CN108473605B - 用于聚合物的在线共混的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在溶液中聚合烯烃并从聚合反应器中取出溶液流并将所述溶液流送至一系列加热步骤的方法。将加热的溶液送至分离步骤，所述分离步骤在不超过15巴的压力下进行，并且在所述分离步骤中包含聚合物的液相和蒸气相共存。从所述分离步骤中取出蒸气流和包含聚合物的浓缩的溶液流。将至少一部分蒸气流送至第一聚合反应器，送至第二聚合反应器，或送至它们两者。

Description

用于聚合物的在线共混的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于生产聚合物的两个或更多个以并行布置操作的反应器的在线共混方法。特别地，本发明涉及用于分离和回收反应混合物组分的方法。
背景技术
已知在溶液聚合过程中生产烯烃聚合物，其中将未反应的单体和共聚单体以及溶剂从溶液中分离并回收至聚合过程。
WO-A-2013137962公开了用于浓缩聚合物溶液的方法。将分离器作为用于从溶液中分离高分子量聚合物的液-液分离器(LCST相分离)操作。该文献还建议将闪蒸操作用于低分子量聚合物，所述低分子量聚合物含有大量分子量小于10000g/mol的聚合物。
WO-A-2008109094公开了用于从聚合物溶液中回收挥发性组分的方法。液-液分离方法(LCST相分离)任选地经由一个或多个分离塔使挥发性组分返回至聚合反应器。
WO-A-2008082511公开了一种方法，其中两个或更多个聚合反应器向一个高压分离器供料。高压分离器中的压力可以高达25MPa。
WO2009/035580A1、US2009/163643A1、US2009/163642A1、WO2006/083515A1、WO2009/126277A2、WO2011/087728A2和US8,916,659B1公开了共混方法，其中在溶液聚合中聚合的均匀液体聚合物混合物在单个或多个液-液高压分离器中分离。但是，这些方法具有的缺点在于富含聚合物的液体流中的聚合物浓度相当低，因此需要额外的下游分离器来获得纯聚合物。另外，由于分离过程中通常为至少5MPa的高压，可以发生不希望的反应器下游的聚合反应，这通常需要用极性物质消除聚合催化剂。所述催化剂消除剂使从贫聚合流中的单体回收复杂化。
尽管有现有技术，仍然需要一种具有低投资和运行成本的方法，并且该方法允许将未反应的单体和共聚单体与溶剂一起回收至聚合反应器，并且其中避免将聚合物带入到回收流中。
发明内容
在第一方面，本发明提供了用于生产聚合物组合物的方法，包括以下步骤：
(A)聚合，在第一聚合反应器中，在第一溶剂中
-具有两个或更多个碳原子的第一烯烃单体，和
-任选的含有3至10个碳原子的第一α-烯烃共聚单体，
-在第一聚合催化剂和任选的链转移剂的存在下用于生产第一溶液，所述第一溶液包含第一烯烃单体和任选的第一α-烯烃共聚单体的第一聚合物和所述第一溶剂；
(B)聚合，在第二聚合反应器中，在第二溶剂中
-具有两个或更多个碳原子的第二烯烃单体，和
-任选的含有3至10个碳原子的第二α-烯烃共聚单体
-在第二聚合催化剂和任选的链转移剂的存在下用于生产第二溶液，所述第二溶液包含第二烯烃单体和任选的第二α-烯烃共聚单体的第二共聚物和所述第二溶剂；
(C)从所述第一聚合反应器中取出所述第一溶液的第一流；
(D)从所述第二聚合反应器中取出所述第二溶液的第二流；
(E)将所述第二溶液的第二流与所述第一溶液的第一流结合以生产所述第一溶液和所述第二溶液的结合流；
(F)将所述第一溶液和第二溶液的结合流送至第一加热步骤和第二加热步骤；
(G)将所述第一溶液和第二溶液的结合流送入分离步骤，所述分离步骤在不超过15巴的压力下进行，并且在所述分离步骤中包含聚合物的液相与蒸气相共存；
(H)从所述分离步骤中取出蒸气流和包含所述聚合物的浓缩的溶液流；
(I)将至少一部分所述蒸气流送至所述第一聚合反应器，送至所述第二聚合反应器，或送至它们两者。
