CN105579124A - 用于多种聚烯烃聚合反应器的减压 - Google Patents

Abstract

一种聚烯烃制造系统和方法，其包括在第一反应器中聚合烯烃形成聚烯烃，将所述聚烯烃转移到第二反应器，在所述第二反应器中聚合烯烃，并且从所述第二反应器排出产物聚烯烃。所述系统和方法包括操作具有第一反应器减压系统的所述第一反应器和具有第二反应器减压系统的所述第二反应器，两个减压系统都向废气处理系统排出，且其中减压仪表系统(RIS)配置成引导至少一个过程互锁根据过压减压情境缓解过量反应情境。

Description

用于多种聚烯烃聚合反应器的减压

技术领域

本发明大体上涉及一种用于具有多个聚合反应器的聚烯烃制造中的减压系统，并且更具体来说涉及用于多个聚烯烃聚合反应器的闭合减压系统和互锁系统。

背景技术

此部分打算向读者介绍可能涉及本发明的各方面的技术方面，这些方面在下文中有所描述和/或主张。相信此论述有助于向读者提供背景信息以促进对本发明的各种方面的更好理解。因此，应理解，应根据这一点来阅读这些陈述，而不是作为对现有技术的认可。

随着化学和石化技术进步，这些技术的产品在社会中变得日益普遍。具体来说，随着将单个分子架构基块结合成较长链(或聚合物)的技术进步，通常呈多种塑料形式的聚合物产物已日益并入到日常用品中。例如聚乙烯、聚丙烯和其共聚物的聚烯烃聚合物用于管道、零售和医药包装、食品和饮料包装、塑料包、玩具、地毯、多种工业产品、机动车组件、电气设备和其它家庭用品等。

特定类型的聚烯烃(例如高密度聚乙烯(HDPE))在制造吹塑模制和注射模制物品(例如食品和饮料容器、膜和塑料管)时具有具体应用。其它类型的聚烯烃，例如低密度聚乙烯(LDPE)、直链低密度聚乙烯(LLDPE)、等规聚丙烯(iPP)以及间规聚丙烯(sPP)也适于类似应用。本申请案的机械要求(例如拉伸强度和密度)和/或化学要求(例如热稳定性、分子量和化学反应性)通常决定那种类型的聚烯烃适合。

如可以从上文的使用列表推断，聚烯烃构造的一个益处在于其一般不与其接触的物品或产品反应。这允许聚烯烃产品用于住宅、商业和工业情境，包括食品和饮料储存和运输、消费型电子装置、农业、货运和车辆构造。聚烯烃的多种住宅、商业和工业用途已转变成对可挤压、注射、吹塑或形成最终消费产品或组件的原料聚烯烃的大体要求。

为了满足这一需求，存在多种可以聚合烯烃形成聚烯烃的工艺。这些工艺可以在石化设施处或附近进行，其提供短链烯烃分子(单体和共聚单体)，例如乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯、癸烯以及长得多的聚烯烃聚合物的其它架构基块的即用存取。这些单体和共聚单体可在液相聚合反应器和/或气相聚合反应器中聚合。随着聚合期间在反应器中的聚合物链发展，反应器中制造出称为“短纤”或“薄片”或“粉末”的固体颗粒。

短纤可具有一或多种所关注的熔融、物理、流变性和/或机械特性，例如密度、熔融指数(MI)、熔体流动速率(MFR)、共聚单体含量、分子量、结晶度等。视聚烯烃短纤或后续粒化聚烯烃打算施加的应用而定，短纤的不同特性可能合意。反应器内反应条件(例如温度、压力、化学品浓度、聚合物生产速率、催化剂类型等)的选择和控制可能影响短纤特性。

除了一或多种烯烃单体之外，可向反应器添加用于促进单体聚合的催化剂(例如齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)、茂金属、铬类、后茂金属、镍等)。举例来说，催化剂可以是通过反应器馈料流添加的粒子，并且添加之后，悬浮于反应器内的流体介质中。与单体不同，催化剂在聚合反应中一般不消耗。另外，可向反应器中添加惰性烃(例如异丁烷、丙烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、正己烷和/或庚烷等)并且用作携带反应器的内含物的稀释剂。然而，一些聚合工艺可采用单体作为稀释剂，例如在所选定的聚丙烯制造实例的情况中，丙烯单体本身充当稀释剂。尽管如此，稀释剂可与短纤和反应器中的其它组分混合形成聚合物浆料。一般来说，稀释剂可促进聚合物浆料在反应器中的循环，自反应器中的聚合物浆料热去除等。

反应器的浆料排出通常包括聚合物短纤以及非聚合物组分，例如未反应的烯烃单体(和共聚单体)、稀释剂等。此排出物料流一般例如通过稀释剂/单体回收系统(例如闪蒸容器或分离器容器、净化立柱塔等)加工来分离非聚合物组分与聚合物短纤。来自回收系统的回收的稀释剂、未反应的单体和其它非聚合物组分可例如经处理并且再循环到反应器。对于回收的聚合物(固体)，聚合物可经处理以钝化残余催化剂，去除夹带或溶解的烃，干燥聚合物并且使聚合物在挤压机中粒化等，随后将聚合物发送给客户。

在一些情况下，为了提高聚烯烃聚合生产线的能力或实现特定所要聚合物特征，可采用超过一个聚合反应器，各反应器具有其自身的条件设定。在某些实例中，反应器(例如环流反应器)可串联连接，使得来自一个反应器的聚合物浆料可转移到随后反应器等，直到所制造的聚烯烃聚合物从具有所要特征设定的最终或末端反应器排出。包括聚合处方的各别反应器条件可设定和保持使得聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯)聚合物产物为单模态、双模态或多模态，并且具有不同密度的聚烯烃部分等。

在单个或多个反应器中的聚合一般放热或发热，并且通常在可调节压力来控制产量的闭合系统中进行。如同任何此类闭合系统一样，一般来说，通常采用一些方式在反应器和相关管道的过压条件中减压。对于环流反应器和其它聚合反应器，可采用减压阀。

发明内容

本发明的一方面涉及一种操作聚烯烃制造系统的方法，包括在第一反应器中聚合烯烃形成第一聚烯烃，将第一聚烯烃转移到第二反应器，在第二反应器中聚合烯烃形成第二聚烯烃，并且从第二反应器排出产物聚烯烃，产物聚烯烃具有第一聚烯烃和第二聚烯烃。所述方法包括操作具有第一反应器减压系统的第一反应器和具有第二反应器减压系统的第二反应器，两个减压系统都配置成排出到废气处理系统。聚烯烃制造系统包括减压仪表系统(RIS)，其引导至少一个过程互锁根据过压减压情境缓解第一反应器或第二反应器或其两个的过量反应情境。

本发明的另一方面涉及一种操作聚烯烃制造系统的方法，包括：在第一反应器中聚合烯烃形成第一聚烯烃，第一反应器具有第一反应器减压装置；将第一聚烯烃转移到具有第二反应器减压装置的第二反应器；在第二反应器中聚合烯烃形成第二聚烯烃；以及从第二反应器排出产物聚烯烃，产物聚烯烃具有第一聚烯烃和第二聚烯烃；并且其中第一和第二反应器减压装置向分离系统排出，所述分离系统收集聚烯烃固体并且向废气处理系统排出蒸气。

本发明的另一方面涉及聚烯烃制造系统，其具有：将烯烃聚合成第一聚烯烃并且将第一聚烯烃排出到第二反应器的第一反应器；将烯烃聚合成第二聚烯烃并且排出包括第一聚烯烃和第二聚烯烃的产物聚烯烃的第二反应器；减压仪表系统(RIS)，其引导至少一个过程互锁根据过压减压情境缓解第一反应器和第二反应器的过量反应情境；安置在第一反应器上并且配置成向废气处理系统减压的第一减压装置；以及安置在第二反应器上并且配置成向废气处理系统减压的第二减压装置。

本发明的另一方面涉及聚烯烃制造系统，包括：将烯烃聚合成第一聚烯烃并且将第一聚烯烃排出到第二反应器的第一反应器；将烯烃聚合成第二聚烯烃并且排出包含第一聚烯烃和第二聚烯烃的产物聚烯烃的第二反应器；减压仪表系统(RIS)，其引导至少一个过程互锁根据过压减压要求情境缓解第一反应器和第二反应器的过量反应情境；第一减压阀安置在第一反应器上并且向分离系统减压；且第二减压阀安置在第二反应器上并且向分离系统减压。

附图说明

在阅读以下详细描述后并且在参考图式后，本发明的优点将变得显而易知，其中：

图1为描绘根据本发明技术的实施例用于制造聚烯烃的示范性聚烯烃制造系统的方块流程图；

图2为根据本发明技术的实施例的图1的聚烯烃制造系统的示范性反应器系统的过程流程图；

图3为根据本发明技术的替代实施例的图1的聚烯烃制造系统的示范性反应器系统的过程流程图；以及

图4为根据本发明技术的实施例的操作聚烯烃制造系统的方块流程图。

具体实施方式

本发明的一个或多个具体实施例将在下文进行描述。为了提供这些实施例的简明描述，并非实际实施方案的所有特征都在说明书中进行描述。应了解，在任何此类实际实施方案的发展中，如同在任何工程或设计项目中，必须制定众多的实施方案特定决策以实现研发者的特定目标，例如与系统相关和企业相关约束的一致性，这可能从一个实施方案到另一实施方案有所变化。此外，应了解，此研发工作可能是复杂且耗时的，但仍是将所属领域的技术人员从事的设计、制作和制造的常规任务并且具有本发明的益处。

本发明技术包括在串联的各别聚合反应器中制造相同或不同聚烯烃。反应器中制造的聚烯烃的聚合物密度、分子量等可相同或不同。为了提高这一产量，本发明技术解决反应器系统中的多个聚合反应器的压力控制和减压。

如下文所论述，所述技术提供向废气处理系统排出的聚合反应器减压阀。具体来说，实施例为减压阀到废气处理头设定路线，例如通过减压阀排出管道。某些实施例设定减压阀在进入废气处理头之前通过分离系统排出的路线。分离系统去除和收集聚烯烃固体，并且可能主要使烃蒸气前进到废气处理头。另外，也如下文所论述，本发明技术的实施例可配置聚合反应器以及其馈入系统使得缓解或避免反应器的馈料液压过压减压情境。另外，安全仪表系统(SIS)或本文标记成减压仪表系统(RIS)提供过程互锁来缓解或避免特定过压或减压情境，包括失控或过量反应过压减压情境。

一般来说，为了在聚烯烃制造时实现所要聚合物特征，可采用超过一个聚合反应器，其中各反应器具有其自身的条件设定。反应器(例如环流反应器)可串联连接，使得来自一个反应器的聚合物短纤浆料可转移到随后反应器等，直到所制造的聚烯烃聚合物从具有所要特征设定的最终或末端反应器排出。包括聚合处方的各别反应器条件可设定并且保持使得在每一个各别反应器中聚合的聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯)可具有不同分子量、不同密度等。在两个反应器串联的情况下，各自具有不同分子量部分或不同密度的两种聚烯烃聚合物(例如一种在第一反应器中聚合且另一种在第二反应器中聚合)例如可组合成一种从第二(最终)反应器排出的聚合物产物。

