CN105121000B - 用多个聚合反应器生产聚乙烯 - Google Patents

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Abstract

通过转移管线从第一聚合反应器排放转移淤浆至第二聚合反应器的系统和方法，该转移淤浆至少包括稀释剂和第一聚乙烯。从第二聚合反应器排放产物淤浆，该产物淤浆至少包括稀释剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯。确定转移管线中的速度、压降或由于摩擦造成的压力损失，以及响应于不满足规定值的速度、压降或压力损失调节工艺变量。

Description

用多个聚合反应器生产聚乙烯
背景
1.发明领域
本发明一般涉及聚乙烯生产，更具体地涉及在两个或多个聚乙烯聚合反应器之间操作转移淤浆。
2.相关技术描述
本部分旨在给读者介绍可能与下面要描述和/或要求保护的本发明方面相关的技术方面。该讨论被认为有助于向读者提供背景信息以利于对本发明各方面的更好理解。因此，应当理解，这些陈述基于此理解，而不作为现有技术承认。
随着化学和石油化学技术的发展，这些技术的产品在社会上已变得越来越普遍。具体而言，随着将简单分子结构单元结合为较长链(或聚合物)的技术的发展，聚合物产品，其通常是各种塑料的形式，已经越来越加入到各种日常物品中。例如，聚乙烯聚合物和其共聚物用于管道、零售和药品包装、食品和饮料包装、塑料袋、家用物品、各种工业产品等。
聚乙烯可从单体乙烯产生。如果仅使用单体乙烯进行聚合，聚乙烯聚合物被称为均聚物，而除了乙烯外还加入不同的单体形成聚乙烯共聚物或三元聚合物等。在聚乙烯生产中，除了乙烯外通常使用共聚单体1-己烯，以控制聚乙烯的密度。可将单体(乙烯、1-己烯等)加入到聚合反应器中，例如液相反应器或气相反应器，在那里它们被转化为聚合物。在液相反应器中，惰性烃，例如异丁烷、丙烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、和/或正己烷，可用作稀释剂，以携带反应器的内容物。催化剂(例如齐格勒-纳塔催化剂、茂金属催化剂、铬基催化剂等)也可被加入反应器，以促进聚合反应。不同于单体，催化剂在聚合反应中通常不被消耗。
随着聚合物链在聚合过程中发展，产生了被称为“蓬松毛”或“片”或“粉末”的固体颗粒。蓬松毛可具有一种或者多种感兴趣的熔体、物理、流变和/或机械性质，例如密度、熔体指数(MI)、共聚单体含量、分子量等。取决于聚乙烯蓬松毛或后面成粒的聚乙烯蓬松毛所进行的应用，可能期望不同的蓬松毛性质。反应器中反应条件的控制，例如温度、压力、化学浓度、聚合物产率、催化剂类型等，可影响蓬松毛性质。
在一些情况下，为了提高聚合生产线的能力或获得某些期望的聚合物特性，聚合条件可得益自应用多于一个的聚乙烯聚合反应器，其中每个反应器具有其自身的条件组。反应器中的条件，包括聚合配方，可被设定和维持以使聚乙烯聚合物产物为单峰的、双峰的或多峰的。在双峰或多峰聚合物的情况下，至少两种聚乙烯聚合物，每种具有不同的分子量分数，例如可被结合为一种聚合物产物。一般含义上，每个反应器中产生的聚乙烯将悬浮在稀释剂中，形成淤浆。反应器可被串联连接，使得来自一个反应器的淤浆可被转移至后面的反应器，等等，直到产生的聚乙烯聚合物以期望的特性组从最后反应器排出。例如，双峰聚合物可通过串联的两个反应器产生，三峰聚合物可需要三个，等等。
在一些情况下，遗憾地，从一个反应器转移到下一个反应器的淤浆的流动可能变得不稳定或者转移淤浆流损失或大大降低，在反应器系统中产生了不稳定的聚乙烯聚合物生产，淤浆转移管线的结垢，等等。这种存在问题的操作可导致不合规格的聚乙烯聚合物和聚乙烯反应器系统的停工。
发明概述
本发明的方面涉及操作聚乙烯反应器系统的方法，包括：通过转移管线从第一聚合反应器连续排放转移淤浆至第二聚合反应器，该转移淤浆包括稀释剂和第一聚乙烯；从第二聚合反应器排放产物淤浆，该产物淤浆包括稀释剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯；测定由于转移管线中的摩擦造成的压力损失；和响应于超过规定值的压力损失调节压力变量。
本发明的另一方面涉及操作聚乙烯反应器系统的方法，包括：在第一聚乙烯反应器中聚合乙烯，形成第一聚乙烯；通过转移管线从第一聚合反应器连续排放包含稀释剂和第一聚乙烯的转移淤浆至第二聚合反应器；在第二聚乙烯反应器中聚合乙烯以形成第二聚乙烯；从第二聚乙烯反应器连续排放包含稀释剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯的产物淤浆；测定转移管线中转移淤浆的速度；和维持速度大于规定的或最小的值。
本发明的又一方面涉及控制聚乙烯反应器系统的方法，包括：在第一聚合反应器中聚合乙烯，以形成第一聚乙烯；通过转移管线从第一聚合反应器中连续排放包含稀释剂和第一聚乙烯的转移淤浆至第二聚合反应器；在第二聚合反应器中聚合乙烯以形成第二聚乙烯；从第二聚合反应器连续排放包含稀释剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯的产物淤浆；计算由于转移管线中的摩擦造成的压力损失；和响应于小于规定值的压力损失维持第一聚合反应器和第二聚合反应器在基本相同的压力。
本发明的又一方面涉及聚乙烯生产系统，其包括：第一聚乙烯回路反应器；第二聚乙烯回路反应器；转移聚乙烯淤浆从第一聚乙烯回路反应器至第二聚乙烯回路反应器的第一转移管线；和测定第一转移管线中的压力损失并将第二转移管线置于使用以将聚乙烯淤浆从第一聚乙烯回路反应器转移至第二聚乙烯回路反应器的控制系统。
附图简述
在阅读了下面的详述和参看了附图以后，本发明的优势可变得明显，在附图中：
图1是方框流程图，描绘根据本技术的实施方式的用于生产聚乙烯的示例性聚乙烯生产系统；
图2是根据本技术的实施方式的图1聚乙烯生产系统的示例性反应器系统的工艺流程图；
图3是根据本技术的实施方式的在聚烯烃生产系统中操作反应器系统的方框流程图；
图4是根据本技术实施方式的测定反应器系统中的淤浆转移管线中压力损失的方法的方框流程图；
图5是根据本技术的实施方式的聚乙烯生产系统的示例性替代反应器系统的工艺流程图；和
图6是图5的替代反应器系统的示例性转移淤浆处理系统的工艺流程图。
具体实施方式详述
下面描述本发明的一个或多个具体实施方式。为了提供这些实施方式的简洁描述，不是实际执行方式的所有特征都在本说明书中描述。应当理解，在任何这种实际执行方式的开发中，如在任何工程化或设计项目中，必须做出许多针对执行方式的决定，以实现开发者的具体目标，例如符合可能在不同执行方式之间不同的系统相关以及商业相关的限制。而且，应当理解，这种开发努力可能是复杂和耗时的，但却是本领域中具有普通技术以及具有本公开益处的技术人员进行设计、制作和制造的常规任务。
本技术的实施方式涉及测定由于串联布置的两个聚乙烯聚合反应器之间的聚乙烯淤浆转移管线中的摩擦造成的压降或压力损失。聚乙烯聚合反应器的操作可响应于测定的压降或压力损失进行调节。
现在转向附图，并且首先参看图1，方框图描绘了用于生产聚烯烃聚乙烯的示例性生产系统10。示例性生产系统10通常是连续操作，但可包括连续和间歇系统二者。示例性生产系统10的示例性标称能力是每年生产大约700-1400百万磅聚乙烯。示例性每小时设计速率是每小时大约70,000-150,000磅聚合/挤出的聚乙烯。然而，应当强调，本技术适于包括具有在这些示例性范围之外的标称能力和设计速率的聚乙烯生产系统的聚烯烃制造过程。
各种供应装置12可通过管线、船、货车、钢瓶、桶等提供反应器原料14至生产系统10。供应装置12可包括远离现场和/或在现场的设施，包括烯烃厂、炼油厂、催化剂厂等。可能的原料的例子包括烯烃单体和共聚单体(例如乙烯、丙烯、丁烯、己烯、辛烯和癸烯)、稀释剂(例如丙烷、异丁烷、正丁烷、正己烷和正庚烷)、链转移剂(例如氢)、催化剂(例如齐格勒-纳塔催化剂、铬催化剂和茂金属催化剂)，催化剂可以是多相的、均相的、负载的、未负载的和助催化剂(例如三乙基硼、有机铝化合物、甲基铝氧烷、三乙基铝等)和其他添加剂。在乙烯单体的情况下，示例性乙烯原料可通过管线在45-65°F以大约800-1450磅每平方英寸表压(psig)供应。示例性氢原料也可通过管线供应，但是以90-110°F下大约900-1000psig。当然，对于乙烯、氢和其他原料14，可存在各种供应条件。
供应装置12通常提供原料14至反应器进料系统16，在那里可存储原料14，例如在单体存储和进料罐、稀释剂容器、催化剂罐、助催化剂瓶和罐等中。在乙烯单体进料的情况下，在某些实施方式中，乙烯可被进料至聚合反应器而在进料系统16中没有中间存储。在系统16中，原料14被处理或加工，然后作为进料18将其引入聚合反应器。例如，原料14例如单体、共聚单体和稀释剂可被发送通过处理床(例如分子筛床、铝填料等)以除去催化剂毒物。这种催化剂毒物可包括例如水、氧、一氧化碳、二氧化碳和包含硫、氧或卤素的有机化合物。烯烃单体和共聚单体可以是液体、气体或超临界流体，这取决于被进料的反应器类型。同样，应当注意，通常仅使用相对小量的新鲜补充稀释剂作为原料14，而进料至聚合反应器的大多数稀释剂从反应器流出物中回收。