在第二方面，本发明提供了用于生产聚合物组合物的方法，包括以下步骤：
(A’)聚合，在第一聚合反应器中，在第一溶剂中
-具有两个或更多个碳原子的第一烯烃单体，和
-任选的含有3至10个碳原子的第一α-烯烃共聚单体，
-在第一聚合催化剂和任选的链转移剂的存在下用于生产第一溶液，所述第一溶液包含第一烯烃单体和任选的第一α-烯烃共聚单体的第一聚合物和所述第一溶剂；
(B’)聚合，在第二聚合反应器中，在第二溶剂中
-具有两个或更多个碳原子的第二烯烃单体，和
-任选的含有3至10个碳原子的第二α-烯烃共聚单体
-在第二聚合催化剂和任选的链转移剂的存在下用于生产第二溶液，所述第二溶液包含第二烯烃单体和任选的第二α-烯烃共聚单体的第二共聚物和所述第二溶剂；
(C’)从所述第一聚合反应器中取出所述第一溶液的第一流，并且将所述第一溶液的第一流送至第一加热步骤和第二加热步骤；
(D’)从所述第二聚合反应器中取出所述第二溶液的第二流，并且将所述第二溶液的第二流送至第三加热步骤和第四加热步骤；
(E’)将加热的所述第二溶液的第二流与加热的所述第一溶液的第一流结合以生产所述第一溶液和所述第二溶液的结合流；
(F’)将所述第一溶液和第二溶液的结合流送入分离步骤，所述分离步骤在不超过15巴的压力下进行，并且在所述分离步骤中包含聚合物的液相与蒸气相共存；
(G’)从所述分离步骤中取出蒸气流和包含所述聚合物的浓缩的溶液流；
(H’)将至少一部分所述蒸气流送至所述第一聚合反应器，送至所述第二聚合反应器，或送至它们两者。
具体实施方式
方法说明
下面的描述涉及连接到一个低压分离步骤的两个聚合反应器。只要至少两个聚合反应器向一个分离步骤供料，在本发明的范围内也可以具有多于两个的聚合反应器结合多于一个分离步骤。
聚合
在聚合反应器中，使用具有两个或更多个碳原子的烯烃单体、一种或多种催化剂体系、任选的一种或多种共聚单体、任选的一种或多种链转移剂以及任选的一种或多种稀释剂或溶剂进行聚合。因此，每个反应器的聚合体系处于其稠密的流体状态并且包含烯烃单体、存在的任何共聚单体、存在的任何稀释剂或溶剂、存在的任何链转移剂和聚合物产物。
烯烃单体是具有两个或更多个碳原子，优选2至10个碳原子的α-烯烃。合适的α-烯烃单体选自由乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯和苯乙烯组成的组。更优选地，烯烃单体选自由乙烯、丙烯和1-丁烯组成的组。特别优选的烯烃单体是乙烯或丙烯。
一种或多种共聚单体任选且优选存在于至少一个聚合反应器中。共聚单体选自由不同于具有2至10个碳原子的烯烃单体的α-烯烃组成的组；多烯，例如具有4至10个碳原子的非共轭α-ω-二烯、具有6至20个碳原子的环烯烃和具有6至20个碳原子的环状多烯。优选地，共聚单体选自由不同于具有2至10个碳原子的烯烃单体的α-烯烃组成的组，例如1-丁烯、1-己烯和1-辛烯(当烯烃单体是乙烯时)；乙烯、1-丁烯和1-己烯(当烯烃单体是丙烯时)。
合适地，共聚单体存在于两个聚合反应器中。同样的共聚单体可以在两个聚合反应器中使用，但是如果需要(例如根据产物性质)，它们也可以不同。此外，两个反应器中的一种或多种共聚单体的浓度适当地彼此不同。这允许生产两种不同聚合物的均匀共混物。然而，也可以操作反应器使得两个反应器中的一种或多种共聚单体的浓度相同。
聚合催化剂可以是本领域已知的能够聚合单体和任选的共聚单体的任何催化剂。因此，聚合催化剂可以是如EP-A-280352、EP-A-280353和EP-A-286148中所公开的齐格勒-纳塔催化剂，或者它可以是如WO-A-1993025590、US-A-5001205、WO-A-1987003604和US-A-5001244中所公开的金属茂催化剂，或者它可以是这些的组合。也可以使用其他合适的催化剂，例如后过渡金属催化剂。
如本领域已知的，链转移剂可用于一个或两个聚合反应器中以控制聚合物的分子量。例如，合适的链转移剂为氢气。通过在两个反应器中保持链转移剂的不同浓度，可以生产具有拓宽的分子量分布的聚合物共混物。