因此，在使用串联的聚合反应器的聚烯烃制造中，反应器可经操作以在每一个反应器中产生不同聚烯烃聚合物。举例来说，烯烃单体可在第一反应器中聚合产生高分子量聚烯烃并且具有低或高聚合物密度，并且烯烃单体在第二反应器中聚合产生低分子量聚烯烃并且具有低或高聚合物密度。另一方面，烯烃单体可在第一反应器中聚合产生低分子量聚烯烃并且具有低或高聚合物密度，并且烯烃单体在第二反应器中聚合产生高分子量聚烯烃并且具有低或高聚合物密度。另外，各反应器中可产生类似分子量的聚烯烃，但各反应器中的聚烯烃密度或其它特性不同。

在使用两个串联聚合反应器(例如环流反应器)的某一实例中，一个反应器中产生低分子量高密度聚乙烯(LMWHDPE)并且另一个反应器中产生高分子量直链低密度聚乙烯(HMWLLDPE)。因此，组合的最终产物为从最终(第二反应器)排出的双模态聚乙烯。将链转移剂(例如氢气)馈入到聚合LMWHDPE的反应器中来终止聚合物链生长，从而促进所述反应器中LMWHDPE的制造。因此，如可从前述论述推断，反应器的压力控制可变化。

聚烯烃制造的实例为在第一反应器中聚合低分子量高密度(LMW-HD)组分并且在第二反应器中聚合高分子量低密度(HMW-LD)组分，因为所述实例在第二(下游)反应器中的热去除要求一般比第一反应器中更苛刻。通常，LMW-HD组分在较高温度(例如230°F)下聚合(在第一反应器)，并且HMW-LD组分在较低温度(例如175°F)下聚合(在第二反应器中)。作为另一实例，LMW-HD组分可在第二反应器中聚合并且HMW-LD组分可在第一反应器中聚合。

最后，尽管本发明论述可致力于两个串联反应器，但本发明技术可适用于超过两个串联反应器。另外，所述技术可应用于两个或更多个并联反应器，或串联和并联反应器的任何组合。此外，可应用单模态、双模态或多模态聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯等)中的分子量和共聚单体添加的多种组合。另外，本文中一般将聚烯烃聚合物的平均分子量(通常多分散性)称为“分子量”并且有时根据聚烯烃(例如聚乙烯)的等级分为低分子量(LMW)或高分子量(HMW)。实际上，聚烯烃的平均分子量可为数目平均值、重量平均值、粘度平均值、z平均值、z+1平均值以及其它平均值特征。

I.聚烯烃制造综述

现转而参看图式，并且首先参看图1，方块图描绘用于制造聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯以及其共聚物等)的示范性制造系统10。示范性制造系统10通常为连续操作，但可包括连续和分批系统两个。示范性制造系统10的示范性标称容量为每年制造约600,000,000-1,600,000,000磅聚烯烃。示范性每小时设计速率为每小时约65,000到200,000磅聚合/挤压聚烯烃。然而，应强调本发明技术适用于标称能力和设计速率超出这些示范性范围的聚烯烃制造方法，包括聚乙烯制造系统。

多个供应器12可通过管道、船、卡车、圆筒、鼓等向制造系统10提供反应器原料14。供应器12可包括场外和/或现场设施，包括烯烃设备、精炼厂、催化剂设备等。可能原料的实例包括烯烃单体和共聚单体(例如乙烯、丙烯、丁烯、己烯、辛烯以及癸烯)、稀释剂(例如丙烷、异丁烷、正丁烷、正己烷以及正庚烷)、链转移剂(例如氢气)、可能非均质、均质、负载、非负载的催化剂(例如齐格勒-纳塔催化剂、铬催化剂以及茂金属催化剂)。原料可包括助催化剂，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，活化剂，例如固体超酸和其它活化剂。另外，原料可包括抗静电剂(ASA)，例如斯塔迪450(Stadis450)，和其它添加剂。在乙烯单体的情况中，示范性乙烯原料可在45-65°F下以约800-1450磅/平方英寸表压(psig)通过管道供应。示范性氢气原料也可以通过管道供应，但在90-110°F下约900-1000psig。当然，乙烯、氢气和其它原料14可存在多种供应条件。

供应器12通常向反应器馈入系统16提供原料14，其中原料14可储存于例如单体储存和馈入槽、稀释剂容器、催化剂槽、助催化剂圆筒和槽等。在乙烯单体馈料的情况中，在某些实施例中，乙烯可馈入到馈入系统16中的无中间储存的聚合反应器中。在馈入系统16中，原料14在作为馈料18引入到聚合反应器系统20中之前可经处理或加工。举例来说，原料14(例如单体、共聚单体和稀释剂)可传送通过处理床(例如分子筛床、铝填料等)来去除催化剂毒物。此类催化剂毒物可包括例如水、氧气、一氧化碳、二氧化碳以及含有硫、氧或卤素的有机化合物。视所馈入的反应器类型而定，烯烃单体和共聚单体可为液体、气体或超临界流体。另外，应注意通常仅利用相对较少量的新鲜制备的稀释剂作为原料14，大部分稀释剂馈入到从反应器流出物回收的聚合反应器。

馈入系统16可制备或调节用于添加到聚合反应器的其它原料14，例如催化剂。举例来说，可制备催化剂并且接着在催化剂制备槽中与稀释剂(例如异丁烷或己烷)或矿物油混合。另外，馈入系统16通常对原料14到聚合反应器中的添加速率提供计量和控制，以维持所要反应器稳定性和/或实现所要聚烯烃特性或生产速率。此外，在操作中，馈入系统16也可以储存、处理和计量用于再循环到反应器的所回收的反应器流出物。实际上，馈入系统16中的操作一般接受原料14和所回收的反应器流出物流。

总体来说，原料14和所回收的反应器流出物在馈入系统16中加工并且作为馈料流18(例如单体、共聚单体、稀释剂、催化剂、助催化剂、氢气、添加剂或其组合的物料流)馈入到反应器系统20。如下文所论述，物料流18可在馈料导管中传递到反应器，所述反应器分接到反应器系统20中的聚合反应器的壁中。另外，指定馈入系统16可专用于具体反应器或串联或并联安置/操作的多个反应器。另外，馈入系统16可接受来自一个或多个下游加工系统的再循环组分(例如稀释剂)。

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，那么反应器可为串联、并联或其它组合或配置方式配置。另外，串联配置和操作的多个反应器操作时可移位成并联或独立操作。

在聚合反应器容器中，一种或多种烯烃单体和任选地共聚单体聚合形成通常称为短纤或颗粒的产物聚合物微粒。在一个实例中，单体为乙烯并且共聚单体为1-己烯。在另一实例中，单体为丙烯并且共聚单体为乙烯。单体和共聚单体的其它组合是可能的。短纤可具有一种或多种所关注的熔融、物理、流变性和/或机械特性，例如密度、熔融指数(MI)、分子量、共聚物或共聚单体含量、模数等。可选择例如温度、压力、流动速率、机械搅拌、产物输出、组分浓度、催化剂类型、聚合物生产速率等反应条件来实现所要短纤特性。

除了一种或多种烯烃单体和共聚单体之外，通常向反应器添加促进乙烯单体聚合的催化剂。催化剂可为悬浮于反应器内的流体介质中的粒子。一般来说，可使用齐格勒催化剂、齐格勒-纳塔催化剂、茂金属催化剂、铬催化剂、镍催化剂、后茂金属和其它众所周知的聚烯烃催化剂以及助催化剂。通常，不含烯烃的稀释剂或矿物油例如用于制备和/或在分接到聚合反应器的壁中的馈料导管中传递催化剂。另外，稀释剂可馈入到反应器中，通常液相反应器。

稀释剂可为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、正庚烷、环己烷、环戊烷、甲基环戊烷、乙基环己烷等。稀释剂的目的一般为悬浮反应器内的催化剂粒子和聚合物。如所指示，稀释剂还可以用于反应器或管线清空以减少堵塞或积垢，从而促进聚合物浆料在管线中的流动等。另外，在聚丙烯制造的实例中，丙烯单体本身可用作稀释剂。

反应器系统20中的一个或多个反应器的每一个内可存在动力装置。举例来说，在液相反应器(例如环流浆料反应器)内，叶轮可在流体介质内形成混合区域。叶轮可通过马达驱动以推进流体介质以及流体介质内悬浮的任何催化剂、聚烯烃短纤或其它固体微粒通过反应器的闭合回路。类似地，在气相反应器(例如流体化床反应器或塞式流动反应器)内，可使用一个或多个桨叶或搅拌器来混合反应器内的固体粒子。最后，反应器系统20通常包括冷却剂系统来促进控制聚合反应器中的温度。

反应器的聚烯烃短纤产物浆料22从系统20的排出物可包括聚合物聚烯烃短纤以及非聚合物组分，例如稀释剂、未反应的单体/共聚单体和残余催化剂。在某些实施例中的反应器的构造中，排出喷嘴和导管可安装(例如焊接)于反应器壁中的分接点或切口处。离开反应器系统(例如串联反应器中的最终反应器)的短纤产物浆料22通过排出喷嘴的排出物可随后例如通过稀释剂/单体回收系统24加工。短纤产物浆料22还可以称为反应器产物排出浆料、反应器产物排出物或反应器排出物等。因此，视情境而定，“反应器排出物”可指离开反应器和/或进入排出短纤浆料的物理构形(例如如果存在，那么反应器壁分接点或开口、喷嘴、导管、阀门等)的短纤浆料。

此外，应注意短纤产物浆料22中的液体(例如稀释剂)一般通过反应器下游在到稀释剂/单体回收系统24的途径中的包括急骤管线加热器的急骤管线(未示出)部分或完全气化。如下文所论述，此类气化可能由于通过急骤管线时压力降低和/或由于急骤管线加热器(例如具有蒸气或蒸气冷凝夹套的导管)加热引起。稀释剂/单体回收系统24可加工来自反应器系统20的短纤产物浆料22(不论浆料22中的液体在急骤管线中部分或完全气化)以分离非聚合物组分26(例如稀释剂和未反应的单体)与聚合物短纤28。

分馏系统30可加工未经处理的所回收非聚合物组分26(例如稀释剂/单体)的至少一部分以去除不合意的重组分和轻组分并且产生例如不含烯烃的稀释剂。经分馏产物流32接着可直接(未示出)或通过馈入系统16回到反应器系统20。此类不含烯烃的稀释剂可用于馈入系统16中的催化剂制备/传递中并且作为反应器系统20中的反应器或管线清空。

如参考数字34所指示，部分或全部非聚合物组分26可绕过分馏系统30并且更直接再循环到反应器系统(未示出)或馈入系统16。在某些实施例中，高达80-95％从反应器系统20排出的稀释剂在到聚合馈入系统16(和最终反应器系统20)的途径中绕过分馏系统30。当然，在其它实施例中，无稀释剂绕过分馏系统30，或换句话说，没有稀释剂直接再循环到反应器。另外，尽管未示出，但夹在回收系统24中间并且通常含有活性残余催化剂的聚合物颗粒可返回到反应器系统20用于例如在不同类型的反应器中或在不同反应条件下进一步聚合。

