CN105189574B - 用多个聚合反应器生产聚乙烯 - Google Patents

Abstract

在第一聚合反应器和在第二聚合反应器中的催化剂上聚合乙烯以形成聚乙烯颗粒以及控制聚乙烯颗粒的粒径的技术。

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，更具体地涉及在具有两个或多个聚合反应器的聚乙烯聚合反应器系统的操作中的聚乙烯粒径。

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，可能期望蓬松毛的不同性质。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。

聚乙烯生产的商业竞争驱使制造者不断改进其工艺，以降低生产成本、提高产品质量和解决环境问题，等等。在每年生产数十亿磅聚乙烯产品的工业中，例如在反应器稳定性和可操作性、单体和稀释剂回收等方面的小步改进能够产生显著的经济效益和环境进步等等。

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：在第一聚合反应器中在催化剂上聚合乙烯，形成具有催化剂和第一聚乙烯的中间颗粒；将中间颗粒从第一聚合反应器排放到第二聚合反应器；在第二聚合反应器中在中间颗粒中的催化剂上聚合乙烯，形成具有催化剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯的产物颗粒；将产物颗粒从第二聚合反应器排出；以及通过调节催化剂在第一聚合反应器和/或第二聚合反应器中的停留时间控制产物颗粒的粒径。

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：在第一聚合反应器中在催化剂上聚合乙烯，形成第一聚乙烯和形成包含催化剂和第一聚乙烯的中间聚乙烯颗粒；将中间聚乙烯颗粒从第一聚合反应器排放到第二聚合反应器；在第二聚合反应器中在催化剂上聚合乙烯，形成第二聚乙烯和形成包含催化剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯的产物聚乙烯颗粒；将产物聚乙烯颗粒从第二聚合反应器排出；以及通过调节催化剂在第一聚合反应器和/或第二聚合反应器中的活性控制产物聚乙烯颗粒的粒径。

本发明的又一方面涉及提高在吹扫容器中从聚乙烯颗粒分离残留烃的效率的方法，包括：在反应器系统中在催化剂上聚合乙烯，形成聚乙烯颗粒，所述反应器系统包含串联的第一聚合反应器和第二聚合反应器；将聚乙烯颗粒从第二聚合反应器排放至分离容器，以从聚乙烯颗粒分离烃；将聚乙烯颗粒从闪蒸容器排放至吹扫容器，以从聚乙烯颗粒分离残留烃；以及调节从第二聚合反应器中排放的聚乙烯颗粒的粒径，以提高在下游吹扫容器中从聚乙烯颗粒分离残留烃。

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图1聚乙烯生产系统的示例性单体/稀释剂回收系统的工艺流程图；

图4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进料系统的工艺流程图；

图5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6是根据本技术的实施方式的操作聚烯烃生产系统的方法的方框流程图，包括提高VOC分离效率；

图7是在从吹扫柱排出的聚烯烃蓬松毛流中的挥发性有机碳(VOC)的示例性模拟结果图；

图8A是对于具有第一粒径的催化剂，在三种不同活性下，平均蓬松毛粒径与催化剂停留时间的图；

图8B是对于图9A的催化剂，在三种活性下，离开吹扫柱的蓬松毛的VOC与催化剂停留时间的图；

图9A是对于具有第二粒径的催化剂，在三种不同活性下，平均蓬松毛粒径与4种总停留时间的图；

图9B是对于图9A的催化剂，在三种活性下，离开吹扫柱的蓬松毛的VOC与催化剂停留时间的图；

图10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11是图10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控制或调节在聚合反应器中形成的聚乙烯蓬松毛的粒径，例如平均(均)粒径、中值(中间)粒径、粒径分布等。粒径的这种控制和调节可以提高反应器稳定性和可操作性，以及有益地提高在下游工艺中残留烃或挥发性有机化合物(VOC)从聚乙烯蓬松毛中的分离。的确，本技术认识到，蓬松毛粒径影响反应器中的循环、反应器之间的淤浆转移和下游脱气效率等等。

关于改进的反应器循环和可操作性，控制或优化蓬松毛粒径可以有益地改进淤浆流动和液压，例如，通过影响蓬松毛固体的性质、蓬松毛淤浆的表观粘度、蓬松毛淤浆的沉降或跳跃运动(saltation)速度等等。例如，增加粒径通常可以降低总固体表面积，并因此可以降低表观淤浆粘度，有益地需要更低回路泵压来循环淤浆，这可以改进反应器稳定性。可以意识到改进反应器操作的与平均或中值粒径、粒径分布等相关的其他例子和原因。总之，控制蓬松毛粒径可提供更稳定的反应器和转移操作，产生更少的反应器停工时间、更少的不合格生产、提高的聚乙烯质量、聚乙烯级别之间更少的反应器过渡时间等等。

关于控制或调节粒径以提高残留烃从聚乙烯蓬松毛的分离，提高的分离可以有益地提供更少的烃与聚乙烯蓬松毛一起携带至制造设施的挤出区域。在某些情况下，降低蓬松毛粒径可以提高从蓬松毛分离的残留烃的分离效率或量。进一步，无论颗粒分布窄或宽都可改进分离。总之，由于粒径控制产生的改进的分离，可回收更多的稀释剂以及提高环境符合性，等等。

总之，调节聚合反应器中产生的聚乙烯蓬松毛颗粒的粒径可能是有益的。对于蓬松毛粒径(例如平均或中值粒径以及粒径分布的宽度)选择优化或设定点可受反应器条件的影响，包括操作条件和配方、聚乙烯产物类型等等。

聚合物粒径可与反应器停留时间、催化剂活性、催化剂直径、催化剂裂开趋势、催化剂颗粒密度等等相关。本技术可通过调节聚合反应器中催化剂停留时间和/或调节催化剂活性，控制或改变聚乙烯蓬松毛的粒径。进一步，催化剂选择可涉及调节聚乙烯蓬松毛的粒径。如下面讨论，可以执行控制或调节聚乙烯蓬松毛粒径的各种技术。

I.聚乙烯生产

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(MAO)、三乙基铝(TEAl)、硼酸盐、TiBAL等，以及活化剂例如超固体酸，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，催化剂可被制备并且然后与稀释剂(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或者可选地“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或可选地“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，挤出的聚乙烯管或膜可被包装以分配至顾客，或者包括聚乙烯的燃料罐可被组装进汽车以分配和销售至顾客，等等。

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。

II.聚合反应器系统

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10和图11)。进一步，两个描绘的淤浆反应器50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。

每个反应器50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、甲基铝氧烷或MAO、硼酸盐、TEB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，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50。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可在某些实施方式中被加入第二反应器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50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50中进行，单体(例如乙烯)和共聚单体(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或者连续提取(CTO)从每个反应器50A,50B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50B排放的蓬松毛淤浆22中的聚乙烯蓬松毛为单峰的或双峰的。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。在另一方面，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50A中聚合的聚乙烯不同于在第二反应器50B中聚合的聚乙烯。因此，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50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、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。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，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。转移蓬松毛淤浆21可通过沉降腿、隔离阀(例如Ram阀)、连续提取(其中CTO具有隔离或Ram阀以及调节阀)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20的维护或停工时间，或者当替代转移管线投入使用时等等，将转移管线21L与第一和第二回路反应器50A,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)。

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。压力构件或仪器可置于反应器50A,50B上和转移管线21L上。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56A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56B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(从第一泵54A的排放口提供至第二泵54B的吸入口)为大约20磅每平方英寸(psi)。在某些实施例中，指示压力的压力元件61-1和61-2可布置在转移管线21L上，并且可定位来测定例如转移管线21L上的压差。