意义自明的是，不同反应器中应用的反应条件可能不同，但彼此相比时不同。这允许生产最终共混在一起的不同聚合物。由于可以将反应条件完全独立于另外的一个或多个反应器调节，所以改变要共混的聚合物的微观结构的选择非常宽泛。
溶剂合适地存在于聚合过程中。溶剂可以是任何合适的具有3至20个碳原子的直链或支链烷基，具有5至20个碳原子的任选具有烷基取代基的环状烷基，或具有6至20个碳原子的任选具有烷基取代基的芳基，或两种或更多种以上列出的化合物的混合物。溶剂必须对聚合催化剂和单体呈惰性。此外，它应该在聚合条件下稳定。它还必须能够在聚合条件下溶解单体、可能的共聚单体、可能的链转移剂和聚合物。
聚合反应器中的温度使得在聚合反应中形成的聚合物完全溶解在包含溶剂、一种或多种共聚单体、链转移剂和聚合物的反应混合物中。然后，例如，第一溶液在第一聚合反应器中形成。温度适当地大于聚合物的熔化温度。因此，当聚合物是乙烯的均聚物或共聚物时，取决于共聚单体单元在聚合物中的含量，温度合适地为120℃至240℃，例如140℃至220℃，最优选150℃至200℃。当聚合物为丙烯的均聚物或共聚物时，取决于共聚单体单元在聚合物中的含量，温度合适地为120℃至250℃，例如140℃至235℃，最优选150℃至225℃。
聚合反应器中的压力一方面取决于温度，另一方面取决于共聚单体的类型和量。压力合适地为50巴至300巴，优选60巴至250巴，更优选70巴至200巴。
反应器中优选的工艺条件为：优选至少120℃，更优选至少140℃，并且最优选至少150℃的温度，和优选至少5.0MPa，更优选至少6.0MPa，并且最优选至少7.0MPa的压力。
该方法合适地连续操作。由此将单体流、催化剂流以及当存在时的共聚单体流、链转移剂流和溶剂流送至聚合反应器。从每个反应器中取出产物流(例如第一溶液的第一流或第二溶液的第二流)，所述产物流包含未反应的单体、溶解的聚合物和可能的未反应的共聚单体和链转移剂以及可能的溶剂。
从每个聚合反应器(例如第一聚合反应器和第二聚合反应器)中取出产物流(例如第一溶液的第一流或第二溶液的第二流)。可以将这些流作为单独的流送入后续工艺阶段(例如送至加热步骤或送至分离步骤)或者它们可以在合适的位置结合。因此，如果这些流在分离步骤的上游结合，则它们可以在第一加热步骤的上游结合；或在第二加热步骤的上游但第一加热步骤的下游结合；或者在第二加热步骤的下游但分离步骤的上游结合；或者可以将它们作为分开的流送至分离步骤。此外，如果存在多于两个反应器，则可以根据上述任何一个程序将这些流送至分离器。
基于第一溶液的第一流或第二溶液的第二流的总重量含量，第一溶液的第一流或第二溶液的第二流各自优选含有按重量计10％至35％的聚合物，更优选按重量计12％至30％的聚合物，最优选按重量计15％至25％的聚合物。
第一加热步骤
将第一溶液的第一流从第一聚合反应器送至第一加热步骤。第一加热步骤的目的是在第一流进入第一分离步骤之前预热第一流。
第一加热步骤合适地在热交换器中进行。例如，第一溶液的第一流分布在多个管中，并且加热流体通过以接触这些管，从而加热在其中流动的溶液。
第一加热步骤的目的是回收来自工艺流的热量，从而改善工艺的经济性。
加热流体可以是含有可回收热量的任何工艺流体。优选将从分离步骤中回收的蒸气流用作加热流体。在此工艺中，加热流体(例如蒸气流)被冷却。优选从蒸气流中取出如此多的热量，使得至少一部分蒸气流在第一加热步骤中冷凝。
通常，当聚合物是乙烯的均聚物或共聚物时，在进入第一加热步骤之前，溶液流(如第一溶液的第一流、第二溶液的第二流或结合的溶液流)的温度为120℃至240℃，优选140℃至220℃，最优选150℃至200℃。通常，当聚合物是丙烯的均聚物或共聚物时，在进入第一加热步骤之前，溶液流(如第一溶液的第一流、第二溶液的第二流或结合的溶液流)的温度为120℃至250℃，优选140℃至235℃，最优选为150℃至225℃。
