CN106459280B - 具有改进的淤浆泵性能的乙烯聚合方法 - Google Patents
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Abstract
一种包括在反应器中将单体聚合的淤浆聚合方法，所述反应器包括挡板、用来从冷却器返回冷却淤浆的第一淤浆供给管路以及任选的用来转移来自聚合反应器级联中的前一反应器的反应器淤浆的第二淤浆供给管路，其中所述挡板顶部、第一淤浆供给管路排出端和第二淤浆供给管路端位于反应器液位以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种乙烯聚合方法。更具体地，本发明涉及一种乙烯淤浆聚合方法，所述方法具有通过降低泵阻塞而改进的淤浆泵性能。
背景技术
含聚乙烯产品的使用是已知的。通常根据聚乙烯的密度进行分类，其被用来作为最终用途应用的指南。例如，高密度聚乙烯(HDPE)具有较低的支化度，从而使得其结构紧凑，并具有较高的拉伸强度。它已被应用于诸如管和桶之类的产品中。中密度聚乙烯(MDPE)具有高耐化学性以及高耐冲击性和高耐摔性。它已被应用于诸如收缩薄膜之类的产品中。低密度聚乙烯(LDPE)具有无规的长链支化，其支链可再度支化。它具有良好的耐高温性能和抗冲击性能，并且已被应用于诸如粘附膜和可挤压瓶之类的应用中。线性低密度聚乙烯(LLDPE)不但具有基本上呈线性的结构，而且，因为其短链支化还具有较低的密度。它已被应用于诸如用于缆线的拉伸膜和涂层之类的应用中。
可使用各种方法来生产聚乙烯，包括气相方法、溶液方法以及淤浆方法。在乙烯淤浆聚合方法中，使用诸如己烷或异丁烷之类的稀释剂来溶解乙烯单体、共聚单体和氢气，在催化剂存在下对单体进行聚合。聚合反应后，所形成的聚合物产品以淤浆的形式悬浮在液体介质中。
在典型的多反应器级联方法中，例如，在WO 2012/028591 A1、US 6,204,345 B1和WO 2005/077992 A1中所公开的，单体、氢气、催化剂和稀释剂被供给至三个反应器中的第一反应器中，在该反应器中包含在稀释剂和未反应单体中的聚合物颗粒形成淤浆。反应器可并联或串联操作，且各反应器中单体的类型/量和条件可有所不同，从而生成各种聚乙烯材料，包括单峰(分子量分布)或多峰聚乙烯材料。此类多峰组合物被应用于各种应用中；例如，WO 2012/069400 A1公开了用于吹塑的三峰聚乙烯组合物。
连续搅拌釜式反应器在淤浆聚合系统中偶尔碰到的一个难题是淤浆泵入进口的阻塞。如果在反应器挡板、挡板的机械支撑件或反应器内壁上积累的聚合材料突然脱落并与反应器淤浆一起流向淤浆泵的进口时就会发生这种情况。脱落的材料为聚合物结块，其在到达泵的进口时快速堵塞泵的抽吸。从外部淤浆冷却器返回的淤浆被排出到反应器内液位以上的蒸汽空间时会发生结垢，而聚合物结块在结垢后可能会随着时间而积聚。排出后，淤浆中的液体从固体分离，即闪蒸，将粘性聚合物结块留在后面，粘性聚合物结块可粘附在挡板、挡板支撑横梁和反应器内壁表面上。另外，当返回的淤浆滴落到反应器内容物的液面上时会发生反应器喷溅，将固体沉积到暴露的金属表面上。重复的沉积可能引起聚合材料逐渐增长成为粘附在金属表面上的聚合物结块。这些大的聚合物结块最终可能由于反应器液位的反复或反应器内金属表面上聚合物的干燥而脱落，造成粘合损失。然而，在这两种情况下，聚合物结块最终流向淤浆泵，阻塞泵叶轮并迅速降低穿过淤浆冷却器的淤浆的流动。淤浆结块的阻塞从而可导致操作中断，因为结块必须被分离和清洗。