III.稀释剂/单体回收系统

首先，应当强调，本文讨论的并且从反应器系统20接收并处理排放淤浆22的稀释剂/单体回收系统24(图1和图3)作为示例给出。的确，也可采用各种其他设备、构造和单元操作来从聚乙烯产物蓬松毛淤浆22除去或分离稀释剂、单体和其他组分。而且，根据本技术，控制从反应器系统20排放的淤浆22中聚乙烯蓬松毛的粒径在从聚乙烯蓬松毛分离烃(例如稀释剂、单体等)或残留烃的各种单元操作中可以是有益的。一般地，粒径越小(例如平均粒径越小、中值粒径越小)，留在聚乙烯蓬松毛中的残留烃或VOC越少(例如使蓬松毛经受吹扫柱或其他分离操作之后)。换句话说，通常粒径越小，在分离中可以除去的残留烃或VOC越多(作为例子，见图7)。这种提高的残留烃或VOC除去效率可能与较小颗粒的提高的表面积与体积比、与较小颗粒的更小孔体积等等相关。

图3是示例性稀释剂/单体回收系统24。从反应器50B排放的聚乙烯蓬松毛淤浆22流动通过具有在线闪蒸加热器62的闪蒸管线，进入分离容器64。分离容器64可以是闪蒸容器、闪蒸室、简单的沉降桶、高效旋风分离器或旋风分离器与闪蒸室的结合，或者其他用于从大多数稀释剂分离固体的合适的设备。

在线闪蒸加热器62可以是周围的管道或夹套，其使用例如蒸汽或蒸汽冷凝物作为加热介质，以对淤浆22提供间接加热。因此，第二回路淤浆反应器50B流出物(产物蓬松毛淤浆22)在它引入闪蒸室64之前被加热。进一步，淤浆22通常可经历闪蒸管线上的压降，并且因此由于压降和温度提高蒸发非固体组分。而且，在产物蓬松毛淤浆22进入闪蒸室64之前，可将水或其他催化剂毒物注入淤浆22中以使淤浆22中的任何残留催化剂和助催化剂失活。因为这些注入的组分通常是催化剂毒物，它们通常从循环到反应器50A,50B的任何回收的材料(例如单体或稀释剂)中被彻底去除，或者至少基本去除。

在闪蒸室64(例如或者更一般地分离容器)中，反应器排放淤浆22的大多数非固体组分从顶部作为闪蒸气体66中的蒸气排出。注意，例如循环的闪蒸气体66可以被冷凝以及在路途中绕过34分馏系统30至反应器50A,50B(即经由进料系统16)(也参见图1)。在另一方面，所有或部分的闪蒸气体66(作为蒸气和/或液体)可以被送至分馏系统30(也见图1)。在聚乙烯生产中，这种蒸气通常主要是稀释剂，例如异丁烷或前面提及的其他稀释剂。它也可包含大多数的未反应单体(例如乙烯)和其他轻组分以及未反应的共聚单体(例如1-己烯、丁烯、1-戊烯、1-辛烯和1-癸烯)和其他重组分(例如己烷和低聚物)。闪蒸气体66的示例性近似组成是94wt.％异丁烷、5wt.％乙烯和1wt.％其他组分。可以在闪蒸室64中保持蓬松毛的水平或体积，以给出蓬松毛在室64中的附加停留时间，促进多孔蓬松毛颗粒中液体和气体的分离。

闪蒸气体66可以在设备例如旋风分离器、袋过滤器等中处理，在那里，夹带的蓬松毛固体被移出并返回闪蒸室64或至下游设备，例如下面讨论的吹扫柱。闪蒸气体66也可行进通过例如脱氧床。进一步，闪蒸气体66可热交换器(例如管壳式结构)中冷却或冷凝，然后其循环回进料系统16或分馏系统30(也见图1)。有益地，在某些实施方式中部分由于闪蒸室64的操作压力，在一些实施例中闪蒸气体66的这种冷却、冷凝和直接循环可以在没有压缩下进行。在某些实施例中闪蒸气体66可对应于图1的部分或全部的循环流26和34。

至于闪蒸室64中的固体(聚合物)，它们与少量夹带的稀释剂(和单体)一起排出并经由固体排出70送至吹扫柱68。如本领域普通技术人员将理解的，固体排出70管道可包括允许聚合物向下流动通过管道、同时减少蒸气在吹扫柱68和闪蒸室64之间流动可能性的阀构造。例如，一个或多个旋转或循环阀、单v-球控制阀、蓬松毛缓冲罐、相对小的蓬松毛室等等可以布置在固体排出70管道上。而且，可通过在闪蒸室64底部或在固体排出管道70上的水平控制阀，在闪蒸室64中维持固体的水平，提供固体在闪蒸室64中增加的停留时间。在更传统的构造中，来自闪蒸室64的蓬松毛固体可以排放至更低压力的闪蒸室，更低压力闪蒸气体需要压缩以便循环回到分馏系统30和反应器。然而，更新的技术已经提供用于消除低压闪蒸和相关的气体压缩，并代之以从闪蒸室70排放蓬松毛固体至吹扫柱68。

在图示的实施方式中，至下游吹扫柱68的主要固体通常是离开闪蒸室64的固体排出物70(聚乙烯蓬松毛)。吹扫柱68的目的是从进来的固体流移出残留烃以及提供基本清洁的聚合物蓬松毛72，其最多具有相对小量的夹带挥发性有机含量(VOC)。蓬松毛72可以被运输或传送至挤出系统36(图1)以转化为球粒38以及以便作为聚烯烃球粒树脂经由装载系统39分配和销售至顾客40(见图1)。一般地，从吹扫柱68作为聚合物蓬松毛72排出的处理的聚合物颗粒可以在传统的最后操作中加工，例如在挤出/装载系统36(图1)中的双螺杆挤出机中。

在图示的示例性吹扫柱68系统中，将氮气注入吹扫柱68以通过柱顶排放74移出残留烃。该排放74可被送过分离单元76，例如膜回收单元、变压吸附单元、冷藏单元等等，以经由氮气流78回收氮气，以及排放分离的烃流80，其可被压缩并送至例如分馏系统30。在某些实施例中该分离的烃流80可对应于图1中一部分的流26。在本领域，分离单元76可以被称为稀释剂氮气回收单元(DNRU)、异丁烷氮气回收单元(INRU)等等。而且，新鲜氮气82可被加入到氮气回路以补充吹扫柱68系统的氮气损失。最后，应当注意，从分离单元76排出的烃流80可被压缩并在分馏系统30(图1)加工，以得到无烯烃的稀释剂，其用于催化剂制备和反应器或管线冲刷中。

最后，如本领域普通技术人员将理解的，多种构造可在稀释剂/单体回收系统24中采用。例如，来自闪蒸室64的固体排出70可被发送至另一反应器(例如液相反应器或气相反应器)或者至低压闪蒸室，而不是至吹扫柱68。然后聚合物可以之后进入吹扫柱68(即，从另外的反应器或低压闪蒸室)。如果从闪蒸室64排放至另一反应器，通常在上游不将催化剂毒物注入排放22中，并因此保留剩余的活性催化剂，用于进一步聚合。在另一种构造中，吹扫柱68可从回收系统20消除并与下游的挤出机进料罐结合，以及在这种结合中进行残留烃或挥发性有机物质(VOC)去除。的确，与吹扫柱68相关联的分离单元76可以被重新定位，以允许例如吹扫柱/挤出机进料罐组合。当然，在本技术中考虑多种其他构造以及容器和设备类型。

IV.聚合反应器进料系统

参看图4并且如下面讨论，可调节至聚合反应器的各种进料以调节在聚合反应器中的催化剂停留时间，并且因此调节在聚合反应器中的聚乙烯蓬松毛的粒径。图4描绘聚合反应器的(图1的)示例性反应器进料系统16。在该实施方式中，单体90(例如乙烯)被进料通过单体处理器92至反应器系统20中的液相反应器(例如回路淤浆反应器50A,50B)。进一步，流量计94(例如质量流量计、Coriolis质量计、孔板计、压差计等)可用于测量乙烯至聚合反应器50A,50B的流速。的确，乙烯单体90至反应器的流速通常被测量(和控制)以促进聚合反应器中期望的操作条件(例如淤浆密度、共聚单体/单体比、生产速率等)，从而提供反应器中形成的聚乙烯的期望性质。