进料系统16可制备或调理其他原料14，例如催化剂，以加入聚合反应器中。例如，催化剂可被活化并且然后与稀释剂(例如异丁烷或己烷)或矿物油在催化剂制备罐中混合。进一步，进料系统16通常提供计量和控制原料进入聚合反应器中的添加速率，以维持期望的反应器稳定性和/或实现期望的聚烯烃性质或生产速率。进一步，在操作中，进料系统16也可存储、处理和计量回收的反应器流出物以循环至反应器。的确，在进料系统16中的操作通常接收原料14和回收的反应器流出物流二者。总之，原料14和回收的反应器流出物在进料系统16中被处理，并且作为进料流18(例如单体乙烯、共聚单体、稀释剂、催化剂、助催化剂、氢、添加剂或其组合的流)进料至反应器系统20。如下面讨论，流18可在至反应器的进料管道中输送，该进料管道接入反应器系统20中的聚合反应器的壁中。
反应器系统20可具有一个或多个反应器容器，例如液相或气相反应器。如果采用多个反应器，反应器可以串联、并联或以其他组合或配置布置。在聚合反应器容器中，聚合一种或多种烯烃单体(例如乙烯)以及任选地共聚单体(例如1-己烯)，以形成产物聚合物颗粒，通常称为蓬松毛或颗粒。蓬松毛可具有一种或多种感兴趣的熔体、物理、流变、和/或机械性质，例如密度、熔体指数(MI)、分子量、共聚物或共聚单体含量、模量等。可选择反应条件例如温度、压力、流速、机械搅拌、产物提取、组分浓度、催化剂类型、聚合物生产速率等，以获得期望的蓬松毛性质。
除了一种或多种烯烃单体，通常也加入促进乙烯单体聚合的催化剂到反应器中。催化剂可以是悬浮于反应器内流体介质中的颗粒。一般地，可使用齐格勒催化剂、齐格勒-纳塔催化剂、茂金属和其他熟知的聚烯烃催化剂以及助催化剂。具体催化剂的例子是在二氧化硅载体上含有六价铬的氧化铬催化剂。通常，在制备和/或在接入聚合反应器的壁中的进料管道中输送催化剂中使用例如无烯烃的稀释剂或矿物油。进一步，稀释剂可被进料到反应器中，通常为液相反应器。稀释剂可以是在反应条件下为液体的惰性烃，例如异丁烷、丙烷、正丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、正己烷、环己烷、环戊烷、甲基环戊烷、乙基环己烷等。稀释剂的目的一般是悬浮反应器中的催化剂颗粒和聚合物。如所示，稀释剂也可用于反应器或管线冲刷以减少堵塞或结垢，促进聚合物淤浆在管线中的流动，等等。
动力设备可存在于反应器系统20中的一个或多个反应器的每一个中。例如，在液相反应器例如回路淤浆反应器中，叶轮可形成流体介质中的混合区域。叶轮可由发动机驱动以推动流体介质以及悬浮在流体介质中的任何催化剂、聚烯烃蓬松毛或其他固体颗粒通过反应器的闭合回路。类似地，在气相反应器例如流化床反应器或活塞流反应器中，可使用一个或多个搅拌桨或搅拌器以混合反应器中的固体颗粒。
反应器的聚乙烯蓬松毛产物淤浆22从系统20的排放物可以包括聚合物聚乙烯蓬松毛以及非聚合物组分，例如稀释剂、未反应的单体/共聚单体和残留催化剂。在某些实施方式中的反应器的构造中，排放喷嘴和管道可安装(例如焊接)在龙头或反应器壁中切出的孔处。通过排放喷嘴从反应器(例如一系列反应器的最后反应器)出来的蓬松毛产物淤浆22的排放物可以随后处理，例如通过稀释剂/单体回收系统24。
稀释剂/单体回收系统24可处理来自反应器系统20的蓬松毛产物淤浆22以从聚合物蓬松毛28分离非聚合物组分26(例如稀释剂和未反应的单体)。稀释剂/单体可在回收系统24中闪蒸，以从蓬松毛28分离稀释剂/单体。
分馏系统30可处理未反应的回收的非聚合物组分26(例如稀释剂/单体)以除去不期望的重组分和轻组分，并产生例如无烯烃的稀释剂。分馏的产物流32然后可直接(未示出)或经由进料系统16返回到反应器系统20。这种无烯烃的稀释剂可在进料系统16中应用于催化剂制备/传输，以及在反应器系统20中作为反应器或管线冲刷。
部分或全部非聚合物组分26可绕过分馏系统30，更直接循环回到反应器系统(未示出)或进料系统16，如附图标记34所示。在某些实施方式中，多达80-95％的从反应器系统20排放的稀释剂在至聚合进料系统16(以及最终反应器系统20)的路途中绕过分馏系统30。而且，虽然未图示，在回收系统24中的并通常包含活性残留催化剂的聚合物颗粒中间产物可被返回反应器系统20以进一步聚合，例如在不同的反应器类型中或在不同反应条件下。
从稀释剂/单体回收系统24排放的聚乙烯蓬松毛28可以在挤出系统36被挤出成为聚乙烯球粒38。在挤出系统36中，蓬松毛28通常被挤出以产生具有期望的机械、物理和熔体特性的聚合物球粒38。挤出机进料可包括添加剂，例如UV抑制剂、抗氧化剂和过氧化物，它们被加入蓬松毛产物28以赋予期望的特性给挤出的聚合物球粒32。挤出机/成粒机接收包括一个或多个蓬松毛产物28和已经加入的无论什么添加剂的挤出机进料。挤出机/成粒机加热和熔化挤出机进料，然后其可以在压力下被挤出(例如经由双螺杆挤出机)通过成粒机模头，形成聚烯烃球粒。这种球粒通常在置于成粒机的排放处或附近的水系统中冷却。
装载系统39可以准备球粒38以运输至顾客40。一般地，聚烯烃球粒38可从挤出系统36输送至产品装载区域39，球粒38可以在那里存储、与其他球粒混合和/或装载到有轨车、货车、袋等，以分配至顾客40。运输至顾客40的聚乙烯球粒38可包括低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、增强的聚乙烯等等。
聚乙烯生产系统10的聚合和稀释剂回收部分可被称为工艺10的“湿”端42或者“反应”侧。聚乙烯生产系统10的挤出38和装载39系统可以被称为聚烯烃工艺10的“干”端44或“完成”侧。
聚烯烃(例如聚乙烯)球粒38可用于制造各种产品、组件、家用物品和其他物件，包括粘合剂(例如热熔粘合剂应用)、电线和电缆、农用膜、收缩膜、拉伸膜、食品包装膜、软食品包装膜、牛奶容器、冷冻食品包装、盘和罐衬垫、食品杂货店袋、重物袋、塑料瓶、安全装备、涂料、玩具和容器阵列以及塑料产品。为了在分配之前从球粒38形成终产品或组件，通常对球粒进行加工，例如吹塑成型、注塑成型、旋转成型、吹塑膜、流延膜、挤出(例如片材挤出、管材和波纹挤出、涂层/层压挤出等)等等。最终，从聚烯烃(例如聚乙烯)球粒38形成的产品和组件可以被进一步加工和组装，以分配和销售给顾客。例如，聚乙烯奶瓶可装满奶以分配至顾客，或者由聚乙烯构成的燃料罐可被组装进汽车以分配和销售至顾客。
聚乙烯生产系统10中的工艺变量可以通过阀门配置、控制系统等自动和/或手动控制。一般地，控制系统例如基于处理器的系统可促进管理聚乙烯生产系统10中的许多操作，例如图1中呈现的那些。聚烯烃制造设施可包括中央控制室或处，以及中央控制系统，例如分布式控制系统(DCS)和/或可编程逻辑控制器(PLC)。当然，反应器系统20通常应用基于处理器的系统，例如DCS，并且也可应用本领域已知的先进工艺控制。进料系统16、稀释剂/单体回收24和分馏系统30也可通过DCS控制。在装置的干端，挤出机和/或球粒装载操作也可通过基于处理器的系统(例如DCS或PLC)控制。
聚乙烯生产系统10中的DCS和相关的控制系统可包括合适的硬件、软件逻辑和编码，以与各种工艺装备、控制阀、管道、仪器等接口，促进工艺变量的测定和控制，执行控制方案，进行计算，等等。可提供本领域普通技术人员已知的各种仪器，以测定工艺变量，例如压力、温度、流速等等，并且将信号传输至控制系统，在那里，测定的数据可以由操作员读取和/或用作各种控制函数中的输入。取决于应用和其他因素，工艺变量的指示可以由操作员本地或远程地读取，并且通过控制系统用于各种控制目的。
聚烯烃制造设施通常具有控制室，从控制室，工厂经理、工程师、技术人员、监督者和/或操作员等监测和控制该工艺。当使用DCS时，控制室可以是活动中心，促进有效监测和控制工艺或设施。控制室和DCS可包括人机界面(HMI)，其是计算机，其例如运行专用软件以提供用于控制系统的用户界面。HMI可由供应商改变，并提供给用户图形形式的远程过程。可能有多个HMI控制台或工作站，对数据具有不同程度的访问。
如上讨论，反应器系统20可包括一个或多个聚合反应器，它们又可以相同或不同。进一步，对于多个反应器，反应器可以串联或并联布置。无论反应器系统20中的反应器类型如何，都产生在本文通常称为“蓬松毛”的聚烯烃颗粒产物。为了方便解释，下面的实施例在范围上限于据信为本领域技术人员熟悉的特定反应器类型以及组合。然而，对于使用本公开的本领域技术人员，本技术可适用于更复杂的反应器布置，例如包括附加反应器、不同的反应器类型和/或反应器或反应器类型的可选顺序以及不同的稀释剂和单体回收系统以及在反应器之间或之中布置的装备等等的那些。这些布置被认为完全在本发明的范围之内。
一种反应器类型包括聚合在液相中发生的反应器。这种液相反应器的例子包括釜式反应器、沸腾液体池反应器、回路淤浆反应器(竖直或水平)等等。为简化起见，生产聚烯烃例如聚乙烯的回路淤浆反应器在本文中进行讨论，尽管应当理解本技术可相似地应用于其他类型的液相反应器。