带有挡板的聚合反应器已经被用于烯烃聚合反应系统中。例如，WO 2009/142730A1和US 8,410,230 B2涉及用来生产具有宽化分子量的聚合物的烯烃聚合方法，所述方法使用将反应区分开的内部挡板。US 7,214,750 B2公开了一种在使用管式热交换器束作为容器周围挡板的反应器内生产聚合物的方法，并且US 7,993,593 B2公开了一种具有管状挡板的烯烃聚合反应器，所述管状挡板具有一个进气孔。但是，持续需求通过降低泵阻塞从而具有改进的淤浆泵性能的乙烯淤浆聚合方法。
发明内容
本发明公开了具有改进的淤浆泵性能的乙烯淤浆聚合方法。
根据本发明的一个实施方案，一种有利的淤浆聚合方法包括在从60℃到95℃的温度下、从0.15MPa到3.0MPa的压力下的反应器内将单体聚合从而形成聚乙烯，其中所述聚合在反应器淤浆中存在催化剂、单体、稀释剂和任选的氢气的情况下发生，所述反应器包括：
-包括从底部切线延伸至顶部切线的反应器内壁表面的圆柱形反应器壁；
-在底部切线处连接到圆柱形反应器壁的反应器底盖；
-在顶部切线处连接到圆柱形反应器壁的反应器顶盖，所述圆柱形反应器壁、反应器底盖和反应器顶盖形成内部反应器容积；
-用于混合内部反应器容积内容物的搅动器；
-用于将反应器淤浆供料至冷却器的反应器出口，所述反应器淤浆包括稀释剂、催化剂、聚合物、未反应的单体和任选的溶解的氢气，
-包括至少一个挡板的反应器挡板系统，所述至少一个挡板包括挡板顶部和挡板底部，其中所述至少一个挡板与反应器内壁表面连接并在纵向上沿着反应器内壁表面延伸，且在径向上延伸进内部反应器容积，
-第一反应器入口，用来返回来自冷却器的冷却的淤浆，作为第一反应器淤浆流；以及
-冷却的淤浆供给管路，其具有与第一反应器进口连接的第一供给管路进口端，以及第一供给管路排出端，
其中，内部反应器容积内的反应器淤浆的顶面界定了反应器液位，并且挡板顶部和第一供给管路排出端位于反应器液位以下。
根据本发明的另一个实施方案，有利的淤浆聚合方法包括在从60℃到95℃的温度下、在从0.15MPa到3.0MPa的压力下的反应器内将单体聚合，从而形成聚乙烯，其中所述聚合在反应器淤浆中存在催化剂、单体、稀释剂和任选的氢气的情况下发生，所述反应器包括：
-包括从底部切线延伸至顶部切线的反应器内壁表面的圆柱形反应器壁；
-在底部切线处连接到圆柱形反应器壁的反应器底盖；
-在顶部切线处连接到圆柱形反应器壁的反应器顶盖，所述圆柱形反应器壁、反应器底盖和反应器顶盖形成内部反应器容积；
-用于混合内部反应器容积内容物的搅动器；
-用于将反应器淤浆供料至冷却器的反应器出口，所述反应器淤浆包括稀释剂、催化剂、聚合物、未反应的单体和任选的溶解的氢气，
-包括至少一个挡板的反应器挡板系统，所述至少一个挡板包括挡板顶部和挡板底部，其中所述至少一个挡板与反应器内壁表面连接并在纵向上沿着反应器内壁表面延伸，且在径向上延伸进内部反应器容积，
-第一反应器进口，用来返回作为第一反应器淤浆流的来自冷却器的冷却的淤浆；
-冷却的淤浆供给管路，其具有与第一反应器进口连接的第一供给管路进口端，以及第一供给管路排出端，
-用于接收第二反应器淤浆流的第二反应器进口；以及
-第二反应器淤浆流供给管路，其具有与第二反应器进口连接的第二供给管路进口端和第二供给管路排出端，
其中，内部反应器容积内的反应器淤浆的顶面界定了反应器液位，并且挡板顶部、第一供给管路排出端、以及第二供给管路排出端位于反应器液位以下。
附图说明
为了有助于相关领域的普通技术人员实现和利用该主题，可参考以下附图，其中：
图1示出了包括聚合淤浆反应器、外部泵和冷却器、搅动器以及挡板系统的乙烯淤浆聚合系统的说明性流程图。
图2示出了包括聚合淤浆反应器、外部泵和冷却器、用来接收来自第二聚合淤浆反应器的反应器淤浆的进口、搅动器以及挡板系统的乙烯淤浆聚合系统的说明性流程图。
图3示出了用于乙烯聚合的三反应器级联系统的说明性流程图。
图4示出了在挡板支撑上发现的聚合物结块的图像。
