CN106573208B - 用改进的乙烯进料系统聚合乙烯的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制备聚乙烯的方法，通过在淤浆中聚合乙烯以及任选地一种或多种C3～C10α‑烯烃，其中聚合在配备有用于混合反应器的内容物并引起淤浆流动的搅拌器的筒形聚合反应器中进行，其中所述乙烯通过乙烯注入系统进料到所述反应器中，所述乙烯注入系统包括一个或多个注入喷嘴，其突出穿过所述反应器底头部或穿过所述反应器壁并延伸所述内径D的0.02倍～0.5倍进入所述反应器，并且其中所述乙烯以10m/s～200m/s的离开速率离开所述注入喷嘴。

Description

用改进的乙烯进料系统聚合乙烯的方法
技术领域
本公开涉及一种乙烯聚合的方法。更具体地，本公开涉及一种通过改进的乙烯进料系统而结垢减少的乙烯淤浆聚合方法。
背景技术
含聚乙烯产品的用途是已知的。各种方法可以用于生产聚乙烯，包括气相法、溶液法以及淤浆法。在乙烯淤浆聚合法中，稀释剂(例如己烷或异丁烷)可以用于溶解乙烯单体、共聚单体以及氢，单体用催化剂聚合。聚合之后，形成的聚合物产物作为聚乙烯颗粒混悬于液体介质中的淤浆而存在。
在典型的多反应器级联方法(例如WO 2005/077992 A1或WO 2012/028591 A1中所示的)中，反应器可以平行或串联操作，每个反应器中的单体类型和数量以及反应条件可以改变以生产多种聚乙烯材料，包括单峰或多峰的聚乙烯材料。这种多峰的组合物用于多种应用；例如，WO 2012/069400 A1公开了用于吹塑制品的三峰聚乙烯组合物。
乙烯淤浆聚合系统中的连续搅拌釜式反应器有时会遇到的难题是可能发生在反应器内部构件上的结垢。乙烯单体以气态形式引入到反应器并溶解在稀释剂中。固体催化剂组分计量加入到反应器并悬浮于稀释剂中。当溶解的乙烯与催化剂颗粒接触时，形成聚乙烯。反应发生在反应器内各处，包括反应器内部表面以及反应器内部构件附近。特别需要关注的是乙烯入口喷嘴周围的区域，因为在入口喷嘴排出处乙烯的局部浓度最高。理想地，乙烯进料立即溶解并混合以便在稀释剂中形成均匀的浓度与均匀分布的催化剂颗粒接触。然而，如果乙烯的溶解和反应器内容物的混合不足够，固体聚乙烯可能粘附到反应器内表面及反应器内部构件。如果这种粘附正在发生，集聚的物质可能形成固体块并干扰反应器性能。最后，如果不加补救，这个结垢过程可能导致单元关闭以进行清洗。
过去的常规系统通过喷嘴进料乙烯而无需反应器底部一定长度的管道。乙烯直接在反应器壁进入反应器，其由于非常高的乙烯浓度而导致在喷嘴周围以及悬液中结垢。结垢也出现在喷嘴自身内部。由于喷嘴出口处低的乙烯速率，含催化剂的悬液将进入喷嘴并与乙烯反应形成聚乙烯颗粒。为了防止完全堵住喷嘴，将不得不频繁清洗。
因此，对通过更高效的乙烯溶解和混合而具有提高的性能、导致反应器内部结垢减少的乙烯淤浆聚合方法，存在持续的需求。
发明内容
本公开提供了使用乙烯分布系统进行乙烯淤浆聚合的方法。
本公开提供了通过在60℃～95℃的温度、0.15MPa～3MPa的压力下在淤浆中聚合乙烯以及任选地一种或多种C3～C10α-烯烃制备聚乙烯的方法，其中聚合在具有筒形反应器壁、反应器底头部和反应器顶头部的筒形聚合反应器中进行，该反应器具有内径D并配备有用于混合反应器的内容物并引起淤浆流动的搅拌器，其中乙烯通过乙烯注入系统进料到反应器中，乙烯注入系统包括一个或多个注入喷嘴，其突出穿过反应器底头部或穿过反应器壁并延伸内径D的0.02倍～0.5倍进入反应器，并且其中乙烯以10m/s～200m/s的离开速率离开注入喷嘴。