图2描述示例性聚合反应器系统20(图1)为具有两个串联布置和操作的回路淤浆(聚合)反应器50A,50B。当然，可以以图示的组合串联或并联布置另外的回路反应器或其他反应器(例如气相反应器)。而且，在替代的实施方式中，加工装备可布置在两个回路反应器50A,50B之间(例如见图5和图6)。进一步，两个描绘的回路反应器50A,50B的操作配置可被改变为平行操作。的确，本技术考虑各种反应器系统配置，例如在美国专利申请2011/0288247中公开的那些，通过引用以其整体并入本文。
回路淤浆反应器50A,50B通常由通过光滑弯部或弯管连接的管段构成。图2中回路反应器50A,50B的图示被简化，如技术人员理解的。的确，示例性反应器50A,50B配置可包括8至16个或其他数目的带夹套的竖直管柱，直径大约24英寸，长度大约200英尺，在管柱的顶部和底部通过管弯部连接。图2显示竖直布置的4个管柱段反应器。它也可以水平布置。通常提供反应器夹套52以通过反应器夹套52循环冷却介质例如处理的水来移除来自放热聚合作用的热。
反应器50A,50B可用于在淤浆条件下进行聚烯烃(例如聚乙烯)聚合，其中聚烯烃(例如聚乙烯)的不溶性颗粒形成在流体介质中并且悬浮为淤浆，直到移出。各自的动力设备例如泵54A,54B使流体淤浆在每个反应器50A,50B中循环。泵54A,54B的实例是在线轴流泵，其中泵叶轮布置在反应器50A,50B内部，以在流体介质内形成涡流混合区。叶轮也可有助于推动流体介质以足够的速度通过反应器的闭合回路以保持固体颗粒例如催化剂或聚烯烃产物悬浮在流体介质中。叶轮可以由发动机56A,56B或其他动力设备驱动。
在某些实施方式中，泵54A,54B可被操作以产生大约18磅每平方英寸(psi)、20psi或22psi等的回路反应器50A,50B上的即泵54A,54B的排出口和泵54A,54B的吸入口之间的示例性压头或压力差。多至50psi或以上是可能的。泵压头(泵54A,54B提供的压差)可受到叶轮和叶轮设计的旋转速度的影响。更高的压差也可通过使用至少一个附加泵产生。
每个反应器50A,50B内的流体介质可包括烯烃单体和共聚单体、稀释剂、助催化剂(例如烷基化物、三乙基硼、TiBAL、TEAl、甲基铝氧烷等)、分子量控制剂(例如氢)和任何其他期望的共反应物或添加剂。此类烯烃单体和共聚单体一般是每分子具有至多10个碳原子的1-烯烃并且通常没有分支比4-位更接近双键。单体和共聚单体的实例包括乙烯、丙烯、丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯和1-癸烯。再一次，典型的稀释剂是在反应条件下为惰性和液体的烃，并且包括例如异丁烷、丙烷、正丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、正己烷、环己烷、环戊烷、甲基环戊烷、乙基环己烷等。这些组分通过在特定位置的入口或管道被加入反应器内部，例如在进料流58A,58B处描绘的，其通常对应于图1的进料流18之一。
同样，催化剂，例如前面讨论的那些，可以通过在合适位置处的管道加入反应器50A,50B，例如在进料流60处描绘的，其可包括稀释剂载体并且其也通常对应于图1的进料流18之一。再一次，进料各个组分的管道连接(即法兰或焊接)至反应器50A,50B。在图示的实施方式中，催化剂进料60被连续地加入第一反应器50A，但不加入第二反应器50B。然而，活性催化剂可在蓬松毛淤浆21中从第一反应器50A排放至第二反应器50B。而且，虽然未被描绘，新鲜催化剂60可被加入第二反应器50B。总之，包括催化剂和其他进料组分的添加组分通常构成反应器50A,50B中的流体介质，在其中催化剂是悬浮颗粒。
每个反应器50A,50B中的反应条件例如温度、压力和反应物浓度被调节以促进反应器中聚烯烃的期望性质和生产速率，控制反应器的稳定性，等等。温度通常被维持在聚合物产物将会进入溶液、膨胀、软化或变粘的水平以下。如所示，由于聚合反应的放热性质，可将冷却流体循环通过在回路淤浆反应器50A,50B的部分周围的夹套52，从而维持温度在期望范围内，通常在150°F-250°F(65℃-121℃)。同样，在每个回路反应器50A,50B中的压力可被调节在期望的压力范围中，通常是100-800psig，典型为450-700psig的范围。
随着聚合反应在每个反应器50A,50B中进行，单体(例如乙烯)和任何共聚单体(例如1-己烯)发生聚合，形成聚烯烃(例如聚乙烯)聚合物，其在反应温度下在流体介质中基本不溶，从而形成固体颗粒在介质中的淤浆。这些固体聚烯烃颗粒可通过沉降腿或其他装置例如经由Ram阀和/或连续提取(CTO)等等从每个反应器50移出。
如提及的，图2描绘了两个串联的回路反应器50A,50B。可以操作两个回路反应器50A,50B使得从第二反应器50A,50B排放的蓬松毛淤浆22中的聚乙烯蓬松毛为单峰的、双峰的或多峰的。在单峰生产的某些情况，可设定反应器操作条件，使得在每个反应器50A,50B中基本上聚合相同的聚乙烯。然而，单峰生产可在每个反应器中以不同比例结合共聚单体或其他组分，以产生单峰聚乙烯蓬松毛产物。在双峰生产的情况，可设定反应器操作条件，使得在第一反应器中聚合的聚乙烯不同于在第二反应器中聚合的聚乙烯。总之，具有两个反应器，在第一回路反应器50A中产生的第一聚乙烯和在第二回路反应器50B中的产生的第二聚乙烯可以结合而得到双峰聚乙烯或单峰聚乙烯。
两个回路反应器50A,50B的操作可包括比起第二聚合反应器将更多单体进料到第一聚合反应器，或反之亦然。操作也可包括比起第二反应器将更多氢进料到第二聚合反应器，或反之亦然。当然，可将相同量的共聚单体和/或相同量的氢进料到每个反应器50A,50B。进一步，可在每个反应器50A,50B中保持相同或不同共聚单体浓度。同样，可在每个反应器50A,50B中保持相同或不同氢浓度。进一步，第一聚乙烯(即，在第一反应器50A中聚合的聚乙烯)可具有第一范围的物理性质，第二聚乙烯(即，在第二反应器50B中聚合的聚乙烯)可具有第二范围的物理性质。第一范围和第二范围可相同或不同。示例性物理性质包括聚乙烯密度、共聚单体百分数、短链分支量、分子量、粘度、熔体指数等。
如所示，聚乙烯产物蓬松毛淤浆22从第二反应器50B排放并进行下游加工，例如在稀释剂/单体回收系统24中(图1)。产物蓬松毛淤浆22可通过沉降腿、隔离阀、全径阀、Ram阀、连续提取(CTO)或其他阀门构造排放。产物蓬松毛淤浆22可间歇排放，例如通过沉降腿构造，或者可改为连续排放。对于连续排放，考虑多种排放构造。在没有附属调节阀的情况下应用隔离阀(例如全通Ram阀)可提供淤浆从回路反应器的连续排放。进一步，CTO被限定为至少具有调节阀的连续排放，并提供用于淤浆从回路反应器的连续排放。在某些实施例中，CTO具有在反应器壁上的隔离阀(例如Ram阀)和在排放管道上的调节阀(例如v-球阀)。关闭位置的Ram阀有利地可提供与反应器的内壁齐平的表面以在Ram阀处于关闭位置时排除收集聚合物的腔、空间或间隙的存在。
在操作中，取决于反应器上的排放位置，例如，利用仅有隔离阀(Ram阀)或具有带隔离阀(Ram阀)和调节阀25的CTO构造的排放构造可实现固体浓度比反应器50B中循环的淤浆更大的排放淤浆22，如在图2中描绘。在该实施例中，调节阀25可提供用于流量控制排放淤浆22，以及促进在第二反应器50B中的压力控制(和在某些实施方式中在第一反应器50A)。示例性CTO构造和控制以及其他排放构造可见于前述美国专利申请2011/0288247以及美国专利6,239,235中，通过引用以其整体也将其并入本文。
在图示的实施方式中，产物蓬松毛淤浆22通过CTO排放。在某些实施例中，CTO在反应器50B壁具有Ram阀和在排放管道上具有调节流量控制阀25(例如v-控制球阀)。再一次，但在替代实施方式中，产物蓬松毛淤浆22可通过沉降腿构造排放，例如代替CTO。
转移蓬松毛淤浆21通过转移管线21L从第一回路反应器50A排放至第二回路反应器50B。转移蓬松毛淤浆21的内容物可以代表第一回路反应器50A的内容物。然而，如同排放淤浆22，固体浓度在转移淤浆21中比在第一回路反应器50A中可更大，这取决于例如转移管线21L的入口在第一回路反应器50A中的位置以及其他考虑因素。而且，转移管线21L可以是如描绘的单个转移管线，或者串联的多个转移管线，串联的连续或不连续的转移管线段，等等。
进一步，反应器系统20可包括可选的第二(平行)转移管线23L，其可与转移管线21L一起或代替之操作。应当注意，排放通过第二转移管线23L的任何转移淤浆在性质(例如固体浓度)上可以与转移淤浆21L相同或有些不同，这取决于例如转移管线21L和23L的相对位置和结构。
