CN105482009B - 一种连续法生产聚丁烯‑1的工艺及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种连续法生产聚丁烯‑1的工艺，包括如下步骤：在预聚釜中，以丁烯‑1为原料，钛为催化剂、烷基铝为助催化剂、硅烷为给电子体、氢气为分子量调节剂，通过计量器进入预聚釜，预聚合5‑15分钟后进入淤浆聚合反应釜，在25～55℃、0.6～1.6MPa下进行淤浆聚合；淤浆聚合的浆液依靠压差进入气相卧式反应釜，在30～60℃、0.5～1.5MPa下进行气相聚合，通过冷凝器将气化的丁烯‑1冷凝送回气相卧式反应釜；气固分离：气相聚合的浆液进入受料罐，减压，分离得到聚丁烯‑1粉料。本发明对设备的要求低，不存在去除溶剂的过程，装置流程简单，易于操作，运行平稳。

Description

一种连续法生产聚丁烯-1的工艺及其装置
技术领域
本发明涉及一种连续法生产聚丁烯-1的工艺及其装置。
背景技术
现有聚丁烯-1的合成生产工艺有淤浆法、本体法、气相法，通过间歇或连续地进行生产。目前，国际上采用的聚丁烯-1生产方法主要为气相法和双反应器串联本体溶液法。
气相法通常采用气相沸腾床过程进行，采用高活性的Ziegler-Natta催化体系，聚合温度为45～65℃，氢气与丁烯-1的比例为0.001～0.01mol/mol，聚合活性达到100～200KgPB/gTi。制得稳定的I型晶型聚合物，仅需要分离、干燥、造粒三个工序。但气相法对技术和设备的要求很高。
本体溶液法聚合工艺采用双反应器串联，使催化剂活性有了很大提高，但是效率低、成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种连续法生产聚丁烯-1的工艺及其装置。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种连续法生产聚丁烯-1的工艺，包括如下步骤：
（1）预聚合：在预聚釜中，以丁烯-1为原料，钛为催化剂、烷基铝为助催化剂、硅烷为给电子体、氢气为分子量调节剂，通过计量器进入预聚釜，预聚合5-15分钟；
（2）淤浆聚合：预聚合的浆液进入淤浆聚合反应釜，在25～55℃、0.6～1.6MPa下进行淤浆聚合；
（3）气相聚合：淤浆聚合的浆液依靠压差进入气相卧式反应釜，在30～60℃、0.5～1.5MPa下进行气相聚合，通过冷凝器将气化的丁烯-1冷凝送回气相卧式反应釜；
（4）气固分离：气相聚合的浆液进入受料罐，减压，分离得到聚丁烯-1粉料。
进一步，以液态丁烯-1计，催化剂用量为10-100g/m3、助催化剂的用量为0.1-1L/m3、给电子体的用量为10-100mL/m3、分子量调节剂的用量为50-100g/m3。
进一步，所述烷基铝为三乙基铝，所述硅烷为二苯基二甲氧基硅烷。
进一步，淤浆聚合时间为3-5小时。
进一步，气相聚合时间为3-5小时。
进一步，气固分离后的丁烯-1气体经过滤、洗涤后，冷凝成液体，再送入预聚釜回用。
连续法生产聚丁烯-1的装置，包括通过管道依次连接的预聚釜、淤浆聚合反应釜、气相卧式反应釜和受料罐，所述淤浆聚合反应釜内部配置有内冷管，所述气相卧式反应釜配置有用于冷凝丁烯-1气体的冷凝器。
本发明的有益效果：
(1)本发明撤热效率高、物料的停留时间比较均匀，同时兼有生产能力大、催化剂的利用效率高等特点。
（2）本发明的生产工艺中，丁烯-1单体直接作为反应介质，不存在去除溶剂的过程，装置流程简单，易于操作，运行平稳，粒料出仓速度均衡、大小均匀、外形饱满。
（3）本发明对技术和设备的要求低，投资小，容易实现。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的生产装置示意图，其中，1-预聚釜，2-淤浆聚合反应釜，3-气相卧式反应釜，4-分离器，5-冷凝器，6-受料罐，7-置换釜，8-油洗塔，9-缓冲罐。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