主要具有循环的稀释剂(例如异丁烷)或具有相对少量的夹带乙烯的闪蒸气体66(也见图3)可以从稀释剂/单体回收系统24返回(例如对应于图1的流34)并送至反应器系统20中的聚合反应器50A,50B。在“直接”循环至反应器的实施例中，循环的稀释剂或闪蒸气体66可以被冷却并传送通过重组分剔除罐96，在此，重组分从底部排放物中除去，并通过离心泵98例如作为进料100发送至分馏系统30。剔除罐96的罐顶组分102可以在热交换器106中进一步冷却，并收集在循环稀释剂缓冲罐108中以进料至反应器。下游的离心泵110可输送稀释剂112通过循环稀释剂处理器114至回路淤浆反应器。应当注意，相对少量的新鲜稀释剂(未图示)可加入分馏系统30中，例如以补充在聚乙烯制造系统10中的稀释剂损失。进一步，共聚单体116(例如1-己烯)可加入到泵110的吸入端或者在循环稀释剂环路的其他点，以便加入到反应器中。单体处理器92和循环稀释剂处理器114可包括例如分子筛或者铝填料，其配置用于从单体、循环稀释剂、共聚单体进料和其他进料除去催化剂毒物。

其他进料组分可以加入回路淤浆反应器中。例如，氢118可以加入以控制反应器中形成的聚烯烃的分子量。进一步，其他添加剂例如抗静电剂、催化剂活性抑制剂等可以被注入反应器中，如附图标记120指示的。各个组分流可以结合为进料流58A,58B或60(也见图2)进料到回路淤浆反应器。进一步，如下面讨论，基本没有烯烃的稀释剂122可以从分馏系统30循环通过处理器124，以用于制备进料到反应器的催化剂。的确，稀释剂122可以用作从催化剂制备系统126排出的催化剂流60到回路淤浆反应器的途中的载体。最后，可应用处理器处理各个进料，例如以便从共聚单体、新鲜异丁烷和氢中除去催化剂毒物。

V.粒径

图5是操作或控制具有反应器系统20(图2)的聚乙烯生产系统10(图1)的方法130。方法130有利地控制在聚合反应器系统20中形成的聚乙烯的粒径，并因此增强生产系统10的例如可操作性。在某些实施方式中，反应器系统20具有两个串联布置和操作的聚合反应器(例如液相反应器、回路反应器等)。因此，如讨论的，第一聚合反应器可排放至第二聚合反应器。也如上所讨论的，各种进料组分例如催化剂、稀释剂、乙烯、共聚单体(例如1-己烯)、氢气等可进料至反应器系统20。

首先，如图5中所示，乙烯在第一聚合反应器中的催化剂上被聚合(方框132)，形成中间聚乙烯颗粒，其具有催化剂和第一聚乙烯。在某些实施例中，随着乙烯在第一反应器聚合产生第一聚乙烯，第一聚乙烯在催化剂颗粒上生长，形成中间聚乙烯颗粒。中间颗粒从第一聚合反应器在转移淤浆中通过转移管线排放(方框134)至第二聚合反应器。转移淤浆可包括中间聚乙烯颗粒(具有活性催化剂)、稀释剂和未反应组分，例如乙烯、共聚单体(例如1-己烯)等。

乙烯在第二聚合反应器中的中间聚乙烯颗粒中的催化剂上聚合(方框136)，形成第二聚乙烯，并且形成产物聚乙烯颗粒，其具有催化剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯。在某些实施例中，随着乙烯在第二反应器中聚合产生第二聚乙烯，第二聚乙烯在中间聚乙烯颗粒中的催化剂颗粒上生长，形成产物聚乙烯颗粒。产物聚乙烯颗粒从第二聚合反应器(即在排放淤浆中)排放(方框138)，以便进一步例如在稀释剂/单体回收系统24(图1和图3)等中处理。

方法130可包括控制(方框140)从第二聚合反应器排放的产物聚乙烯颗粒的粒径。产物颗粒的粒径可以通过调节催化剂通过第一聚合反应器和/或第二聚合反应器的停留时间进行控制。增加的停留时间可提供更大颗粒(例如更大的平均或中值粒径)的产物聚乙烯颗粒。相反地，减小的停留时间可提供较小颗粒(例如较小平均或中值粒径)的产物聚乙烯颗粒。

催化剂的停留时间可提供提高第一聚合反应器和/或第二聚合反应器中循环淤浆的固体浓度提高。例如，固体浓度可通过减小至聚合反应器的稀释剂进料速度和/或增加催化剂进料速度而提高。相反地，催化剂的停留时间通过降低一个或两个聚合反应器中循环淤浆的固体浓度而降低。例如，固体浓度通过增加至聚合反应器的稀释剂进料速度和/或降低至聚合反应器的催化剂进料速度而降低。

在某些实施方式中，催化剂通过反应器的总停留时间一般可以是第一聚合反应器中催化剂停留时间加上第二聚合反应器中催化剂停留时间的总和。因此，调节催化剂的停留时间(即总停留时间)可包括调节第一反应器和/或第二反应器中的催化剂停留时间。

第一聚合反应器的催化剂停留时间可以通过调节例如稀释剂进料流至第一聚合反应器的速率进行调节。催化剂的第二反应器中的催化剂停留时间可以通过调节第一稀释剂进料流至第一聚合反应器的速率和/或调节第二稀释剂进料流至第二聚合反应器的速率进行调节。至第一聚合反应器的稀释剂进料速度的变化可以影响第二聚合反应器中的停留时间，因为稀释剂在第一反应器中增加的存在量经由转移淤浆传输至第二反应器。最后，与调节稀释剂进料一起，在第一聚合反应器中的催化剂停留时间以及第二聚合可以通过分别调节第一聚合反应器和第二聚合反应器中的相关固体浓度进行调节。

产物颗粒的粒径也可以通过调节第一聚合反应器和/或第二聚合反应器中的催化剂活性(例如具有产生的聚合物质量单位/使用的催化剂质量/时间)进行控制。较有活性的催化剂一般得到增加粒径的从第二反应器排放的产物聚乙烯颗粒。相反地，不太有活性的催化剂一般产生减小粒径的产物聚乙烯颗粒。

初始催化剂活性可以是与供应的催化剂相关的性质。然而，如下面讨论，催化剂活性可以通过添加活性改性剂(抑制剂或促进剂)至工艺进行调节。某些进料或反应器组分，例如为了控制分子量加入的氢，可以用作催化剂抑制剂，降低催化剂活性，或者可用作催化剂促进剂，提高催化剂活性，例如这取决于应用的催化剂系统和生产的聚烯烃。同样，助催化剂(例如烷基铝)可以加入例如催化剂进料或反应器以活化催化剂，并且其通常提高催化剂活性。进一步，根据本技术，抑制或降低催化剂活性的活性改性剂可以加入以促进控制聚乙烯粒径。

根据本技术，活性改性剂(抑制剂和/或促进剂)可以加入聚合反应器以调节催化剂活性。活性改性剂可包括活性阻滞剂或活性抑制剂(例如催化剂毒物)。的确，催化剂活性的期望降低(即，以减小产物聚乙烯颗粒粒径)可通过加入活性抑制剂至第一聚合反应器和/或至第二聚合反应器实现。进一步，催化剂活性的增加(即，以增加产物聚乙烯颗粒粒径)可通过停止或降低活性抑制剂的添加速率实现。

示例性活性抑制剂包括酚类(丁基化羟基甲苯BHT、抗氧化剂BHEB、Irganox1076、Irganox 1010)、亚磷酸酯(三壬基苯基亚磷酸酯TNPP、Irgafox 168、Weston626)、硫酯(抗氧化剂DLTDP和DSTDP)、胺类(Tinuvin 622、Chimmassorb 944)、反应器抗静电剂(Stadis450)、二氧化碳、一氧化碳、乙炔等。在一些实施方式中，活性抑制剂可从具有该活性抑制剂的容器(瓶、桶、盒、器皿等)注入进料流(例如进料58)。