在所示的实施方式中，转移管线21L是初级转移管线。转移蓬松毛淤浆21可通过沉降腿、隔离阀、Ram阀、具有隔离或Ram阀的连续提取(CTO)以及调节阀或者其他阀构造从第一回路反应器50A排放至转移管线21L中。在图示的实施方式中，转移淤浆21从第一回路反应器50A排放是连续的并且未被直接调节。没有应用CTO或沉降腿。相反，在该实施例中，转移淤浆21通过在反应器壁上转移管线21L上的隔离阀或Ram阀(未示出)排放并且没有调节阀。在具体实施例中，转移淤浆21通过保持在全开位置的全通Ram阀排放，并且没有另外通过调节阀。
Ram阀可提供转移管线21L与回路反应器50A的隔离——当期望这种隔离时。Ram阀也可位于在第二回路反应器50B的壁上的转移管线21L的出口处，以提供转移管线21L与回路反应器50A的隔离——当期望这种隔离时。在反应器系统30的维护或停工时间，或者当替代转移管线23L投入使用时等等，将转移管线21L与第一和第二回路反应器50B隔离可能是期望的。Ram阀的操作或控制可以是手动的、液压辅助的、空气辅助的、远程的、自动的，等等。转移管线21L可以手动移出不用(例如手动关闭Ram阀)或自动移出不用(例如通过自动关闭Ram阀的控制系统)。
例如可将另一转移管线23L投入使用，例如响应于转移淤浆通过转移管线21L的不稳定操作。另一或第二转移管线23L可以手动地投入使用或者通过控制系统自动地投入使用，例如利用自动打开第二转移管线23L上的Ram阀的控制系统。再一次，激活第二转移管线23L的使用可以响应于第一转移管线21L中的超过规定值的计算的压力损失，或者响应于转移淤浆21流动通过转移管线21L中的其他不稳定指示。在这种情况下，转移管线21L可以保留使用或者移出不使用。一般地，第一转移管线21L和第二转移管线23L二者可以同时操作，或者可以互相替换操作，等等。
应当注意，与在第二反应器50B上的第二排放(例如第二CTO、第二闪蒸管线)的设计和操作相比，在反应器之间的第二转移管线23L的设计和操作是不同的。实际上，第二反应器50B的排放上的第二CTO与反应器50A,50B之间的附加转移管线23L在设计或操纵方式上不类似，更不必说需要或益处。例如，在通过闪蒸管线与反应器之间的转移管线的很不同的压力下流体流量和液压非常不同。而且，第二反应器50B下游的一个或多个闪蒸管线涉及传热至淤浆，其是转移淤浆通过初级转移管线21L和备用转移管线23L的不合适的操作。事实上，当进入第二反应器50B时转移淤浆的闪蒸可能是有问题的。
然而，在第一回路反应器50A和第二回路反应器50B中压力(和通量)的控制可通过操作CTO流量控制阀25促进。在一些实施例中，第一回路反应器50A中的压力可小于(float)第二回路反应器50B中的压力。反应器50A,50B可维持在相同、相似或不同的压力。反应器50A,50B中的压力在某些实施例中可以从进料压力和传输的循环泵压头推出，如在循环泵54A,54B的泵液压曲线上指示的，等等。而且，压力构件或仪器可置于反应器50A,50B上和转移管线21L上以测量压力。进一步，其他指示温度、流速、淤浆密度等的工艺变量元件或仪器也可如此布置。
这些仪器可包括传感器或传感元件、变送器等。对于压力元件，传感元件可包括例如隔膜。对于温度元件或仪器，传感元件可包括热电偶、电阻温度检测器(RTD)等，其可被安放在例如热电偶套管中。变送器可将从传感元件收到的模拟信号转化为数字信号，以例如传送或传输至控制系统。当然，各种仪器可具有有意义变量的本地指示。例如，压力元件或仪器可以是或具有本地压力表，温度元件或仪器可以是或具有本地温度表，这二者可以例如由操作员或工程师在本地读取。
转移管线21L的入口位置可在第一回路反应器50A中循环泵54A的排放侧连接至第一回路反应器50A。转移管线21L的出口位置可在第二回路反应器50B中循环泵54B的吸入侧连接至第二回路反应器。这种构造可提供正压差(即驱动力)以使转移淤浆21通过转移管线21L从第一回路反应器50A流动至第二回路反应器50B。在一个实施例中，典型的压差为大约18-22磅每平方英寸(psi)。实际上，如讨论的，回路反应器泵54A,54B可产生泵压头或者例如大约18psi-22psi的压差。因此，定位相对靠近第一反应器中泵54A的排放口的转移管线21L的入口以及定位相对靠近第二反应器中泵54B的吸入口的转移管线21L的出口在某些实施例中可以提供大约18psi-22psi的转移管线21L上的压差。
转移淤浆21通过转移管线21L的操作可以被监控和控制。这种监控和控制可促进维持转移淤浆从第一回路反应器50A至第二回路反应器50B的可靠流动。在一个实施例中，转移淤浆21的速度被测定或计算。可以通过转移管线21L的横截面积除转移淤浆21的流速(例如通过质量平衡和反应器条件测定)计算速度。
进一步，例如，如果测定或计算的速度下降和接近转移管线21的沉积速度，可调节反应器系统20的操作以提高速度。这种提高转移淤浆21的速度的工艺调节可包括提高聚乙烯生产速率或反应器系统20的产量(例如通过提高催化剂、稀释剂和乙烯进料)。另一种提高速度的工艺调节可以是打开或提高进入转移管线21L的稀释剂奔流，等等。在某些实施方式中，转移淤浆21通过转移管线21L的速度可以维持在转移淤浆的沉积速度的90％、95％、100％、105％、110％、115％、125％、150％或200％等(或其间的百分数)以上。聚乙烯蓬松毛转移淤浆21的速度也可以被维持大于例如在范围2英尺每秒(fps)至10fps中的速度(例如2fps、3fps、4fps、5fps、10fps)。
在另一实施例中，由于转移管线21L的摩擦造成的压力损失被计算作为转移淤浆21的流动可靠性的指示。例如，计算为过度的摩擦引起的压力损失可指示转移淤浆21的流量可能损失，即当压力损失接近第一回路泵54A的排放口和第二回路泵54B的吸入口之间的典型可用压差。这种提高的计算压降可通过提高转移淤浆的固体浓度、提高转移淤浆的流量或通过速率、转移管线21L的结垢等等引起。进一步，计算的通过转移管线21L的提高或过度的压力损失可引起第一回路反应器50A中不期望的压力提高、第一回路反应器50A中循环淤浆的不期望的流量下降、沿着第一回路反应器中循环泵54A的泵曲线的不期望的移动，等等。
压力构件61-1可测量和指示转移管线21L入口处的压力P1，另一压力构件61-2可指示转移管线21L出口处的压力P2。压力构件61-1和61-2的传感部分可包括例如隔膜。这种压力测量可补充前述的压力损失计算。例如，压力构件61-1测量的提高的压力P1可指示堵塞或者转移管线21L中由于摩擦引起的过度压力损失，例如可能由转移淤浆提高的通过速率或固体浓度、转移管线21L结垢等等引起的。
在转移淤浆21经历的压力损失(计算和/或测量的)大于规定量或预定量的情况下，可调节反应器系统20以减缓转移淤浆21可能的流量损失或其他不期望的状况。工艺调节可包括降低聚乙烯生产率或反应器系统20的产量，提高和/或使得第一反应器50A压力提高，降低第二聚合反应器中的压力，降低第一聚合反应器50A或转移管线21中的淤浆粘度，和/或打开从第一反应器50A至第二反应器50B的第二转移管线23L，等等。在一个实施例中，第一聚合反应器50A中的压力通过提高第一聚合反应器50A的一种或多种进料组分的压力或速率而提高。通过进一步用另外的至第一反应器50A的稀释剂进料速率稀释淤浆以降低难度等等，可以执行淤浆粘度的降低。
在实施方式中，可以响应于计算的由于转移管线21L中的摩擦引起的压力损失超过规定量，例如5磅每平方英寸(psi)、10psi、15psi、20psi、30psi或其间的值等等，调节工艺变量。而且，经由压力构件61-1和61-2测量的压力P1(在转移管线21L入口处或附近)和测量的压力P2(在转移管线21L出口处或附近)可提供转移管线21L上可得压差或过度压力损失的指示。
这种测量的可得或实际压差可与计算的由于摩擦造成的压力损失比较。可响应于计算的压力损失达到测量的可得或实际压差的规定百分数(例如50％、60％、70％。80％等)之内调节工艺变量。如果第一回路反应器50A中的压力没有在第二回路反应器50B中的压力上浮动，例如，这种控制可能是有益的。
在第一回路反应器50A中的压力在第二回路反应器50B上浮动的实施例中，测量的转移管线21L上的压差一般可以等于转移管线上由于摩擦引起的计算的压力损失。在该情形中，转移管线21L上测量的(实际的)压差大于计算的或理论的在转移管线21L上由于摩擦引起的压力损失可指示转移淤浆21通过转移管线21L的有问题或不稳定的操作，包括例如在转移管线21L中存在堵塞或聚合物结垢。因此，在第一反应器压力在第二反应器压力上浮动的情况，可以响应于测量的压差超过计算的压力损失一规定量或阈值量(例如规定的百分数)，调节工艺变量。例如，进行工艺调节的设定点或阈值量可以是计算的压力损失的120％、140％、160％、180％或200％等处的所测量压差，或者计算的压力损失小于测量的压差的一规定百分数(例如50％、60％、70％、80％等)。
图3是操作具有带双回路反应器50A,50B的反应器系统20的聚乙烯生产系统10的方法70。首先，如方框72表示，乙烯(以及任选的共聚单体例如1-己烯)在第一回路反应器50A中聚合，产生第一聚乙烯，以及在第二反应器50B中聚合，产生第二聚乙烯。在单峰或非分化生产的情况，第一聚乙烯可类似于第二聚乙烯。在另一方面，在双峰或分化生产的情况，第一聚乙烯在至少一些性质上不同于第二聚乙烯。