在有些实施方式中，突出穿过反应器底头部或穿过反应器壁的注入喷嘴具有进入反应器的方向、有出口尖端和出口基部的倾斜乙烯出口、以及在注入喷嘴的方向与连接出口尖端和出口基部的线之间20°～80°的角度，乙烯出口的倾斜以相对于淤浆流动出口尖端位于上游位置以及出口基部位于下游位置的方式相对于淤浆流动而定向。
在有些实施方式中，搅拌器包括电机、居中地位于反应器中的垂直旋转轴以及附接到旋转轴的一级或多级搅拌器叶片；其中搅拌器主要在搅拌器轴周围引起淤浆在圆形截面的垂直流动。
在有些实施方式中，淤浆在圆形截面的垂直流动是向下的流动。
在有些实施方式中，一个或多个注入喷嘴突出穿过反应器底头部并垂直延伸内径D的0.04倍～0.2倍进入到反应器中，从反应器中心至注入喷嘴出口的水平距离为内径D的0.1倍～0.45倍。
在有些实施方式中，乙烯注入系统包括至少两个注入喷嘴且所有注入喷嘴布置在反应器中心周围的圆环线上。
在有些实施方式中，注入喷嘴均匀地分布在圆环线上。
在有些实施方式中，一个或多个注入喷嘴在位于反应器下三分之二的穿壁点(wall passing point)处突出穿过筒形反应器壁，并延伸内径D的0.02倍～0.48倍进入到反应器中。
在有些实施方式中，注入喷嘴向下倾斜。
在有些实施方式中，注入喷嘴的方向与水平方向之间的水平角度为5°～60°。
在有些实施方式中，聚合反应器中的淤浆流动具有圆形分量，注入喷嘴朝着圆形流动的下游倾斜。
在有些实施方式中，注入喷嘴的方向与从穿壁点走向反应器中心的线之间的径向角度是5°～60°。
在有些实施方式中，注入喷嘴的出口位于搅拌器下方的位置。
在有些实施方式中，穿壁点布置在反应器的同一高度处并均匀分布在反应器周围。
在有些实施方式中，反应器是多反应器聚合系统中的一个。
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，参考以下附图，其中：
图1示出了乙烯进料注入喷嘴的侧视图。
图2示出了具有底部进料乙烯注入系统的乙烯淤浆聚合反应器的侧视图。
图3示出了具有底部进料乙烯注入系统的乙烯淤浆聚合反应器的俯视图。
图4示出了具有侧部进料乙烯注入系统的乙烯淤浆聚合反应器的侧视图。
图5示出了具有侧部进料乙烯注入系统的乙烯淤浆聚合反应器的俯视图。
具体实施方式
聚乙烯淤浆生产方法
本公开生产聚乙烯的方法包括在乙烯聚合催化剂、稀释剂(例如己烷或异丁烷)以及任选地氢的存在下，作为共聚单体的乙烯以及任选地一种或多种C3～C10α-烯烃的淤浆聚合。聚合在包括稀释剂、未反应乙烯以及任选地一种或多种共聚单体的悬浮介质中的颗粒状聚乙烯悬液中进行。通过本公开所述方法获得的聚乙烯聚合物可以是含高至40wt％、更优选0.1～10wt％衍生自C3-C10-1烯烃的重复单元的乙烯的乙烯均聚物或共聚物。优选地，共聚单体选自丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯或它们的混合物。淤浆聚合在60℃～95℃、优选65℃～90℃、更优选70℃～85℃的反应器温度，以及在0.15MPa～3MPa、优选0.2MPa～2MPa、更优选0.25MPa～1.5MPa的反应器压力下发生。
优选地，通过该聚合方法生产的聚乙烯聚合物是优选密度在0.935g/cm3～0.970g/cm3范围内的高密度聚乙烯树脂。更优选地，密度在0.940g/cm3～0.970g/cm3的范围内。最优选地，密度在0.945g/cm3～0.965g/cm3的范围内。密度是根据DIN EN ISO 1183-1：2004方法A(浸渍)、利用如下限定的热史：180℃、20MPa下压制8分钟随后沸水中结晶30分钟制备的2mm厚的压塑片测量的。
