CN103304692A - 烯烃聚合装置和烯烃聚合方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烯烃聚合装置，属于化工工艺领域。其包括：流化床反应器，处于分布板下方的第一部分和处于分布板上方的第二部分；连接流化床反应器的第二部分和储罐的引出管路，在引出管路中依次设置有压缩机、冷凝器和气液分离器，该气液分离器用于对冷凝后的循环气流进行气液分离，气液分离器的气流支管与流化床反应器的第一部分相通，气液分离器的液流支管与储罐相通；与储罐的出口连接的流体输送设备，流体输送设备的第一流出管路与流化床反应器的第二部分相通，而第二流出管路与流化床反应器的第一部分相通。本发明还涉及生产聚烯烃的方法。本发明的装置和方法具有聚烯烃生产能力高，而且能防止在流化床反应器中产生积液的优点。

Description

烯烃聚合装置和烯烃聚合方法

技术领域

本发明涉及一种烯烃聚合装置，特别是一种使用了流化床反应器的烯烃聚合装置。本发明还涉及一种烯烃聚合方法。

背景技术

聚烯烃、例如聚乙烯是一类由多种工艺方法生产的具有多种结构和特性的系列品种热塑性通用塑料，是合成树脂的主要品种之一，广泛应用于农业、化工、轻工、纺织、机械和国防等领域。工业上生产聚乙烯的方法主要有淤浆聚合法、溶液聚合法以及气相聚合法三种。其中，气相法聚乙烯工艺流程简单，生产能力大，生产灵活性强，免除了溶剂的精制和回收等处理工序，大大降低了设备投资费用和生产操作费用，而且对环境友好，因而成为了聚乙烯工艺中的主流。

随着国民经济的发展，聚乙烯树脂的需求量不断增加，提高现有装置的聚乙烯产量成为工业研发瞩目的焦点。但是，限制气相法聚乙烯产量提高的最大障碍是反应热的移除。在传统的气相法聚乙烯工艺中，主要通过循环气流的温升为流化床反应器撤热，因而聚乙烯的时空收率受到流化气速的限制，无法大幅度提高。上世纪80年代初，专利US 4543399和US 4588790披露了气相流化床聚乙烯冷凝模式操作工艺(简称为“冷凝工艺”或“冷凝模式操作”)。其通过引入易冷凝的液体，即冷凝介质(一般为共聚的高级α烯烃或惰性饱和烃)，使其在流化床反应器中蒸发以强化聚合反应热的移除，从而使流化床反应器的时空收率成倍提高。与常规的非冷凝方法相比，冷凝态操作下的流化床反应器冷凝液为10wt％。冷凝态工艺的出现标志着聚乙烯生产技术得到了新的突破性进展。

专利US 5541270、US 5668228、US 5733510和US 5804677各自利用旋风气液分离器、使气流减速以实现分离的大容器(分离罐)、除雾型气液气液分离器和液体洗涤器等装置将冷凝液从循环气流中分离出来，并优选“Peerless”(DPV P8X型)商购立式除雾型气液分离器。但是，在此分离装置中，旋风气液分离器只能放置于气液气液分离器前，以除去循环气流中的大部分细固体颗粒，而不能进行气液分离。通过使气流减速而实现分离的大容器(分离罐)占地面积大，分离效率低且受气液流量波动的影响大，尤其难以气液分离。除雾型气液分离器虽能实现冷凝液量的控制，但占地面积大，内构件复杂，分离压降大，难于清洗。液体洗涤器同样存在占地面积大和分离压降大的缺点。

专利US 6455644B1、US 6815512B2、US 7025938B2披露了在冷凝工艺中气液分离不使用例如气液分离器、除雾器和洗涤器等液体收集装置，以及泵、压缩机和喷雾器等机械设备，而是仅凭借弯头、三通等管件结构来将循环管线中的冷凝液富集后返回流化床反应器分布板上部，因而无机械部件和能量消耗。但是其分离效果非常有限，从分布板上部返回流化床反应器的冷凝液含量最多仅占循环气流中冷凝液总量的28.82％，大部分的冷凝液体还是从流化床反应器底部返回流化床反应器中。如果进一步提高循环气流中冷凝液的含量，可能造成流化床反应器底部积液的现象。

