CN112979844B - 一种高性能聚乙烯的制备方法和装置 - Google Patents

一种高性能聚乙烯的制备方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高性能聚乙烯的制备方法和装置。所述聚合方法中原料气体经气体分布环以大气泡的形式自下而上鼓泡，经顶部高速射流破碎搅拌后在溶剂内充分溶解并混合均匀，惰性气体经微气泡发生器以纳微气泡形式进入反应器。所述装置包括射流反应器、微气泡发生器、气体分布环、进料系统、淤浆循环系统和产品卸料系统。本发明特点在于惰性纳微气泡与催化剂颗粒撞击破碎后重构催化剂活性中心周围的微化学环境，抑制活性中心反应，降低链增长速率，实现超高分子量聚乙烯的分子链解缠绕。本发明还可停止惰性气体进料来制备一般超高密度聚乙烯。本发明还可通过引入多种催化剂来制备超高密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混的高性能聚乙烯。

Description

一种高性能聚乙烯的制备方法和装置
技术领域
本发明属于高性能聚乙烯生产领域，更具体地，本发明涉及将惰性气体通过微气泡发生器生成纳微气泡，通过重构催化剂活性中心周围的微化学环境，调控聚合反应速率，从而生产解链缠结的超高分子量聚乙烯的方法。本发明除制备超高分子量聚乙烯外通过引入一种或多种催化剂制备超高密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混的高性能聚乙烯。
背景技术
超高分子量聚乙烯是指分子量大于100万g/mol的聚乙烯，超长的分子链赋予了材料的优异力学性能包括超强高模、抗冲耐磨、抗辐射、耐腐蚀等，同时作为特种高分子材料应用于军工、国防、医疗器械和海洋工程等领域，是强国强军的重要战略物资。然而，超高分子量聚乙烯的初生颗粒中存在大量的链缠结，据文献报道每克分子量为100万的超高分子量聚乙烯的缠结点含量可达1014个，这大大限制了分子链的取向、扩散和松弛行为，导致了聚合物颗粒熔体粘度大，熔体加工异常困难，力学性能仅为理论值的1/3远远低于预期性能。
工业生产上，通常采用负载型催化剂在60℃以上的淤浆聚合体系中制备超高分子量聚乙烯。然而，在淤浆聚合的体系中，催化剂的活性位点在载体表面随机分布，这导致聚乙烯分子链在聚合增长过程中分子链交叠严重，容易诱发分子链间的缠结；另一方面聚合温度在60℃以上，链增长速率大于链结晶速率，初生的链段来不及结晶，加剧了分子链缠结的形成。为此，工业中采用控制聚合物粒径的办法，将粒径控制在140-300μm的超细范围内，以期望在加工过程中通过颗粒超细化带来的高比表面积，强化聚合物分子链的扩散、结晶和溶剂浸润等特性。即便如此，熔体粘度仍然很高，大量链缠结的现象没有从根本上消除；此外过细颗粒容易诱发聚合反应过程中的结块、粘壁等工程化问题，导致装置爆聚停车等事故的发生。
目前报道的超高分子量聚乙烯缠结研究基于链缠结的两种属性(结构属性和动态属性)提出了缠结程度的概念，对“缠结”结构的科学认识进一步加深。结构属性是指分子链相互穿插的结构决定了体系的缠结程度；动态属性是指体系的变形速率决定了体系的缠结程度。从化学工程角度出发，超高分子量乙烯聚合过程中分子链的生长，链缠结程度是受催化剂活性中心间距、链增长速率与链结晶速率两者匹配程度的影响。前者决定了活性点上生长的分子链彼此间距，进而影响了分子链间交叠、穿插的程度，并最终决定链缠结的结构属性。后者主导了分子链缠结形成的动态过程，即当链增长速率远小于链结晶速率，分子链初生后立即结晶，避免了缠结的形成；当链增长速率远大于链结晶速率时(比如聚合温度高于聚乙烯熔点的溶液聚合工艺)，分子链初生后即形成热力学稳态的缠结结构；当链增长速率与链结晶速率相互竞争时，将主导初生颗粒内缠结点的分布、含量及形成过程等动态属性。