优选地，通过聚合方法生产的聚乙烯聚合物具有1dg/min～300dg/min的熔融指数(MI21.6)，更优选1.5dg/min～50dg/min，最优选2dg/min～35dg/min。MI21.6是根据DIN ENISO 1133：2005、在21.6Kg负荷、190℃温度的条件G下测量的。
催化剂
可以用所有常规乙烯聚合催化剂来进行聚合，例如，可以用基于氧化铬的Phillips催化剂，用钛基齐格勒型催化剂、即齐格勒催化剂或齐格勒-纳塔催化剂，或者用单活性中心催化剂来进行聚合。为了本公开的目的，单活性中心催化剂是基于化学上一致的过渡金属配位化合物的催化剂。特别合适的单中心催化剂为包含大体积σ-或π-键合的有机配体的那些催化剂，例如基于单-Cp配合物的催化剂、通常称为茂金属催化剂的基于双-Cp配合物的催化剂、或基于后过渡金属配合物的催化剂(特别是铁-双亚胺配合物)。另外，也可以使用两种或多种这些催化剂的混合物用于烯烃聚合。这种混合催化剂称为复合催化剂。制备和使用这些催化剂用于烯烃聚合大体是已知的。
优选的催化剂属于齐格勒型，优选包括钛或钒的化合物、镁化合物以及任选地颗粒状无机氧化物作为载体。
钛化合物优选选自三价或四价钛的卤化物或者烷氧化物，与钛烷氧基卤素化合物或各种钛化合物的混合物。合适的钛化合物的实例为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)4or Ti(O-n-C4H9)4。优选使用包括氯作为卤素的钛化合物。同样优选除了钛以外仅包含卤素的钛卤化物，并且其中尤其优选氯化钛和特别优选四氯化钛。在钒化合物当中，优选钒卤化物、钒卤氧化物、钒烷氧化物以及钒乙酰丙酮化物。优选处于氧化态3～5的钒化合物。
在固体组分的生产中，优选使用至少一种镁化合物。合适的此类型化合物为包含卤素的镁化合物比如卤化镁，特别是氯化物或溴化物，以及可以以常规方式例如通过与卤化剂反应得到卤化镁的镁化合物。优选地，卤素是氯、溴、碘或氟，或者两种或多种卤素的混合物。更优选地，卤素是氯或溴。最优选地，卤素是氯。
可能的含卤素镁化合物为镁氯化物或镁溴化物。从中可以得到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氏化合物(Grignardcompounds)。合适的卤化剂为例如卤素、卤化氢、SiCl4或CCl4。优选地，氯或氯化氢为卤化剂。
合适的不含卤素的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、二正丙基氧基镁、二异丙基氧基镁、二正丁基氧基镁、二仲丁基氧基镁、二叔丁基氧基镁、二戊基氧基镁、正丁基氧基乙氧基镁、正丁基氧基仲丁基氧基镁、正丁基氧基辛基氧基镁以及二苯氧基镁。在这其中，优选使用正丁基乙基镁或正丁基辛基镁。
格氏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、苯基氯化镁以及苯基溴化镁。
作为用于生产颗粒状固体的镁化合物，除了二氯化镁或二溴化镁外，优选使用二(C1-C10-烷基)镁化合物。优选地，齐格勒型催化剂包括选自钛、锆、钒以及铬的过渡金属。
齐格勒型催化剂优选通过先将催化剂与所用的稀释剂例如己烷在混合罐中混合形成适于泵送的淤浆而添加到淤浆反应器中。优选地，正排量泵例如隔膜泵用于将催化剂淤浆输送到淤浆聚合反应器中。
齐格勒型催化剂通常在助催化剂的存在下用于聚合。因此，本公开的淤浆聚合优选在助催化剂存在下进行。优选的助催化剂为元素周期表的1、2、12、13或14族金属的有机金属化合物，特别是13族金属的有机金属化合物，尤其是有机铝化合物。优选的有机铝化合物选自烷基铝。烷基铝优选选自三烷基铝化合物。更优选地，烷基铝选自三甲基铝(TMA)、三乙基铝(TEAL)、三异丁基铝(TIBAL)或者三正己基铝(TNHAL)。最优选地，烷基铝是TEAL。助催化剂优选与稀释剂混溶并因而包含在混悬介质中。