使用串联操作的两个反应器50A,50B，转移淤浆21从第一回路反应器50A通过转移管线21L排放至第二回路反应器50B(方框74)。进一步，例如，产物淤浆22从第二回路反应器50B排放(方框76)。转移淤浆21通过转移管线21L的行为或流动例如通过测定或计算例如转移淤浆21的速度或压力损失进行监测(方框78)。如讨论的，可响应于监测和计算，调节(方框80)反应器系统20(包括系统20的进料)的操作。该监测、计算和调节可通过控制系统进行。
为了计算转移管线21L的压降，可应用各种技术，包括工程设计方程和图表、估算等等。在一个实施例中，在流体动力学中，Darcy-Weisbach方程将由于摩擦引起的沿管给定长度的压头损失或压力损失与流体流动的平均速度相关联。进一步相关的讨论可见于熟知的Crane Technical Paper No.410以及Perry’s Chemical Engineers’Handbook(例如第8版)中。当然，根据本技术，也可应用除了Darcy-Weisbach方程之外的流体流动方程和压头损失或压降/压力损失方程。Darcy-Weisbach方程的一个形式是：
其中摩擦引起的压力损失Δp(单位：Pa或kg/ms2)是下述的函数：
管的长度与直径之比L/D；
流体或淤浆的密度ρ(kg/m3)；
平均流动速度V(m/s)，如上定义；
Darcy摩擦系数；层流或涡流的(无量纲)系数fD。
虽然Darcy-Weisbach方程可以用SI单位计算，如所示的，但该方程也可以使用英制单位得出例如以psi计的压力损失。而且，压力损失Δp可被表示为上游压力减去下游压力。在某些实施例中的操作中，例如，转移管线21L上的压差可以大致等于转移管线21L的摩擦引起的压力损失，例如如果在稳态操作中第一回路反应器压力在第二回路反应器压力上浮动。在这种情况，压力损失Δp可以是转移管线21L入口(在第一回路反应器的排放口)处的压力P1减去转移管线21L出口(在第二回路反应器入口)处的压力P2。
图4描绘计算由于转移管线21L中的摩擦引起的转移蓬松毛淤浆21的压降(压力损失)的方法90。该方法90可以在例如图3的监测方框78中应用。如可从上面Darcy-Weisbach方程注意到的，在某些实施方式中Darcy摩擦系数fD一般应当首先确定，然后计算压力损失。Darcy摩擦系数fD是无量纲量雷诺数Re的函数。
实际上，如技术人员理解的，Darcy摩擦系数可以作为无量纲量雷诺数的函数确定，Re＝DρV/μ，其中D是导管的内径，V是流速，ρ是流体或淤浆密度，以及μ是流体或淤浆粘度(即运动粘度)。雷诺数也可以指示流动是层流还是涡流。
图4的方法90首先计算(方框92)雷诺数Re，例如用上面Re的方程。至于Re方程的输入，淤浆密度ρ和速度V可以从反应器系统20的操作条件确定。例如，淤浆密度一般是聚乙烯固体浓度、应用的单体和共聚单体以及温度和压力的函数。淤浆速度是从第一回路反应器排放的转移淤浆的体积流速(例如可通过质量平衡确定)除以流动路径的横截面积或转移管线21L的内径。直径D是转移管线21L的内径。淤浆速度μ可以规定或测定。如技术人员理解的，转移淤浆21L的粘度可以与例如稀释剂粘度、固体浓度和转移淤浆21L的温度相关。
在计算了雷诺数Re(方框92)之后，可以确定摩擦系数(Darcy摩擦系数)(方框94)。如本领域技术人员知道的，穆迪图可将摩擦系数与雷诺数和管(转移管线21L)内表面的相对粗糙度相关联。管内表面的粗糙度(例如单位为英寸的分数，或毫米)可以基于例如管制造商标注的设计值、操作随时间对粗糙度的影响等等。Darcy摩擦系数的值可以基于先前针对转移管线21L的内表面的粗糙度(例如单位为英寸)计算的雷诺数Re的值从穆迪图读取。为了便于从穆迪图读取，粗糙度可被表示为相对粗糙度，即粗糙度与内径大小之比。而且，Darcy摩擦系数可通过迭代解Colebrook方程进行计算。
可用于迭代计算Darcy摩擦系数的Colebrook方程的形式可以表示如下：
其中f是Darcy摩擦系数，D是导管或管的液压直径或内部直径，R是雷诺数，ε是导管或管的内部直径的绝对粗糙度。
Colebrook方程之外的关系的方程可用于确定Darcy摩擦系数。而且，可考虑或确定其他摩擦系数，例如Fanning摩擦系数，并且Darcy摩擦系数等于Fanning摩擦系数的四倍，等等。
在所示的实施方式中，在确定摩擦系数(方框94)之后，可使用(方框96)方程确定压力损失98。如所示的，示例性压力损失方程式Darcy–Weisbach方程。如所述，输入是管的长度与直径之比L/D(其对于给定转移管线21是已知的)、转移淤浆21的密度ρ和速度V(用于在方框92计算Re)以及Darcy摩擦系数fD(在方框94中确定)。关于长度与直径比L/D中的长度L，长度L可以是转移管线21L的等效长度L。换句话说，如技术人员理解的，转移管线52中管配件、弯头、三通、阀门等的等效长度可以加到直管的线性长度，以给出转移管线21L的总等效长度，用作Darcy–Weisbach中的长度L。进一步，在转移管线上采用CTO的替代实施方式中，CTO上的压降消耗可以在计算压力损失中考虑。
而且，压力损失28可以表示为压力单位，并且指示转移管线21L中针对流动淤浆21的摩擦引起的压力损失。在其他实施例中，压力损失28可以表示为例如单位长度的压力单位，转移管线21L上针对流动转移淤浆21的压力损失通过将每单位长度的压力损失乘以转移管线21L的长度或等效长度确定。
最后，图5描绘聚乙烯聚合反应器系统100的替代实施方式，其中蓬松毛处理系统102布置在第一回路反应器50A和第二回路反应器50B之间。蓬松毛淤浆处理系统102可包括将轻端103例如氢、单体(例如乙烯)以及其他组分从例如第一回路反应器50A排出的转移淤浆21-1除去。可包括其他回收流和处理。装备可包括闪蒸容器、蒸馏柱、泵、热交换器、分析装备、控制阀等等。
如同上述的反应器系统20，两个回路淤浆(聚合)反应器50A,50B可以串联布置和操作，并且如果期望，改变为平行操作。另外的回路反应器或其他反应器(例如气相反应器)可以包括在所示的组合中。如也讨论的，回路淤浆反应器50A,50B通常由光滑弯管或弯部连接的管段构成。反应器夹套52可以提供用于通过循环冷却介质例如处理水经由反应器夹套52从放热聚合去除热。
反应器50A,50B可用于在淤浆条件下执行聚烯烃(例如聚乙烯)聚合。各自的驱动设备例如泵54A,54B使流体淤浆在每个反应器50A,50B中循环。叶轮可以由发动机56A,56B或其他驱动力驱动。上面讨论的由进料流58A,58B代表的各种进料组分可应用于反应器系统100。进一步，催化剂流60被加入反应器系统100。
蓬松毛产物淤浆22可从第二回路反应器50B排放并且经历进一步处理，包括最终挤出为聚乙烯球粒。蓬松毛产物淤浆可通过沉降腿、CTO、Ram阀或其他阀门结构排放。蓬松毛产物淤浆22可包括单峰(或非分化的)聚乙烯或者双峰(或分化的)聚乙烯。
第一转移管线21L-1可发送来自第一回路反应器50A排放的第一转移淤浆21-1至蓬松毛淤浆处理系统102。来自第一回路反应器和相关转移管线21L-1的这种排放可包括Ram阀、CTO、沉降腿或其他阀门布置。第二转移管线21L-2可发送来自蓬松毛淤浆处理系统102的第二转移淤浆21L-2至第二回路反应器50B。在某些实施例中，淤浆处理系统102中的泵可提供第二转移淤浆21-2流动通过第二转移管线21L-2的驱动力。
关于计算或测量用于摩擦引起的压力损失的前述技术(图3-4)可以应用于图5所示实施方式的第一转移管线21L-1和第二转移管线21L-2。例如，可使用Darcy–Weisbach方程计算第一转移管线21L-1中摩擦引起的压力损失，并且相应调节反应器系统100。进一步，可使用Darcy–Weisbach方程计算第二转移管线21L-2中摩擦引起的压力损失，并且相应调节反应器系统100。
图6是布置在第一聚合反应器50A和第二聚合反应器50B之间的蓬松毛淤浆处理系统102的实例。在所示实例中，淤浆处理系统102具有任选的浓缩器系统104和轻质去除系统106。当然，可执行淤浆处理系统102的其他配置。
如下面讨论，浓缩器系统104的目的是形成循环流以促进控制第一回路反应器50中的固体浓度。进一步，浓缩器104可减少发送至轻质去除系统106的烃(例如稀释剂、单体、共聚单体等)负荷。因此，轻质去除系统106中的装备可更小，提供经济和操作益处等等。
如所示，浓缩器系统104可被去除，从第一反应器50A排放的转移淤浆21-1被发送至轻质去除系统106或其他淤浆处理系统。在某些实施例中，可应用连续提取(CTO)代替或附加于浓缩器系统104。CTO可布置在例如第一反应器50A和转移管线21L-1的排放处。在该实施例中CTO可提供用于相对于第一回路反应器50A中的循环淤浆浓缩转移淤浆21-1。