当聚合物是乙烯的均聚物或共聚物时，紧接着第一加热步骤下游的溶液流的温度为160℃至240℃，优选170℃至220℃，最优选180℃至200℃。当聚合物是丙烯的均聚物或共聚物时，紧接着第一加热步骤下游的溶液流的温度为200℃至250℃，优选210℃至250℃，最优选220℃至250℃。
在进入第一加热步骤之前，加热介质(如蒸气流)的温度优选为120℃至240℃。
优选溶液流(如第一溶液的第一流、第二溶液的第二流或结合的溶液流)的压力基本上不受第一加热步骤的影响。压力合适地为50巴至300巴，优选60巴至250巴，更优选70巴至200巴。
第二加热步骤
第二加热步骤的目的是将溶液流加热至分离步骤所需的温度。需要第二加热步骤是因为在第一加热步骤中加热介质的可回收热量可能不足以达到溶液流要求的温度。
第二加热步骤可以通过使用与第一加热步骤相似的原理来进行。然而，第二加热步骤中使用的加热流体的温度被适当地控制到的温度是允许将溶液流(例如第一溶液的第一流)加热到要求的温度。由此，优选的是，在将第二加热步骤中使用的加热流体流引入到第二加热步骤之前，将该加热流体流加热到要求的温度。
根据本发明的一个实施方式，在第一加热步骤的下游测量溶液流(即第一溶液的第一流、第二溶液的第二流或包含第一溶液的第一流和第二溶液的第二流的结合流)的温度，并且基于溶液流测量的温度与要求的温度之间的差值来调节第二加热步骤中使用的加热流体的流速。
当聚合物是乙烯的均聚物或共聚物时，第二加热步骤下游的溶液流的温度通常为200℃至300℃，优选200℃至260℃，并且更优选210℃至230℃。当聚合物是丙烯的均聚物或共聚物时，第二加热步骤下游的溶液流的温度通常为200℃至300℃，优选210℃至270℃，并且更优选220℃至250℃。
优选溶液流(如第一溶液的第一流、第二溶液的第二流或结合的溶液流)的压力基本上不受第二加热步骤的影响。压力合适地为50巴至300巴，优选60巴至250巴，并且更优选70-200巴。
分离步骤
将溶液流送至分离步骤，其中调节温度和压力以获得液相和蒸气相。聚合物溶解在液相中，该液相包含部分可能的溶剂和部分可能的未反应的共聚单体，而大部分未反应的单体、可能的未反应链转移剂、可能的部分未反应的共聚单体和可能的部分溶剂形成蒸气相。
当聚合物是乙烯的均聚物或共聚物时，分离步骤中的温度合适地在120℃至240℃，优选140℃至220℃并且更优选150℃至200℃的范围内。当聚合物是丙烯的均聚物或共聚物时，分离步骤中的温度合适地在120℃至240℃，优选140℃至220℃并且更优选150℃至200℃的范围内。
分离步骤中的压力为1巴至15巴，优选2巴至12巴并且更优选5巴至10巴。
分离步骤中的条件应使得在反应器下游不会发生不想要的聚合，这将需要通常用极性物质的聚合催化剂的消除。因此，在本发明的优选方面，在分离步骤之前或分离步骤期间，没有将催化剂消除剂添加至未减少的反应器流出物流。
在本发明的另一方面，然而，其不是优选的，在分离步骤之前或分离步骤期间将催化剂消除剂添加至未减少的反应器流出物流。催化剂消除剂通常是极性组分，例如水、醇(例如甲醇和乙醇)、硬脂酸钠/钙、CO以及它们的组合。
如上所述，分离步骤中的条件需要使得形成蒸气相和液相。由此可以维持尽可能简单地将反应物回收至反应器。
分离步骤可以根据本领域已知的任何分离方法进行，其中液相和蒸气相共存。由于易于操作，优选将分离步骤作为闪蒸步骤进行。如本领域所熟知的，将液体进料送至在减压下操作的容器。由此一部分液相蒸发且可以从闪蒸中作为顶部流(或蒸气流)取出。然后将保留在液相中的部分作为底部流(或液体流)取出。
在分离步骤中存在蒸气相和液相的优点首先是简单的装置，因此低投资成本。另外，蒸气流的聚合物的携带量最小。
合适地，将结合的溶液流经由混合器送至分离步骤。或者，如果将这些流分别送至分离步骤，则将第一溶液的第一流和第二溶液的第二流各自经由单独的混合器送至分离步骤。该混合器适当地是静态混合器。静态混合器在本领域中是熟知的，并且本领域技术人员能够为该过程选择合适的混合器。一方面，混合器的使用加强了第一溶液和第二溶液的混合，并且另一方面，通过显著增加传质面积加强了挥发性组分从液相到蒸气相的传质。