从稀释剂/单体回收系统24排出的聚烯烃短纤28可在挤压系统36中挤压成聚烯烃团块38。在挤压系统36中，短纤28通常经挤压产生具有所要机械、物理和熔融特征的聚合物团块38。挤压机/粒化机接受包括一种或多种短纤产物28和已添加的任何添加剂的挤压机馈料。挤压机馈料可包括添加到短纤产物28中以赋予经挤压聚合物团块38所要特征的添加剂。挤压机/粒化机加热和熔融挤压机馈料，所述馈料接着可通过粒化机模具在压力下挤压(例如通过双螺杆挤压机)形成聚烯烃团块38。此类团块通常在安置于粒化机排出口处或附近的水系统中冷却。

卸载系统39可制备用于交货给客户40的聚烯烃团块38。一般来说，聚烯烃团块38可从挤压系统36传输到产品卸载区39，团块38可在所述产品卸载区储存、与其它团块掺合和/或装载到轨道车、卡车、袋子等中以供配送给客户40。运送给客户40的聚烯烃团块38可包括低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、中等密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、强化聚乙烯、等规聚丙烯(iPP)、间规聚丙烯(sPP)(包括多种共聚物)等。聚烯烃制造系统10的聚合和稀释剂回收部分可称为工艺10的“湿”端42或“反应”侧。聚烯烃制造系统10的挤压36和卸载39系统可称为聚烯烃工艺10的“干”端44或者“精加工”侧。另外，尽管从挤压系统36排出的聚烯烃团块38可在卸载区39中储存和掺合，但聚烯烃团块38在发送给客户40之前一般不会被卸载系统39改变。

聚烯烃团块38可用于制造多种产品、家庭物品和其它物品，包括粘着剂(例如热熔粘着剂应用)、电线和电缆、农业用膜、收缩膜、拉伸膜、食品包装膜、柔性食品包装、牛奶容器、冷冻食品包装、垃圾箱和罐头衬里、食品杂货袋、大型垃圾袋、塑料瓶、安全设备、地毯、涂层、玩具以及容器和塑料产品的排列。为了形成最终产品或组件，团块38一般进行加工，例如吹塑模制、注射模制、旋转模制、吹塑膜、铸造膜、挤压(例如薄片挤压、管和波纹挤压、涂布/层压挤压等)等。最终，由聚烯烃团块38形成的产品和组件可进一步加工和装配以供配送和出售给客户。举例来说，挤压管或膜可经包装以供配送给客户，或包含聚乙烯的燃料箱可装备到机动车中以供配送和出售给客户等。

聚烯烃制造系统10中的过程变量可通过阀门配置、控制系统等自动和/或手动控制。一般来说，例如基于处理器的系统的控制系统(例如控制系统46)可促进聚烯烃制造系统10中的操作范围的管理，例如图1中展现的那些。聚烯烃制造设施可包括主控室或位置，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)。反应器系统20通常采用基于处理器的系统，例如DCS，并且也可以使用此项技术中已知的先进过程控制。馈入系统16、稀释剂/单体回收24和分馏系统30也可以通过DCS控制。在设备的干端，挤压机和/或团粒装载操作也可以通过基于处理器的系统(例如DCS或PLC)控制。另外，在控制系统中，计算机可读媒体可储存包括中央处理单元等相关处理器执行的控制可执行码。此类可通过处理器执行的编码可包括促进本文所述的操作的逻辑。

聚烯烃制造系统10中的DCS和相关控制系统可包括适当硬件、软件逻辑和编码以与多种工艺设备、控制阀、导管、仪器等介接，促进过程变量的测量和控制，执行控制流程，执行计算等。可提供所属领域普通技术人员已知的多种仪器来测量过程变量，例如压力、温度、流动速率等，并且向控制系统传输信号，其中测量数据可以被操作员读取和/或用作多种控制功能的输入。视应用和其它因素而定，过程变量的示度可由操作员本地或远程读取，并且通过控制系统用于多种控制目的。

控制系统可为有线和/或无线的，并且提供集中控制优势，同时保留分布或本地控制能力。组件可包括仪器、远程传输器、遥控面板(例如远程传输单元或RTU)、输入/输出(I/O)装置、通信媒体(例如电缆或无线链路、网络等)、中央控制面板或设施等。遥控面板、I/O装置以及其它转换装置可与一侧的工艺或设备介接，同时与另一侧的控制系统介接。另外，如所指示，控制系统通常包括用于控制、介接、数据库管理等硬件/软件。操作时，例如视DCS供应商而定，控制系统可使用通信协议(例如乙太网或其它打开标准，或专有标准)转移数据和命令。专有方案可能需要专门设备来执行其功能。

聚烯烃制造设施通常具有供设备管理员、工程师、技术员、监管员和/或操作员等监测和控制工艺的控制室。当使用DCS时，控制室可以是有助于有效监测和控制工艺或设施的活动中心。控制室和DCS可含有人机介面(HMI)，所述介面为例如运行专门软件为控制系统提供使用者介面的计算机。HMI可根据供应商变化并且向用户呈现远程工艺的图形型式。可存在多个HMI控制台或工位，存取数据的程度不同。

在图1所说明的实施例中，描绘了至少包括湿端44的有助于控制聚烯烃制造系统10的控制系统46(例如DCS)。如上文所指出，此类控制系统46可与制造系统10中的设备、阀、致动器、包括感测器和传输器的仪器等介接。此类设备可包括泵、反应器、容器等。控制系统46可包括适当硬件(例如处理器、存储器等)、可以由处理器执行的包括编码(例如储存于存储器上)的软件逻辑来帮助过程变量的测量和控制，实施包括互锁的控制流程，指令和设定致动器位置和阀的打开/关闭位置，使设备处于所要操作状态，使泵开始或关机等。

如所指示，控制系统46可提供制造系统10中的过程互锁流程的实施以关闭或打开阀、使设备关机、使设备处于所要操作状态或位置等、防止或减少不合意操作状态的可能性。互锁或互锁流程可回应于例如制造系统10的多个系统内的失常条件启动。控制系统46可包括处理器和存储器，其中互锁流程逻辑储存在存储器上并且可以通过处理器执行。

控制系统46可包括减压仪表系统48来提供降低特定过压或减压情境的可行性或可能性和/或减少反应器系统20中反应器过压期间的减压负载的互锁。如下文所详细论述，这些互锁可停止馈入泵、打开排出阀、向反应器中注入催化剂毒物“终止”反应器中的聚合等。此类通过减压仪表系统48安排的过程互锁可有利地减少用于反应器系统20和其它系统的减压系统上所需要的基于实际和设计的负载。此类减少可有利地提供更可靠的减压系统，较小和较便宜的减压系统等。减压仪器系统48可包括或共用处理器、存储器和可执行逻辑。另外，尽管减压仪表系统48描绘成控制系统46的部分，但在某些实施例中，减压仪表系统48可与控制系统46分离或部分分离。

减压仪表系统48可获取整个系统10中安置的过程感测器所获取的测量值并且通过将信号传输到制造系统10中的操作装置(例如断流阀)来基于测量值执行特定互锁功能。减压仪表系统48可发送和接收网络和其它通讯媒体(其可包括传输线和/或无线特征)上的信号。另外，如所指示，减压仪表系统48可经配置以启动终止系统来停止特定条件下的聚合反应。反应器终止可包括为了停止反应所采取的多种动作，包括分离催化剂馈入系统、关闭系统马达阀、从终止罐或圆筒向反应器50A、50B(图2和3)注入终止流体等。应注意打算通过减压仪表系统48启动的断流阀可包括提供阀门是否正确操作的验证的位置指示特征。

II.聚合反应器系统

如上文所论述，反应器系统20可包括一个或多个聚合反应器，其又可以是相同或不同类型。另外，使用多个反应器时，反应器可串联或并联配置。不管反应器系统20中的反应器类型，产生本文一般称为“短纤”的聚烯烃微粒产物。为了便于解释，以下实例限于相信所属领域的技术人员熟悉的特定反应器类型和组合的范围。然而，对于使用本发明的所属领域的一般技术人员，本发明技术适用于例如涉及额外反应器、不同反应器类型和/或交替次序的反应器或反应器类型，以及多个稀释剂和单体回收系统并且反应器之间或当中安置设备等的更复杂的反应器排列。此类排列认为完全在本发明的范围内。

一种反应器类型包括聚合在液相中发生的反应器。此类液相反应器的实例包括高压釜、沸腾液体汇聚反应器、环流浆料反应器(竖直或水平)等。为简单起见，本发明上下文中论述制造聚烯烃(例如聚乙烯或聚丙烯)的环流浆料反应器，但应理解本发明技术可类似地应用于其它类型的液相反应器。

图2描绘示范性聚合反应器系统20(图1的)，其为具有串联安置和操作的两个环流浆料(聚合)反应器50A、50B的形式。额外环流反应器或其它反应器(例如高压釜反应器、气相反应器等)在所示组合中可串联或并联安置。另外，在实施例中，反应器50A、50B可移位成并联操作。本发明技术涵盖多种反应器系统配置的方面，例如以全文引用的方式并入本文中的美国专利申请公开案第No.2011/0288247号中披露的那些。

加工设备(未示出)可安置于两个环流反应器50A、50B之间等。安置于反应器50A、50B之间的加工设备如果以所述方式安置，那么可以从用于再循环到第一反应器50A和/或回收系统的转移浆料21等去除稀释剂、固体、轻组分、乙烷、氢气等。在一个实例中，安置于串联反应器50A、50B之间的这一加工设备包括水力旋风器。安置于反应器之间的这一加工也可以具有从第一反应器排出到第二反应器的转移浆料去除热并且降低其温度的能力。

环流浆料反应器50A、50B一般由通过平整弯管或弯头连接的管区段构成。如熟练技术人员所了解，简化图2中的环流反应器50A、50B的表示。实际上，示范性反应器50A、50B构形可包括八到十六个或其它数目的有夹套的立管支柱，其直径为约24标称英寸并且长度为约200英尺，所述支柱在支柱的顶部和底部通过管弯头连接。尽管那些尺寸用于本实例的目的，但管直径一般可在例如18英寸到30英寸的范围内，并且支柱的长度可视包括设计成反应器构形的水平距离比竖直距离的比率的许多因素而定极大变化。图2示出了竖直配置的四支柱区段反应器。它也可以水平配置。

通常提供反应器夹套52通过冷却介质或冷却剂(例如已处理的水)经反应器夹套52循环从放热聚合去除热量。在所说明的实施例中，冷却剂系统53向反应器夹套52提供冷却剂供应器55。冷却剂系统53可接收来自反应器夹套52的冷却剂回流(未示出)。

如上文所论述，在某些实例中，对于聚烯烃反应器，到反应器夹套52的入口冷却剂温度、最小或低冷却剂温度或冷却剂供应器55温度可为100°F、105°F、110°F、115°F、120°F等。通过反应器夹套52的冷却剂ΔT或冷却剂温度增加可为5°F、7°F、10°F、15°F、20°F、25°F、30°F、40°F、50°F等。包括反应器冷却剂系统53的反应器温度控制系统可经设计使得离开反应器的最终夹套52返回冷却剂系统53的冷却剂回流例如不超过170°F。本设计(例如包括冷却剂流动速率)可提供15°F、25°F、40°F等通过夹套52的最大或高冷却剂ΔT。