专利CN 200810062156.7披露了将循环气流经过气液气液分离器后分成两股，富含气相的流股从分布板下部通过导流器由循环气流带入流化床反应器，富含液相的流股从分布板上部引入流化床反应器。该专利只给出缓冲罐和旋风气液分离器两种形式的气液气液分离器，但是这两种分离装置的分离效果均不理想，无法在较大范围内精确调控冷凝液的加入量，以使喷入流化床分布板上部的冷凝液量保持稳定，并且装置占地面积大。

因此，需要一种聚烯烃合成装置，其可提高聚乙烯的生产能力。在生产过程中，该装置对循环气流中的冷凝液和气相的分离效率较高，气体压降小，而且能精确控制进入流化床反应器中的冷凝液的量，防止在流化床反应器中产生积液。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种聚烯烃合成装置以及其使用方法，其可提高聚乙烯的生产能力。在生产过程中能提高气液分离效率，防止在流化床反应器底部出现凝液。

根据本发明的第一方面，提出了一种烯烃聚合装置，包括：流化床反应器，包括处于分布板下方的第一部分和处于分布板上方的第二部分；连接流化床反应器的第二部分和储罐的引出管路，在引出管路中依次设置有压缩机、冷凝器和气液分离器，该气液分离器用于对冷凝后的循环气流进行气液分离，气液分离器的气流支管与流化床反应器的第一部分相通，气液分离器的液流支管与储罐相通；与储罐的出口连接的流体输送设备，流体输送设备的第一流出管路与流化床反应器的第二部分相通，而第二流出管路与流化床反应器的第一部分相通。

根据本发明的装置，在气液分离器之后设置了储罐，因此冷凝后的循环气流经气液分离器分离后，气相流股通过气流支管直接返回输入到流化床反应器的下部，而作为冷凝液的液相流股可在压差作用下流入储罐，随后流体输送装置将储罐内的冷凝液返回到流化床反应器中。

在一个实施例中，在流体输送设备的第二流出管路上设置有回流阀，用于调节通过第二流出管路的冷凝液的流量。这种设计使得能够精确控制和调节第一和第二流出管路的冷凝液的流量及比例，保持第一流出管路上冷凝液量的稳定，同时避免在流化床反应器的底部产生积液。

在一个实施例中，流体输送设备的第二流出管路与气液分离器的气流支管连通。由此，从第二流出管路进入流化床反应器的冷凝液可以和气相流股作为混合进料，避免了流化床反应器过多的开孔，方便了流化床反应器的制造。并且，从第二流出管路流出的冷凝液与气相流股混合后进料，提高了从分布板下部进入流化床反应器的冷凝液的分散性，避免在流化床反应器的底部产生积液，增强了反应器的撤热能力。在一个实施例中，流体输送设备为泵，例如选择为离心泵。

在一个实施例中，气液分离器包括：一端与冷凝器相连且另一端与气流支管相连的内筒，在所述内筒的周向侧壁上布置有与储罐连通的排液孔；以一定间隙套在所述内筒之外的外筒，在所述内筒和外筒之间形成封闭的环形腔，在所述外筒上设有排液端口；设置在所述内筒的上游侧端部和所述引出管路之间的旋流部件。其中，所述旋流部件包括罩筒、与罩筒同心地设置在罩筒内的盲板，以及多个从盲板沿下游方向倾斜地延伸到罩筒内壁上的旋流叶片，在相邻两个旋流叶片之间形成有导流通道。在另一个实施例中，所述旋流叶片以一定的仰角和一定的扭角从盲板延伸到罩筒内壁，并且各所述旋流叶片的仰角角度和扭角角度相同。优选地，排液孔的开孔朝向与所述内筒内的液滴的旋流迹线方向一致。更优选地，在盲板的上游侧端面上布置有逆向气流方向延伸的导流锥。

这种设计的气液分离器能够使带有液态冷凝液的循环气流在气液分离装置中旋转起来，仅利用离心作用将液态冷凝液分离出来，气液分离的效率高而气体的压降很小。

这里，用语“仰角”是指旋流叶片在罩筒上翘起的端点所在的直线边与罩筒横截面之间的夹角。用语“扭角”是指旋流叶片与罩筒相连的端部的弦与罩筒横截面之间的夹角。用语“上游”和“下游”均以含液气体的流向为参照。