助催化剂可以这样添加到淤浆反应器中。优选地，助催化剂通过首先将助催化剂与所用的稀释剂例如己烷或异丁烷在混合罐中混合而添加。优选地，正排量泵例如隔膜泵用于将助催化剂输送到淤浆聚合反应器中。
本公开的方法在至少一个聚合反应器中进行。它可以包括在独立聚合反应器中的聚合，或者它可以包括在多反应器系统中的聚合反应器中的聚合。这样的多反应器系统可以并联或串联运行。可以并联运行两个、三个或更多聚合反应器。优选地，串联运行多反应器系统的聚合反应器；即，反应器按级联布置。优选这样的串联包括串联运行的两个或三个反应器，更优选串联运行的三个反应器。
本公开的方法在筒形聚合反应器中进行，该筒形聚合反应器包括筒形反应器壁、在底部切线处连接到筒形反应器壁的反应器底头部以及在顶部切线处连接到筒形反应器壁的反应器顶头部。筒形聚合反应器具有内径D和高度H，内径D对应于筒形反应器壁的内径，高度H是沿着筒形聚合反应器中心轴线测量的从底部切线至顶部切线的距离。反应器具有优选1.5～4、更优选2.5～3.5的高度/直径比(H/D)。
反应器配备有用于混合反应器的内容物并引起淤浆流动的搅拌器。在本公开的优选实施方式中，搅拌器居中地布置在反应器中，优选包括位于反应器顶头部的电机、沿反应器中心轴线延伸的旋转轴以及一级或多级搅拌器片。优选地，有2～6级搅拌器片安装到旋转轴。更优选地，有4～5级搅拌器片。一级搅拌器片通常包括若干个搅拌器片。优选搅拌器片的级包括2～4个片。
在优选实施方式中，电机转动搅拌器轴以及所安装的搅拌器片。片的旋转主要在搅拌器轴周围引起淤浆在圆形截面的垂直流动。这种淤浆的垂直流动优选是向下的流动。在底头部，这种流动改变方向，首先朝着反应器壁向外流动然后向上回到顶部，再次改变方向然后回到聚合反应器的中心。搅拌器的旋转还导致反应器中淤浆的次级流动模式。这种次级流动模式是沿搅拌器旋转方向的圆形流动。为了控制这种圆形流动，聚合反应器通常配备有一个或多个挡板。
根据本公开的方法，乙烯通过乙烯注入系统进料到聚合反应器中，乙烯注入系统包括一个或多个突出穿过反应器底头部或穿过反应器壁并延伸内径D的0.02～0.5倍进入反应器中的注入喷嘴。注入喷嘴延伸进入反应器的长度应理解为从注入喷嘴中心线在其乙烯出口处离开注入喷嘴的点到注入喷嘴中心线经过反应器壁内表面或反应器底头部内表面的点的距离。
乙烯从反应器外部被提供给注入喷嘴，在注入喷嘴的穿壁点经过反应器壁并通过布置在聚合反应器内的注入喷嘴出口离开注入喷嘴。优选地，注入喷嘴是以某种方向进入反应器、具有内径DN的直管。这种注入喷嘴方向对应于注入喷嘴中心线的方向。根据本公开，乙烯以10m/s～200m/s、优选25m/s～150m/s的乙烯离开速率进料到反应器。期望的乙烯离开速率通过以合适的方式设计一个或多个注入喷嘴的直径DN使得至淤浆聚合的目标乙烯流速导致期望的乙烯离开速率而实现。相对高的离开速率提供相对于循环的反应器内容物的高差速，以及更高的湍流，更高的湍流提供更好的混合。
在本公开的优选实施方式中，注入喷嘴的端部布置在聚合反应器内；意味着注入喷嘴的乙烯出口是倾斜的并因此具有出口尖端和出口基部。倾斜优选是以注入喷嘴的方向与连接出口尖端和出口基部的线之间的角度，即注入喷嘴中心线与连接出口尖端和出口基部的线之间的角度为20°～80°、更优选为30°～60°的方式。乙烯出口的倾斜优选以相对于淤浆流动，出口尖端位于相对于淤浆流动的上游位置，出口基部位于下游位置的方式定向。这种方式的喷嘴定向使淤浆进入喷嘴的迁移最小化，从而防止结垢。对于具有倾斜乙烯出口的注入喷嘴，注入喷嘴中心线离开注入喷嘴的点是中心线与连接出口尖端和出口基部的线会合的点。