射流反应器是一类新型气液反应器，具有良好的传质混合特性，同时在安装的难易程度、能源利用率、设备损耗和密封性能等方面均表现出优势。具体来说，射流反应器利用泵提供的动能经过喷嘴将液体高速喷射进入反应器内，通过湍流喷射，搅动混合可互溶的液体，同时液体射流将鼓泡上升的气体破碎并充分混合后完成气液相反应。本发明基于传统的淤浆聚合工艺，采用氢气充当链转移剂调节产物的熔融指数和分子量，即将一定压力的氢气、乙烯和气化的共聚单体通过气体管线进入聚合反应釜的底部鼓泡，气泡在浮力作用下从反应器底部上升，同时利用高速射流使原料气体分散于溶剂中，并在催化剂的作用下在溶剂中进行聚合反应。
微气泡发生器，根据专利CN110527008A所述微气泡发生器由一个或多个微孔曝气头组成，微孔曝气头的开孔率为10％～80％，放置于聚合反应器底部，微孔曝气头的微孔材料选自陶瓷、SPG膜、金属烧结多孔材料、聚碳酸酯膜或聚苯乙烯膜。利用微气泡发生器在聚合反应中直接引入纳米气泡，气泡不但能够在其破碎时形成空化微区，强化聚合反应微区的划分；更为重要的是纳米气泡所携带的气体如果是惰性气体(氮气、氩气等)，气泡破碎时释放的气体能瞬间在活性中心周围富集，重构活性中心周围的微化学反应环境，“抑制”活性中心的反应，并与链段结晶速率相匹配，调控聚合物的链缠结。
发明内容
本发明目的是提供一种在射流反应器内制备解缠结超高分子量聚乙烯的淤浆聚合工艺，所述方法包括：
原料气体以气态形式从位于射流反应器底部的气体分布环产生，受浮力作用自下而上鼓泡；位于射流反应器顶部的高速射流喷嘴喷出的液体溶剂将原料气泡破碎搅拌后使原料气充分溶解并混合均匀；惰性气体以纳微气泡的形式从位于反应器底部的微气泡发生器产出并分散在溶剂中，其中原料气连续进料，惰性气体间歇进料；
反应所得的聚合物浆液间歇从射流反应器侧壁排出，并进入闪蒸罐回收原料气体；离开闪蒸罐的物料回收溶剂后，进行干燥，再经后加工工段混合造粒；
离开射流反应器上部的气体与闪蒸罐回收的原料气体，经过气体回收系统后与新鲜原料气混合，从设置在射流反应器底部的气体分布环再次进入射流反应器。
在本发明的方法中，所述共聚单体优选为至少一种碳原子数大于等于3并且小于10的α-烯烃，包括但不限于丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯和1-癸烯等，优选丙烯、1-丁烯。
在本发明的方法中，所述催化剂包括Ziegler-Natta催化剂、茂金属催化剂、后过渡金属催化剂或它们的混合物。本发明方法优选Ziegler-Natta催化剂，所述Ziegler-Natta催化剂具有通式(RO)nMX’4-n，其中0≤n≤4，R独立选自C1-C20的烷基、环烷基或芳基，M为IV B-VI B族的过渡金属，例如钛、钒或锆；X’为氯、溴或碘。所述助催化剂为Ziegler-Natta催化剂在反应器中使用时所需的助催化剂，包括但不限于铝、锂、锌、锡、钙、铍和镁的氢化物、烷基化物、芳基化合物等，优选烷基铝化合物、烷基锂化合物、二烷基铝氧化物等。