再一次，催化剂活性可至少部分通过添加活性抑制剂或催化剂毒物进行控制。在某些实施例中，如果齐格勒纳塔催化剂用于其中低分子量、高密度聚乙烯组分在第一反应器中产生的双回路工艺，催化剂活性可非常高，这是因为第一反应器条件(例如高的氢气、温度、乙烯浓度等)。在一些实施例中，第一反应器中该较高活性可能有利地被调和，以平衡反应器之间的活性，以便更好控制聚乙烯粒径等等。

也应注意，聚乙烯蓬松毛粒径一般可与催化剂生产率相关，催化剂生产率是产生的聚乙烯质量/使用的催化剂质量。催化剂生产率可被表征为催化剂活性乘以催化剂的反应器停留时间。因此，前述的调节停留时间和催化剂活性的技术可应用来调节催化剂生产率以控制粒径。而且，如下面讨论，聚乙烯颗粒的裂开的量可与催化剂生产率、催化剂活性和催化剂停留时间、催化剂颗粒密度等等相关。控制或调节粒径可包括调节反应器系统中聚乙烯颗粒的裂开的量。

进一步，为了调节催化剂的活性(并因此调节生产率)以控制聚乙烯蓬松毛的粒径，可调节第一和/或第二聚合反应器的温度。第一反应器50A中催化剂的活性和生产率可通过改变第一反应器50A中的温度(即循环淤浆的温度)进行调节。同样，第二反应器50B中催化剂的活性和生产率可通过改变第二反应器50B中的温度(即循环淤浆的温度)进行调节。通常，在催化剂活性/生产率与反应器温度之间存在正比关系。换句话说，一般地，提高的反应器温度提供提高的催化剂活性和生产率，降低的反应器温度提供降低的催化剂活性和生产率。然而，催化剂活性和生产率与反应器温度之间的这种关系取决于与聚合(反应)动力学的最终点或区域相关的操作条件。的确，取决于动力学曲线上的点，例如，调节温度提供了活性和生产率的明显改变(正向关系)，或者活性和生产率基本没有改变。

最后，控制产物聚乙烯颗粒粒径可进一步包括选择替代的催化剂以及将该替代催化剂进料至反应器系统(例如至第一聚合反应器)。该替代催化剂可以与当前应用的是相同或不同类型的催化剂，但具有不同的催化剂粒径。的确，产生的聚乙烯蓬松毛的粒径可以与进料的催化剂的粒径相关。如所示，粒径可被表征为平均粒径、中值粒径、粒径分布等等。

如上讨论，反应器的淤浆排放物通常包括聚合物蓬松毛以及非聚合物组分，例如未反应烯烃单体(以及共聚单体)、稀释剂等。在聚乙烯生产的情况，非聚合物组分通常主要包括稀释剂，例如异丁烷，具有少量的未反应乙烯(例如5wt.％)。该排放流通常例如通过稀释剂/单体回收系统(例如闪蒸容器或分离容器、吹扫柱等)处理，以从聚合物蓬松毛中分离非聚合物组分。从回收系统中回收的稀释剂、未反应单体和其他非聚合物组分可例如通过处理床和/或分馏系统处理，并且最终作为纯化的或处理的进料返回反应器。一些组分可被燃烧或返回至供应装置，例如至烯烃制造厂或炼油厂。至于回收的聚合物(固体)，聚合物可以被处理以使残留催化剂失活、除去夹带的或溶解的烃、干燥聚合物以及使聚合物在挤出机中成粒等，然后聚合物被送至顾客。

聚乙烯生产中一个具体的问题是不期望的在从聚烯烃制造工艺的“湿端”出来的(例如从单体/稀释剂回收系统中的吹扫柱出来的)聚合物蓬松毛中以及与其一起携带有挥发性有机物质(例如稀释剂、单体、共聚单体和其他烃)。该从湿端出来的蓬松毛颗粒的流通常被传输至“干端”(例如通过气动传输系统)，在那里，蓬松毛可以被存放在仓库中、挤出为球粒、然后以球粒装载到容器或有轨车中，等等。蓬松毛从湿端(例如从吹扫柱)出来的聚合物蓬松毛的流中的烃可以被聚合物蓬松毛夹带、溶解在聚合物蓬松毛中、吸附和/或吸收在聚合物蓬松毛上、容纳在聚合物蓬松毛的孔中，等等。烃可能在干端工艺中的各个点(例如在挤出和产品装载系统中)被不期望地释放至大气，导致烃损失，超过环境允许等等。

进一步，应当注意，聚合物蓬松毛中VOC的量可以受到吹扫气体的量和条件——如果在脱气操作中应用、以及上游反应器条件例如共聚单体的类型和量等等的影响。例如加入上游反应器的较重共聚单体(例如1-己烯)可以产生下游蓬松毛中的较高的VOC。

在某些实施方式中，聚合反应器中聚乙烯蓬松毛的粒径可以被控制或调节，以有利地增加在下游处理设备(例如闪蒸容器、桶、吹扫柱228等)中从聚乙烯蓬松毛中除去烃的分离或分离效率。关于从聚乙烯蓬松毛除去残留烃和聚乙烯蓬松毛的相关的挥发性有机物质(VOC)的讨论，参见美国专利7,957,947，通过引用以其整体将其并入本文。应当强调，本技术允许通过调节上游聚合反应器中聚乙烯蓬松毛颗粒的粒径在各种下游容器或分离器(除了公开的吹扫柱68外)中提高分离效率。

对于讨论的吹扫柱的情况，示例性吹扫柱228可以是圆筒容器，其具有相对高的竖直部分、在顶部的盖或头、在底部的具有用于排放聚合物蓬松毛的孔的斜侧面或圆锥形状。待脱去挥发性烃的聚合物(例如聚乙烯)蓬松毛可以在顶部进入容器，同时吹扫气体——通常是氮气——可以在斜底部侧面被引入容器。在容器中在吹扫气体和聚合物蓬松毛之间流动可以是逆流的。再一次，在某些实施方式中，富烃吹扫气体通过顶部的孔离开容器，而脱气的蓬松毛在容器底部离开。

该吹扫容器和其他吹扫容器中的脱气效率可基于在容器中保持聚合物蓬松毛和吹扫气体的均匀活塞流，从而促进二者之间的良好接触。在一些实施例中，容器直径的典型范围从5-6英尺，但是选择其长度(L/D比)以获得足以对聚合物蓬松毛脱气的停留时间(例如30-180分钟)。实例L/D比可从4至8，或者在该范围之外。也应注意，在吹扫柱中可应用内部物，例如用于引导吹扫气体(氮气)的分配板、用于促进聚合物活塞流的反锥体(例如减小聚合物蓬松毛形成桥或隧道)等等。

图6是方法150，其涉及在下游分离装备中提高烃(即，VOC去除)从聚乙烯蓬松毛颗粒的分离。具体而言，图6是操作聚乙烯生产系统10的方法，其中在聚合反应器中调节聚乙烯蓬松毛粒径以在下游装备中提高烃的分离或除去，残留烃、VOC等从聚合物蓬松毛颗粒的除去，下游装备例如低压闪蒸容器、吹扫柱68等等。在某些实施方式中，考虑具有双回路反应器50A,50B的反应器系统20。

首先，如方框152表示，乙烯(以及任选的共聚单体例如1-己烯)在第一回路反应器中聚合，产生第一聚乙烯，以及在第二反应器中聚合，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或一定程度上不同于第二聚乙烯。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，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。进一步，例如，产物淤浆22从第二回路反应器50B排放，例如通过CTO连续排放。

产物淤浆22可发送通过闪蒸管线和第一分离器容器(例如闪蒸容器)以从产物淤浆22中的聚乙烯蓬松毛闪蒸(方框154)烃(例如稀释剂、未反应的乙烯等)。从第一分离器容器排放的聚乙烯蓬松毛可在第二分离器容器(例如吹扫柱)中进行吹扫(方框156)以从聚乙烯蓬松除去毛残留烃。根据本技术，聚乙烯蓬松毛的粒径可以在上游聚合反应器中进行调节(方框158)以提高(方框160)在第二分离器容器(例如吹扫柱68)中的分离效率。