优选在将第一溶液的第一流和第二溶液的第二流送至分离步骤之前将它们结合成结合的溶液流。这样的结合合适地在混合器的上游进行并且使用用于结合多种流的不同选择的任何一个。
在优选的实施方案中，分离步骤是如下所述的闪蒸步骤。闪蒸步骤合适地在闪蒸器中进行，该闪蒸器是垂直容器，优选具有大致圆柱形形状。由此，闪蒸器具有大致圆形横截面的部分。优选地，闪蒸器具有圆柱形部分，该圆柱形部分具有圆柱体形状。除了圆柱形部分之外，该闪蒸器还可以具有附加部分，例如可以是圆锥形的底部部分和可以是半球形的顶部部分。或者，闪蒸器也可以具有大致圆锥形形状。
闪蒸器中的温度通常为120℃至240℃。温度应该足够高以使溶液的粘度保持在合适的水平，但低于聚合物的降解温度。闪蒸器中的压力通常为15巴至大气压，或甚至低于大气压。
溶液流从顶部进入闪蒸器。溶液在闪蒸器中向下流动，而从溶液中蒸发的气体向上流动。根据此优选实施方式，聚合物溶液形成在闪蒸器中向下落下的薄膜。这有助于从聚合物溶液中除去烃。通常将气体从闪蒸器的顶部取出，而将溶液从底部取出。
根据特别优选的实施方案，将第一溶液的第一流在闪蒸器中喷雾。喷雾可以通过使用将溶液流分散成液滴的一个或多个合适的喷嘴来完成。这种喷嘴在工业上是众所周知的，包括空气雾化喷嘴、扁平扇形喷嘴、空心锥形喷嘴和全锥形喷嘴。优选地，喷嘴将流分成尺寸不超过约1mm的液滴。
喷嘴在闪蒸器中形成液滴流。然后液滴流在闪蒸器内凝结并形成具有相对大表面积的降膜。这加强了来自溶液的挥发性组分的传质。
如上所述，闪蒸器可以具有垂直的大致圆柱形形状。然后，通过喷嘴的合适位置使液滴流与闪蒸器的壁成切向。因此，喷嘴适当地位于相对靠近壁的位置，使得其出口与壁成切向。当液滴流离开喷嘴时，它沿着壁的方向移动，形成向下的降膜。闪蒸器也可以具有垂直的大致圆锥形形状。在这样的实施方式中，如上所述，可以使液滴流与闪蒸器的壁成切向。但是，也可以将液滴轴向导向闪蒸器的壁。然后将一个或多个喷嘴偏心地布置在闪蒸器内。在两种布置中，聚合物溶液在闪蒸器中形成降膜。
基于溶液流的总重量含量，从第一闪蒸阶段取出的溶液流中的聚合物含量通常为按重量计40％至90％，优选按重量计50％至80％并且最优选按重量计60％至75％。换句话说，基于溶液流的总重量含量，从第一闪蒸阶段取出的产物流含有按重量计10％至60％，优选按重量计20％至50％并且最优选按重量计25％至40％的残余烃。
当从不同角度看时，从闪蒸器中取出的烃流相对于从闪蒸器中取出的总物料流为按重量计35％至80％。烃流通常包含未反应的单体以及溶剂和未反应的共聚单体。
通过使用如上所述的闪蒸，可以实现高分离效率。例如，对于含有6个碳原子的烃的分离效率为至少70％，优选至少75％。此外，对于含有8个碳原子的烃的分离效率为至少55％，优选至少60％。分离效率被定义为在平衡条件下蒸气流中取出的组分的质量流量除以蒸气流中的组分的(理论)质量流量。
低压分离器中优选的工艺条件为：在优选低于1.5MPa，更优选低于1.2MPa和最优选低于1.0MPa的压力下，以及在优选低于240℃，更优选低于220℃和最优选低于200℃的温度下。
可以在混合器上游的聚合物溶液中添加添加剂，例如抗氧化剂、加工稳定剂、UV稳定剂、防粘剂和除酸剂。这样的布置允许将添加剂均匀地分散在聚合物内。
浓缩的溶液流从分离步骤的液相中取出。适当地将浓缩的溶液流送至后续的工艺步骤，例如进一步的分离、挤出和造粒步骤。如本领域技术人员所理解的，溶液流主要处于液相，但其可含有少量蒸气，例如以气泡形式。浓缩的溶液流中蒸气的量为按重量计至多40％，优选按重量计至多30％，甚至更优选按重量计至多20％，例如按重量计至多10％或按重量计至多5％。
通常，进入分离步骤的溶液流中的聚合物含量为按重量计10％至35％，优选按重量计12％至30％并且最优选按重量计15％至25％。浓缩的溶液流中的聚合物含量通常为按重量计40％至90％，优选按重量计50％至80％，优选按重量计60％至75％。