在本发明的方法中，所述微气泡发生器放置于聚合反应器底部，由多个曝气头组成，曝气头开孔率为10％～80％。微孔曝气头的微孔材料选自陶瓷、SPG膜、金属烧结多孔材料、聚碳酸酯膜或聚苯乙烯膜，其中微气泡发生气体选用氮气、氩气等惰性气体，优选氮气或氩气，微气泡发生器生成的气泡直径优选10-9～10-4m，所述微气泡占淤浆反应体系中溶剂的0％～40％，优选0％～30％。
在本发明的方法中，所述淤浆反应体系中溶剂选自C3～C12的烷烃，优选正庚烷、正己烷。
在本发明的方法中，所述气体分布环的原料气体包括乙烯、氢气和/或共聚单体，共聚单体经蒸发器加热气化后进入聚合反应器。
在本发明的方法中，所述原料气体的气泡占反应中溶剂的体积分率10％～80％，优选30％～70％。
本发明还公开了一种制备超高分子量解缠绕聚乙烯的聚合装置，其包括：
射流反应器，其用于提供聚合反应的场所，包括至少一个惰性气体进口、至少一个气体物流入口、至少一个催化剂溶剂入口、至少一个设置在反应釜侧壁的出料口、至少一个气体出口、至少一个浆液循环出口；
微气泡发生器，其设置在射流反应器内部，连接所述惰性气体进口；
气体分布环，其设置在射流反应器内部，连接所述气体物流入口；
进料系统，其包括物料管路，及控制各物料管路中的流量和压力的控制设备；所述物料管路用于向所述的惰性气体进口、气体物流入口和催化剂溶剂入口；
产品卸料系统，其与反应釜侧壁的出料口相连，接收聚合物浆液，经内部闪蒸罐分离得到原料气体和浆液物料；
气体回收系统，其接收射流反应器出口的循环气体，经内部冷凝器冷凝后和闪蒸罐的原料气体出口相连，回收其中的乙烯，气体回收系统回收的乙烯送入进料系统中的气体物流管路；
浆液循环系统，其与射流反应器底部的出料口相连，经内部冷凝器撤热后液体在射流泵作用下经液体注入器的喷嘴高速喷射进入反应器内。
所述射流反应器采用夹套撤热、气体回收系统的冷凝器和浆液循环系统的冷凝器撤去聚合过程放出的反应热。
根据本发明的一个具体实施例，所述淤浆体系中的聚合温度为50～90℃，优选65～80℃，所述聚合压力为4～16MPa，优选4～10MPa。
在本发明的一个实施例中，所述气体分布环属本领域已知气体发生设备，置于微气泡发生器上部。
在本发明的一个实施例中，所述微气泡发生器由一个或多个微孔曝气头组成，开孔率为10-80％，微孔材料选自陶瓷、SPG膜(Shirasu Porous Glass)、金属烧结多孔介质、聚碳酸酯膜、聚苯乙烯膜等，优选陶瓷和金属烧结多孔介质。
在本发明的一个实施例中，所述催化剂的加料位置位于所述射流反应器的上部。
在本发明的一个实施例中，所述产品卸料系统，其与反应釜侧壁的出料口相连，接收聚合物浆液，分离得到原料气体和浆液物料。
在本发明的一个实施例中，所述气体回收系统由一个气体冷却器、一个气液分离器、一个循环气压缩机及其管线连接组成。
在本发明的一个实施例中，所述浆液循环系统由一个射流泵、一个浆液冷却器及其管线连接组成。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果包括：
1.在无需改变反应条件和催化剂前提下，通过过程控制手段，利用微气泡发生器生成氮气微气泡，重构催化剂活性中心周围的微化学环境，调控聚合反应速率，从而生产解链缠结的超高分子量聚乙烯，克服了现有技术中反应温度过低导致收率极低以及催化剂改性后增加了产品灰分含量等缺点。
2.利用射流反应器的良好传质混合特性，利用高速射流使原料气体分散于溶剂中，强化氮气微气泡在溶剂中的混合，同时射流反应器在安装的难易程度、能源利用率、设备损耗和密封性能等方面均表现出优势。