（1）丁烯-1精制
原料丁烯-1经过计量后送入精制系统，除去丁烯-1中存在的微量水、氧气等杂质，以使原料丁烯-1的纯度达到聚合要求。
（2）聚合反应
①预聚合：原料丁烯-1（液体，5.5m3）、Ti催化剂(100g)、助催化剂烷基铝(三乙基铝1.25L)、给电子体硅烷（二苯基二甲氧基硅烷120mL）、分子量调节剂氢气计量(375g)后进入带有搅拌的预聚釜，进行预聚合。在预聚釜中的停留时间约5-15分钟，经过预聚合的浆液进入淤浆聚合反应釜。
②淤浆聚合：来自预聚釜的浆液在淤浆聚合反应釜中进行淤浆聚合，淤浆聚合条件为：25～55℃、0.6～1.6MPa，时间为4小时左右。淤浆聚合反应釜配置有内冷管，利用内冷管将丁烯-1反应产生的大量聚合量撤除。淤浆聚合反应釜内的浆液依靠反应器之间的压差进入气相卧式反应釜。
③气相聚合：气相卧式反应釜的聚合温度为30～60℃、聚合压力为0.5～1.5MPa，时间为4小时左右。由于丁烯-1聚合热的作用，液相丁烯-1被气化蒸发，将气化的丁烯-1导入冷凝器，冷凝液经泵送回气相卧式反应器继续反应及蒸发撤热。卧釜的气固停留时间均匀，设备生产强度高，对高熔融指数、共聚物等稍有发粘的物料的适应性强，能避免共聚物液相聚合时溶解膨胀问题。
（3）气固分离
离开气相卧式反应釜的物料进入受料罐，在搅拌作用下减压释放出丁烯-1气体，聚丁烯-1粉料在料位控制下依靠重力落到置换釜。置换釜中的聚丁烯-1粉料达到一定料位之后，氮气置换粉料中残留的丁烯-1气，同时向置换釜中通入脱盐水，以降低置换粉料的温度并使残留催化剂失活，最后通入氮气置换粉料中残留的微量烃和水分。
（4）丁烯回收
离开受料罐的丁烯-1气体经袋滤器分离夹带的聚丁烯-1细粉后送至油洗塔洗涤，然后经丁烯-1回收压缩机加压后进入冷凝器冷凝，丁烯凝液送回预聚釜重复利用。袋滤器中分离出的细粉携带少量丁烯-1气体进入缓冲罐，进一步气固分离后细粉送入置换釜。
本发明连续法生产聚丁烯-1的装置如图1所示，包括通过管道依次连接的预聚釜、淤浆聚合反应釜、气相卧式反应釜和受料罐，所述淤浆聚合反应釜内部配置有内冷管，所述气相卧式反应釜配置有用于冷凝丁烯-1气体的冷凝器。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种连续法生产聚丁烯-1的工艺，包括如下步骤：
（1）预聚合：在预聚釜中，以丁烯-1为原料，钛为催化剂、烷基铝为助催化剂、硅烷为给电子体、氢气为分子量调节剂通过计量器进入预聚釜，预聚合5-15分钟；
（2）淤浆聚合：预聚合的浆液进入淤浆聚合反应釜，在25～55℃、0.6～1.6MPa下进行淤浆聚合；
（3）气相聚合：淤浆聚合的浆液依靠压差进入气相卧式反应釜，在30～60℃、0.5～1.5MPa下进行气相聚合，通过冷凝器将气化的丁烯-1冷凝送回气相卧式反应釜；
（4）气固分离：气相聚合的浆液进入受料罐，减压，分离得到聚丁烯-1粉料；
以液态丁烯-1计，催化剂用量为10-100g/m3、助催化剂的用量为0.1-1L/m3、给电子体的用量为10-100mL/m3、分子量调节剂的用量为50-100g/m3；
所述淤浆聚合反应釜内部配置有内冷管。
2.根据权利要求1所述连续法生产聚丁烯-1的工艺，其特征在于：所述烷基铝为三乙基铝，所述硅烷为二苯基二甲氧基硅烷。
3.根据权利要求1所述连续法生产聚丁烯-1的工艺，其特征在于：淤浆聚合时间为3-5小时。
4.根据权利要求1所述连续法生产聚丁烯-1的工艺，其特征在于：气相聚合时间为3-5小时。
5.根据权利要求1所述连续法生产聚丁烯-1的工艺，其特征在于：气固分离后的丁烯-1气体经洗涤后，冷凝成液体，再送入预聚釜回用。
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