蒸气相流返回至聚合反应器。在分离步骤中从蒸气相中取出蒸气流。优选地，蒸气流中的热量在被送至聚合反应器之前被回收。优选地，将至少一部分蒸气流送至第一加热步骤以加热溶液流。蒸气流可以含有少量液体，例如以液滴的形式。从分离步骤中取出的蒸气流中的液体的量为按重量计至多40％，优选按重量计至多30％，甚至更优选按重量计至多20％，例如按体积计至多10％或按重量计至多5％。
蒸气流回收
如果第一溶液的第一流和第二溶液的第二流在第一加热步骤的上游结合，则优选的是将整个蒸气流送至第一加热步骤以加热结合的溶液流，该结合的溶液流包含第一溶液的第一流和第二溶液的第二流。另一方面，如果将第一溶液的第一流送至第一加热步骤并且将第二溶液的第二流分开地送至第三加热步骤，则优选将蒸气流分成第一蒸气流和第二蒸气流。然后将第一蒸气流送至第一加热步骤以加热第一溶液的第一流，并将第二蒸气流送至第三加热步骤以加热第二溶液的第二流。
在第一加热步骤中，由蒸气流或由第一蒸气流和第二蒸气流携带的热量在第一加热步骤中或者在第一加热步骤和第三加热步骤中转移至溶液流。第一加热步骤优选在热交换器中进行，其中热量被转移至溶液流，并且因此蒸气流在第一加热步骤中被冷却。蒸气流可以冷却到其一部分冷凝的程度。上面的讨论也适用于第一蒸气流和第二蒸气流以及第三加热步骤(如果存在第三加热步骤)。
从第一加热步骤中回收蒸气流。或者，从第一加热步骤中回收第一蒸气流，并从第三加热步骤中回收第二蒸气流，然后将第一蒸气流和第二蒸气流重新结合以形成蒸气流。
然后任选地将蒸气流送至冷凝步骤。在冷凝步骤中，蒸气相部分冷凝以形成冷凝的蒸气流和未冷凝的蒸气流。当第一聚合反应器和第二聚合反应器在不同条件下(例如在不同浓度的链转移剂(如氢气)下)操作时，冷凝步骤是有用的。然后可以将氢气在冷凝步骤中从冷凝的蒸气流中分离。也可以并且优选的是，蒸气流已经在第一加热步骤中或在第一加热步骤和第三加热步骤中被冷凝。由此不需要单独的冷凝步骤，但是第一加热步骤或者第一加热步骤和第三加热步骤用作冷凝步骤。
然后可以将部分冷凝的蒸气流分成冷凝的蒸气流和未冷凝的蒸气流。例如，这可以在容器中完成。将部分冷凝的蒸气流送至容器中，其中冷凝的部分仍为液体，并且未冷凝的部分仍为蒸气。然后将冷凝的蒸气流从液相中取出，并将未冷凝的蒸气流从蒸气相中取出。
冷凝的蒸气流返回至第一聚合反应器和第二聚合反应器中的一个或两个。优选地，冷凝的蒸气流返回至第一聚合反应器和第二聚合反应器两个中。
未冷凝的蒸气流合适地返回至第一聚合反应器和第二聚合反应器的一个中。合适地，未冷凝的蒸气流返回至在较高浓度的轻组分(例如氢气)下操作的聚合反应器中。或者，可以将未冷凝的蒸气流送至进一步处理，例如回收或废物处理。
如果不存在冷凝步骤，则可以将蒸气流直接送入第一聚合反应器和第二聚合反应器中的一个或者送入第一聚合反应器和第二聚合反应器两者。然而，由于蒸气流可能含有其存在可能对聚合反应器中的一个的操作有害的组分，所以优选将蒸气流送入第一聚合反应器和第二聚合反应器中的一个。然后将蒸气流送至其操作允许较高浓度的轻组分存在的聚合反应器中。
在非优选的实施方案中，如上所述，通过添加催化剂消除剂防止了反应器下游的不希望的聚合反应，所述催化剂消除剂必须从贫聚合物蒸气流中除去，例如，通过使用固定床吸收剂或通过用烷基铝除去。
下游工艺
然后将浓缩的溶液流送至随后的工艺步骤。优选地，随后的工艺步骤包括至少一个进一步浓缩步骤。例如，可以按与本发明的分离步骤类似的方式进行这样的至少一个进一步浓缩步骤。
此外，将残余烃已从中除去至所需程度的聚合物挤出并造粒。在挤出步骤之前或挤出步骤期间，添加剂被添加到聚合物中。然后将得到的粒料干燥、储存并运输至所需用途。
本发明的益处
本发明提供了将单体和溶剂简单而经济的回收到聚合反应器中。尤其是蒸气流可以返回至聚合反应器而无需蒸馏步骤。这大大降低了投资和运营成本。
实施例