具体实施方式
聚乙烯淤浆生产方法
具有降低的淤浆泵阻塞的用来生产聚乙烯的本发明方法包括在存在催化剂、诸如己烷或异丁烷之类的稀释剂、以及任选的氢气的情况下将单体进行淤浆聚合。聚合在悬浮淤浆中进行，所述悬浮淤浆形成于稀释剂、未反应单体和催化剂中的聚合颗粒。通过本发明所述方法获得的聚乙烯聚合物可以是含有高达40wt％的C3-C10-1-烯烃的乙烯均聚物或乙烯共聚物。因此，乙烯为主要单体，C3-C10-1-烯烃为共聚单体。优选地，所述共聚单体选自1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯或其混合物。所述淤浆聚合方法在从60℃到95℃、优选从65℃到90℃、更优选从70℃到85℃的温度，以及从0.15MPa到3MPa、优选从0.2到2MPa、更优选从0.25到1.5MPa的压力下。
优选地，通过所述聚合方法生产的聚乙烯聚合物为高密度聚乙烯树脂，其优选地具有在从0.935g/cm3到0.970g/cm3的范围内的密度。更优选地，所述密度在从0.940g/cm3到0.970g/cm3的范围内。最优选地，所述密度在从0.945g/cm3到0.965g/cm3的范围内。所述密度根据DINENISO1183-1:2004中的方法A(浸入法)使用2mm厚的压缩模塑试片来测定，所述压缩模塑试片通过如下定义的热历史来制备：在180℃、20MPa下压缩8分钟，接着在沸水中结晶30分钟。
优选地，通过所述聚合方法生产的聚乙烯聚合物具有从1dg/分钟到300dg/分钟、更优选从1.5dg/分钟到50dg/分钟、最优选从2dg/分钟到35dg/分钟的熔体指数(MI21.6)。MI21.6根据DIN EN ISO 1133:2005中的条件G，在190℃的温度、21.6kg的负载下测定。
优选地，通过所述聚合方法生产的聚乙烯聚合物为包括高达10wt％的C3-C10alpha-烯烃重复单元的乙烯均聚物或乙烯共聚物。优选地，所述C3-C10alpha-烯烃选自丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、及其混合物。
催化剂
所述聚合可用所有常规乙烯聚合催化剂来进行，例如，所述聚合可用基于氧化铬的菲利浦催化剂、钛基的齐格勒型催化剂(即齐格勒催化剂或齐格勒-纳塔催化剂)、或单活性中心催化剂来进行。出于本发明的目的，所述单活性中心催化剂是基于化学上均一的过渡金属配位化合物的催化剂。特别合适的单活性中心催化剂是包含大容积sigma-或pi键有机配体的那些，例如通常被指代为茂金属催化剂的基于单-Cp配合物的催化剂、基于双-Cp配合物的催化剂，或基于后过渡金属配合物、特别是铁-双亚胺配合物的催化剂。另外，也可以在烯烃聚合中使用这些催化剂中的两种或更多种以上的混合物。这种混合的催化剂被指代为混合型催化剂。用于烯烃聚合的这些催化剂的制备和使用是已知的。
优选的催化剂为齐格勒型，其优选地包括钛或钒化合物、镁化合物和任选地作为载体的颗粒状无机氧化物。
作为钛化合物，通常使用三价钛或四价钛的卤化物或烷氧基物，也有可能使用钛烷氧基卤素化合物或各种钛化合物的混合物。合适的钛化合物实例为TiBr3、TiBr4、TiCl3、TiCl4、Ti(OCH3)Cl3、Ti(OC2H5)Cl3、Ti(O-i-C3H7)Cl3、Ti(O-n-C4H9)Cl3、Ti(OC2H5)Br3、Ti(O-n-C4H9)Br3、Ti(OCH3)2Cl2、Ti(OC2H5)2Cl2、Ti(O-n-C4H9)2Cl2、Ti(OC2H5)2Br2、Ti(OCH3)3Cl、Ti(OC2H5)3Cl、Ti(O-n-C4H9)3Cl、Ti(OC2H5)3Br、Ti(OCH3)4、Ti(OC2H5)4或Ti(O-n-C4H9)4。优选使用包含氯作为卤素的钛化合物。同样优选的为在钛之外只包含卤素的钛卤化物，而这其中更优选的为氯化钛，特别是四氯化钛。在钒化合物中，优选的为卤化钒、卤氧化钒、烷氧基钒和乙酰丙酮化钒。优选的是处于3-5氧化态的钒化合物。