在图示的实施方式中，转移管线21L-1携带从第一聚合反应器50A排放的蓬松毛转移淤浆21-1至浓缩器系统104的旋风分离器108。来自旋风分离器108的循环流110可经由泵112返回第一反应器50A。循环流110可包括稀释剂和蓬松毛细颗粒(其可具有活性催化剂)。循环流110的流速可被调节以促进控制在第一回路反应器50A中循环的淤浆的固体浓度。循环流110的流速可用控制阀(未示出)和/或通过控制泵110的速度等等进行调节。
至于来自旋风分离器108的初始固体流，浓缩的固体淤浆流114跨过减压阀115离开旋风分离器108至轻质去除系统106。在所示实施例中，固体淤浆流114行进通过转移管线21L-3至轻质去除系统106中的闪蒸容器116。应注意，无论转移管线21L-3是表征为单独转移管线还是作为反应器50A,50B之间的总转移管线的一段，计算摩擦引起的压力损失以及计算淤浆速度和相应进行工艺调节等等的本技术可以适用。
在该实施例中，轻质去除系统106可从第一聚合反应器50A排放的转移淤浆21-1中去除轻组分103(例如氢、乙烯单体等等)。例如，在去除氢的情况下，这在双峰生产中可能是有利的，例如其中在第一反应器50A中比在第二反应器50B中期望维持更高浓度的氢。当然，可实现其他应用，例如利用单体(例如乙烯)、轻共聚单体、轻稀释剂、非冷凝物和其他轻组分。在某些实施例中，“轻”组分可以被规定为沸点比第一回路反应器50A中使用的稀释剂(例如异丁烷)高的组分。
在图6的说明性实施例中，轻气体去除系统106包括闪蒸容器116和蒸馏或分馏柱118。在一个实施例中，闪蒸容器116具有夹套(未示出)，用于加热介质例如蒸汽、蒸汽冷凝物等等。在蒸汽的情况下，潜热可被转移至闪蒸容器116的内容物。闪蒸容器116也可具有混合器或搅拌器120。
下游分馏柱118可具有多个蒸馏塔板122提供的多个理论级。另外，分馏柱118也可具有塔顶冷凝器124，其在该实施例中布置在分馏柱118顶部。进一步，闪蒸容器116，当装备有前述的夹套时，可以被用作分馏柱118的再沸器。闪蒸容器116也用作搅拌罐以收集固体。
在操作中，来自旋风分离器108的固体淤浆流114进入闪蒸容器116，在那里，烃例如稀释剂、单体和共聚单体在塔顶被闪蒸并且被作为进料流126送至分馏柱118。闪蒸容器116的压力可以维持在例如小于第一回路反应器50A中压力50psi-300psi。在该实施例中在闪蒸容器116中的单级闪蒸中这种操作压力可以提供用于在塔顶闪蒸一些稀释剂以及从闪蒸容器116底部排放液体稀释剂。
除了稀释剂和单体，从闪蒸容器116至分馏柱118的塔顶进料流126可包含夹带的氢——如在第一反应器50A中使用——以及一些蓬松毛颗粒，其包括细颗粒。大多数聚乙烯蓬松毛颗粒沉降在闪蒸容器116中并从闪蒸容器116的底部在淤浆128中排出。稀释剂130(例如异丁烷)可以加入闪蒸容器116。
从闪蒸容器116底部排出的淤浆128可以通过一系列泵132经由转移管线21L-2被泵送至第二回路反应器50B。在该实施例中，泵132的吸入泵送可被表征为淤浆转移管线21L-4。如上提及，关于各个转移管线(或转移管线段)，计算摩擦引起的压力损失以及计算淤浆速度和相应进行工艺调节等等的本技术可以适用。
至第二反应器50B的转移淤浆128的部分134在所示实施方式中可通过流量控制阀136循环至闪蒸容器116。而且，在某些实施例中，循环的部分134可以被取样，用气相色谱测试样品中的烃，例如以测定淤浆128中烃的组成。可使用这种组成测试结果促进控制至反应器50A,50B的进料、反应器50A,50B中的组分浓度等等。
关于闪蒸容器116的塔顶组分，进料流126从闪蒸容器116排放至分馏柱118，在那里，蒸气沿分馏柱118向上行进。如所示，闪蒸容器116上的蒸汽夹套可用作再沸器，因为它在分馏柱116的底部提供热。蒸气沿柱118向上移动，大多数稀释剂以及还有任何重共聚单体例如1-己烯被塔顶冷凝器124冷凝，并且作为液体与任何净化的聚乙烯细颗粒通过流138向下落到闪蒸容器116。稀释剂130(例如异丁烷)可以加入分馏柱118。
轻组分流103通过压力控制阀136从分馏柱118在塔顶排出至例如轻端回收系统。轻组分流103可被取样并且测试其组分，例如使用气相色谱。可使用这种组成测试结果促进控制反应器50A,50B的进料、反应器50A,50B中组分浓度等等。
总之，本技术的实施方式可提供操作聚乙烯反应器系统的示例性方法，包括将乙烯、稀释剂和催化剂进料到第一聚合反应器，在第一聚合反应器中聚合乙烯，形成第一聚乙烯，以及在第二聚合反应器中聚合乙烯，以形成第二乙烯。反应器每个可以是液相反应器、回路反应器或其他类型的反应器。方法包括从第一聚合反应器通过转移管线连续排放转移淤浆至第二聚合反应器，转移淤浆至少包括稀释剂、第一聚乙烯和活性催化剂。方法包括从第二聚合反应器排放产物淤浆，产物淤浆至少包括稀释剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯。
该方法确定转移管线中由于摩擦引起的压力损失并响应于超过规定值例如5psi-30psi的范围的压力损失调节工艺变量。工艺变量的这种调节可包括提高第一聚合反应器中的压力和/或允许压力在第一聚合反应器中提高，将另外的转移管线投入使用，降低第二聚合反应器中的压力等等。进一步，调节工艺变量可包括降低第一聚合反应器中的淤浆粘度，例如通过提高稀释剂进料速率、降低固体浓度和/或提高第一聚合反应器的温度。而且，调节工艺变量可包括将另一转移管线投入使用以及从第一聚合反应器通过该另一(备用)转移管线连续排放至少一部分转移淤浆至第二聚合反应器。
转移管线中压力损失的确定可包括使用Darcy–Weisbach方程计算压力损失，计算转移淤浆的雷诺数，以及作为转移淤浆的雷诺数和内表面的表面粗糙度与直径比的函数确定转移管线内表面的摩擦系数(例如使用Colebrook方程)。换句话说，转移管线中压力损失的确定可包括(例如通过质量平衡)确定转移淤浆的流速，作为流速的函数计算转移淤浆的速度，假定转移淤浆的固体浓度和粘度，作为固体浓度的函数确定转移淤浆的密度，和作为速度、密度、浓度和转移管线的内径的函数计算转移管线中转移淤浆的雷诺数。如所示，压力损失的确定可包括假定转移管线内表面的表面粗糙度与直径之比，作为雷诺数和表面粗糙度与直径之比的函数确定内表面的摩擦系数，和作为摩擦系数、转移管线的长度与内径之比、密度和速度的函数计算压力损失。
而且，该方法可包括测量转移管线上的压差和响应于超过确定的(即计算的)压力损失一规定量例如超过计算的压力损失的150％的测量的压差调节工艺变量。如讨论的，测量压差可包括测量转移管线的入口压力和测量转移管线的出口压力。超过计算的压力损失的测量压差可包括转移管线中例如有问题的流动、结垢或堵塞。
本技术的示例性实施方式也提供操作聚乙烯反应器系统的方法，包括在第一聚乙烯反应器中聚合乙烯，形成第一聚乙烯，通过转移管线从第一聚乙烯反应器中将至少具有稀释剂和第一聚乙烯的转移淤浆连续排放至第二聚乙烯反应器，在第二聚乙烯反应器中聚合乙烯，形成第二聚乙烯，以及从第二聚乙烯反应器连续排放至少具有稀释剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯的产物淤浆。该方法可包括确定转移管线中转移淤浆的速度，以及维持该速度大于规定值。该规定值是在转移淤浆的沉积速度或沉降速度的大约100％至大约200％范围中的速度，和/或例如在大约2英尺每秒至大约10英尺每秒的范围中的速度。为了维持该速度，至转移管线的稀释剂奔流可被调节(打开、提高等)，以提高转移淤浆的速度——如果计算的速度下降至规定值。
而且，本技术的实施方式可提供控制聚乙烯反应器系统的方法，包括在第一聚合反应器中聚合乙烯，形成第一聚乙烯，通过转移管线从第一聚合反应器中将至少具有稀释剂和第一聚乙烯的转移淤浆连续排放至第二聚合反应器，在第二聚合反应器中聚合乙烯，形成第二聚乙烯，以及从第二聚合反应器连续排放至少具有稀释剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯的产物淤浆。该方法包括计算转移管线中由于摩擦引起的压力损失以及响应于该压力损失小于规定值维持第一聚合反应器和第二聚合反应器在基本相同的压力。
最后，本技术的实施方式可提供聚乙烯生产系统，包括第一聚乙烯回路反应器、第二聚乙烯回路反应器、转移聚乙烯淤浆从第一聚乙烯回路反应器至第二聚乙烯回路反应器的第一转移管线；和测定第一转移管线中的压力损失并将第二转移管线置于使用以将聚乙烯淤浆从第一聚乙烯回路反应器转移至第二聚乙烯回路反应器的控制系统。测定压降的控制系统可包括计算转移管线中由于摩擦引起的压力损失的控制系统，并且其中控制系统响应于超过压力损失设定点的计算的压力损失将第二转移管线投入使用。
系统可包括布置在第一转移管线上的入口压力构件，其测量在第一转移管线中转移淤浆接近或在第一回路反应器处的入口压力，和布置在第一转移管线上的出口压力构件，其测量在第一转移管线中转移淤浆接近或在第二回路反应器处的出口压力。控制系统可响应于超过压力设定点的测量的入口压力和/或响应于超过压力设定点的在第一回路反应器中的压力测量将第二转移管线投入使用。而且，测量压降的控制系统可包括测量通过第一转移管线的与测量的入口压力相关的有效压差的控制系统，并且其中控制系统响应于超过压差设定点的有效压差将第二转移管线投入使用。