现在参照图1，其说明了本公开注入喷嘴的一个实施方式。注入喷嘴110突出穿过可以是反应器底头部的壁或反应器的筒形侧壁的反应器壁101，并具有出口111，出口111有出口尖端112和出口基部113。角α是连接出口尖端112和出口基部113的线114与注入喷嘴110的中心线115之间的夹角。角α优选为20～80°。距离116是注入喷嘴110进入聚合反应器的延伸。
对于图1所示的注入喷嘴110，乙烯从下方被提供并通过出口111离开注入喷嘴。淤浆沿对应于从上游点131向下游点132流动的方向130流动。根据图1所示的优选实施方式，由线114限定的乙烯出口111的倾斜相对于淤浆流动以相对于淤浆流动方向130出口尖端112位于上游位置、出口基部130位于下游位置的方式定向。
在本公开的优选实施方式中，一个或多个注入喷嘴突出穿过反应器底头部。在此实施方式中，注入喷嘴垂直延伸内径D的0.04倍～0.2倍、更优选内径D的0.07倍～0.15倍进入反应器，且从反应器中心至注入喷嘴出口的水平距离是内径D的0.1倍～0.45倍、更优选是内径D的0.2倍～0.4倍。于是，注入喷嘴的出口在由搅拌器引起的淤浆的向下流动改变了方向并主要朝着反应器壁向外流动的位置处位于搅拌器下方。因此，倾斜注入喷嘴的出口以出口尖端在到反应器中心的方向上定位，出口基部在到反应器壁的方向上定位的方式定向。当乙烯注入系统包括两个或多个注入喷嘴时，所有注入喷嘴优选布置在反应器中心周围的圆环线上。尤其优选注入喷嘴均匀分布在圆环线上并具有均匀的间隔，使得有两个喷嘴时在喷嘴之间有180度的间隔；当有三个喷嘴时，喷嘴之间有120度的间隔；当有四个喷嘴时，喷嘴之间有90度的间隔。
现在参照图2和图3，它们说明了两个注入喷嘴突出穿过反应器底头部的优选实施方式。
图2所示的反应器100包括从底部切线103延伸至顶部切线104的筒形反应器壁102；在底部切线103处连接到筒形反应器壁102的反应器底头部105；在顶部切线104处连接到筒形反应器壁102的反应器顶头部106；以及用于混合反应器100内容物的搅拌器120。搅拌器120具有电机121，居中地位于反应器100、沿着反应器中心轴线延伸并由电机121沿旋转方向123驱动的旋转轴122，以及安装到旋转轴122的三级搅拌器片124。反应器具有沿其中心轴线测得的从底部切线103至顶部切线104的高度H，以及内径D。
搅拌器片的级124利用最初沿反应器100的中心轴线定向向下的流动矢量133a以主流动模式133向底头部105输送反应器100的内容物，在此处它改变方向并首先朝着反应器壁102向外流动然后向上回到顶头部106，再次改变方向然后回到叶轮103。级124叶片的旋转还在反应器中导致次级流动模式134。次级流动134是沿旋转轴122的旋转方向123的圆形运动。
反应器100还包含用于将乙烯进料到反应器100的乙烯注入系统。图2所示的实施方式具有突出穿过反应器底头部105的两个注入喷嘴110。注入喷嘴110具有倾斜的乙烯出口111，其以出口尖端在到反应器中心的方向上定位，出口基部在到反应器壁的方向上定位的方式定向。注入喷嘴110的直径适于将乙烯离开速率保持在10m/s～200m/s。
图3是图2所示反应器100的俯视图。所示的搅拌器级124具有四个安装到旋转轴122的搅拌器片。级124的搅拌器片的旋转限定圆形截面125。图3所示实施方式所用的两个注入喷嘴的两个乙烯出口111具有距反应器中心相同并因而距旋转轴122相同的距离，因此定位在圆117上。