图7是灵敏性研究的实例结果(图)，其用示例性模型评估吹扫参数(例如聚乙烯粒径)对离开吹扫柱的聚烯烃聚合物(即蓬松毛)流的VOC的影响。示例性模型基于传质理论，并且在前述美国专利7,957,947中有详细讨论。对于较小聚合物粒径，聚合物流的VOC减小。认为，较小的颗粒一般增强吸附或吸收的烃组分从聚合物的扩散。

具体而言，图7是从吹扫柱排放的聚烯烃蓬松毛流中的VOC 172ppm(每百万份数)的示例性模型结果与聚烯烃聚合物蓬松毛的单位为10^-6米(微米或μ)的平均粒径174的作图170。在VOC 172和聚合物粒径174之间存在关系，如示例性曲线176所示。在该模型的一个灵敏性实例中，随着蓬松毛粒径从800微米减小到600微米(减小25％)，VOC 172减小大约43％，从47ppm到26ppm。

图8A-9B提供用聚乙烯生产的相关商业数据的计算结果，其关于聚乙烯蓬松毛粒径和VOC，假定没有裂开。为了清楚，假定聚乙烯蓬松毛颗粒没有裂开。图8A和8B给出用中值(D-50)粒径大约12微米(10^-6米或μm)的催化剂聚合聚乙烯并且随后从聚乙烯除去VOC的数据。图9A和9B给出用中值(D-50)粒径大约20微米的催化剂聚合聚乙烯并且随后从聚乙烯除去VOC的数据。该数据显示在相似的催化剂停留时间和催化剂活性，较大的催化剂颗粒给出较大的聚乙烯蓬松毛粒径。进一步，该重复关系的假设包括：(1)聚乙烯蓬松毛颗粒没有裂开；和/或(2)具有不同直径的两种催化剂的颗粒密度相似。

催化剂的颗粒密度也可影响蓬松毛的所得粒径。一般地，具有较大颗粒密度的催化剂(更紧凑的催化剂颗粒)可给出较大的平均或中值粒径的蓬松毛，这是因为在反应器中裂开较少。因此，在某些实施例中，具有较大颗粒密度的较小催化剂颗粒可给出比具有较低颗粒密度的较大催化剂颗粒来说更大的蓬松毛粒径。根据本技术，蓬松毛粒径可通过选择具有某一催化剂颗粒密度的催化剂进行调节，即调节裂开的量，如下面讨论。

图8A-9B所示的数据也显示对于较大粒径的聚乙烯蓬松毛在吹扫柱68(图3)中改进的分离。在某种意义上来说，改进的或提高的分离(提高的从蓬松毛中除去残留烃或VOC)可被表征为改进的或提高的分离效率(例如在吹扫柱中)，这是因为假定蓬松毛质量相同，则较少的残留烃留在蓬松毛(即具有较小粒径)中。

图8A是平均蓬松毛粒径182直径(μm)与上游聚合反应器中催化剂总停留时间184(小时)在各种催化剂活性186下的作图180。如所示，平均催化剂粒径大约12微米。单位为克/hr聚乙烯(PE)蓬松毛每克催化剂的三种催化剂活性186分别给出为10,000、30,000和50,000。蓬松毛粒径182属于从第二或最后反应器排放的蓬松毛并且可能最终进入吹扫柱68(图3)。图8A中的关系显示蓬松毛粒径可以通过调节反应器停留时间和通过调节催化剂活性进行控制。

图8B是离开吹扫柱的蓬松毛的蓬松毛VOC 192(ppm)与在上游聚合反应器中的催化剂总停留时间184在三种催化剂活性186下的作图190。再一次，催化剂的三种活性186是10,000、30,000和50,000，单位为聚合并产生的PE(克/hr)/使用的催化剂(克)。也与图8A的数据一样，在图9中提供的结果中平均催化剂粒径大约12微米。总之，图8A和8B的关系显示分离效率即残留烃或VOC从PE蓬松毛提高的除去通过调节PE粒径、催化剂反应器停留时间和催化剂活性可以在吹扫柱中得到提高。

图9A是平均蓬松毛粒径202直径(μm)与上游聚合反应器中的催化剂总停留时间204(小时)在分别三种催化剂活性206下的作图200，三种催化剂活性是前面图8A和8B中提供的数据的相同催化剂活性186。然而，与图8A和8B中提供的数据相比，与图9A相关的数据用于大约20微米的平均催化剂粒径。图9A中的关系表明蓬松毛PE粒径可以通过调节催化剂的反应器停留时间和通过调节催化剂活性进行控制。

图9B是离开吹扫柱的PE蓬松毛的蓬松毛VOC 212(ppm)与上游聚合反应器中的催化剂总停留时间204在分别三种催化剂活性206下的作图210。图9A和9B中的关系表明分离效率即残留烃或VOC从PE蓬松毛提高的除去通过调节PE蓬松毛粒径、催化剂反应器停留时间和催化剂活性可以在吹扫柱中得到提高。

如提及的，从直径为12微米的较小催化剂颗粒(图8A和8B)至直径为20微米的较大催化剂颗粒(图9A和9B)的变化导致较大粒径的聚乙烯蓬松毛，例如从第二回路反应器排放的产物淤浆22中的聚乙烯蓬松毛，或例如从闪蒸室64至吹扫柱68的固体排放物70中的聚乙烯蓬松毛。因此，如讨论的，控制从聚合反应器排放的产物聚乙烯颗粒的粒径可包括选择进料至反应器系统20的初始或可选催化剂。可至少部分基于催化剂直径的粒径选择催化剂，并且因此以便给出期望平均或中值粒径的聚乙烯产物蓬松毛。

进一步，可以在控制或调节蓬松毛粒径中考虑催化剂颗粒的密度，如上提及的。例如，催化剂和蓬松毛的较少裂开可以通过选择较大催化剂颗粒密度的催化剂来实现，并且因此给出较大平均或中值粒径的聚乙烯蓬松毛。在另一方面，催化剂和蓬松毛的较多裂开可以通过选择具有较低颗粒密度的催化剂来实现，并且因此给出较小平均或中值粒径的聚乙烯蓬松毛。

裂开是在反应器中聚乙烯蓬松毛颗粒的破裂，并且影响聚乙烯蓬松毛的粒径和VOC。如所示，裂开的量可以与催化剂的颗粒密度相关。而且，如同蓬松毛颗粒的大小，一般地，聚乙烯蓬松毛的裂开颗粒的大小可以与催化剂活性以及反应器中催化剂的停留时间相关并因此与催化剂生产率相关。表1和2提供用两个串联布置的回路反应器进行双回路反应器生产聚乙烯的商业数据和计算结果。提供的数据在催化剂活性和催化剂停留时间(通过两个反应器的总停留时间)以及相关的催化剂生产率的范围内。总聚乙烯蓬松毛的所得蓬松毛D-50中值粒径被列出。如本领域技术人员理解的，D-50粒径是中值粒径，即在分布中50％颗粒小于D-50直径大小和分布中50％颗粒大于D-50直径大小处定义的粒径。

而且，裂开数据提供在表1和表2中。在这些实施例中，裂开被分类为裂开为2个颗粒、裂开为4个颗粒、裂开为8个颗粒和裂开为16个颗粒。在表1中，对于未裂开部分和每个裂开部分，列出了中值粒径直径。进一步，在该实施例中，假定的粒数(population)对于未裂开颗粒是0.5，对于2-裂开是0.267，对于4-裂开是0.133，对于8-裂开是0.067和对于16-裂开是0.033。如提及的，中值粒径直径可以是给定部分的D-50颗粒大小。如技术人员理解的，D-50粒径被定义为在给定粒数范围的50％处的颗粒直径。因此，D-50粒径是中值粒径。

如从总蓬松毛颗粒包括未裂开颗粒和裂开颗粒的表1中可见，聚乙烯粒径随停留时间和催化剂生产率增加。如技术人员理解的，催化剂生产率是催化剂活性乘以催化剂停留时间。在表2中，列出每个裂开部分的VOC值。如从表2可见，从吹扫柱排放的蓬松毛的VOC有利地随蓬松毛粒径减小、催化剂活性减小、反应器停留时间减小和催化剂生产率减小而减小。