这种设计的气液分离器能够高效循环气流中的液态冷凝液和气相，同时分离之后的气相流股的压力与进入气液分离器前的循环气流的压力相比压降较小。在一个实施例中，压降为100-200000Pa。从而保证气相流股能顺利进入流化床反应器中。

在另一个实施例中，气液分离器包括：一端与冷凝器相连且另一端与气流支管相连的管筒；布置在管筒内壁上的折流板；和布置在管筒壁上并与储罐相通的排液口。在一个优选的实施例中，管筒包括若干直径不同的分段。

这里，包括不同直径分段的管筒，例如包括直径扩大的管段。在这种情况中，当流通面积扩大后，带有液态冷凝液的循环气流速度降低，因此液态冷凝液更容易被折流板阻挡而发生沉降实现气液分离。

用语“折流板”是指设置在管筒内部的与循环气流的流动方向成一定角度延伸板，其用于阻挡带有液态冷凝液的循环气流的流动，气流在折流板的作用下改变运动方向，液态冷凝液撞击折流板后沉降下来而实现气液分离。

在一个实施例中，储罐气相出口与压缩机的入口相通，以平衡整个装置内的压力。

根据本发明的第二方面，提供了一种使用上文描述的装置来生产聚烯烃的方法，包括：将循环气流从流化床反应器的顶部导出；使循环气流经压缩、冷凝后由气液分离器分离为液相流股和气相流股，其中液相流股作为冷凝液收集入储罐，气相流股直接从分布板的下部进入流化床反应器；通过流体输送设备将储罐内的冷凝液返回到流化床反应器中，其中第一部分冷凝液从分布板上部进入流化床反应器，第二部分冷凝液从分布板的下部进入流化床反应器。

在一个实施例中，第二部分冷凝液与气相流股混合后直接从分布板的下部进入流化床反应器。在一个优选的实施例中，第二部分冷凝液与气相流股的质量流量之比为0.005-0.7。在另一个实施例中，第二部分冷凝液与气相流股混合后呈泡状流、乳状搅动流或环状雾化流中的一种。这种进料形式使得在流化床反应器的底部不会产生积液，并增强了反应器的撤热能力。在实际工艺过程中，该比例是可以通过回流阀来调节的。

在一个实施例中，第一部分冷凝液与第二部分冷凝液的质量流量之比为0.4-20。在实际工艺过程中，可通过回流阀来调节该比例以与实际操作情况相适应。

本发明的优点在于，通过使用本发明的装置，能够显著提高聚乙烯的产率。通过可选地将冷凝液在分布板的上方和下方返回流化床反应器，并且能够通过回流阀精确控制从分布板上方和下方返回流化床反应器的冷凝液量，在提高流化床反应器撤热能力的同时避免流化床反应器的底部出现积液。特别是流体输送设备的第二流出管路与气液分离器的气流支管连通不但避免了流化床反应器过多的开孔，方便了流化床反应器的制造，而且可实现在流化床反应器的分布板下方的气液雾化混合进料，这不但可以提高从分布板下部进入流化床反应器的冷凝液的分散性，避免在流化床反应器的底部产生积液，也增强了反应器的撤热能力。通过使用带有旋流部件的气液分离器，能有效地分离冷凝液和气体并且气体压降较小。

附图说明

在下文中将基于不同的实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是根据本发明的烯烃聚合装置的示意图；

图2是根据本发明的气液分离器的第一实施方案的示意图；

图3是根据本发明的气液分离装置的旋流部件的三维视图；

图4是根据本发明的气液分离装置的旋流部件的俯视图；

图5是根据本发明的气液分离装置的旋流部件的侧视图；

图6是根据本发明的气液分离装置的旋流部件的A-A剖视图；

图7是图2所示的气液分离器的优选实施方案的示意图；

图8是根据本发明的气液分离器的第二实施方案的示意图；

图9是图8所示的气液分离器的优选实施方案的示意图。

在各幅图中，相同的构件由相似的附图标记标示。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的烯烃聚合装置以及烯烃聚合方法做进一步说明。