使用Aspen 8.8计算机软件进行计算机模拟。在模拟中，在实施例E1中，从反应阶段中取出的含有21.2wt％的乙烯和1-辛烯的共聚物、0.9wt％未反应的乙烯单体和77.9wt％的正己烷溶剂以及未反应的1-辛烯共聚单体的溶液在闪蒸分离器(气-液分离器)中分离。由此，假定溶液流的温度在进入闪蒸分离器之前为220℃，并且假定压力在进入闪蒸分离器之前为90巴，在闪蒸分离器中为9巴。在对比实施例CE2中，在液-液分离器中分离。由此，假定溶液流的温度在进入液-液分离器之前为220℃，并且假定液-液分离器中的压力为30-45巴。表1示出了工艺流程的对比。
表1
E1 CE2
顶部流 蒸气 液体
进入顶部流的进料流的％ 67.5wt％ 46wt％
顶部流中聚合物的％ 0wt％ 0.1wt％
顶部流中乙烯的％ 1.4wt％ 1.9wt％
顶部流中溶剂+共聚单体的％ 98.6wt％ 98.0wt％
底部流 液体 液体
进入底部流的进料流的％ 32.5wt％ 54wt％
底部流中聚合物的％ 65wt％ 40wt％
底部流中乙烯的％ 0wt％ 0wt％
底部流中溶剂+共聚单体的％ 35wt％ 60wt％
从对比中可以看出，闪蒸分离比液-液分离更有效，这可以从底部流中较高的聚合物浓度看出。相对于54wt％，在E1中较低量的来自溶液流总量32.5wt％的液体底部流允许使用较小的下游分离器来进一步浓缩和分离聚合物。

Claims (21)

1.一种用于生产聚合物组合物的方法，其包括以下步骤：
(A)聚合，在第一聚合反应器中，在第一溶剂中，
-具有两个或更多个碳原子的第一烯烃单体，和
-任选的含有3至10个碳原子的第一α-烯烃共聚单体，
-在第一聚合催化剂和任选的链转移剂的存在下用于生产第一溶液，所述第一溶液包含第一烯烃单体和任选的第一α-烯烃共聚单体的第一聚合物和所述第一溶剂；
(B)聚合，在第二聚合反应器中，在第二溶剂中，
-具有两个或更多个碳原子的第二烯烃单体，和
-任选的含有3至10个碳原子的第二α-烯烃共聚单体，
-在第二聚合催化剂和任选的链转移剂的存在下用于生产第二溶液，所述第二溶液包含第二烯烃单体和任选的第二α-烯烃共聚单体的第二共聚物和所述第二溶剂；
(C)从所述第一聚合反应器中取出所述第一溶液的第一流；
(D)从所述第二聚合反应器中取出所述第二溶液的第二流；
(E)将所述第二溶液的第二流与所述第一溶液的第一流结合以生产所述第一溶液和所述第二溶液的结合流；
(F)将所述第一溶液和第二溶液的结合流送至第一加热步骤和第二加热步骤；
(G)将所述第一溶液和第二溶液的结合流送入分离步骤，所述分离步骤在不超过15巴的压力下进行，并且在所述分离步骤中包含聚合物的液相与蒸气相共存；
(H)从所述分离步骤中取出蒸气流和包含所述聚合物的浓缩的溶液流；
(I)将至少一部分所述蒸气流送至所述第一聚合反应器，送至所述第二聚合反应器，或送至它们两者。
2.一种用于生产聚合物组合物的方法，其包括以下步骤：
(A’)聚合，在第一聚合反应器中，在第一溶剂中，
-具有两个或更多个碳原子的第一烯烃单体，和
-任选的含有3至10个碳原子的第一α-烯烃共聚单体，
-在第一聚合催化剂和任选的链转移剂的存在下用于生产第一溶液，所述第一溶液包含第一烯烃单体和所述任选的第一α-烯烃共聚单体的第一聚合物和所述第一溶剂；
(B’)聚合，在第二聚合反应器中，在第二溶剂中，
-具有两个或更多个碳原子的第二烯烃单体，和
-任选的含有3至10个碳原子的第二α-烯烃共聚单体，
-在第二聚合催化剂和任选的链转移剂的存在下用于生产第二溶液，所述第二溶液包含第二烯烃单体和所述任选的第二α-烯烃共聚单体的第二共聚物和所述第二溶剂；
(C’)从所述第一聚合反应器中取出所述第一溶液的第一流，并且将所述第一溶液的第一流送至第一加热步骤和第二加热步骤；
(D’)从所述第二聚合反应器中取出所述第二溶液的第二流，并且将所述第二溶液的第二流送至第三加热步骤和第四加热步骤；
(E’)将加热的所述第二溶液的第二流与加热的所述第一溶液的第一流结合以生产所述第一溶液和所述第二溶液的结合流；