在本公开的另一个优选实施方式中，一个或多个注入喷嘴突出穿过筒形反应器壁。在此实施方式中，注入喷嘴延伸内径D的0.02倍～0.48倍、更优选内径D的0.1倍～0.4倍进入反应器中，注入喷嘴在定位于反应器下三分之二处的穿壁点处突出穿过壁；即，具有距连接筒形反应器壁和底部切线的底部切线不超过H*2/3的距离的点。更优选地，注入喷嘴在其突出穿过筒形反应器壁的穿壁点定位在反应器的下半部分，即，在具有距底部切线不超过H/2的距离的点，最优选地，穿壁点定位在反应器的下三分之一处，即具有距底部切线不超过H/3的距离的点。
突出穿过筒形反应器壁的注入喷嘴可以向下倾斜。对于倾斜注入喷嘴，注入喷嘴的方向与水平方向之间的水平角度，即注入喷嘴的中心线与水平方向之间的角度优选为5°～60°，更优选为7.5°～45°，尤其优选为10°～30°。突出穿过筒形反应器壁的注入喷嘴还可以有径向偏离；意味着注入喷嘴的中心线不经过反应器中心。这种偏离优选朝着正常由搅拌器旋转引起作为次级流动模式的淤浆圆形流动的下游方向。不指向反应器中心的注入喷嘴优选在注入喷嘴的方向即注入喷嘴的中心线与从穿壁点走向反应器中心的线之间具有5°～60°、更优选7.5°～45°以及尤其优选10°～30°的径向角。注入喷嘴的出口优选布置在与安装到搅拌器轴的搅拌器片级的高度不同的高度处。优选地，注入喷嘴的出口布置在至少一级搅拌器片的下方。最优选地，注入喷嘴的出口位于搅拌器下方，即所有级的搅拌器片下方的位置。因此，注入喷嘴的出口优选位于主流动模式为向下的淤浆流动、具有另外的更小的圆形流动的位置处。因此，倾斜注入喷嘴的出口优选以出口尖端处于相对于主流动模式的上游位置的方式布置。
突出穿过筒形反应器壁的注入喷嘴优选以所有穿壁点都布置在反应器同一高度处的方式定位。尤其优选注入喷嘴均匀分布在反应器周围并具有均匀的间隔，使得有两个喷嘴在喷嘴之间有180度的间隔；当有三个喷嘴时，喷嘴之间有120度的间隔；当有四个喷嘴时，喷嘴之间有90度的间隔。以这种方式定向喷嘴防止在固体沉积于反应器中时固体进入喷嘴，以及最大化可以相对于在反应器底部的安装而安装的喷嘴数量。更高的喷嘴数量提供了更好的乙烯混合和分布。
现在参照图4和图5，它们说明了两个注入喷嘴突出穿过筒形反应器壁的优选实施方式。图4和图5所示的反应器与图2和图3所示的反应器相同，并以相同方式搅拌。
图4所示的用于将乙烯进料到反应器100的乙烯注入系统具有两个注入喷嘴110，喷嘴110在定位于反应器下三分之一的同一高度的穿壁点118处向内突出穿过筒形反应器壁102。注入喷嘴110可以向下倾斜，在中心线115与水平方向135之间具有水平角β。当注入喷嘴110向下倾斜时，角β优选是5～60°。注入喷嘴110的乙烯出口111位于搅拌器120下方，即所有级的搅拌器片124下方的位置。距离119是注入喷嘴的出口至反应器中心的水平距离。注入喷嘴110具有倾斜的乙烯出口111，乙烯出口111以出口尖端定位在对应于在由搅拌器片的旋转限定的圆形截面中主要向下的流动的向上位置的方式定向。注入喷嘴110的直径适于将乙烯离开速率保持在10m/s～200m/s。
图5是图4所示反应器100的俯视图。两个注入喷嘴110可以具有朝着淤浆134圆形流动的下游方向的切向偏离，该偏离在注入喷嘴110的中心线115与从穿壁点118走向反应器中心因而走向旋转轴122的线136之间具有径向角γ。当注入喷嘴110具有切向偏离时，角γ优选是5～60°。
对本领域的普通技术人员来说，在阅读了前述公开内容之后，本文所公开主题的其它特征、优点和实施方式将变得清楚。就此而言，虽然已经对本主题的具体实施方式进行了详细的描述，在不偏离所描述以及所要求保护的本主题的精神和范围的情况下，可以对这些实施例作各种变化和修正。

Claims (15)