在固体成分的生产中，优选另外使用至少一个镁化合物。合适的这类化合物为含卤素镁化合物(如镁卤化物特别是氯化物或溴化物)、和可以常规方式(如与卤化试剂反应)从其获得镁卤化物的镁化合物。优选地，所述卤素为氯、溴、碘或氟或两个或更多个卤素的混合物。更优选地，所述卤素为氯或溴。最优选地，所述卤素为氯。
可能的含卤素镁化合物为氯化镁或溴化镁。可从其获得卤化物的镁化合物为，例如，烷基镁、芳基镁、烷氧基镁化合物或芳氧基镁化合物或格利雅化合物。合适的卤化试剂为，例如，卤素、卤化氢、四氯化硅或四氯化碳。优选地，卤化试剂为氯或氯化氢。
合适的无卤素镁化合物的实例为二乙基镁、二正丙基镁、二异丙基镁、二正丁基镁、二仲丁基镁、二叔丁基镁、二戊基镁、正丁基乙基镁、正丁基仲丁基镁、正丁基辛基镁、二苯基镁、二乙氧基镁、二正丙氧基镁、二异丙氧基镁、二正丁氧基镁、二仲丁氧基镁、二叔丁氧基镁、二戊氧基镁、正丁氧基乙氧基镁、正丁氧基仲丁氧基镁、正丁氧基辛氧基镁和二苯氧基镁。优选地，不含卤素的镁化合物为正丁基乙基镁或正丁基辛基镁。
格利雅化合物的实例为甲基氯化镁、乙基氯化镁、乙基溴化镁、乙基碘化镁、正丙基氯化镁、正丙基溴化镁、正丁基氯化镁、正丁基溴化镁、仲丁基氯化镁、仲丁基溴化镁、叔丁基氯化镁、叔丁基溴化镁、己基氯化镁、辛基氯化镁、戊基氯化镁、异戊基氯化镁、苯基氯化镁和苯基溴化镁。
作为用来生产颗粒状固体的镁化合物，除了二氯化镁或二溴化镁之外优选使用二(C1-C10-烷基)镁化合物。优选地，所述齐格勒型催化剂包括选自钛、锆、钒、以及铬的过渡金属。
齐格勒型催化剂通常在助催化剂的存在下聚合。优选的助催化剂为元素周期表的第1、2、12、13或14族金属的有机金属化合物，特别是第13组金属的有机金属化合物，尤其是有机铝化合物。优选的助催化剂为有机金属烷基类、有机金属烷氧基类、或有机金属卤化物类。
优选的有机金属化合物为烷基锂、烷基镁或锌、卤化烷基镁、烷基铝、烷基硅、烷氧基硅和卤化烷基硅。更优选地，所述有机金属化合物包括烷基铝和烷基镁。更优选地，所述有机金属化合物包含烷基铝。最优选地，所述有机金属化合物包含三烷基铝化合物。优选地，所述三烷基铝化合物选自三甲基铝、三乙基铝、三异丁基铝、或三正己基铝。
现在参考图1，其示出了本发明的一个实施方案，在该方案中单体在反应器301中聚合形成聚乙烯。聚合在存在催化剂、稀释剂、乙烯和任选的在悬浮形式的反应器淤浆中的氢气和共聚单体的情况下进行。
如图1所示，反应器301包括具有反应器内壁表面102的圆柱形反应器壁101，所述反应器内壁表面102从底部切线103延伸至顶部切线104；在底部切线103处与圆柱形反应器壁101连接的反应器底盖105；在顶部切线104处与圆柱形反应器壁101连接的反应器顶盖106，圆柱形反应器壁101、反应器底盖105和反应器顶盖106形成内部反应器容积107；以及用来混合内部反应器容积107的内容物的搅动器108。所述搅动器108包括电机(M)、基本上垂直安装在内部反应器容积107的中央的旋转轴120、以及至少一个叶轮121。
所述反应器301还包括用来将反应器淤浆使用泵126供料至冷却器110的反应器出口109。所述反应器淤浆包括稀释剂、催化剂、聚合物、未反应的单体和任选的溶解的氢气。在内部反应器容积107内的反应器淤浆的顶面界定了反应器液位111。