如图1所示，显示了根据本发明的烯烃聚合装置100的示意图。其包括流化床反应器1，处于分布板3下方的第一部分和处于分布板3上方的第二部分。在流化床反应器1的第一部分上设有引出管路17，其连接流化床反应器1的第二部分和储罐7以将循环气流从流化床反应器1中引出。在引出管路17中依次设置有压缩机4、冷凝器5和气液分离器6。该气液分离器6用于对冷凝后的循环气流进行气液分离，气液分离器6的气流支管11与流化床反应器1的第一部分相通，气液分离器6的液流支管与储罐7相通。与储罐7的出口连接的流体输送设备8，流体输送设备8的第一流出管路14与流化床反应器1的第二部分相通，而第二流出管路18与流化床反应器1的第一部分相通。在储罐7的下部还设置有出口15，其可用于排出储罐7中的杂质沉淀。储罐7气相出口13通过管路16与压缩机4的入口相通，以平衡聚合装置100内的压力。

在一个实施例中，流体输送设备8为泵，例如可为离心泵。

图2显示了气液分离器6的第一实施方案的结构示意图。其包括一端与冷凝器5相连且另一端与气流支管11相连的内筒25，在所述内筒25的周向侧壁上布置有与储罐7连通的排液孔24。以一定间隙套在所述内筒25之外的外筒23，在内筒25和外筒23之间形成封闭的环形腔20，在外筒23上设有排液端口26。设置在内筒25的上游侧端部和引出管路17之间的旋流部件10，其中旋流部件10包括罩筒27、与罩筒27同心地设置在罩筒27内的盲板21，以及多个从盲板21沿下游方向倾斜地延伸到罩筒27内壁上的旋流叶片22，在相邻两个旋流叶片22之间形成有导流通道12。

如图3所示，旋流部件10包括罩筒27和多个旋流叶片22。罩筒27为圆柱体，并构造为刚好覆盖旋流叶片22的外缘。

各旋流叶片22以相同的仰角(如图5中的α角)和相同的扭角(如图6中的α’角)从盲板21中沿下游方向延伸到罩筒27的内壁上，因此在相邻旋流叶片22之间形成有导流通道12。通过这种设置，带有液态冷凝液的循环气流能够在导流通道12内转动起来，从而能够在离心力的作用下在内筒25中高效地进行气液分离。

在图4所示的实施例中，各个旋流叶片22在旋流部件10的横截面(即垂直于流动方向的平面)中的投影布置成彼此间隔开，即不存在相互重叠的部分。然而，这些叶片也可以布置为彼此间部分地重叠。

如图2所示，内筒25的长度大于外筒23的长度。并且内筒25的上游侧端部与外筒23的上游侧端部对齐，而内筒25的下游侧端部伸出在外筒23的下游侧端部之外。在该实施例中，将排液孔24仅布置在内筒25的与外筒23重叠的周向侧壁区域中。

在一个未示出的实施例中，旋流部件27与内筒25形成为一体。其中，旋流部件27设置内筒25的上游侧端部并完全伸出外筒23之外。在装配时，旋流部件27完全伸入到引出管路17中。这种结构使得气液分离器6的安装更加方便。

以一定流速在引出管路17中运动的循环气流沿图2中的箭头所示的方向进入气液分离器6。当循环气流流过旋流部件10的导流通道12时，在离心力的作用下旋转进入内筒25中。之后，循环气流中的液相冷凝液穿过排液孔24从内筒25中飞出从而与气体分开。冷凝液在间隙20中聚集，最后从外筒23上的排液口26以液相流股排出，而气体则以气相流股沿着气流支管11流出，从而实现气液分离。由于在循环气流的流动通道上阻挡物很少，因此气体的压降很小。在一个实施例中，气相流股的压力与冷凝后的循环气流的压力相比，压降为100-200000Pa。

图7显示了图2所示的气液分离器6的优选实施方案的示意图。在其中，在盲板21的上游侧端面上布置有导流锥34，其逆向气流方向(如图3中所示的箭头方向)延伸。通过增设导流锥34，可以进一步降低气液分离过程中的压力降并减弱气流对旋流部件10的冲击。在一个实施例中，所述导流锥34设计成其顶角为10-150度，优选为30-90度。

图8显示了气液分离器6的第二实施方案的示意图，其通过在管筒28中设置数个折流板29使进入气液分离器6的循环气流改变运动方向。循环气流内的液态冷凝液撞击折流板29后沉降下来从而实现气液分离。折流板19的指向与循环气流的流向成10-90度，优选为30-60度。优选地折流板19在管筒28的内壁上成组设置，相邻的组之间的距离为0.05-0.5L，其中L为气液分离器6的轴向长度。同组折流板19的数量为2，在装配状态中，保证同组折流板19在管筒28的圆周内壁的布置为上下相对。在管筒28的壁上设置有冷凝液出口30，优选地冷凝液出口30设置在折流板19的上游侧以方便冷凝液的排出。