表1.回路反应器系统中聚乙烯颗粒裂开

*给出值是该部分的中值直径，单位为微米。

表2.从吹扫柱排放的聚乙烯蓬松毛的VOC

*该部分中中值直径颗粒的VOC，单位为ppm

图10描绘聚乙烯聚合反应器系统240的替代实施方式，其中蓬松毛处理系统242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242可包括将轻端243例如氢和单体(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。控制从第一反应器排放的聚乙烯蓬松毛的粒径(例如朝向较大粒径调节)可以有利地改进淤浆流中的可操作性(例如通过较低淤浆粘度和提高的液压)和泵性能，例如在蓬松毛处理系统242中。因此，控制蓬松毛处理系统242中的转移淤浆流动、转移淤浆泵等可以至少部分与蓬松毛粒径相关联，提高了操作稳定性。而且，控制粒径(例如朝向较小粒径调节)可提高在淤浆处理系统242中烃从淤浆或从聚乙烯蓬松毛固体的分离。因此，控制闪蒸容器或分离容器例如在淤浆处理系统242中可至少部分与蓬松毛粒径相关联，改进了相关操作。

如同上述的反应器系统20，反应器系统240中的两个回路淤浆(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240。进一步，至少一个催化剂流60被加入反应器系统240。

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22可通过沉降腿、CTO、隔离、阀、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242。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242的第二转移淤浆21-2至第二回路反应器50B。在某些实施例中，淤浆处理系统242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。

关于控制聚乙烯蓬松毛粒径的前述技术可适用于图10所示的实施方式。例如，从第一反应器50A(在转移淤浆21-1中)和/或从第二反应器50B(在产物淤浆22中)排放的聚乙烯蓬松毛的粒径可以通过调节反应器条件进行控制或调节。这种反应器条件可包括催化剂停留时间、催化剂活性、催化剂生产率和聚乙烯裂开等等。可添加活性改性剂，包括活性抑制剂。进一步，例如针对催化剂粒径和/或催化剂密度的催化剂选择可以调节粒径。控制粒径可有利地改进反应器50、淤浆处理系统242以及下游单元操作和装备中的操作性。

图11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242的实例。在该实例中，淤浆处理系统242具有任选的浓缩器系统244和轻质去除系统246。当然，可执行淤浆处理系统242的其他配置。控制第一反应器50A中粒径的前述技术可提高液压和浓缩器系统244的操作性，也提高轻质去除系统246中淤浆的液压、脱气和操作性，等等。

如下面讨论，浓缩器系统244的目的是形成循环流以促进控制第一回路反应器50A中的固体浓度。进一步，浓缩器系统244可减少发送至轻质去除系统246的烃(例如稀释剂、单体、共聚单体等)负荷。

如所示，浓缩器系统244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246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244，并且CTO布置在例如转移管线21L-1上的第一反应器50A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244的旋风分离器248。来自旋风分离器248的循环流250可经由泵252返回第一反应器50A。循环流250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250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250的流速可用控制阀(未示出)和/或通过控制泵250的速度等等进行调节。至于来自旋风分离器248的初始固体流，浓缩的固体淤浆流254跨过降压阀255离开旋风分离器248至轻质气体去除系统246。

在该实施例中，轻质去除系统246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243(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)低的组分。而且，通过从浓缩器系统244循环到第一反应器50A以及通过在转移淤浆21-2中从轻质去除系统246排放较重组分(即经由闪蒸容器256的底部、分馏柱258的底部等等)至第二反应器50A等等，可实现涉及重组分(重共聚单体、添加剂等)的各种应用。

在图11的说明性实施例中，轻气体去除系统246包括闪蒸容器256和蒸馏或分馏柱258。在一个实施例中，闪蒸容器256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256的内容物。闪蒸容器256也可具有混合器或搅拌器260。

下游分馏柱258可具有多个蒸馏塔板262提供的多个理论级。另外，分馏柱258也可具有塔顶冷凝器264，其在该实施例中布置在分馏柱258顶部。进一步，闪蒸容器256，当装备有前述的夹套时，可以被用作分馏柱258的再沸器。闪蒸容器256也用作搅拌罐以收集固体。

在操作中，来自旋风分离器248的固体淤浆流254进入闪蒸容器256，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266送至分馏柱258。闪蒸容器256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256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256底部排放液体稀释剂。

除了稀释剂和单体，从闪蒸容器256至分馏柱258的塔顶进料流266可包含夹带的氢——如在第一反应器50A中加入——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256中并作为转移淤浆21-2从闪蒸容器256的底部排出(也见图10)。稀释剂270(例如异丁烷)可以加入闪蒸容器256。

从闪蒸容器256底部排出的转移淤浆21-2可以通过一系列泵272经由转移管线21L-2被泵送至第二回路反应器50B。至第二反应器50B的转移淤浆21-2的部分274在所示实施方式中可通过流量控制阀276循环至闪蒸容器256。而且，在某些实施例中，循环的部分274可以被取样，用气象色谱测试样品中的烃，例如以测定转移淤浆21-2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的进料以及反应器50A,50B中的组分浓度等等。

关于闪蒸容器256的塔顶组分，进料流266从闪蒸容器256排放至分馏柱258，在那里，蒸气沿分馏柱258向上行进。如所示，闪蒸容器256上的蒸汽夹套通过在分馏柱256的底部提供热用作再沸器。蒸气沿柱258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264冷凝，并且作为液体与任何净化的聚乙烯细颗粒通过流278向下落到闪蒸容器256。稀释剂270(例如异丁烷)可以加入分馏柱258。

轻组分流243通过压力控制阀276从分馏柱258在塔顶排出至例如轻端回收系统。轻组分流243可被取样并且测试其组分，例如使用气象色谱。可使用组成测试结果促进反应器50A,50B中组分浓度的控制，以调节至反应器50A,50B的进料流的流速等等。

图11的所示实施例可提供用于在某些情况下在第一反应器50B中比在第二反应器50B中更独立的控制。例如，加入第一反应器50A的基本上所有或部分催化剂活性改性剂(抑制剂和/或促进剂)可通过浓缩器系统244循环到第一反应器50A，和/或如果催化剂活性改性剂是轻组分，则在轻组分流243中除去，等等。在另一情况下，改变至第一反应器50A的稀释剂添加以调节第一反应器50A中的固体浓度或停留时间在一些实施例中可更少传输至第二反应器50A，这是由于在第一反应器50A和50B之间存在中间的淤浆处理系统242，等等。

附加的公开

已经描述了聚乙烯的生产方法和系统。提供下面条款作为进一步描述：

实施例1.操作聚乙烯反应器系统的方法，包括：在第一聚合反应器中在催化剂上聚合乙烯，以形成中间颗粒，其具有催化剂和第一聚乙烯；将所述中间颗粒从第一聚合反应器排放至第二聚合反应器；在第二聚合反应器中，在所述中间颗粒中的催化剂上聚合乙烯，以形成产物颗粒，其具有催化剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯；将所述产物颗粒从第二聚合反应器排放；和通过调节催化剂通过第一聚合反应器和/或第二聚合反应器的停留时间控制所述产物颗粒的粒径。

实施例2.实施例1所述的方法，包括进料乙烯、稀释剂和催化剂至第一聚合反应器以及进料乙烯和稀释剂至第二聚合反应器。

实施例3.实施例1所述的方法，其中调节所述停留时间包括调节至第一聚合反应器的稀释剂进料流的速度。

实施例4.实施例1所述的方法，其中调节所述停留时间包括调节至第二聚合反应器的稀释剂进料流的速度。

实施例5.实施例1所述的方法，其中调节所述停留时间包括调节在第一聚合反应器和/或在第二聚合反应器中的固体浓度。

实施例6.实施例1所述的方法，其中调节所述停留时间包括调节第一聚合反应器中催化剂的第一停留时间或调节第二聚合反应器中催化剂的第二停留时间，或者调节第一停留时间和第二停留时间二者。