反应器50A、50B可用于在浆料条件下进行聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯)聚合，其中不溶性聚烯烃粒子在流体介质中形成并且直到去除都悬浮成浆料形式。各别动力装置(例如泵54A、54B)使流体浆料在各反应器50A、50B中循环。泵54A、54B的实例为泵叶轮安置在反应器50A、50B内部以在流体介质内形成紊流混合区的在线轴流泵。叶轮也可以帮助驱使流体介质以足够速度通过反应器的封闭回路来保持固体微粒(例如催化剂或聚烯烃产物)悬浮于流体介质内。叶轮可通过马达56A、56B或其它起动力驱动。

各反应器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、三乙基硼、TiBAL、TEAl、甲基铝氧烷或MAO、硼酸酯、TEB等)、活化因子支撑物(如固体超酸)、分子量控制剂(例如氢气)以及任何其它所要共同反应剂或添加剂。此类烯烃单体和共聚单体一般为每分子具有高达10个碳原子的1-烯烃并且在某些实施例中，通常在比4位置更接近双键的位置不分支。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-辛烯以及1-癸烯。另外，典型稀释剂为在反应条件下呈惰性并且呈液体的烃，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、正庚烷、环己烷、环戊烷、甲基环戊烷、乙基环己烷等。这些组分通过指定位置的入口或导管添加到反应器内部，例如在一般对应于图1的馈料流18中的一个的馈料流58A、58B处所描绘。

同样，例如先前所述的催化剂可通过导管在适合位置添加到反应器50A(例如馈料流60处所描绘，其可可包括稀释剂载剂并且一般也对应于图1的馈料流18中的一个)。同样，馈入多种组分的导管对接(即法兰连接或焊接)到反应器50。在所说明的实施例中，催化剂馈料60添加到串联的第一反应器50A中，但不添加到第二反应器50B。然而，活性催化剂可在短纤浆料21中从第一反应器50A排出到第二反应器50B。另外，尽管未描绘，但在某些实施例中可向第二反应器50B添加新鲜催化剂。总体来说，包括催化剂和其它馈料组分的所添加组分一般构成反应器50A、50B内的流体介质，催化剂在所述流体介质中为悬浮粒子。

各反应器50A、50B中的反应条件(例如温度、压力和反应物浓度)可通过反应器控制器或控制系统46(图1)(例如DCS)调节来促进反应器50A、50B中的聚烯烃的所要特性和生产速率、控制反应器50A、50B的稳定性等。可通过向控制系统(例如控制系统46)连接多个感测器和控制装置进行反应器控制来实现这一控制。

温度通常保持低于聚合物产物将显著变成溶液、膨胀、软化或变得发粘的程度之下。如所指示，由于聚合反应的放热性质，冷却流体或冷却剂可通过绕环流浆料反应器50A、50B部分的夹套52循环去除过量热量，由此维持温度在所要范围内，一般150°F到250°F(65℃到121℃)之间。同样，各环流反应器50A、50B中的压力可在所要压力范围内调节，一般为100到800psig，其中通常为450到700psig的范围。当然，本文披露的反应器/压力控制和减压技术可适用于较低压力聚烯烃工艺，例如使用在50psig到100psig的典型范围中操作的反应器以及例如使用己烷作为常见稀释剂的工艺。

随着各反应器50A、50B内的聚合反应进行，单体(例如乙烯)和共聚单体(例如1-己烯)聚合形成聚烯烃(例如聚乙烯)聚合物，其在反应温度下大体上不溶于流体介质中，由此在介质内形成固体微粒的浆料。这些固体聚烯烃微粒可以通过反应器排出口从各反应器50A、50B去除。在图2的所说明的实施例中，转移浆料21从第一反应器50A排出，并且产物浆料22从第二反应器50B排出。

对别对于转移浆料21和产物浆料22，各反应器排出口可(1)间歇排出，例如沉降支柱、脉冲开/关阀等，或(2)连续排出，例如任选地具有调节阀等的连续移去(CTO)。另外，排出物可经加工(未说明)，例如泵送(例如通过离心泵)、加热、冷却、蒸发冷却、例如使用水力旋风器或其它分离装置/容器分离，或其它类似加工。

对于连续排出，预期多种排出配置。举例来说，采用不具有随附调节阀的分离阀(例如全径Ram阀)可提供浆料从环流反应器的连续排出。另外，CTO可定义为具有至少一个调节流量阀，并且提供浆料从环流反应器的连续排出。在某些实例中，CTO进一步定义为具有在反应器的排出导管上的调节阀(例如v球阀)和在反应器壁上的分离阀(例如Ram阀)的连续排出。应注意关闭位置的Ram阀可有利地提供与反应器的内壁齐平的表面从而在Ram阀处于关闭位置时排除收集聚合物的凹穴、间隔或空隙的存在。

对于转移浆料21从第一反应器50A连续排出，第一反应器上的连续排出可为CTO(未示出)，或可为不具有调节阀(但具有例如分离阀)的连续排出(如所示)等。另外，反应器可在相同或不同压力下操作。无调节阀的连续转移可更好的利用反应器中的压降作为转移的驱动力。用于转移排出浆料21的可用起动力可以被认为是第一反应器50A的压降(即从泵54A的排出到泵54B的抽吸)。

第一环流反应器泵54A的排出与第二环流反应器泵54B的抽吸之间的压差可提供用于将转移浆料21从第一环流反应器50A转移到第二环流反应器50B的起动力。不论第一泵54A或第二泵54B的泵抽吸可视为在高达约0.5米到50米范围内(例如0.5、1、5、15、25、50米或它们之间的值)的各别环路的泵上游(距泵入口)的管长度。类似地，泵排出可视为距离泵出口的高达约0.5米到50米(例如0.5、1、5、15、25、50米或它们之间的值)，以及高达100米或更多的管长度。转移浆料21达到的实际起动力可取决于排出到输送管21L的第一反应器50A的位置(相对于泵54A)和输送管21L的另一端(即输送管21L的排出端)的第二环流反应器50B上的位置(相对于泵50B)。可选择输送管21L相对于泵54A和54B的位置来产生转移浆料21通过输送管21L流动的足够起动力(ΔP)，即克服通过输送管21L(以及通过任何额外处理设备，例如水力旋风器、蒸发冷却器等)到第二反应器50B的液压阻力或压力损耗(降低)。另外，在某些实施例中，泵(未示出)可进一步提供起动力并且促进转移浆料21向第二反应器50B移动。

另外，在某些实例中，两个环流反应器50A、50B可串联操作并且使得从第二反应器50B排出的短纤浆料22中的聚烯烃短纤(也称为产物聚烯烃)为单模态或双模态。在单模态生产的某些情况中，可设定反应器操作条件使得各反应器50A、50B中基本上聚合相同聚烯烃或类似聚烯烃。另一方面，在单模态生产中就分子量来说，反应器中的条件例如关于氢气浓度可能相同或类似但共聚单体浓度方面不同，例如因此在各反应器中产生具有类似分子量(即单模态)但聚合物密度不同的聚烯烃。

在双模态生产的情况中，可设定反应器操作条件使得第一反应器50A中聚合的聚烯烃与第二反应器50B中聚合的聚烯烃不同。因此，使用两个反应器，第一环流反应器50A中产生的第一聚烯烃和第二环流反应器50B中产生的第二聚烯烃可组合获得双模态聚烯烃或单模态聚烯烃。另外，同样，不论单模态或双模态，即就分子量来说，第一环流反应器50A中产生的第一聚烯烃和第二环流反应器50A中产生的第二聚烯烃可例如具有不同聚合物密度。

两个环流反应器50A、50B的操作可包括向第一聚合反应器中馈入比第二聚合反应器中多的共聚单体，或向第二聚合反应器中馈入比第一聚合反应器中多的共聚单体。操作还可包括向第二聚合反应器中馈入比第二反应器中更多的链转移剂(例如氢气)，或向第二聚合反应器中馈入比第二反应器中更多的链转移剂。当然，可向各反应器50A、50B馈入相同量的共聚单体和/或相同量的链转移剂(例如氢气)。另外，各反应器50A、50B中可保持相同或不同共聚单体浓度。同样，各反应器50A、50B中可包括相同或不同链转移剂(例如氢气)浓度。

此外，第一聚烯烃(即第一反应器50A中聚合的聚烯烃)可具有第一物理特性范围，并且第二聚烯烃(即第二反应器50B中聚合的聚烯烃)可具有第二物理特性范围。第一范围和第二范围可相同或不同。示范性物理特性可包括聚烯烃密度、共聚单体百分比、短链分支量、分子量、粘度、熔融指数、熔体流动速率、结晶度等。

如所指示，聚烯烃产物短纤浆料22从第二反应器50B排出并且例如在稀释剂/单体回收系统24中进行下游加工。如所提及，产物短纤浆料22可通过沉降支柱、连续移去(CTO)或其它阀门配置排出。实际上，产物短纤浆料22可例如通过沉降支柱构形或脉冲开/关阀间歇地排出，或实际上可例如通过CTO持续排出。在图2所说明的实施例中，具有调节阀25的CTO用于从第二反应器50B排出的产物短纤浆料22。

操作时，视例如第二反应器上排出口的定位而定，可使用连续排出实现固体浓度高于反应器50B中循环的浆料的平均固体浓度的排出浆料22。同样，连续排出可包括具有单独分离阀(Ram阀)或具有分离阀(Ram阀)和调节阀25的CTO构形的排出构形。示范性CTO配置和控制，以及其它排出配置可发现于上述美国专利申请公开案第2011/0288247号和美国专利第6,239,235号中，它们也以全文引用的方式并入本文中。

如所提及，在所说明的实施例中，产物短纤浆料22通过CTO排出。在某些实例中，CTO具有在反应器50B壁处的Ram阀，和在排出导管上的调节流量控制阀25(例如v球控制阀)。

在图2的实施例中，转移短纤浆料21从第一环流反应器50A通过输送管21L排出到第二环流反应器50B。转移短纤浆料21的内容物可以是第一环流反应器50A的内容物的代表。然而，视例如输送管21L的入口在第一环流反应器50A上的定位和其它考虑因素而定，转移浆料21中的固体浓度可大于第一环流反应器50A中的固体浓度。转移短纤浆料21可从第一环流反应器50A通过沉降支柱、分离阀(例如Ram阀)、连续移去CTO(其如CTO指示具有分离Ram阀和调节阀)或其它阀门构形排出到输送管21L中。

在所说明的实施例中，转移浆料21从第一环流反应器50A的排出是连续的并且未经直接调节。未采用CTO或沉降支柱。实际上，转移浆料21通过反应器壁处的打开分离阀(例如Ram阀)(未示出)排出并且在这一实例中不具有输送管21L上的调节阀。在一个具体实例中，转移浆料21通过保持全开位置的全径Ram阀排出，并且不另外通过调节阀。浆料21通过输送管21L从第一反应器50A连续转移到第二反应器50B可以通过反应器50A、50B之间的压差控制，并且不需要调节阀。

在替代实施例(未说明)中，调节阀可安置于输送管21上，或具有其调节阀的CTO可定位于第一反应器50A的转移浆料21排出口处。如果以所述方式包括在内，那么调节阀可控制转移浆料21的流动速率并且有助于控制第一环流反应器50A中的压力。另外，举例来说，可安置调节阀或CTO和其调节阀来帮助在两个反应器50A、50B操作时从串联移位成并联运行时控制第一反应器50A排出。