图9显示了图8所示的气液分离器6的一个优选的实施方式。其中，管筒28设置为具有若干直径不同的分段31、32和33。如图5所示，沿着循环气流的流向(如图5中的箭头方向)，管筒28的直径首先逐级变大如图中的变径部分31和32，然后在逐级变小如图中的变径部分32、33直到与气流支管11的直径相匹配。同样地，在管筒28的内壁上布置有折流板29，在管筒28的筒壁上设置有冷凝液出口30。

返回到图1，在一个实施例中，第二出口管路18与气流支管11相通，不但避免了在流化床反应器1上过多开口使得流化床反应器1的生产更简单，并且能实现冷凝液与气体混合进料。通过调整在气流支管11内的气液比，有助于防止在流化床反应器1的底部产生积液。

如图1所示，在流体输送设备8的第二出口管路18上设置有回流阀19。回流阀19用于精确控制从分布板3的上部和下部进入流化床反应器1的冷凝液的比例，防止在流化床反应器1的底部产生积液，进而对流化床反应器1内的温度分布进行调控。此外回流阀19还可以控制从分布板3的下部进入流化床反应器1的冷凝液的量和气体的量的比例。

在一个未示出的实施例中，流体输送设备8的第一出口管路14通过出口2沿着流化床反应器1的径向均匀分布。在另一个优选的实施例中，流体输送设备8的第一流出管路14的出口2沿流化床反应器的轴向分布，并与流化床反应器1内的温度梯度相匹配以更好地实现降温作用。流体输送设备8的第一出口管路14通过出口2设置为喷嘴，优选为直射式、离心式、气流雾化式喷嘴中的一种。喷嘴使得冷凝液以喷射状，特别是雾状进入流化床反应器1中，降温效果很好。喷嘴的数量为1-10，优选4-8个。

在实际工艺过程中，首先，循环气流从流化床反应器1的第二部分的顶部导出。循环气流经压缩、冷凝后由气液分离器6分离为液相流股和气相流股，其中液相流股作为冷凝液收集入储罐7，气相流股直接从流化床反应器1的第一部分的下部进入流化床反应器1。通过泵8将储罐7内的冷凝液返回到流化床反应器1中，其中第一部分冷凝液从分布板3上部进入流化床反应器1，第二部分冷凝液从分布板3的下部进入流化床反应器1。从而冷却液能够在整个装置100中循环使用。

通过调节回流阀19，使第一部分冷凝液与第二部分冷凝液的质量流量之比为0.4-20，以既可实现给流化床反应器1降温作用，又不会在流化床反应器1的底部产生积液为调节准则。优选地，将第二部分冷凝液首先与从气液分离器6中排出的气相流股混合呈环状雾化流，然后从分布板3的下部进入流化床反应器1。在一个实施例中，将第二部分冷凝液与气相流股的质量流量之比控制在0.005-0.7，这样既提高了从分布板3下部进入流化床反应器1的冷凝液的分散性，避免在流化床反应器1的底部产生积液，又增强了流化床反应器1的撤热能力。

可以理解地，根据本发明的装置和方法能用于任何涉及放热反应的并且要求外部冷却的流化床反应器。

在生产过程中，所使用的冷却液为C4-C7的各种饱和链烷烃和环烷烃或共聚单体，因此冷凝液的组成为C4-C7的各种饱和链烷烃和环烷烃或共聚单体，优选异戊烷、己烯和己烷；其露点温度为30-65℃，优选35-50℃。

循环气流的量为10-86000吨/小时，优选为1000-65000吨/小时；压力为0.5-10MPa，优选为1.5-5MPa；温度为40-150℃，优选为60-100℃；在循环气流中液态冷凝液含量为5-50wt％，优选为10-25wt％。经气液分离器6进行气液分离之后，液相流股与气相流股的质量流量之比为0.005-0.5，优选为0.1-0.3。其中，液相流股的量为循环气流中的液相总量的10-100wt％。