反应器301包括包含至少一个挡板112的反应器挡板系统，所述至少一个挡板112包括挡板顶部113和挡板底部114，其中所述至少一个挡板112与反应器内壁表面102连接，并在纵向上沿着反应器内壁表面102延伸，且在径向上延伸进内部反应器容积107。挡板顶部113位于反应器液位111以下。挡板顶部位于反应器液位111以下可以防止固体沉积到挡板上。
反应器301还包括用来接收来自冷却器110的冷却的淤浆的反应器进口115。反应器进口115位于反应器顶盖106或圆柱形反应器壁101上，并与具有供给管路进口端117和供给管路排出端118的冷却淤浆供给管路116连接。供给管路排出端118位于内部反应器容积107内反应器液位以下。
反应器底盖105和顶盖106两者都可选自椭圆形盖、球形盖或半球形盖。反应器301还可任选地在反应器外表面装配有传热夹套119。传热流体被泵送通过传热夹套119从而将热量从反应器301带走。所述传热流体可以是通常用于采用的温度范围的任何液体，例如，水或合适的传热油。可用泵126将反应器301的部分反应器淤浆通过出口109和泵进口管路127泵送通过泵排出管路128至冷却器110，然后通过管路129和反应器进口115返回反应器301来将另外的热量从反应器301带走。反应器淤浆通过冷却器110上游的管路130离开反应器并流向闪蒸罐200。闪蒸罐200将反应器淤浆分离为流经管路131的蒸汽流和流经管路132的液体淤浆产品。
反应器包括足够进行聚合的进口和出口连接部。例如，反应器可配有用来接收催化剂122、氢气123、乙烯/单体124和稀释剂125的进口连接部。淤浆形成于在聚合反应器301和稀释剂内生成的固体聚合物颗粒、未反应的单体以及催化剂。
图1所示反应器301可作为一个独立反应器操作或作为多反应器淤浆聚合级联中的第一反应器操作。多反应器淤浆聚合级联中第一反应器的后续反应器另外接收来自前一反应器的反应器淤浆。图2示出了反应器301之后的这样的反应器302。
除了另外还包括用于接收的第二反应器进口134、通过管路132、来自前一反应器301或302的液体淤浆产品，反应器302的配置与图1中的反应器301类似。反应器进口134位于反应器顶盖106或圆柱形反应器壁101上，并与具有淤浆供给管路进口端135和淤浆供给管路排出端136的淤浆供给管路137连接。供给管路排出端136位于内部反应器容积内反应器液位以下。
图2所示反应器302可以是淤浆聚合反应器的多反应器级联中的任何一个后续聚合反应器；即，反应器302可以是多反应器淤浆聚合方法中的第二反应器或者也可以是多反应器淤浆聚合方法中的第三或更下游的反应器。
优选地，所述多反应器方法包括串联运行的三个反应器；即，级联形式布置的三个反应器。图3示出了一个实例，在该实例中，在跟图1所示反应器301配置类似的第一聚合反应器中，单体在存在催化剂、稀释剂、乙烯和任选的氢气和共聚单体的情况下被聚合从而在悬浮形式的反应器淤浆中形成聚乙烯。第一聚合反应器的反应器淤浆被转移至第一闪蒸罐200，该闪蒸罐将气体从应器淤浆分离，分离的液体淤浆产品被发送至与图2所示反应器302配置类似的第二聚合反应器。乙烯、稀释剂和任选的氢气和共聚单体被发送至第二聚合反应器，在该第二聚合反应器中聚合反应在淤浆中进行，形成额外的聚乙烯。第二聚合反应器的反应器淤浆被转移至第二闪蒸罐200，该闪蒸罐将气体从应器淤浆分离，分离的液体淤浆产品被发送至与图2所示反应器302配置类似的第三聚合反应器。乙烯、稀释剂和任选的氢气和共聚单体被发送至第三聚合反应器，在该第三聚合反应器中聚合反应在淤浆中进行，形成额外的聚乙烯。第三聚合反应器的反应器淤浆被转移至第三闪蒸罐200，该闪蒸罐将气体从反应器淤浆分离，液体淤浆产品被输送，以便聚合物的固液分离和进一步处理。在不同反应器中的共聚单体的性质和用量可以相同或不同。