3.通过引入多种催化剂来制备超高密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混的高性能聚乙烯。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的射流反应器示意图。
图中，1：射流反应器筒体 2：液体注入管 3：气体分布环 4：微气泡发生器 5：夹套换热器 6：淤浆循环系统 7：气体循环系统 8：卸料出口 9：气体冷却器 10：浆液冷却器
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
下列方法用于测试所述实施例中生产的聚乙烯的结构或性能：
高温凝胶渗透色谱法用于测试聚乙烯的分子量及其分布指数。
旋转流变仪用于测试聚乙烯的缠结程度。
流变学表征手段主要采用动态时间扫描，在某一固定扫描温度下(通常为160℃)，UHMWPE呈现凝胶态，链段会随着热运动发生蠕动并重新缠结，也伴随着弹性模量G’的上升，最终会逐渐达到热力学平衡模量G0 N。根据热力学平衡公式G0 N＝gnρRT/Me，热力学平衡态的聚合物熔体弹性模量呈现与缠结平均分子量相反的倒数关系(公式中G0 N为平台模量，gn为数值因子1或者4/5，R为气体常数，T为绝对温度，Me为缠结之间的平均分子量)。因此，在某一固定温度下的聚合物熔体，弹性模量的增加代表着缠结程度的增加。此外，还可以进一步将某一特定时间t下的弹性模量与热力学平衡模量进行归一化，公式为Gt N＝G’t/G’max。初始缠结程度既为t＝0时的Gt N。
实施例1
本实施例采用氯化镁负载的TiCl4为催化剂，以三乙基铝作为助催化剂，以正庚烷为溶剂。聚合反应器为射流反应器，被压阀设置压力为11MPa。射流反应器射流速度为20m/s，表观气速为0.01m/s。
在60℃条件下，用氮气对流化床反应器置换数次后，再用乙烯气对反应器保持流动置换4h。进料溶剂正庚烷将催化剂及助催化剂携带至反应釜内，乙烯的进气压力为10MPa，氮气进气压力为11.5MPa，氮气微气泡直径10-6-10-9m，氮气气泡体积分率占溶剂的体积分率为40％。乙烯与氢气的压力比为1:20，原料气体经气体分布环鼓泡进入射流反应器，通过射流分散于溶剂中，乙烯体积分率占30％。其中氮气通气持续时间为2s，每次通气间隔时间为0.5s。
本实施例所制备的超高分子量乙烯聚合物的相关表征及性能测试结果如表1所示。
实施例2
本实施例采用氯化镁负载的TiCl4为催化剂，以三乙基铝作为助催化剂，以正庚烷为溶剂。聚合反应器为射流反应器，被压阀设置压力为5MPa。射流反应器射流速度为20m/s，表观气速为0.02m/s。
在60℃条件下，用氮气对流化床反应器置换数次后，再用乙烯气对反应器保持流动置换4h。进料溶剂正庚烷将催化剂及助催化剂携带至反应釜内，乙烯的进气压力为5MPa，惰性气体进气压力为5.5MPa，氮气微气泡直径10-6-10-9m，氮气气泡体积分率占溶剂的体积分率为40％。乙烯与氢气的压力比为1:20，原料气体经气体分布环鼓泡进入射流反应器，通过射流分散于溶剂中，乙烯体积分率占30％。其中氮气通气持续时间为2s，每次通气间隔时间为0.5s。
本实施例所制备的超高分子量乙烯聚合物的相关表征及性能测试结果如表1所示。
实施例3
本实施例采用氯化镁负载的TiCl4为催化剂，以三乙基铝作为助催化剂，以正庚烷为溶剂。聚合反应器为射流反应器，被压阀设置压力为11MPa。射流反应器射流速度为20m/s，表观气速为0.01m/s。