实施例1：

采用图1所示的烯烃聚合状体100生产低密度线性聚乙烯(LLDPE)，其中气液分离器6选择为图2中所示的气液分离器，并且气液分离器6的气流支管11与泵8的第二流出管路18相通。调节回流阀19，使泵8的出口流量的50％的冷凝液通过6个沿流化床反应器1的径向均匀布置的喷嘴2从分布板3上方注入流化床反应器1，其余50％的冷凝液则与气相流股以混合进料方式从分布板3的下部呈环状雾化流注入流化床反应器1中，其中冷凝液与气相流股的质量流量比为0.14。

在Z-N催化剂体系的作用下，聚合温度86℃，压力2.3MPa，流化床表观气速0.70m/s。引出管路17中的循环气流包括氢气、氮气、甲烷、乙烷、乙烯和异戊烷等，压力为2.4MPa，温度为41℃，其中可冷凝的异戊烷占循环气流总量的25％。循环气流经冷凝、分离后，气相密度为28kg/m³，液相流股为异戊烷，密度为600kg/m³，液相流股的量占循环气流中的可冷凝物质总量的85％，气相流股的压力与冷凝后的循环气流的压力相比压降为10000Pa，流化床反应器1的时空产率为300kg PE/m³·h，生产能力比专利CN 200810062156.7中的方法提高了67％。

实施例2

采用图1所示的烯烃聚合状体100生产低密度线性聚乙烯(LLDPE)，其中气液分离器6选择为图3中所示的气液分离器，并且气液分离器6的气流支管11与泵8的第二流出管路18相通。关闭回流阀19，使泵8输送的冷凝液完全通过4个喷嘴2注入流化床反应器1，喷嘴2的布置方式为根据流化床反应器1内的温度梯度沿流化床反应器1的轴向布置在分布板3的上方。

在Z-N催化剂体系的作用下，聚合温度85℃，压力2.2MPa，流化床表观气速0.68m/s。引出管路17中的循环气流包括氢气、氮气、甲烷、乙烷、乙烯、己烯和异戊烷，压力为2.3MPa，温度为47℃，其中可冷凝的己烯和异戊烷占循环气流总量的20％。循环气流经冷凝、分离后，气相密度为30kg/m³，液相流股为己烯和异戊烷，密度为630kg/m³，液相流股的量占循环气流中的可冷凝物质总量的50％，气相流股的压力与冷凝后的循环气流的压力相比压降为8000Pa。流化床反应器1的时空产率为270kgPE/m³·h，生产能力比专利CN200810062156.7中的方法提高了50％。

实施例3

采用图1所示的烯烃聚合状体100生产低密度线性聚乙烯(LLDPE)，其中气液分离器6选择为图4中所示的气液分离器，并且气液分离器6的气流支管11与泵8的第二流出管路18相通。调节回流阀19，使泵8的出口流量的70％的冷凝液通过4个沿流化床反应器1的径向均匀布置的喷嘴2从分布板3上方注入流化床反应器1，其余30％的冷凝液则与气相流股以混合进料方式从分布板3的下部呈环状雾化流注入流化床反应器1中，其中冷凝液与气相流股的质量流量比为0.05。

在Z-N催化剂体系的作用下，聚合温度88℃，压力2.4MPa，流化床表观气速0.75m/s。引出管路17中的循环气流包括氢气、氮气、甲烷、乙烷、乙烯、己烯和异戊烷，压力为2.5MPa，温度为47℃，其中可冷凝的己烯和异戊烷占循环气流总量的20％。循环气流经冷凝、分离后，气相密度为30kg/m³，液相流股为己烯和异戊烷，密度为630kg/m³，液相流股的量占循环气流中的可冷凝物质总量的55％，气相流股的压力与冷凝后的循环气流的压力相比压降为4000Pa，流化床反应器1的时空产率为270kg PE/m³·h，生产能力比专利CN200810062156.7中的方法提高了50％。

从以上两个实施例中可以看出，利用根据本发明的烯烃聚合装置和使用所述装置生产聚烯烃的方法，与现有技术的方法相比可以大幅提高产率。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (22)

1.一种烯烃聚合装置，包括：

流化床反应器(1)，包括处于分布板(3)下方的第一部分和处于分布板(3)上方的第二部分，

连接流化床反应器的第二部分和储罐(7)的引出管路(17)，在引出管路(17)中依次设置有压缩机(4)、冷凝器(5)和气液分离器(6)，该气液分离器用于对冷凝后的循环气流进行气液分离，气液分离器的气流支管(11)与流化床反应器(1)的第一部分相通，气液分离器的液流支管与储罐(7)相通，