附加描述
已经描述了生产聚乙烯的方法和系统。下面的条款提供作为进一步描述：
实施例1.操作聚乙烯反应器系统的方法，包括：通过转移管线从第一聚合反应器连续排放转移淤浆至第二聚合反应器，该转移淤浆包括稀释剂和第一聚乙烯；从第二聚合反应器排放产物淤浆，该产物淤浆包括稀释剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯；测定由于转移管线中的摩擦造成的压力损失；和响应于超过规定值的压力损失调节工艺变量。
实施例2.实施例1所述的方法，其中第一聚合反应器和第二聚合反应器每个包括液相反应器。
实施例3.实施例1所述的方法，其中第一聚合反应器和第二聚合反应器每个包括回路反应器。
实施例4.实施例1所述的方法，包括：将乙烯、稀释剂和催化剂进料到第一聚合反应器，在第一聚合反应器中聚合乙烯，形成第一聚乙烯，其中所述转移淤浆包括活性催化剂；和在第二聚合反应器中聚合乙烯，形成第二聚乙烯。
实施例5.实施例1所述的方法，包括进料稀释剂至第二聚合反应器。
实施例6.实施例1所述的方法，包括进料共聚单体至第一聚合反应器和/或至第二聚合反应器。
实施例7.实施例6所述的方法，其中所述共聚单体包括丙烯、丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯和/或1-癸烯。
实施例8.实施例1所述的方法，包括进料氢至第一聚合反应器和/或至第二聚合反应器。
实施例9.实施例1所述的方法，其中调节工艺变量包括提高第一聚合反应器中的压力和/或允许第一聚合反应器中的压力提高。
实施例10.实施例9所述的方法，其中提高第一聚合反应器中的压力包括提高至第一聚合反应器的稀释剂进料压力。
实施例11.实施例1所述的方法，其中调节工艺变量包括降低第一聚合反应器中的淤浆粘度。
实施例12.实施例11所述的方法，其中降低淤浆粘度包括提高至第一聚合反应器的稀释剂进料速率，降低第一聚合反应器中的固体浓度，和/或提高第一聚合反应器中的温度。
实施例13.实施例1所述的方法，其中调节工艺变量包括降低第二聚合反应器中的压力。
实施例14.实施例13所述的方法，其中降低第二聚合反应器中的压力包括增大所述产物淤浆从第二聚合反应器排放所通过的流量控制阀的打开位置。
实施例15.实施例1所述的方法，其中调节工艺变量包括将另一转移管线投入使用并且通过所述另一转移管线从第一聚合反应器连续排放至少部分所述转移淤浆至第二聚合反应器。
实施例16.实施例1所述的方法，其中所述规定值包括在大约5磅每平方英寸(psi)至30psi的范围中的压力损失。
实施例17.实施例1所述的方法，其中测定所述压力损失包括使用流体流动方程计算所述压力损失。
实施例18.实施例17所述的方法，其中所述流体流动方程包括Darcy–Weisbach方程。
实施例19.实施例17所述的方法，包括测定通过所述转移管线的压差以及响应于超过确定的压力损失规定量的测定的压差调节所述工艺变量。
实施例20.实施例19所述的方法，其中所述规定量包括作为测量的压力损失的百分数的阈值量。
实施例21.实施例19所述的方法，其中测量所述压差包括测量所述转移管线的入口压力和测量所述转移管线的出口压力。
实施例22.实施例1所述的方法，其中测定所述转移管线中的压力损失包括计算所述淤浆的雷诺数，以及作为雷诺数和内表面的表面粗糙度与直径之比二者的函数确定所述转移管线的内表面的摩擦系数。
实施例23.实施例22所述的方法，其中测定摩擦系数包括使用Colebrook方程计算摩擦系数。
实施例24.实施例1所述的方法，其中测定转移管线中的压力损失包括：测定转移淤浆的流速；作为流速的函数计算转移淤浆的速度；测定转移淤浆的密度；以及作为所述速度、所述密度、转移淤浆的粘度和转移管线的内径的函数计算转移管线中转移淤浆的雷诺数。
实施例25.实施例24所述的方法，其中测定转移淤浆的流速包括通过聚乙烯反应器系统的质量平衡测定所述流速。
实施例26.实施例24所述的方法，其中测定转移管线中的压力损失包括作为雷诺数和转移管线的表面粗糙度与直径之比的函数确定内表面的摩擦系数。
实施例27.实施例26所述的方法，其中测定转移管线中的压力损失包括作为所述摩擦系数、转移管线的长度与内径之比、所述密度和所述速度的函数计算所述压力损失。
实施例28.操作聚乙烯反应器系统的方法，包括：在第一聚乙烯反应器中聚合乙烯，形成第一聚乙烯；通过转移管线从第一聚乙烯反应器连续排放包含稀释剂和第一聚乙烯的转移淤浆至第二聚乙烯反应器；在第二聚乙烯反应器中聚合乙烯以形成第二聚乙烯；从第二聚乙烯反应器连续排放包含稀释剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯的产物淤浆；测定第一聚乙烯反应器和第二聚乙烯反应器之间的转移管线中转移淤浆的速度；和维持所述速度大于规定值。
实施例29.实施例28所述的方法，其中所述规定值包括在转移淤浆的沉积速度的大约95％至大约200％的范围中的速度，和/或在大约2英寸每秒至大约10英寸每秒的范围中的速度。
实施例30.实施例28所述的方法，其中维持所述速度包括如果所述速度下降至所述规定值则调节至转移管线的稀释剂奔流以提高转移淤浆的速度。
实施例31.实施例28所述的方法，其中第一聚乙烯和第二聚乙烯结合以得到单峰聚乙烯或双峰聚乙烯。
实施例32.控制聚乙烯反应器系统的方法，包括：在第一聚合反应器中聚合乙烯，以形成第一聚乙烯；通过转移管线从第一聚合反应器中连续排放包含稀释剂和第一聚乙烯的转移淤浆至第二聚合反应器；在第二聚合反应器中聚合乙烯以形成第二聚乙烯；从第二聚合反应器连续排放包含稀释剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯的产物淤浆；计算由于第一聚合反应器和第二聚合反应器之间的转移管线中的摩擦造成的压力损失；和响应于小于规定值的压力损失维持第一聚合反应器和第二聚合反应器在基本相同的压力。
实施例33.聚乙烯生产系统，其包括：第一聚乙烯回路反应器；第二聚乙烯回路反应器；转移聚乙烯淤浆从第一聚乙烯回路反应器至第二聚乙烯回路反应器的第一转移管线；和测定第一转移管线中的压降并将第二转移管线置于使用以将聚乙烯淤浆从第一聚乙烯回路反应器转移至第二聚乙烯回路反应器的控制系统。
实施例34.实施例33所述的系统，其中测定压降的所述控制系统包括计算第一转移管线中由于摩擦引起的压力损失的控制系统，并且其中所述控制系统响应于超过压力损失设定点的计算的压力损失将第二转移管线投入使用。
实施例35.实施例33所述的系统，包括：布置在第一转移管线上的入口压力构件，其测量在第一转移管线中转移淤浆接近或在第一回路反应器处的入口压力，和布置在第一转移管线上的出口压力构件，其测量在第一转移管线中转移淤浆接近或在第二回路反应器处的出口压力。
实施例36.实施例35所述的系统，其中所述控制系统响应于超过压力设定点的入口压力将第二转移管线投入使用。
实施例37.实施例35所述的系统，其中测量压降的控制系统包括测量通过第一转移管线的与入口压力和出口压力相关的压差的控制系统，并且其中控制系统响应于超过压差设定点的压差将第二转移管线投入使用。
实施例38.实施例33所述的系统，其中所述控制系统响应于超过压力设定点的第一聚乙烯回路反应器中的压力将第二转移管线投入使用。
实施方式A
操作聚乙烯反应器系统的方法，包括：通过转移管线从第一聚合反应器连续排放转移淤浆至第二聚合反应器，该转移淤浆包括稀释剂和第一聚乙烯；从第二聚合反应器排放产物淤浆，该产物淤浆包括稀释剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯；测定由于转移管线中的摩擦造成的压力损失；和响应于超过规定值的压力损失调节工艺变量。
实施方式B
实施方式A所述的方法，其中第一聚合反应器和第二聚合反应器每个包括液相反应器。
实施方式C
实施方式A-B所述的方法，其中第一聚合反应器和第二聚合反应器每个包括回路反应器。
实施方式D
实施方式A-C所述的方法，包括：将乙烯、稀释剂和催化剂进料到第一聚合反应器，在第一聚合反应器中聚合乙烯，形成第一聚乙烯，其中所述转移淤浆包括活性催化剂；和在第二聚合反应器中聚合乙烯，形成第二聚乙烯。
实施方式E
实施方式A-D所述的方法，包括进料稀释剂至第二聚合反应器。
实施方式F
实施方式A-E所述的方法，包括进料共聚单体至第一聚合反应器和/或至第二聚合反应器。
实施方式G
实施方式A-F所述的方法，其中所述共聚单体包括丙烯、丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯和/或1-癸烯。
实施方式H
实施方式A-G所述的方法，包括进料氢至第一聚合反应器和/或至第二聚合反应器。
实施方式I
实施方式A-H所述的方法，其中调节工艺变量包括提高第一聚合反应器中的压力和/或允许第一聚合反应器中的压力提高。
实施方式J