(F’)将所述第一溶液和第二溶液的结合流送入分离步骤，所述分离步骤在不超过15巴的压力下进行，并且在所述分离步骤中包含聚合物的液相与蒸气相共存；
(G’)从所述分离步骤中取出蒸气流和包含所述聚合物的浓缩的溶液流；
(H’)将至少一部分所述蒸气流送至所述第一聚合反应器，送至所述第二聚合反应器，或送至它们两者。
3.根据权利要求1或2所述的方法，包括以下附加步骤：使所述第一溶液的第一流通过所述第二加热步骤下游的静态混合器。
4.根据权利要求1所述的方法，包括以下步骤：将所述蒸气流送至冷凝步骤；从所述冷凝步骤中取出部分冷凝的蒸气流。
5.根据权利要求4所述的方法，包括以下步骤：将至少一部分所述蒸气流送至所述第一加热步骤以加热所述第一溶液的第一流；并且从所述第一加热步骤中回收所述蒸气流的所述至少一部分作为所述部分冷凝的蒸气流。
6.根据权利要求2所述的方法，包括以下步骤：将所述蒸气流送至冷凝步骤；从所述冷凝步骤中取出部分冷凝的蒸气流。
7.根据权利要求6所述的方法，包括以下步骤：将至少一部分所述蒸气流送至所述第一加热步骤以加热所述第一溶液的第一流；并且从所述第一加热步骤中回收所述蒸气流的所述至少一部分作为所述部分冷凝的蒸气流。
8.根据权利要求7所述的方法，包括以下步骤：将所述蒸气流分成第一蒸气流和第二蒸气流；将所述第一蒸气流送至所述第一加热步骤以加热所述第一溶液的第一流并从所述第一加热步骤中回收所述第一蒸气流；将所述第二蒸气流送至所述第三加热步骤以加热所述第二溶液的第二流并从所述第三加热步骤中回收所述第二蒸气流；以及在所述第一加热步骤和第三加热步骤下游结合所述第一蒸气流和第二蒸气流。
9.根据权利要求4所述的方法，包括以下步骤：将所述部分冷凝的蒸气流分成冷凝的蒸气流和未冷凝的蒸气流。
10.根据权利要求9所述的方法，包括以下步骤：将所述冷凝的蒸气流送至所述第一聚合反应器，送至所述第二聚合反应器，或送至所述第一聚合反应器和所述第二聚合反应器两者。
11.根据权利要求10所述的方法，包括以下步骤：将至少一部分所述未冷凝的蒸气流送至所述第一聚合反应器或送至所述第二聚合反应器。
12.根据权利要求6所述的方法，包括以下步骤：将所述部分冷凝的蒸气流分成冷凝的蒸气流和未冷凝的蒸气流。
13.根据权利要求12所述的方法，包括以下步骤：将所述冷凝的蒸气流送至所述第一聚合反应器，送至所述第二聚合反应器，或送至所述第一聚合反应器和所述第二聚合反应器两者。
14.根据权利要求13所述的方法，包括以下步骤：将至少一部分所述未冷凝的蒸气流送至所述第一聚合反应器或送至所述第二聚合反应器。
15.根据权利要求1、2、5至14中任一项所述的方法，其中所述第一溶剂和所述第二溶剂是相同的。
16.根据权利要求1、2、5至14中任一项所述的方法，其中所述第一烯烃单体和所述第二烯烃单体是乙烯或丙烯。
17.根据权利要求1、2、5至14中任一项所述的方法，其中所述第二α-烯烃共聚单体与所述第一α-烯烃共聚单体相同。
18.根据权利要求1、2、5至14中任一项所述的方法，其中所述第一α-烯烃共聚单体具有的沸点低于所述第一溶剂的沸点，并且所述第二α-烯烃共聚单体具有的沸点高于所述第二溶剂的沸点。
19.根据权利要求1、2、5至14中任一项所述的方法，其中，基于所述溶液流的总重量含量，从第一闪蒸阶段中取出的溶液流中的聚合物含量为按重量计40％至90％。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，基于所述溶液流的总重量含量，从第一闪蒸阶段中取出的溶液流中的聚合物含量为按重量计50％至80％。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，基于所述溶液流的总重量含量，从第一闪蒸阶段中取出的溶液流中的聚合物含量为按重量计60％至75％。
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