尽管如此，在多个实施例中，分离(例如Ram)阀通常安置于第一环流反应器50A的壁处的排出口上。在需要时，Ram阀可提供输送管21L与环流反应器50A的分隔。Ram阀还可以定位于第二环流反应器50B的壁处的输送管21L的出口处从而在需要时提供输送管21L与第二环流反应器50B的分隔。在反应器系统20的维护或停工时间期间，或当第一反应器50A的替代排出或输送管投入运行时等，可能需要分隔输送管21L与第一和第二环流反应器50A、50B。Ram阀的操作或控制可以是手动、液压辅助、空气辅助、远程、自动等。输送管21L可以手动取消运行(例如手动关闭Ram阀)或自动取消运行(例如通过自动关闭Ram阀的控制系统)。

在所说明的实施例中，可以通过操作CTO流量控制阀25来帮助第一环流反应器50A和第二环流反应器50B中的压力(和产出量)控制。在一些实例中，第一环流反应器50A中的压力可以在第二环流反应器50B中的压力之上。反应器50A、50B可维持于相同、类似或不同压力下。可在反应器50A、50B和输送管21L上安置压力元件或工具。另外，还可以如此安置指示温度、流动速率、浆料密度等的其它过程变量元件或工具。

此类仪器可包括感测器或感测元件、传输器等。对于压力元件来说，感测元件可例如包括振动膜。对于温度元件或仪器，感测元件可包括热电偶、电阻温度检测器(RTD)和类似元件，所述元件可例如容纳于热电偶套管中。传输器可例如将从感测元件接收的模拟信号转化成用于馈入或传输到控制系统的数字信号。多种工具可具有感测变量的本地指示。举例来说，压力元件或仪器可以是或具有本地压力表并且温度元件或仪器可以是或具有本地温度表，它们都可以由操作员或工程师本地读取。

输送管21L的入口位置可在第一环流反应器50A上位于第一环流反应器50A中的循环泵54A的排出侧上。输送管21L的出口位置可在第二环流反应器50B中的循环泵54B的抽吸侧上耦合到第二环流反应器。此构形可提供转移浆料21通过输送管21L从第一环流反应器50A流到第二环流反应器50B的正压差(即驱动力)。在一个实例中，典型压差(第一泵54A的排出到第二泵54B的抽吸所提供)为约20磅/平方英寸(psi)。同样，不论第一泵54A还是第二泵54B的泵抽吸侧可视为在泵上游约0.5米到50米范围内(例如0.5、1、5、15、25、50米或它们之间的值)的直线环管长度。类似地，泵排出侧可视为在泵下游约0.5米到50米(例如0.5、1、5、15、25、50米或它们之间的值)，并且最多约100米等的直线环管长度。

应注意，在某些实施例中，第一反应器50A和第二反应器50B可具有0.5∶1与1.5∶1之间的第一比第二反应器容量。换句话说，在某些实例中，两个反应器之间的聚烯烃产量比率可以根据理论或实际极限从0.5到1.5变化。在一些情况下，低于0.5指示调低容量并且高于1.5可以是设计上限。在其它实施例中，聚烯烃产量比率在0.5到1.3的范围内。另外，第一反应器和第二反应器的体积尺寸可以大体上相同或体积尺寸不同。在某些实例中，第一反应器的体积尺寸是第二反应器的50％到90％。在其它实例中，第二反应器的体积尺寸(或容量)是第一反应器的50％到90％。

III.用于聚合反应器系统的减压阀

本发明技术在反应器50A、50B上提供排出到废气处理系统的一个或多个减压系统，例如一个或多个减压阀64。这与聚烯烃反应器上的减压阀排出到大气(环境)的常规系统形成对比。

聚合反应器50A、50B可具有多个减压系统，各减压系统包括或为压力安全装置(PSD)，例如减压装置。减压装置的实例包括压力安全阀(PSV)、减压阀(PRV)64、爆破片等。安置在聚烯烃聚合反应器上的个别减压系统可以是单个减压装置。另一方面，安置在聚烯烃聚合反应器上的个别减压系统可以具有超过一个减压装置。在实施例中，减压系统可以是PRV64与安装于PRV64与反应器之间的爆破片的组合。另外，减压系统可以是例如两个或更多个并联安置的减压装置。

反应器上的反应器减压系统回应于反应器压力超过减压系统或减压装置的设定压力而打开。举例来说，当反应器压力达到或超过爆破片的设定压力时，爆破片可能断裂。同样，当反应器压力达到或超过PRV64的设定压力时，PRV64可打开。

在图2所说明的实施例中，减压阀64排出到废气处理系统的废气处理头66。减压阀(PRV)64的排出通过各别减压排出管道68引导到(耦合到)废气处理头66。废气处理头66可以是废气处理系统的初始或主要处理头、废气处理系统中的子处理头等。废气处理头66可以是引导通过系统10的设施的主要或初级处理头，其配置成收集来自整个场所的多个减压阀和爆破片等的减压排出物。另一方面，废气处理头66可以是极近区域中收集减压排出物的更加本地的子处理头。最后，尽管各别排出管道68区段描绘为来自PRV64并且分别引导到废气处理头66，但涵盖其它构形，例如在进入废气处理头66之前在子处理头处组合或合并排出管道68区段。

废气处理头(包括废气处理头66)中的内容物在达到燃烧塔进行燃烧之前通常可引导到并且通过下游燃烧塔淘汰罐。燃烧塔淘汰罐收集固体(例如聚烯烃)和液体同时向燃烧塔排出蒸气(例如稀释剂、单体其它其它烃)进行燃烧。所述技术推荐改造现有反应器系统20以将PRV64耦合到现有废气处理系统或废气处理头66，以及反应器系统20和废气处理系统的基层或新颖构造。在替代实施例中，PRV64可排出到回收系统或另一燃烧系统来代替废气处理头66或废气处理系统。

尽管图2中描绘四个PRV64(每个反应器50A、50B两个)，但可采用多于或少于四个PRV64。对于竖直支柱区段(例如每个反应器8个或16个)比所描绘的每个反应器4个多(并且因此每个反应器具有具有超过两个上部水平区段)的环流反应器50A、50B，每个反应器50A、50B可采用更多PRV64。如熟练技术人员所了解，减压阀64(PRV64)，其还可以是标记的压力安全阀(PSV)。当PRV64处的压力(反应器压力)超过预设极限(即超过PRV64的设定压力)时，PRV64可以是从压力容器(环流反应器50A、50B)自动释放物质或内容物的阀门机构。

另外，爆破片(未示出)可以安装在到PRV64的在反应器50A、50B与PRV64之间的入口管道上。爆破片可以是例如平镶或“大礼帽”爆破片设计。在此类设计中，可以在反应器50A、50B上的减压喷嘴中安装延长的爆破片固持器，使爆破片以物理方式接近反应器50A、50B壁或与它齐平。在反应器系统20的正常操作期间，爆破片可帮助防止或减少反应器50A、50B内容物(浆料)进入PRV64和其入口管道并且在其中积垢。在反应器50A、50B过压的反应器系统20的失常条件中，爆破片突裂有助于反应器50A、50B内容物减压进入和通过PRV64。爆破片的设定压力可以规定为例如略微低于相应PRV64的设定压力的压力。

在反应器50A、50B的特定实例中，反应器50A、50B上的减压喷嘴为8英寸，爆破片为6英寸，并且PRV64为设定为950psig或900psig的4英寸×6英寸减压阀。入口管道可包括例如8英寸×4英寸渐缩管。排出管道68可包括铅封开(CSO)阀、将排出管道的尺寸增加到10英寸的6英寸×10英寸渐缩管，例如以匹配在这一特定实例中一般可以是12英寸或更大的废气处理头66。这些组件耦合在一起以提供从反应器50A、50B到燃烧塔的减压路径。

缠绕到PRV64的入口管道可以建构成长度较短以降低减压入口压降。类似地，排出管道在可能时可以建构得较短。排出管道68的此类较短长度在减压时可有利地提供PRV64上的较低液压背压。

在一个实施例中，所描绘的减压系统可置于环流反应器50A、50B的支柱的顶部，其中PRV64针对某些支柱设定为950psig，并且PRV64针对其它支柱设定为900psig。同样，爆破片可用于分隔PRV64与反应器50A、50B内容物，同时避免固体积聚。实际上，此类设计可防止或减少减压情境中PRV64启动之前，固体在PRV64的喷嘴中积聚。

图2中说明的PRV64可以是减压系统中的多级减压阀的代表。举例来说，PRV64可包括从每个反应器50A、50B的每对反应器支柱的顶部(例如环流反应器50A、50B的支柱或弯管的顶部)开始分级的多个不同减压阀。实际上，对应于每个反应器50A、50B的每对反应器支柱的PRV64可包括配置成在反应器50A、50B的最大允许工作压力(MAWP)时打开的第一PRV和配置成在高于反应器50A、50B的MAWP5％时打开的第二PRV。在一个实施例中，指定反应器50A、50B的各反应器支柱之间的PRV可具有交替减压设定点。举例来说，定位于第一对反应器支柱之间的减压阀的减压设定点可与相邻支柱对之间的两个相邻减压阀的减压设定点不同。在各反应器50A、50B顶部放置PRV64在失去反应器循环的情况下可能有益并且可避免堵塞。另外，指定PRV64可包括两个或更多个并联PRV。

图3为反应器系统20-1的替代实施例，其具有上文关于图2所述的特征，但PRV64排出到分离系统74。如下文所述，分离系统74可以是旋风器、容器(隔板、淘汰罐或锅筒、收集容器、储罐等)或旋风器与容器的组合等。分离系统74可分离固体和液体组分与蒸气或气体组分并且将蒸气或气体组分通过废气处理头66传输到燃烧塔。

图3中的PRV排出管道68将各别减压排出物流从PRV64引导到分离系统74。尽管四个各别排出管道68区段分别显示进入分离系统74，但涵盖管道68的其它构形，例如在进入分离系统74之前组合或合并排出管道68区段中的两个或更多个。

分离系统74接收在反应器50A、50B过压情境期间通过PRV64排出(减压)的反应器50A、50B的内容物。如所指示，分离系统74收集固体，例如来自反应器50A、50B的流动通过PRV64和排出管道68的浆料中的聚烯烃固体。分离系统74通常在比反应器50A、50B中的正常压力低的压力下操作，使得在某些实施例中，进入分离系统74的大部分液体可挥发。分离系统74将蒸气76(例如稀释剂、单体、共聚单体等)和任何夹带的固体排出到废气处理头66。这一蒸气76流过废气处理头66，并且发送到废气处理系统的燃烧塔中并且在其中燃烧。分离系统74中收集的固体(例如聚烯烃短纤)和任何液体最终可以作为废料回收并且以废物形式弃置等。PRV64的排出口和分离系统中的组分可以设定尺寸以减少减压事件期间PRV64上的背压。

如所指示，分离系统74可包括接收从PRV64排出的减压浆料的容器。所述容器可通过使固体和液体沉降到容器下部来收集进入浆料中的固体和任何液体。蒸气76可以从容器的上部排出到废气处理头66。在结束减压情境之后的操作中，容器可最终清空所收集的固体(和任何未闪蒸或蒸发的液体)。容器可以经尺寸设定以固持反应器50A、50B的多种过压减压情境中流过减压阀64的量的的固体(和液体)，其中包括预测最大量固体(和液体)的切实可行最坏情境。容器可以是竖直或水平容器、收集容器或锅筒、类似于燃烧塔淘汰罐的淘汰罐等。另外，容器可以是用于其它操作的容器。举例来说，分离系统74容器可以是加工来自反应器系统20的产物聚烯烃浆料排出物22的下游稀释剂/稀释剂回收系统24中的闪蒸容器。一般来说，分离系统74中用于接收PRV64排出物的一个或多个容器可以是闪蒸容器、反应器排污槽、替代闪蒸槽、燃烧塔淘汰罐、分馏系统30中的容器等。