1.一种制备聚乙烯的方法，通过在60℃~95℃的温度、0.15 MPa~3 MPa的压力下在淤浆中聚合乙烯以及任选地一种或多种C3~C10 α-烯烃，其中聚合在具有筒形反应器壁、反应器底头部和反应器顶头部的筒形聚合反应器中进行，该反应器具有内径D并配备有用于混合反应器的内容物并引起淤浆流动的搅拌器，其中所述乙烯通过乙烯注入系统进料到所述反应器中，所述乙烯注入系统包括一个或多个注入喷嘴，其突出穿过所述反应器底头部或穿过所述反应器壁并延伸所述内径D的0.02倍~0.5倍进入所述反应器，并且其中所述乙烯以10 m/s~200 m/s的离开速率离开所述注入喷嘴。
2.根据权利要求1所述的方法，其中突出穿过所述反应器底头部或穿过所述反应器壁的所述注入喷嘴具有进入到所述反应器的方向、有出口尖端和出口基部的倾斜乙烯出口、以及在所述注入喷嘴的所述方向与连接所述出口尖端和出口基部的线之间20°~80°的角度，所述乙烯出口的倾斜以相对于所述淤浆流动出口尖端位于上游位置以及出口基部位于下游位置的方式相对于所述淤浆流动而定向。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述搅拌器包括电机、居中地位于所述反应器中的垂直旋转轴以及附接到所述旋转轴的一级或多级搅拌器叶片；且其中所述搅拌器主要在所述搅拌器轴周围引起所述淤浆在圆形截面的垂直流动。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述淤浆在圆形截面的所述垂直流动是向下的流动。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述一个或多个注入喷嘴突出穿过所述反应器底头部，垂直延伸所述内径D的0.04倍~0.2倍进入到所述反应器中，并具有乙烯出口，而且从所述反应器的中心至所述注入喷嘴的所述出口的水平距离为所述内径D的0.1倍~0.45倍。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述乙烯注入系统包括至少两个注入喷嘴，且所有注入喷嘴布置在所述反应器中心周围的圆环线上。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述注入喷嘴均匀地分布在所述圆环线上。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述一个或多个注入喷嘴在定位于所述反应器下三分之二的穿壁点处突出穿过所述筒形反应器壁，并延伸所述内径D的0.02倍~0.48倍进入到所述反应器中。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述注入喷嘴向下倾斜。
10.根据权利要求9所述的方法，其中在所述注入喷嘴的方向与水平方向之间的水平角为5°~60°。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述聚合反应器中所述淤浆的流动具有圆形分量，且所述注入喷嘴朝着所述圆形流动的下游方向倾斜。
12.根据权利要求11所述的方法，其中在所述注入喷嘴的方向与从所述穿壁点走向所述反应器的中心的线之间的径向角是5°~60°。
13.根据权利要求8所述的方法，其中所述注入喷嘴具有乙烯出口并且所述注入喷嘴的所述出口位于所述搅拌器下方的位置。
14.根据权利要求8所述的方法，其中所述穿壁点布置在所述反应器的同一高度处并均匀分布在所述反应器周围。
15.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述反应器是多反应器聚合系统中的一个。
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