尽管图3示出了三反应器系统，应理解该方法还可以包括单反应器系统或二反应器系统，其中第一反应器按如图1配置，第二反应器按图2配置。还可使用包含多于三个反应器的反应器系统，其中第四和后续反应器按图2配置。
挡板系统
用于聚合方法的反应器包括反应器挡板系统，该挡板系统包括至少一个挡板112。通过防止罐/反应器内容物只能单纯的涡旋，挡板可帮助混合罐/反应器内的流体。这是必要的，因为在这样的涡旋中，对液体中固体的剪切力很小。
挡板112具有在靠近反应器301或302的顶盖106处布置的挡板顶部113和在靠近反应器301或302的底盖105处布置的挡板底部114。优选地，挡板112为单片矩形板或一系列机械连接在一起形成连续板的板，其中矩形的长轴线与反应器301或302的纵轴平行，矩形的短轴与反应器301或302的径向轴平行。挡板112连续的或在非连续的连接点与反应器内壁表面102连接，其长度沿着反应器内壁表面102纵向延伸，其宽度径向延伸入内部反应器容积107。挡板底部114优选地位于反应器底部切线103的30厘米之内，即，挡板底部114位于从比反应器底部切线103低30厘米到比反应器底部切线103高30厘米的范围内的某个点。因此，从挡板底部到底部切线的距离不超过30厘米。
挡板顶部113在反应器液位111以下。优选地，挡板顶部113比反应器液位111低至少10厘米，更优选地，比反应器液位111低至少15厘米，再优选地，比反应器液位111低15-30厘米。最优选地，挡板顶部113比反应器液位111低20-30厘米。
挡板的宽度为挡板伸入内部反应器容积107的部分。优选地，挡板的宽度范围在反应器直径的1/10和1/48之间，优选地在反应器直径的1/10和1/24之间。
挡板112可沿着内部反应器表面102的长度方向被安装在与内部反应器表面102齐平的位置或被安装在离墙位置。当被安装到离墙位置时，内部反应器表面102与挡板112之间的距离优选为在1/72的挡板宽度和1.0倍的挡板宽度之间，更优选地在1/72的挡板宽度和1/4的挡板宽度之间。
优选地，挡板系统包括至少两个挡板112。更优选地，挡板系统包含3到4个挡板112。最优选地，挡板系统包含四个挡板112。当存在两个挡板112时，它们优选地以沿着反应器内壁表面102彼此间隔180度的方式排列。当存在三个挡板112时，它们优选地以沿着反应器内壁表面彼此间隔120度的方式排列。当存在四个挡板时，它们优选地以沿着反应器内壁表面彼此间隔90度的方式排列。优选地，存在四个挡板112。
根据本发明的挡板排列和淤浆供给管路可通过消除从冷却器或前一个反应器返回的淤浆中的液体的闪蒸来防止或降低挡板和支撑挡板的机械横梁上的污垢，从而最小化聚合物结块的形成以及淤浆在反应器内壁表面的喷溅，聚合物颗粒/结块可粘附在反应器内壁表面。
实施例
下面的实例进一步详述和解释所要求保护的乙烯聚合方法。
对比例A
乙烯在三反应器级联中在79℃的温度和0.45MPa的压力下、在存在齐格勒型催化剂、三乙基铝助催化剂、1-丁烯共聚单体、以及氢气的情况下、在以己烷为溶剂的介质中聚合，形成聚乙烯。反应器内容物为淤浆形式，包含高密度聚乙烯聚合物、溶解的原料，以及液体溶剂。反应器的热量通过将淤浆泵送通过外部冷却器并通过椭圆形顶盖循环回到反应器被带走。装置的总产量为18吨/小时，第二反应器接收6.8吨/小时的乙烯。在第二反应器中生产的聚乙烯具有5dg/分钟的MI5，该数值是根据DIN EN ISO 1133:2005中的条件T在190℃的温度、5公斤的负载下测定的；以及0.950g/cm3的密度。