在一些实施例中，分离系统74可包括从排出管道68接收从PRV64排出的减压浆料的旋风器。来自反应器50A、50B的这一蒸发浆料一般进入旋风器的侧喷嘴。蒸气76可排出来自旋风器的塔顶产物并且进入废气处理头66用于在燃烧塔中最终燃烧。固体可以从旋风器底部排出并且收集于储罐中例如用于作为废料最终回收或以废物形式弃置。

最后，应注意关于图1-图3以及PRV64、排出管道68、废气处理头66、分离系统74(如果采用)和废气处理系统的尺寸设定基础，例如美国石油组织(AmericanPetroleumInstitute，API)和美国国家标准学会(AmericanNationalStandardInstitute，ANSI)的某些行业标准可用于评估和促进可能性过压减压情境期间来自反应器50A、50B的减压流动速率的计算。根据减压要求尺寸设定(即产生浆料从反应器50A、50B通过PRV64减压的切实可行最大流动速率)的管控选择或指定的任何减压情境，可使用动态建模或编程来评估或设计针对特定反应条件的减压情境、设定废气处理头66的尺寸以及管线尺寸来确保在减压事件期间传输固体的足够管线速度。此类程序可解释反应器中的液体和固体随着热量和物质的添加和去除发生的动态扩展。

现关于图1-图3和其它实施例转而讨论反应器50A、50B减压情境的消除或减少。如下文所论述，上述减压仪表系统(RIS)48(图1)在某些实施例中配置成根据减压情境消除反应器50A、50B的失控或过量反应情境。具体来说，作为工程改造控制系统的RIS48配置成建立通过以下方式防止或降低过量反应情境的过程互锁：(1)反应器50A、50B温度偏差高于设定点时启动终止注入(例如注入催化剂毒物或抑制剂)；以及(2)在高反应器50A、50B压力下分隔反应器50A、50B与稀释剂(和单体)馈料58A、58B和催化剂馈料60，等。

另外，也如下文论述，关于反应器50A、50B以及反应器馈料(包括反应器馈入泵(例如离心泵))的操作和设计液压极限根据减压情境消除或缓解反应器50A、50B的馈料液压过压情境。具体来说，举例来说，可以通过将馈料供应压力限制到反应器50A、50B的最大允许工作压力(MAWP)以下来消除液压过压减压。如下文所指示，这可以例如使用馈入泵和反应器50A、50B的设计和/或通过控制反应器馈入压力等来执行。

一般来说并且参看图1-图3，对于反应器系统20和其聚烯烃环流反应器50A、50B的多种可能减压需求，过量反应减压情境和馈料液压过压减压情境可各自影响减压系统的尺寸。放热过量反应情境可涉及例如过量反应、缺乏冷却以及反应器50A、50B出口堵塞。在这一过量反应情境中，反应器50A、50B中的内容物扩展并且可能引起通过反应器PRV64减压。然而，如所指示，本发明技术的实施例提供RIS48，其产生互锁以缓解或避免过量反应情境并且因此根据减压情境消除此过量反应情境。

在具有高反应器速率、失去冷却以及关闭/堵塞反应器出口的此类过量反应情境中，反应器50A、50B压力增加。对于使用异丁烷作为稀释剂的聚乙烯生产，因为PRV64设定点可高于异丁烷混合物临界压力，所以反应器50A、50B将在超临界条件下减压。一般将不存在蒸发冷却，因为反应器50A、50B内容物保持为液体或致密超临界流体。反应器50A、50B中的温度和压力将持续上升直到反应减缓和因为单体耗尽而停止。这一过量反应情境可以通过RIS48作为通过互锁实施的减压情境而避免。

具体来说，作为工程改造控制系统的RIS48配置成建立互锁，通过在反应器温度偏差高于设定点时启动终止注入(例如注入催化剂毒物或抑制剂)并且在高反应器50A、50B压力下分隔反应器50A、50B和馈料防止至少过量反应情境(和PRV64的相关可能性积垢)。用于终止注入到反应器50A、50B中的催化剂毒物可包括例如水、氧气、一氧化碳、二氧化碳以及含有硫、氧或卤素的有机化合物，以及其它催化剂毒物或抑制剂，即抑制或显著降低催化剂活性和聚合反应的那些。

如所提及，本发明技术也可以缓解反应器50A、50B因一种或多种反应器馈料(例如18、58A、58B)变得过压的馈料液压过压情境。液压过压减压通常可在反应器58A、58B排出系统不能正确起作用时进行。在此类事件中，反应器馈料可以在高于PRV64的压力背景的压力下传递并且导致PRV64中的一个或多个上升。

然而，根据本发明实施例，反应器50A、50B的最大允许工作压力(MAWP)可以高于馈入系统16的最大压力(图1)。这消除或降低馈入系统16可能通过其供应压力引起反应器50A、50B中的减压情境的特定减压情境中的可能性和/或负载。有益的是，反应器馈入泵(例如离心泵)可以配置成使得馈料(例如18、58A、58B)到反应器50A、50B的最大已传递压力小于反应器50A、50B的MAWP。另外，反应器50A、50B可以例如通过提供增加的厚度和/或使用轧制板代替无缝管建构而建构成具有较大MAWP。因此，反应器馈入系统16可以设计成在低于设定压力(一般随反应器MAWP而变化)的压力下传递馈料(例如稀释剂、单体、共聚单体等)，从而在解决反应器减压点与反应器馈入点之间的静水头差之后，减压反应器50A、50B的PRV64。当馈入系统受限时，液压减压情境在较高反应器压力等级下变得较不可能。

举例来说，反应器50A、50B的再循环稀释剂(例如异丁烷)馈入系统可以根据本发明实施例设计使得填塞条件下再循环稀释剂泵的最大水头不超过解决泵排出升高与反应器减压阀之间的静压差之后设定的反应器减压阀复位压力。可能最大排出压力的测定通常应考虑再循环稀释剂泵在再循环稀释剂缓冲容器的正常操作压力加正常水平的缓冲容器处的静水头压力下的抽吸压力。举例来说，如果在213英尺处反应器减压阀复位压力比再循环稀释剂泵高840psig，那么再循环稀释剂泵的排出压力应低于890psig，使反应器50A、50B内容浆料比重为0.54。基于此类设计和相应操作，再循环稀释剂泵一般将不会针对单次失败情境引起反应器减压事件。

总体来说，特定设计和操作实施方式(例如缓解馈料液压过压情境)，以及提供具体互锁(例如作为减压情境的依据消除过量反应情境)的上述减压仪表系统48(图1)等可降低具体过压减压情境的可能性或使具体过压减压情境不可行，和/或降低打算经历的最坏情况减压负载。因此，关于图2和图3，PRV64和相关管道(包括排出管道68)、分离系统74(如果采用)、废气处理头66、燃烧塔淘汰罐、燃烧塔等可有利地设计或保持相对较小和较便宜的尺寸。另外，此类设计和操作实施方式，以及上述减压仪表系统48(图1)可有利地提高反应器系统20稳定性以及更有效缓解反应器系统失常或过压条件。

因此，同样基于压力/温度控制特征、反应器馈入压力设计和反应器压力设计的实施，减压阀64尺寸和分离系统74的容器尺寸相对于其不具有这些措施时的尺寸可能受限或减小。举例来说，相对于反应器50A、50B的MAWP限制馈入压力可消除馈料液压过压情境，并且可限制可能释放情境。因此，可以获得减压阀尺寸和容器尺寸(例如分离系统74中的旋风器和/或容器的尺寸)减小。同样，例如在基层或新颖设施中，下游燃烧塔淘汰罐和燃烧塔本身的尺寸可相对较小。消除或缓解可能减压情境还可能例如有益于现有将PRV64的排出连系到现有废气处理头66的设备的改造。换句话说，现有废气处理头66、燃烧塔淘汰罐以及燃烧塔在某些实例中可能无需增加尺寸。

参看图1-图3，关于聚合反应器50A、50B的控制，在一些实施例中，可利用提到可以作为控制系统46的组件的减压仪表系统48(图1)控制反应条件使得可以避免或防止减压情境(例如反应器积垢和不合意的反应器条件)。具体来说，减压仪表系统48(RIS48)可包括处理器、存储器，以及取得通过安置在整个工艺中的过程感测器获取的测量值并且基于将信号传输到制造系统10中的操作装置(例如断流阀)的措施执行特定互锁功能的操作逻辑。在此类操作中，RIS48可以在网络上发送和接收信号，所述网络可包括传输线和/或无线特征。

在实施例中，RIS48可配置成启动终止系统来停止或显著减缓反应器50A、50B在特定条件下的聚合反应。反应器终止可包括为了停止反应所采取的多种动作，包括分离催化剂馈入系统、关闭系统马达阀、从终止罐或圆筒向反应器50A、50B注入终止流体(例如催化剂毒物)等。应注意配置成通过RIS48启动的断流阀可包括提供阀门是否正确操作的验证的位置指示特征。

在一种情况中，RIS48配置成策划至少两个基础互锁来针对减压所需尺寸根据切实可行减压情境消除过量反应情境。一个互锁向反应器50A、50B注入催化剂毒物或抑制剂来“终止”(即停止或显著减缓)聚合反应。另一互锁例如通过关闭馈料的断流阀来分隔反应器50A、50B与馈料。具体来说，这一馈料分隔锁定互锁分隔第一反应器50A与稀释剂(和单体、共聚单体)馈料58A以及催化剂馈料60，并且分隔第二反应器50B与稀释剂(和单体、共聚单体)馈料58A。在某些情况下，输送管21L可不受此互锁影响。

图4为操作聚烯烃制造系统的示范性方法100，包括在第一聚合反应器中聚合(方框102)烯烃单体(例如乙烯或丙烯)形成第一聚烯烃，将第一聚烯烃转移(方框104)到第二聚合反应器，在第二反应器中聚合(方框106)烯烃单体(例如乙烯或丙烯)形成第二聚烯烃，并且从第二聚合反应器排出(方框108)产物聚烯烃。产物聚烯烃可包括第一聚烯烃和第二聚烯烃。

连同在反应器中聚合的烯烃单体，反应器中的聚合混合物可包括稀释剂、共聚单体、氢气等。另外，第二反应器中聚合的烯烃单体可包括来自第一反应器的未反应烯烃单体的残留和/或添加到第二反应器的新鲜或再循环烯烃单体。聚合反应器可以是环流反应器、高压釜反应器、气相反应器等。

方法100包括操作(方框110)聚合反应器上的减压系统。聚合反应器可具有多个减压系统，各减压系统包括或为压力安全装置(PSD)，例如减压装置。减压装置的实例包括压力安全阀(PSV)、减压阀(PRV)、爆破片等。

