guī)共聚物產(chǎn)品。本專利技術(shù)提供了一種間歇液相本體法生產(chǎn)乙烯無規(guī)共聚聚丙烯的設(shè)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(nèi)乙烯和丙烯含量比；與聚合釜相連的乙烯進(jìn)料系統(tǒng)，所述乙烯進(jìn)料系統(tǒng)根據(jù)乙烯和丙烯含量比調(diào)節(jié)乙烯進(jìn)料流量。上述設(shè)備中，所述聚合釜包括原有的丙烯進(jìn)料裝置，其用于將丙烯和催化劑加入到聚合釜中。丙烯為一次性進(jìn)料。上述設(shè)備中，所述在線紅外光譜儀用于分析得到聚合釜內(nèi)乙烯與丙烯含量比。在生產(chǎn)過程中，在線紅外光譜儀定時分析聚合釜內(nèi)丙烯和乙烯的紅外吸收特征峰的強(qiáng)度，并計算得到不同時間聚合釜內(nèi)乙烯與丙烯的含量比。實際應(yīng)用中，也可以用非在線紅外光譜儀定時分析得到聚合釜內(nèi)乙烯和丙烯的含量比。上述設(shè)備中，所述乙烯進(jìn)料系統(tǒng)包括乙烯儲罐和流量計量設(shè)備。該乙烯進(jìn)料系統(tǒng)能根據(jù)在線紅外光譜儀檢測到的乙烯和丙烯含量比并調(diào)節(jié)乙烯進(jìn)料流量。所述乙烯儲罐的壓力高于聚合釜內(nèi)的反應(yīng)壓力。如果工廠不能獲得足夠壓力的乙烯來源，則還需要配備相應(yīng)的增壓設(shè)備。在本專利技術(shù)的一個實施例中，所述乙烯進(jìn)料系統(tǒng)還可包括控制器，所述控制器分別與所述在線紅外光譜儀和流量計量設(shè)備電連接，該控制器通常為聚合裝置集散控制系統(tǒng)的一部分，只是根據(jù)控制要求進(jìn)行相應(yīng)的組態(tài)。所述控制器能夠接收來自所述在線紅外光譜儀的所述含量比，并根據(jù)所述含量比自動控制乙烯進(jìn)料流量，這將得到更好的控制效果。上述設(shè)備，還包括間歇液相本體法生產(chǎn)技術(shù)中的其他常規(guī)設(shè)備，如水泵、冷水管線、熱水管線、氫氣計量罐等。根據(jù)本專利技術(shù)提供的設(shè)備，在間歇液相本體法聚丙烯生產(chǎn)裝置中增加了乙烯的進(jìn)料系統(tǒng)和在線紅外光譜儀。在生產(chǎn)中，丙烯為一次性進(jìn)料，乙烯為連續(xù)進(jìn)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種間歇液相本體法生產(chǎn)乙烯無規(guī)共聚聚丙烯的設(shè)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(nèi)乙烯和丙烯含量比；與聚合釜相連的乙烯進(jìn)料系統(tǒng)，所述乙烯進(jìn)料系統(tǒng)根據(jù)乙烯和丙烯含量比調(diào)節(jié)乙烯進(jìn)料流量。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種間歇液相本體法生產(chǎn)乙烯無規(guī)共聚聚丙烯的設(shè)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(nèi)乙烯和丙烯含量比； 與聚合釜相連的乙烯進(jìn)料系統(tǒng)，所述乙烯進(jìn)料系統(tǒng)根據(jù)乙烯和丙烯含量比調(diào)節(jié)乙烯進(jìn)料流量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述乙烯進(jìn)料系統(tǒng)包括乙烯儲罐和流量計量設(shè)備。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，所述乙烯進(jìn)料系統(tǒng)包括控制器，所述控制器分別與所述在線紅外光譜儀和流量計量設(shè)備電連接；所述控制器能夠接收所述含量t匕，并根據(jù)所述含量比控制乙烯進(jìn)料流量。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述乙烯儲罐的壓力高于聚合釜內(nèi)的反應(yīng)壓力。5.一種根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項所述設(shè)備利用間歇液相本體法生產(chǎn)乙烯無規(guī)共聚聚丙烯的方法，其步驟如下 1)將包含丙烯和乙烯的反應(yīng)原料加入聚合釜內(nèi)，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：杜亞鋒，楊芝超，劉旸，仝欽宇，陳江波，
申請(專利權(quán))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(fā)明
國別省市：
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