与储罐(7)的出口连接的流体输送设备(8)，流体输送设备的第一流出管路(14)与流化床反应器(1)的第二部分相通，而第二流出管路(18)与流化床反应器(1)的第一部分相通。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述第二流出管路(18)上设置有回流阀(19)，用于调节通过第二流出管路(18)的冷凝液的流量。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流体输送设备的第二流出管路与气液分离器的气流支管连通。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的装置，其特征在于，所述气液分离器包括：

一端与冷凝器(5)相连且另一端与气流支管(11)相连的内筒(25)，在所述内筒的周向侧壁上布置有与储罐(7)连通的排液孔(24)；

以一定间隙套在所述内筒之外的外筒(23)，在所述内筒和外筒之间形成封闭的环形腔(20)，在所述外筒上设有排液端口(26)；

设置在所述内筒的上游侧端部和所述引出管路(17)之间的旋流部件；

其中，所述旋流部件包括罩筒(27)、与罩筒同心地设置在罩筒内的盲板(21)，以及多个从盲板沿下游方向倾斜地延伸到罩筒内壁上的旋流叶片(22)，在相邻两个旋流叶片之间形成有导流通道(12)。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述旋流叶片以一定的仰角和一定的扭角从盲板延伸到罩筒内壁，并且各所述旋流叶片的仰角角度和扭角角度相同。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述排液孔的开孔朝向与所述内筒内的液滴的旋流迹线方向一致。

7.根据权利要求4到6中任一项所述的装置，其特征在于，在所述盲板的上游侧端面上布置有逆向气流方向延伸的导流锥。

8.根据权利要求1到3中任一项所述的装置，其特征在于，所述气液分离器包括：

一端与冷凝器(5)相连且另一端与气流支管(11)相连的管筒(28)；

布置在管筒内壁上的折流板(29)；和

布置在管筒壁上并与储罐(7)相通的排液口(30)。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述折流板为设置在管筒内部的与循环气流的流动方向成一定角度延伸板。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述管筒包括若干直径不同的分段。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述储罐气相出口(13)与压缩机的入口相通，以平衡整个装置内的压力。

12.一种聚烯烃生产的方法，包括：

将循环气流从流化床反应器的顶部导出；

使循环气流经压缩、冷凝后由气液分离器分离为液相流股和气相流股，其中液相流股作为冷凝液收集入储罐，气相流股直接从分布板的下部进入流化床反应器；

通过流体输送设备将储罐内的冷凝液返回到流化床反应器中，其中第一部分冷凝液从分布板上部进入流化床反应器，第二部分冷凝液从分布板的下部进入流化床反应器。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二部分冷凝液与气相流股混合后直接从分布板的下部进入流化床反应器。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第二部分冷凝液与气相流股的质量流量之比为0.005-0.7。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第二部分冷凝液与气相流股混合后呈泡状流、乳状搅动流或环状雾化流中的一种。

16.根据权利要求12到15中任一项所述的方法，其特征在于，第一部分冷凝液与第二部分冷凝液的质量流量之比为0.4-20。

17.根据权利要求12到16中任一项所述的方法，其特征在于，循环气流的量为10-86000吨/小时，优选为1000-65000吨/小时；压力为0.5-10MPa，优选为1.5-5MPa；温度为40-150℃，优选为60-100℃；冷凝液含量为5-50wt％，优选为10-25wt％。

18.根据权利要求12到15中任一项所述的方法，其特征在于，液相流股与气相流股的质量流量之比为0.005-0.5，优选为0.1-0.3。

19.根据权利要求12到17中任一项所述的方法，其特征在于，液相流股的量为循环气流中的液相总量的10-100wt％。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，所述冷凝液的组成为C4-C7的各种饱和链烷烃和环烷烃，优选异戊烷、己烯和己烷；其露点温度为30-65℃，优选35-50℃。

21.根据权利要求12到16中任一项所述的方法，其特征在于，气相流股的压力与冷凝后的循环气流的压力相比，压降为100-200000Pa。

22.根据权利要求12到21中任一项所述的方法，其特征在于，其使用根据权利要求1到10中任一项所述的装置。

Images