安置在聚烯烃聚合反应器上的个别减压系统可以是单个减压装置。另一方面，安置在聚烯烃聚合反应器上的个别减压系统可以具有超过一个减压装置。在实施例中，减压系统可以是PRV与安装于PRV与反应器之间的爆破片的组合。另外，减压系统可以是例如两个或更多个并联安置的减压装置。

反应器上的反应器减压系统回应于反应器压力超过减压系统或减压装置的设定压力而打开。举例来说，当反应器压力达到或超过爆破片的设定压力时，爆破片可能断裂。同样，当反应器压力达到或超过PRV的设定压力时，PRV可打开。

不管与聚烯烃反应器有关或安置在聚烯烃反应器上的指定减压系统的是什么构形或装置，所述方法包括使用反应器操作(方框110)具有反应器减压系统的第一反应器和具有减压系统的第二反应器，两个减压系统都配置成排出到废气处理系统。管道可将减压系统(例如减压装置)的排出引导到废气处理系统的废气处理头。

在替代实施例中，管道可将减压系统(例如减压装置)的排出引导到分离系统(例如具有容器和/或旋风器)，所述分离系统配置成收集聚烯烃固体和将蒸气排出到废气处理系统。在实例中，分离系统配置成将蒸气排出到废气处理系统的废气处理头。

所述方法包括操作(方框112)具有减压仪表系统(RIS)的聚烯烃制造系统，所述减压仪表系统配置成引导至少一个过程互锁根据过压减压情境缓解第一反应器或第二反应器或其两个的过量反应情境。至少一个过程互锁可包括向至少第一反应器或第二反应器注入催化剂抑制剂，以及分隔馈料与第一反应器或分隔馈料与第二反应器中的至少一个。为了分隔馈料与反应器，过程互锁可关闭到反应器的馈入装置上的断流阀，使馈料泵关机，将馈料分流到另一系统(例如再循环系统等)。

最后，所述方法可包括操作(方框114)具有第一反应器和第二反应器的聚烯烃制造系统，所述反应器各自配置有超过第一反应器和第二反应器的最大馈入压力的最大允许工作压力(MAWP)。将馈料传递到第一反应器和第二反应器的离心泵可传递低于第一反应器和第二反应器的MAWP的最大压力。

本发明技术的实施例提供聚烯烃制造系统，其具有：将烯烃聚合成第一聚烯烃并且将第一聚烯烃排出到第二反应器的第一反应器；以及将烯烃聚合成第二聚烯烃并且排出具有第一聚烯烃和第二聚烯烃的产物聚烯烃的第二反应器。安置于第一反应器上的减压装置(例如PRV、爆破片等)配置成减压到废气处理系统。同样，安置在上第二反应器的减压装置(例如PRV、爆破片等)配置成减压到废气处理系统。减压装置可通过例如从减压装置到废气处理头的排出管道减压到废气处理系统。

另外，聚烯烃制造系统包括减压仪表系统(RIS)，其引导至少一个过程互锁根据过压减压情境缓解第一反应器和第二反应器的过量反应情境。所述至少一个过程互锁可包括向第一反应器和第二反应器中注入催化剂抑制剂的一个互锁，以及关闭到第一反应器的馈入装置上的断流阀和关闭到第二反应器的馈入装置上的断流阀的第二互锁。另外，第一和第二反应器以及相关馈料泵可以配置成使得第一和第二反应器的MAWP超过第一和第二反应器的最大馈入压力。

在替代实施例中，安置在第一反应器上的减压装置(例如PRV、爆破片等)可配置成减压到分离系统。同样，安置在第二反应器上的第二减压装置(例如PRV、爆破片等)还可以配置成减压到分离系统。分离系统(例如容器、旋风器等)收集聚烯烃固体和/或向废气处理系统排出蒸气。

另外，一般来说，在一个关于RIS48的实施例中，RIS48的逻辑可以包括基于所检测的过程值执行不同功能的六个互锁。第一互锁可称为“高反应器压力互锁”。根据这一互锁，高压(例如比反应器减压低15％的反应器压力)启动反应器终止来中断反应器110中发生的任何反应。

第二互锁可称为“高-高压互锁”。根据高-高压互锁，高于启动高反应器压力互锁的压力的高-高压(例如比反应器减压低10％的反应器压力)启动反应器馈料18(包括58A、58B、60)与反应器50A、50B分隔。高-高压互锁可用于保护反应器50A、50B以及防止烃释放到大气中。

第三互锁可称为“高压分隔夹套水加热互锁”。根据这一互锁，启动高-高压互锁的压力水平也启动这一关闭到反应器夹套52的蒸气加热阀(在夹套冷却水系统53中)的互锁。尽管高压分隔夹套水加热互锁(如高-高压互锁)可设定成比反应器减压低10％并且可与高-高压互锁同时开始，但可靠性要求可能降低。因此，输出装置并不多余。另外，在一些实施例中，高压分隔夹套水加热互锁可具有与高-高压互锁不同的启动压力水平。

前两个互锁都可以给予三个压力感测器的相同设定。更具体来说，第一互锁和第二互锁都可以基于满足压力准则的三个压力读数中的两个。另外，第三互锁可利用这些压力传输器和/或不同传输器中的一个或多个。压力传输器可以分布在反应器50A、50B周围的多个位置。一个压力传输器可位于主反应器馈入管线上用于反应器压力控制的压力传输器附近，其中实际位置为与反应器压力控制传输器的独立仪器分接。这一点可紧密对应于环流反应器50A、50B中的最高压力。用于馈入点压力传输器的这一压力互锁点可以调整成补偿反应器减压阀和/或爆破片的升高与反应器馈入喷嘴之间的静压差。第二传输器可位于紧靠反应器循环泵54A、54B上方的顶端处的冲洗连接。这一点代表反应器50A、50B的顶部的最高压力。基于操作经历，现在辨别出位于这一点的减压阀在液压过压的事件中最可能减压。第三压力传输器可以位于环流反应器50A、50B周围的任何适宜位置(例如第二顶端冲洗位置或辅助反应器馈入喷嘴位置)。这一第三压力感测点可以调整成解决测量位置与反应器减压阀爆破片之间的反应器静压差。

第四互锁可称为“高温互锁”，其操作时隔离到反应器50A、50B的单体(例如乙烯)馈料。在聚乙烯生产的情况中，如果定位于整个各别反应器50A、50B的三个温度感测器中的任何两个指示温度为235°F或更高，或如果一个有效感测器指示温度比各别反应器50A、50B的任何其它有效且适当温度感测器高50°F，那么这一第四互锁分隔乙烯馈料。高温互锁提供的乙烯馈料分隔可防止反应器50A、50B中产生孤立的高温点。

第五互锁可称为“与反应器温度控制设定点互锁高偏差”。如果用于指定反应器50A、50B的三个温度感测器(例如电阻温度装置)中的两个检测到与反应器温度控制设定点的正温差，那么这一第五互锁启动反应器终止，并且因此可避免失控反应。具体来说，根据这一互锁，如果指定反应器50A、50B的三个温度感测器中的两个指示温度比用于Cr树脂的反应器设定点温度高超过3°F(或约3°F)或比用于茂金属树脂或XPF的反应器设定点温度高超过4°F(或约4°F)，那么启动反应器终止。

第四和第五互锁可共用同一温度感测器。另外，用于控制仪器和RIS48的温度感测器可包括经匹配的RTD。换句话说，用于温度感测器的RTD可配置成在同一实际温度下提供相同读数。根据本发明实施例，可以收集经验反应器温度数据来研发RIS48温度点与反应器控制温度读数之间的正常操作温度偏移。正常偏移可能是由于环流反应器容器周围反应器50A、50B温度略微变化和/或个别RTD之间的读数差异。正常操作温度差异信息可用于研发用于RIS48温度读数的偏置调整因子来根据反应器控制RTD读取校正温度读数。这些温度感测器可专门定位于反应器50A、50B的特定区域中从而获得增加的益处。

第六互锁可称为“损失反应器循环泵互锁”，其在识别出反应器循环泵54A、54B损失时操作以启动反应器终止。这一第六互锁可以基于马达接触状况与功率计读数之间的两个输入表决中的一个。关于互锁设计考虑因素，可以选择比与泵54A、54B脱耦的主驱动马达功率汲取高的低千瓦准则。千瓦目标可以获自反应器循环泵供应商或通过测量与反应器循环泵54A、54B脱耦的反应器循环泵功率汲取来研发。另外，可以对反应器循环泵马达56A、56B执行延迟马达行程，在微小功率中断事件中自动重新启动反应器循环泵54A、54B。在任何经延迟行程的持续时间确定为比确保适时终止所需的时间长的事件中，那么可以选择两个功率传输器作为这一第六互锁的启动准则。

除了纳入上文所述的六个互锁之外，在一些实施例中，可以为了功效和改良的操作而专门排除特定互锁，例如“冷却剂泵故障互锁”和“反应器爆破片故障互锁”，它们分别可以在冷却剂泵故障或爆破片故障的事件中操作来操控工艺(例如终止反应)。举例来说，与反应器温度控制设定点互锁的高偏差可以检测冷却剂泵故障，其一般使冷却剂泵故障互锁多余，并且排除反应器爆破片故障互锁可以使运营商有机会在爆破片产生小渗漏时实现有序反应器关机，导致爆破片与减压阀64之间管道加压。

在通过控制特征(例如上文所述的那些特征)不能防止或检测反应器50A、50B的减压阀情境的事件中，本发明实施例包括PRV64、排出管道68、分离系统74(如果采用)、废气处理头66、燃烧塔淘汰罐以及用于减除反应器50A、50B中的压力的燃烧塔。所披露的减压构形(图2和图3)一般避免反应器减压阀(PRV)64直接向大气排出。如图2中所示，PRV64中的一个或多个可以配置成使得其排出到废气处理头66中，并且其中下游燃烧塔淘汰容器从通常在减压条件下从反应器50A、50B排放的气体/蒸气-液体-固体浆料分离气体/蒸气。如图3中所示，PRV64通过排出管道68向具有容器和/或旋风器的分离系统74排出，从通常在减压条件下从反应器50A、50B排放的气体/蒸气-液体-固体浆料分离气体/蒸气。

如果利用旋风器(在图3的分离系统74中)，那么在浆料因为减压事件进入旋风器之后浆料的固体和液体组分可以从旋风器落入储罐容器中，而来自浆料的气体通过旋风器容器到达废气处理头66。根据一些实施例，重力和/或压力可能有助于液体和固体从旋风器传输到储罐。储罐可以针对部分液体-固体排出物设定尺寸。实际上，已测定部分液体-固体排出物为通常产生大部分液体和固体体积加设计因素的工艺减压情境。应注意，在一些实施例中，旋风器和储罐定位在距反应器最小或减小的距离处，减少反应器50A、50B与旋风器之间的堵塞并且有助于旋风器与储罐之间的传输。

额外的披露内容

已描述用于制造聚烯烃的方法和系统。提供以下条项作为进一步描述：

实施例A

一种操作聚烯烃制造系统的方法，其包含：在第一反应器中聚合烯烃形成第一聚烯烃；将第一聚烯烃转移到第二反应器；在第二反应器中聚合烯烃形成第二聚烯烃；从第二反应器排出产物聚烯烃，产物聚烯烃包含第一聚烯烃和第二聚烯烃；以及操作具有第一反应器减压系统的第一反应器和具有第二反应器减压系统的第二反应器，两种减压系统配置成排出到废气处理系统；其中聚烯烃制造系统包含减压仪表系统(RIS)，所述减压仪表系统配置成引导至少一个过程互锁根据过压减压情境缓解第一反应器或第二反应器或其两个的过量反应情境。