所有的三个反应器都是同一个设计。每个反应器都是圆柱形容器，在顶部和底部具有椭圆形盖，配有四个挡板，四个挡板以沿着反应器周围彼此间隔90度的方式排列。每个反应器还配有搅动器，用来促进混合过程。反应器挡板沿着反应器的长度在不同的点通过支撑板连接到反应器的表面，挡板的顶部位于顶部切线以下250毫米处。来自冷却器的淤浆返回管路将冷却的淤浆排出到反应器中低于顶部切线600毫米的点，来自上游反应器/闪蒸容器的淤浆排出到低于顶部切线350毫米的点。
反应器的圆柱形部分的液位用放射性液位传送器来测量，其中反应器的顶部切线相当于100％的液位，低于顶部切线1500毫米的点相当于50％的液位。三反应器级联中的第二反应器的液位维持在放射性液位传送器范围的50％。在这个操作液位，挡板的顶部、外部冷却器淤浆排出点以及上游反应器淤浆排出点在气象中。淤浆泵抽入流32A。
关闭反应器，准备改变聚乙烯产品的等级，其中第二反应器会生产具有1.2dg/分钟的MI5、以及0.956g/cm3的密度的的聚合物，但淤浆循环一直继续。关闭之后，进程管路用溶剂冲洗进第二反应器，使得反应器的液位提高至95％。在这个反应器液位，挡板的顶部支撑板沉没在液体池中。所述液位提高之后，淤浆泵流立即降至27A，显示通过淤浆泵淤浆流的降低。泵的检查显示叶轮被聚合物结块阻塞。第二反应器的物理检查显示聚合物在挡板的顶部支撑板上的沉积。图4显示来自淤浆泵的聚合物结垢的结块的示例性图像。
实施例1
关于比较实施A中所述的三反应器级联中的第二反应器，放射性液位传送器的位置被改变从而使所测量的液位在从高于切线100毫米的点(相当于100％)到低于切线1400毫米的点(相当于0％的液位)的范围。正常操作液位被改成放射性液位传送器范围的80％，相当于低于顶部切线200毫米的点。在这个操作液位，挡板的顶部、冷却淤浆排出点和上游反应器淤浆进口被浸没在液体中。从这个点增加或降低反应器液位不会导致任何淤浆泵流的下降。这表明没有聚合物沉积物可从反应器挡板或挡板支撑板上脱落。装置的总产量为20吨/小时，第二反应器接收7.5吨/小时的乙烯。第二反应器生产具有1.2dg/分钟的MI5、以及0.956g/cm3的密度的聚合物。
实施例1和对比例A证明将反应器液位保持在挡板顶部以上可防止聚合物固体在挡板上的积累。否则在挡板上积累的固体每当液位增加至挡板以上时便会接着脱落，要不然积累的聚合物固体会增长到一个不能被支撑的水平。积累的固体掉进反应器之后，它们流向泵，在其中堵塞泵叶轮。从已经超过挡板顶部的点提高反应器液位不会导致任何聚合物固体结块的脱落，因为在挡板、支撑挡板的机械横梁和反应器内壁表面上没有聚合物结块的积累，从而防止了淤浆结块的阻塞。
在阅读了前述内容后，本文公开主题的其它特征、优点和实施方式对本领域技术人员而言是显而易见的。在这方面，虽然已对本主题的具体实施方式进行了相当详细的描述，但是在不偏离所描述及主张的本主题的精神和范围的前提下，可对本发明的这些实施方式进行各种改变和修改。
Claims (15)
1.一种淤浆聚合方法，其包括在从60℃到95℃的温度下、在从0.15MPa到3.0MPa的压力下的反应器内将单体聚合从而形成聚乙烯，其中所述聚合在反应器淤浆中存在催化剂、单体、稀释剂和任选的氢气的情况下发生，所述反应器包括：
-包括从底部切线延伸至顶部切线的反应器内壁表面的圆柱形反应器壁；
-在所述底部切线处连接到所述圆柱形反应器壁的反应器底盖；
-在所述顶部切线处连接到所述圆柱形反应器壁的反应器顶盖，所述圆柱形反应器壁、反应器底盖和反应器顶盖形成内部反应器容积；
-用于混合所述内部反应器容积内容物的搅动器；
-用于将反应器淤浆供料至冷却器的反应器出口，所述反应器淤浆包括稀释剂、催化剂、聚合物、未反应的单体和任选的溶解的氢气，
-包括至少一个挡板的反应器挡板系统，所述至少一个挡板包括挡板顶部和挡板底部，其中所述至少一个挡板与反应器内壁表面连接，并在纵向上沿着所述反应器内壁表面延伸，且在径向上延伸进所述内部反应器容积，