实施例7.实施例6所述的方法，其中调节第一停留时间包括调节至第一聚合反应器的稀释剂进料流的速度。

实施例8.实施例6所述的方法，其中调节第二停留时间包括调节至第一聚合反应器的第一稀释剂进料流的速度和/或调节至第二聚合反应器的第二稀释剂进料流的速度。

实施例9.实施例6所述的方法，其中调节第一停留时间包括调节第一聚合反应器中的固体浓度，以及其中调节第二停留时间包括调节第二聚合反应器中的固体浓度。

实施例10.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11.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12.实施例1所述的方法，包括通过调节在第一聚合反应器和/或在第二聚合反应器中的催化剂的活性进一步控制产物颗粒的粒径。

实施例13.实施例12所述的方法，其中调节活性包括添加活性抑制剂至第一聚合反应器和/或至第二聚合反应器。

实施例14.实施例13所述的方法，其中所述活性抑制剂包括催化剂毒物。

实施例15.实施例1所述的方法，包括选择替代催化剂并将所述替代催化剂进料至第一聚合反应器，以产生从第二聚合反应器排放的替代产物颗粒，所述替代产物颗粒包括不同于所述产物颗粒的平均粒径。

实施例16.实施例1所述的方法，包括比第二聚合反应器进料更多氢至第一聚合反应器，或者比第一聚合反应器进料更多氢至第二聚合反应器。

实施例17.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18.实施例17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19.实施例1所述的方法，包括比第二聚合反应器进料更多共聚单体至第一聚合反应器，或者比第一聚合反应器进料更多共聚单体至第二聚合反应器。

实施例20.实施例1所述的方法，其中第一聚乙烯和第二聚乙烯结合以产生单峰聚乙烯或双峰聚乙烯。

实施例21.操作聚乙烯反应器系统的方法，包括：在第一聚合反应器中的催化剂上聚合乙烯，以形成第一聚乙烯和形成中间聚乙烯颗粒，其包括催化剂和第一聚乙烯；将所述中间聚乙烯颗粒从第一聚合反应器排放至第二聚合反应器；在第二聚合反应器中的催化剂上聚合乙烯，以形成第二聚乙烯和形成产物聚乙烯颗粒，其包括催化剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯；将所述产物聚乙烯颗粒从第二聚合反应器排放；和通过调节在第一聚合反应器和/或在第二聚合反应器中催化剂的活性控制产物聚乙烯颗粒的粒径。

实施例22.实施例21所述的方法，其中调节活性包括添加活性抑制剂至第一聚合反应器和/或至第二聚合反应器。

实施例23.实施例22所述的方法，其中所述活性抑制剂包括催化剂毒物。

实施例24.实施例21所述的方法，其中控制产物聚乙烯颗粒的粒径进一步包括选择替代催化剂并将所述替代催化剂进料至第一聚合反应器。

实施例25.实施例21所述的方法，包括比第二聚合反应器进料更多氢至第一聚合反应器，或者比第一聚合反应器进料更多氢至第二聚合反应器。

实施例26.实施例21所述的方法，包括通过调节催化剂通过第一聚合反应器和/或第二聚合反应器的停留时间进一步控制产物颗粒的粒径。

实施例27.实施例26所述的方法，其中调节所述停留时间包括调节稀释剂进料流至第一聚合反应器的速度。

实施例28.实施例26所述的方法，其中调节所述停留时间包括调节稀释剂进料流至第二聚合反应器的速度。

实施例29.实施例26所述的方法，其中调节所述停留时间包括调节在第一聚合反应器和/或在第二聚合反应器中的固体浓度。

实施例30.实施例26所述的方法，其中调节所述停留时间包括调节催化剂在第一聚合反应器的第一停留时间或调节催化剂在第二聚合反应器中的第二停留时间，或者调节第一停留时间和第二停留时间二者。

实施例31.实施例21所述的方法，其中调节活性包括调节第一聚合反应器和/或第二聚合反应器中的温度。

实施例32.提高在吹扫容器中从聚乙烯颗粒分离残留烃的效率的方法，包括：在反应器系统中的催化剂上聚合乙烯，以形成聚乙烯颗粒，所述反应器系统包括串联的第一聚合反应器和第二聚合反应器；将聚乙烯颗粒从第二聚合反应器排放至分离容器，以从聚乙烯颗粒分离烃；将所述聚乙烯颗粒从闪蒸容器排放至吹扫容器，以从聚乙烯颗粒分离残留烃；和调节从第二聚合反应器排放的聚乙烯颗粒的粒径，以提高在下游吹扫容器中残留烃从聚乙烯颗粒的分离。

实施例33.实施例32所述的方法，其中调节所述粒径包括调节反应器系统中裂开聚乙烯颗粒的粒径。

实施例34.实施例32所述的方法，其中调节所述粒径包括调节在反应器系统中催化剂的生产率。

实施例35.实施例34所述的方法，其中调节所述生产率包括调节催化剂在第一聚合反应器中的第一生产率或调节催化剂在第二聚合反应器中的第二生产率，或者调节第一生产率和第二生产率二者。

实施例36.实施例34所述的方法，其中调节所述生产率包括添加活性抑制剂至第一聚合反应器或第二聚合反应器或二者。

实施例37.实施例34所述的方法，其中调节所述生产率包括调节催化剂在反应器系统中的停留时间。

实施例38.实施例32所述的方法，其中调节所述粒径包括调节催化剂在反应器系统中的停留时间。

实施例39.实施例32所述的方法，其中调节所述粒径包括调节催化剂在第一聚合反应器中的第一停留时间或调节催化剂在第二聚合反应器中的第二停留时间，或者调节第一停留时间和第二停留时间二者。

实施例40.实施例32所述的方法，其中将聚乙烯颗粒从第二聚合反应器排放包括将聚乙烯颗粒从第二聚合反应器连续排放。

实施例41.实施例32所述的方法，其中调节所述粒径包括选择并进料具有催化剂颗粒密度的替代催化剂，以产生在反应器系统中的聚乙烯蓬松毛的期望量的裂开。

实施例42.实施例32所述的方法，其中调节所述粒径包括调节在第一聚合反应器和/或第二聚合反应器中的温度。

实施方式A

操作聚乙烯反应器系统的方法，包括：在第一聚合反应器中在催化剂上聚合乙烯，以形成中间颗粒，其具有催化剂和第一聚乙烯；将所述中间颗粒从第一聚合反应器排放至第二聚合反应器；在第二聚合反应器中，在所述中间颗粒中的催化剂上聚合乙烯，以形成产物颗粒，其具有催化剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯；将所述产物颗粒从第二聚合反应器排放；和通过调节催化剂通过第一聚合反应器和/或第二聚合反应器的停留时间控制所述产物颗粒的粒径。

实施方式B

实施方式A所述的方法，包括进料乙烯、稀释剂和催化剂至第一聚合反应器以及进料乙烯和稀释剂至第二聚合反应器。

实施方式C

实施方式A-B所述的方法，包括其中调节所述停留时间包括调节稀释剂进料流至第一聚合反应器的速度。

实施方式D

实施方式A-C所述的方法，其中调节所述停留时间包括调节稀释剂进料流至第二聚合反应器的速度。

实施方式E

实施方式A-D所述的方法，其中调节所述停留时间包括调节在第一聚合反应器和/或在第二聚合反应器中的固体浓度。

实施方式F

实施方式A-E所述的方法，其中调节所述停留时间包括调节催化剂在第一聚合反应器中的第一停留时间或调节催化剂在第二聚合反应器中的第二停留时间，或调节第一停留时间和第二停留时间二者。