实施例B

实施例A的方法，其中第一减压系统包含第一减压装置，且其中第二减压系统包含第二减压装置。

实施例C

实施例A到B的方法，其中第一减压装置包含第一减压阀，且其中第二减压装置包含第二减压阀。

实施例D

实施例A到C的方法，其中第一减压系统包含第一减压阀和第一爆破片，且其中第二减压系统包含第二减压阀和第二爆破片。

实施例E

实施例A到D的方法，其中烯烃包含乙烯，且其中第一和第二聚烯烃包含聚乙烯。

实施例F

实施例A到E的方法，其中至少一个过程互锁包含向至少第一反应器或第二反应器注入催化剂抑制剂。

实施例G

实施例A到F的方法，其中至少一个过程互锁包含分隔馈料与第一反应器或分隔馈料与第二反应器中的至少一个。

实施例H

实施例A到G的方法，其中至少一个过程互锁包含关闭到第一反应器的馈入装置上的断流阀或关闭到第二反应器的馈入装置上的断流阀中的至少一个。

实施例I

实施例A到H的方法，其中至少一个过程互锁包含两个互锁，其包含向第一反应器或第二反应器中的至少一个注入催化剂抑制剂的一个互锁，和关闭到第一反应器的第一馈入装置上的第一断流阀和关闭到第二反应器的第二馈入装置上的第二断流阀的另一个互锁。

实施例J

实施例A到I的方法，其中第一反应器和第二反应器各自配置有超过第一反应器和第二反应器的最大馈入压力的最大允许工作压力(MAWP)。

实施例K

实施例A到J的方法，其中向第一反应器和第二反应器传递馈料的离心泵配置成传递比第一反应器和第二反应器的最大允许工作压力(MAWP)小的最大压力。

实施例L

实施例A到K的方法，其中第一反应器减压系统配置成通过第一排出管道排出到废气处理系统的废气处理头，并且第二反应器减压系统配置成通过第二排出管道排出到废气处理头。

实施例M

实施例A到L的方法，其中第一反应器减压系统配置成回应于第一反应器压力超过第一设定压力打开，且其中第二反应器减压系统配置成回应于第二反应器压力超过第二设定压力打开。

实施例N

实施例A到M的方法，其包含回应于第一反应器压力超过第一设定压力打开第一反应器减压系统或回应于第二反应器压力超过第二设定压力打开第二减压系统中的至少一个。

实施例O

一种操作聚烯烃制造系统的方法，其包含：在第一反应器中聚合烯烃形成第一聚烯烃，第一反应器具有第一反应器减压装置；将第一聚烯烃转移到具有第二反应器减压装置的第二反应器；在第二反应器中聚合烯烃形成第二聚烯烃；以及从第二反应器排出产物聚烯烃，产物聚烯烃包含第一聚烯烃和第二聚烯烃；其中第一和第二反应器减压装置配置成排出到分离系统，所述分离系统配置成收集聚烯烃固体并且向废气处理系统排出蒸气。

实施例P

实施例O的方法，其中分离系统配置成向废气处理系统的废气处理头排出蒸气。

实施例Q

实施例O到P的方法，其中分离系统包含容器。

实施例R

实施例O到Q的方法，其中分离系统包含旋风器。

实施例S

一种聚烯烃制造系统，其包含：配置成将烯烃聚合成第一聚烯烃并且将第一聚烯烃排出到第二反应器的第一反应器；配置成将烯烃聚合成第二聚烯烃并且排出包含第一聚烯烃和第二聚烯烃的产物聚烯烃的第二反应器；减压仪表系统(RIS)，其配置成引导至少一个过程互锁根据过压减压情境缓解第一反应器和第二反应器的过量反应情境；安置在第一反应器上并且配置成向废气处理系统减压的第一减压装置；以及安置在第二反应器上并且配置成向废气处理系统减压的第二减压装置。

实施例T

实施例S的聚烯烃制造系统，其中至少一个过程互锁包含配置成向第一反应器和第二反应器注入催化剂抑制剂的一个互锁，以及配置成关闭到第一反应器的第一馈入装置上的第一断流阀和关闭到第二反应器的第二馈入装置上的第二断流阀的第二互锁。

实施例U

实施例S到T的聚烯烃制造系统，其中第一反应器和第二反应器各自经配置有超过第一反应器和第二反应器的最大馈入压力的最大允许工作压力(MAWP)。

实施例V

一种聚烯烃制造系统，其包含：配置成将烯烃聚合成第一聚烯烃并且将第一聚烯烃排出到第二反应器的第一反应器；配置成将烯烃聚合成第二聚烯烃并且排出包含第一聚烯烃和第二聚烯烃的产物聚烯烃的第二反应器；减压仪表系统(RIS)，其配置成引导至少一个过程互锁根据过压减压情境缓解第一反应器和第二反应器的过量反应情境；安置在第一反应器上并且配置成向废气处理系统减压的第一减压阀；以及安置在第二反应器上并且配置成向废气处理系统减压的第二减压阀。

实施例W

实施例V的聚烯烃制造系统，其中分离系统配置成收集聚烯烃固体。

实施例X

实施例V到W的聚烯烃制造系统，其中分离系统配置成向废气处理系统排出蒸气。

实施例Y

实施例V到X的聚烯烃制造系统，其中分离系统包含容器。

实施例Z

实施例V到Y的聚烯烃制造系统，其中分离系统包含旋风器。

Claims (26)

1.一种操作聚烯烃制造系统的方法，其包含：

在第一反应器中聚合烯烃形成第一聚烯烃；

将所述第一聚烯烃转移到第二反应器；

在所述第二反应器中聚合烯烃形成第二聚烯烃；

从所述第二反应器排出产物聚烯烃，所述产物聚烯烃包含所述第一聚烯烃和所述第二聚烯烃；以及

操作具有第一反应器减压系统的所述第一反应器和具有第二反应器减压系统的所述第二反应器，两个减压系统都配置成排出到废气处理系统；

其中所述聚烯烃制造系统包含减压仪表系统(RIS)，其配置成引导至少一个过程互锁根据过压减压情境缓解所述第一反应器或所述第二反应器或其两个的过量反应情境。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一减压系统包含第一减压装置，且其中所述第二减压系统包含第二减压装置。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一减压装置包含第一减压阀，且其中所述第二减压装置包含第二减压阀。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一减压系统包含第一减压阀和第一爆破片，且其中所述第二减压系统包含第二减压阀和第二爆破片。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述烯烃包含乙烯，且其中所述第一和所述第二聚烯烃包含聚乙烯。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个过程互锁包含向至少所述第一反应器或所述第二反应器中注入催化剂抑制剂。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个过程互锁包含从所述第一反应器分离馈料或从所述第二反应器分离馈料中的至少一个。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个过程互锁包含关闭到所述第一反应器的馈入装置上的断流阀或关闭到所述第二反应器的馈入装置上的断流阀中的至少一个。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个过程互锁包含两个互锁，其包含向所述第一反应器或所述第二反应器中的至少一个注入催化剂抑制剂的一个互锁，和关闭到所述第一反应器的第一馈入装置上的第一断流阀和关闭到所述第二反应器的第二馈入装置上的第二断流阀的另一个互锁。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一反应器和所述第二反应器各自配置有超过所述第一反应器和所述第二反应器的最大馈入压力的最大允许工作压力(MAWP)。

11.根据权利要求1所述的方法，其中向所述第一反应器和所述第二反应器传递馈料的离心泵配置成传递比所述第一反应器和所述第二反应器的最大允许工作压力(MAWP)小的最大压力。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一反应器减压系统配置成通过第一排出管道排出到废气处理系统的废气处理头，并且所述第二反应器减压系统配置成通过第二排出管道排出到废气处理头。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一反应器减压系统配置成回应于第一反应器压力超过第一设定压力打开，且其中所述第二反应器减压系统配置成回应于第二反应器压力超过第二设定压力打开。

14.根据权利要求1所述的方法，其包含回应于第一反应器压力超过第一设定压力打开所述第一反应器减压系统或回应于第二反应器压力超过第二设定压力打开所述第二减压系统中的至少一个。

15.一种操作聚烯烃制造系统的方法，其包含：

在第一反应器中聚合烯烃形成第一聚烯烃，所述第一反应器具有第一反应器减压装置；

将所述第一聚烯烃转移到具有第二反应器减压装置的第二反应器；

在所述第二反应器中聚合烯烃形成第二聚烯烃；以及

从所述第二反应器排出产物聚烯烃，所述产物聚烯烃包含所述第一聚烯烃和所述第二聚烯烃；

其中所述第一和所述第二反应器减压装置配置成向分离系统排出，所述分离系统配置成收集聚烯烃固体并且向废气处理系统排出蒸气。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述分离系统配置成向所述废气处理系统的废气处理头排出所述蒸气。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述分离系统包含容器。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述分离系统包含旋风器。

19.一种聚烯烃制造系统，其包含：

第一反应器，其配置成将烯烃聚合成第一聚烯烃并且将所述第一聚烯烃排出到第二反应器；

所述第二反应器配置成将烯烃聚合成第二聚烯烃并且排出包含所述第一聚烯烃和所述第二聚烯烃的产物聚烯烃；

减压仪表系统(RIS)，其配置成引导至少一个过程互锁根据过压减压情境缓解所述第一反应器和所述第二反应器的过量反应情境；

第一减压装置，其安置于所述第一反应器上并且配置成向废气处理系统减压；以及

第二减压装置，其安置于所述第二反应器上并且配置成向所述废气处理系统减压。

20.根据权利要求19所述的聚烯烃制造系统，其中所述至少一个过程互锁包含配置成向所述第一反应器和所述第二反应器注入催化剂抑制剂的一个互锁，和配置成关闭到所述第一反应器的第一馈入装置上的第一断流阀和关闭到所述第二反应器的第二馈入装置上的第二断流阀的第二互锁。

21.根据权利要求19所述的聚烯烃制造系统，其中所述第一反应器和所述第二反应器各自经配置有超过所述第一反应器和所述第二反应器的最大馈入压力的最大允许工作压力(MAWP)。

22.一种聚烯烃制造系统，其包含：

第一反应器，其配置成将烯烃聚合成第一聚烯烃并且将所述第一聚烯烃排出到第二反应器；

所述第二反应器配置成将烯烃聚合成第二聚烯烃并且排出包含所述第一聚烯烃和所述第二聚烯烃的产物聚烯烃；

减压仪表系统(RIS)，其配置成引导至少一个过程互锁根据过压减压要求情境缓解所述第一反应器和所述第二反应器的过量反应情境；

第一减压阀，其安置于所述第一反应器上并且配置成向分离系统减压；以及

第二减压阀，其安置于所述第二反应器上并且配置成向所述分离系统减压。

23.根据权利要求22所述的聚烯烃制造系统，其中所述分离系统配置成收集聚烯烃固体。

24.根据权利要求22所述的聚烯烃制造系统，其中所述分离系统配置成向所述废气处理系统排出蒸气。

25.根据权利要求22所述的聚烯烃制造系统，其中所述分离系统包含容器。

26.根据权利要求22所述的聚烯烃制造系统，其中所述分离系统包含旋风器。