-第一反应器进口，其用来返回作为第一反应器淤浆流的来自所述冷却器的冷却的淤浆；以及
-冷却的淤浆供给管路，其具有与所述第一反应器进口连接的第一供给管路进口端，以及第一供给管路排出端，
其中，所述内部反应器容积内的所述反应器淤浆的顶面界定了反应器液位，并且所述挡板顶部和所述第一供给管路排出端位于所述反应器液位以下。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述反应器为独立聚合反应器或淤浆聚合反应器的多反应器级联中的第一反应器。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述反应器进一步包括：
-用于接收第二反应器淤浆流的第二反应器进口；和
-具有第二供给管路进口端的第二反应器淤浆流供给管路，所述第二供给管路进口端与所述第二反应器进口连接，以及第二供给管路排出端，
并且所述第二供给管路排出端位于所述反应器液位以下。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述反应器为淤浆聚合反应器的多反应器级联中的后续聚合反应器，并且所述第二反应器淤浆流为从聚合反应器级联中的前一反应器转移的反应器淤浆的供给流。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述聚合在聚合反应器级联中进行，并且在所述级联中的第一聚合反应器中进行的淤浆聚合方法为权利要求1或2所述的方法，并且在所述级联中的任何一个后续聚合反应器中进行的所述淤浆聚合方法为权利要求3或4所述的方法。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述聚合反应器的级联具有两个串联连接的聚合反应器。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述聚合反应器的级联具有三个串联连接的聚合反应器。
8.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述挡板顶部位于所述反应器液位以下至少10厘米。
9.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中从所述挡板底部到所述底部切线的距离不大于30厘米。
10.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述挡板顶部位于所述顶部切线以下。
11.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述挡板系统包括沿着所述反应器内壁表面彼此间隔180度排列的两个挡板。
12.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述挡板系统包括沿着所述反应器内壁表面彼此间隔120度排列的三个挡板。
13.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述挡板系统包括沿着所述反应器内壁表面彼此间隔90度排列的四个挡板。
14.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中通过所述方法生产的所述聚乙烯具有在从0.935g/cm3到0.97g/cm3的范围内的密度。
15.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述催化剂选自菲利浦催化剂、齐格勒型催化剂或单活性中心催化剂。
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