实施方式G

实施方式A-F所述的方法，其中调节第一停留时间包括调节稀释剂进料流至第一聚合反应器的速度。

实施方式H

实施方式A-G所述的方法，其中调节第二停留时间包括调节第一稀释剂进料流至第一聚合反应器的速度和/或调节第二稀释剂进料流至第二聚合反应器的速度。

实施方式I

实施方式A-H所述的方法，其中调节第一停留时间包括调节第一聚合反应器的固体浓度以及其中调节第二停留时间包括调节第二聚合反应器中的固体浓度。

实施方式J

实施方式A-I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K

实施方式A-J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L

实施方式A-K所述的方法，包括进一步通过调节催化剂在第一聚合反应器和/或在第二聚合反应器中的活性控制产物颗粒的粒径。

实施方式M

实施方式A-L所述的方法，其中调节活性包括添加活性抑制剂至第一聚合反应器和/或至第二聚合反应器。

实施方式N

实施方式A-M所述的方法，其中所述活性抑制剂包括催化剂毒物。

实施方式O

实施方式A-N所述的方法，包括选择替代催化剂并将所述替代催化剂进料至第一聚合反应器，以产生从第二聚合反应器排出的替代产物颗粒，所述替代产物颗粒包括不同于产物颗粒的平均粒径。

实施方式P

实施方式A-O所述的方法，包括比第二聚合反应器进料更多氢至第一聚合反应器，或者比第一聚合反应器进料更多氢至第二聚合反应器。

实施方式Q

实施方式A-P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R

实施方式A-Q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S

实施方式A-R所述的方法，包括比第二聚合反应器进料更多共聚单体至第一聚合反应器，或者比第一聚合反应器进料更多共聚单体至第二聚合反应器。

实施方式T

实施方式A-S所述的方法，其中第一聚乙烯和第二聚乙烯结合以产生单峰聚乙烯或双峰聚乙烯。

实施方式U

操作聚乙烯反应器系统的方法，包括：在第一聚合反应器中的催化剂上聚合乙烯，以形成第一聚乙烯和形成中间聚乙烯颗粒，其包括催化剂和第一聚乙烯；将所述中间聚乙烯颗粒从第一聚合反应器排放至第二聚合反应器；在第二聚合反应器中的催化剂上聚合乙烯，以形成第二聚乙烯和形成产物聚乙烯颗粒，其包括催化剂、第一聚乙烯和第二聚乙烯；将所述产物聚乙烯颗粒从第二聚合反应器排放；和通过调节在第一聚合反应器和/或在第二聚合反应器中催化剂的活性控制产物聚乙烯颗粒的粒径。

实施方式V

实施方式U所述的方法，其中调节活性包括添加活性抑制剂至第一聚合反应器和/或至第二聚合反应器。

实施方式W

实施方式U-V所述的方法，其中所述活性抑制剂包括催化剂毒物。

实施方式X

实施方式U-W所述的方法，其中控制产物聚乙烯颗粒的粒径进一步包括选择替代催化剂并将所述替代催化剂进料至第一聚合反应器。

实施方式Y

实施方式U-X所述的方法，包括比第二聚合反应器进料更多氢至第一聚合反应器，或者比第一聚合反应器进料更多氢至第二聚合反应器。

实施方式Z

实施方式U-Y所述的方法，包括通过调节催化剂通过第一聚合反应器和/或第二聚合反应器的停留时间进一步控制产物颗粒的粒径。

实施方式AA

实施方式U-Z所述的方法，其中调节所述停留时间包括调节稀释剂进料流至第一聚合反应器的速度。

实施方式AB

实施方式U-AA所述的方法，其中调节所述停留时间包括调节稀释剂进料流至第二聚合反应器的速度。

实施方式AC

实施方式U-AB所述的方法，其中调节所述停留时间包括调节在第一聚合反应器和/或在第二聚合反应器中的固体浓度。

实施方式AD

实施方式U-AC所述的方法，其中调节所述停留时间包括调节催化剂在第一聚合反应器的第一停留时间或调节催化剂在第二聚合反应器中的第二停留时间，或者调节第一停留时间和第二停留时间二者。

实施方式AE

提高在吹扫容器中从聚乙烯颗粒分离残留烃的效率的方法，包括：在反应器系统中的催化剂上聚合乙烯，以形成聚乙烯颗粒，所述反应器系统包括串联的第一聚合反应器和第二聚合反应器；将聚乙烯颗粒从第二聚合反应器排放至分离容器，以从聚乙烯颗粒分离烃；将所述聚乙烯颗粒从闪蒸容器排放至吹扫容器，以从聚乙烯颗粒分离残留烃；和调节从第二聚合反应器排放的聚乙烯颗粒的粒径，以提高在下游吹扫容器中残留烃从聚乙烯颗粒的分离。

实施方式AF

实施方式AE所述的方法，其中调节所述粒径包括调节反应器系统中裂开聚乙烯颗粒的粒径。

实施方式AG

实施方式AE-AF所述的方法，其中调节所述粒径包括调节在反应器系统中催化剂的生产率。

实施方式AH

实施方式AE-AG所述的方法，其中调节所述生产率包括调节催化剂在第一聚合反应器中的第一生产率或调节催化剂在第二聚合反应器中的第二生产率，或者调节第一生产率和第二生产率二者。

实施方式AI

实施方式AE-AH所述的方法，其中调节所述生产率包括添加活性抑制剂至第一聚合反应器或第二聚合反应器或二者。

实施方式AJ

实施方式AE-AL所述的方法，其中调节所述生产率包括调节催化剂在反应器系统中的停留时间。

实施方式AK

实施方式AE-AJ所述的方法，其中调节所述粒径包括调节催化剂在反应器系统中的停留时间。

实施方式AL

实施方式AE-AK所述的方法，其中调节所述粒径包括调节催化剂在第一聚合反应器中的第一停留时间或调节催化剂在第二聚合反应器中的第二停留时间，或者调节第一停留时间和第二停留时间二者。

实施方式AM

实施方式AE-AL所述的方法，其中将聚乙烯颗粒从第二聚合反应器排放包括将聚乙烯颗粒从第二聚合反应器连续排放。

实施方式AN

实施方式AE-AM所述的方法，其中调节所述粒径包括选择并进料具有催化剂颗粒密度的替代催化剂，以产生在反应器系统中的聚乙烯蓬松毛的期望量的裂开。

Claims (7)

1.提高在吹扫容器中从聚乙烯颗粒分离残留烃的效率的方法，包括：在反应器系统中的催化剂上聚合乙烯，以形成聚乙烯颗粒，所述反应器系统包括串联的第一聚合反应器和第二聚合反应器；将所述聚乙烯颗粒从第二聚合反应器排放至分离容器，以从所述聚乙烯颗粒分离烃；将所述聚乙烯颗粒从闪蒸容器排放至吹扫容器，以从所述聚乙烯颗粒分离残留烃；和调节从第二聚合反应器排放的所述聚乙烯颗粒的粒径，以提高在下游吹扫容器中残留烃从聚乙烯颗粒的分离，其中调节所述粒径包括调节在所述反应器系统中催化剂的生产率，并且调节所述生产率包括调节催化剂在第一聚合反应器中的第一生产率或调节催化剂在第二聚合反应器中的第二生产率，或者调节第一生产率和第二生产率二者，并且其中调节所述生产率包括添加活性抑制剂至第一聚合反应器或第二聚合反应器或二者。

2.权利要求1所述的方法，其中调节所述粒径包括调节所述反应器系统中裂开聚乙烯颗粒的粒径。

3.权利要求1所述的方法，其中调节所述生产率包括调节催化剂在所述反应器系统中的停留时间。

4.权利要求1所述的方法，其中调节所述粒径包括调节催化剂在所述反应器系统中的停留时间。

5.权利要求1所述的方法，其中调节所述粒径包括调节催化剂在第一聚合反应器中的第一停留时间或调节催化剂在第二聚合反应器中的第二停留时间，或者调节第一停留时间和第二停留时间二者。

6.权利要求1所述的方法，其中将所述聚乙烯颗粒从第二聚合反应器排放包括将所述聚乙烯颗粒从第二聚合反应器连续排放。

7.权利要求1所述的方法，其中调节所述粒径包括选择并进料具有催化剂颗粒密度的替代催化剂，以产生在所述反应器系统中的聚乙烯蓬松毛颗粒的期望量的裂开。