实施方式A-I所述的方法，其中提高第一聚合反应器中的压力包括提高至第一聚合反应器的稀释剂进料压力。
实施方式K
实施方式A-J所述的方法，其中调节工艺变量包括降低第一聚合反应器中的淤浆粘度。
实施方式L
实施方式A-K所述的方法，其中降低淤浆粘度包括提高至第一聚合反应器的稀释剂进料速率，降低第一聚合反应器中的固体浓度，和/或提高第一聚合反应器中的温度。
实施方式M
实施方式A-L所述的方法，其中调节工艺变量包括降低第二聚合反应器中的压力。
实施方式N
实施方式A-M所述的方法，其中降低第二聚合反应器中的压力包括增大所述产物淤浆从第二聚合反应器排放所通过的流量控制阀的打开位置。
实施方式O
实施方式A-N所述的方法，其中调节工艺变量包括将另一转移管线投入使用并且通过所述另一转移管线从第一聚合反应器连续排放至少部分所述转移淤浆至第二聚合反应器。
实施方式P
实施方式A-O所述的方法，其中所述规定值包括在大约5磅每平方英寸(psi)至30psi的范围中的压力损失。
实施方式Q
实施方式A-P所述的方法，其中测定所述压力损失包括使用流体流动方程计算所述压力损失。
实施方式R
实施方式A-Q所述的方法，其中所述流体流动方程包括Darcy–Weisbach方程。
实施方式S
实施方式A-R所述的方法，包括测定通过所述转移管线的压差以及响应于超过确定的压力损失规定量的测定的压差调节所述工艺变量。
实施方式T
实施方式A-S所述的方法，其中所述规定量包括作为测量的压力损失的百分数的阈值量。
实施方式U
实施方式A-T所述的方法，其中测量所述压差包括测量所述转移管线的入口压力和测量所述转移管线的出口压力。
实施方式V
实施方式A-U所述的方法，其中测定所述转移管线中的压力损失包括计算所述淤浆的雷诺数，以及作为雷诺数和内表面的表面粗糙度与直径之比二者的函数确定所述转移管线的内表面的摩擦系数。
实施方式W
实施方式A-V所述的方法，其中测定摩擦系数包括使用Colebrook方程计算摩擦系数。
实施方式X
实施方式A-W所述的方法，其中测定转移管线中的压力损失包括：测定转移淤浆的流速；作为流速的函数计算转移淤浆的速度；测定转移淤浆的密度；以及作为所述速度、所述密度、转移淤浆的粘度和转移管线的内径的函数计算转移管线中转移淤浆的雷诺数。
实施方式Y
实施方式A-X所述的方法，其中测定转移淤浆的流速包括通过聚乙烯反应器系统的质量平衡测定所述流速。
实施方式Z
实施方式A-Y所述的方法，其中测定转移管线中的压力损失包括作为雷诺数和转移管线的表面粗糙度与直径之比的函数确定内表面的摩擦系数。
实施方式AA
实施方式A-Z所述的方法，其中测定转移管线中的压力损失包括作为所述摩擦系数、转移管线的长度与内径之比、所述密度和所述速度的函数计算所述压力损失。
实施方式AB
操作聚乙烯反应器系统的方法，包括：在第一聚乙烯反应器中聚合乙烯，形成第一聚乙烯；通过转移管线从第一聚乙烯反应器连续排放包含稀释剂和第一聚乙烯的转移淤浆至第二聚乙烯反应器；在第二聚乙烯反应器中聚合乙烯以形成第二聚乙烯；从第二聚乙烯反应器连续排放包含稀释剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯的产物淤浆；测定第一聚乙烯反应器和第二聚乙烯反应器之间的转移管线中转移淤浆的速度；和维持所述速度大于规定值。
实施方式AC
实施方式AB所述的方法，其中所述规定值包括在转移淤浆的沉积速度的大约95％至大约200％的范围中的速度，和/或在大约2英寸每秒至大约10英寸每秒的范围中的速度。
实施方式AD
实施方式AB-AC所述的方法，其中维持所述速度包括如果所述速度下降至所述规定值则调节至转移管线的稀释剂奔流以提高转移淤浆的速度。
实施方式AE
实施方式AB-AD所述的方法，其中第一聚乙烯和第二聚乙烯结合以得到单峰聚乙烯或双峰聚乙烯。
实施方式AF
控制聚乙烯反应器系统的方法，包括：在第一聚合反应器中聚合乙烯，以形成第一聚乙烯；通过转移管线从第一聚合反应器中连续排放包含稀释剂和第一聚乙烯的转移淤浆至第二聚合反应器；在第二聚合反应器中聚合乙烯以形成第二聚乙烯；从第二聚合反应器连续排放包含稀释剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯的产物淤浆；计算由于第一聚合反应器和第二聚合反应器之间的转移管线中的摩擦造成的压力损失；和响应于小于规定值的压力损失维持第一聚合反应器和第二聚合反应器在基本相同的压力。
实施方式AG
聚乙烯生产系统，其包括：第一聚乙烯回路反应器；第二聚乙烯回路反应器；转移聚乙烯淤浆从第一聚乙烯回路反应器至第二聚乙烯回路反应器的第一转移管线；和测定第一转移管线中的压降并将第二转移管线置于使用以将聚乙烯淤浆从第一聚乙烯回路反应器转移至第二聚乙烯回路反应器的控制系统。
实施方式AH
实施方式AG所述的系统，其中测定压降的所述控制系统包括计算第一转移管线中由于摩擦引起的压力损失的控制系统，并且其中所述控制系统响应于超过压力损失设定点的计算的压力损失将第二转移管线投入使用。
实施方式AI
实施方式AG-AH所述的系统，包括：布置在第一转移管线上的入口压力构件，其测量在第一转移管线中转移淤浆接近或在第一回路反应器处的入口压力，和布置在第一转移管线上的出口压力构件，其测量在第一转移管线中转移淤浆接近或在第二回路反应器处的出口压力。
实施方式AJ
实施方式AG-AI所述的系统，其中所述控制系统响应于超过压力设定点的入口压力将第二转移管线投入使用。
实施方式AK
实施方式AG–AJ所述的系统，其中测量压降的控制系统包括测量通过第一转移管线的与入口压力和出口压力相关的压差的控制系统，并且其中控制系统响应于超过压差设定点的压差将第二转移管线投入使用。
实施方式AL
实施方式AG–AK所述的系统，其中所述控制系统响应于超过压力设定点的第一聚乙烯回路反应器中的压力将第二转移管线投入使用。

Claims (15)

1.操作聚乙烯反应器系统的方法，包括：
通过转移管线从第一聚合反应器连续排放转移淤浆至第二聚合反应器，所述转移淤浆包括稀释剂和第一聚乙烯；
从第二聚合反应器排放产物淤浆，所述产物淤浆包括稀释剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯；
在所述系统的操作期间，通过如下来测定所述转移管线中的压力损失；
确定所述转移淤浆的流速；
作为所述流速的函数计算所述转移淤浆的速度；
确定所述转移淤浆的密度；
作为所述转移淤浆的速度、密度和粘度和所述转移管线的内径的函数计算所述转移管线中所述转移淤浆的雷诺数，和
作为所述雷诺数和内表面的表面粗糙度与直径之比的函数确定所述转移管线中所述内表面的摩擦系数，
其中所计算的压力损失作为所述摩擦系数、所述转移管线的长度与内径之比、所述密度和所述速度的函数；和
响应于超过规定值的所述压力损失调节工艺变量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中第一聚合反应器和第二聚合反应器每个包括液相反应器。
3.根据权利要求1所述的方法，其中第一聚合反应器和第二聚合反应器每个包括回路反应器。
4.根据权利要求1所述的方法，包括：
将乙烯、稀释剂和催化剂进料到第一聚合反应器；
在第一聚合反应器中聚合乙烯，形成第一聚乙烯，其中所述转移淤浆包括活性催化剂；和
在第二聚合反应器中聚合乙烯，形成第二聚乙烯。
5.根据权利要求1所述的方法，包括进料稀释剂至第二聚合反应器。
6.根据权利要求1所述的方法，包括进料共聚单体至第一聚合反应器和/或至第二聚合反应器。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述共聚单体包括丙烯、丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯和/或1-癸烯。
8.根据权利要求1所述的方法，包括进料氢至第一聚合反应器和/或至第二聚合反应器。
9.根据权利要求1所述的方法，其中调节工艺变量包括提高第一聚合反应器中的压力和/或允许第一聚合反应器中的压力提高。
10.根据权利要求9所述的方法，其中提高第一聚合反应器中的压力包括提高至第一聚合反应器的稀释剂进料压力。
11.根据权利要求1所述的方法，其中调节工艺变量包括降低第一聚合反应器中的淤浆粘度。
12.根据权利要求11所述的方法，其中降低淤浆粘度包括提高至第一聚合反应器的稀释剂进料速率，降低第一聚合反应器中的固体浓度，和/或提高第一聚合反应器中的温度。
13.根据权利要求1所述的方法，其中调节工艺变量包括降低第二聚合反应器中的压力。
14.根据权利要求13所述的方法，其中降低第二聚合反应器中的压力包括增大所述产物淤浆从第二聚合反应器排放所通过的流量控制阀的打开位置。
15.根据权利要求1所述的方法，其中调节工艺变量包括将另一转移管线投入使用并且通过所述另一转移管线从第一聚合反应器连续排放至少部分所述转移淤浆至第二聚合反应器。
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