在60℃条件下，用氮气对流化床反应器置换数次后，再用乙烯气对反应器保持流动置换4h。进料溶剂正庚烷将催化剂及助催化剂携带至反应釜内，乙烯的进气压力为10MPa，惰性气体进气压力为11.5MPa，氮气微气泡直径10-6-10-9m，氮气气泡体积分率占溶剂的体积分率为40％。乙烯与氢气的压力比为1:20，原料气体经气体分布环鼓泡进入射流反应器，通过射流分散于溶剂中，乙烯体积分率占30％。其中氮气通气持续时间为20s，每次通气间隔时间为0.5s。
实施例4
本实施例所制备的超高分子量乙烯聚合物的相关表征及性能测试结果如表1所示。
本实施例采用氯化镁负载的TiCl4为催化剂，以三乙基铝作为助催化剂，以正庚烷为溶剂。聚合反应器为射流反应器，被压阀设置压力为5MPa。射流反应器射流速度为20m/s，表观气速为0.01m/s。
在60℃条件下，用氮气对流化床反应器置换数次后，再用乙烯气对反应器保持流动置换4h。进料溶剂正庚烷将催化剂及助催化剂携带至反应釜内，乙烯的进气压力为5MPa，惰性气体进气压力为5.5MPa，氮气微气泡直径10-6-10-9m，氮气气泡体积分率占溶剂的体积分率为40％。乙烯与氢气的压力比为1:20，原料气体经气体分布环鼓泡进入射流反应器，通过射流分散于溶剂中，乙烯体积分率占30％。其中氮气通气持续时间为20s，每次通气间隔时间为0.5s。
本实施例所制备的超高分子量乙烯聚合物的相关表征及性能测试结果如表1所示。
实施例5
本实施例采用氯化镁负载的TiCl4为催化剂，以三乙基铝作为助催化剂，以正庚烷为溶剂。聚合反应器为射流反应器，被压阀设置压力为11MPa。射流反应器射流速度为30m/s，表观气速为0.01m/s。
在60℃条件下，用氮气对流化床反应器置换数次后，再用乙烯气对反应器保持流动置换4h。进料溶剂正庚烷将催化剂及助催化剂携带至反应釜内，乙烯的进气压力为10MPa，惰性气体进气压力为11.5MPa，氮气微气泡直径10-6-10-9m，氮气气泡体积分率占溶剂的体积分率为40％。乙烯与氢气的压力比为1:20，原料气体经气体分布环鼓泡进入射流反应器，通过射流分散于溶剂中，乙烯体积分率占30％。其中氮气通气持续时间为2s，每次通气间隔时间为0.5s。
本实施例所制备的超高分子量乙烯聚合物的相关表征及性能测试结果如表1所示。
实施例6
本实施例采用氯化镁负载的TiCl4为催化剂，以三乙基铝作为助催化剂，以正庚烷为溶剂。聚合反应器为射流反应器，被压阀设置压力为5MPa。射流反应器射流速度为30m/s，表观气速为0.01m/s。
在60℃条件下，用氮气对流化床反应器置换数次后，再用乙烯气对反应器保持流动置换4h。进料溶剂正庚烷将催化剂及助催化剂携带至反应釜内，乙烯的进气压力为5MPa，惰性气体进气压力为5.5MPa，氮气微气泡直径10-6-10-9m，氮气气泡体积分率占溶剂的体积分率为40％。乙烯与氢气的压力比为1:20，原料气体经气体分布环鼓泡进入射流反应器，通过射流分散于溶剂中，乙烯体积分率占30％。其中氮气通气持续时间为2s，每次通气间隔时间为0.5s。
本实施例所制备的超高分子量乙烯聚合物的相关表征及性能测试结果如表1所示。
实施例7
本实施例采用氯化镁负载的TiCl4为催化剂，以三乙基铝作为助催化剂，以正庚烷为溶剂。聚合反应器为射流反应器，被压阀设置压力为11MPa。射流反应器射流速度为10m/s，表观气速为0.02m/s。
在60℃条件下，用氮气对流化床反应器置换数次后，再用乙烯气对反应器保持流动置换4h。进料溶剂正庚烷将催化剂及助催化剂携带至反应釜内，乙烯的进气压力为10.5MPa，惰性气体进气压力为11.5MPa，氮气微气泡直径10-6-10-9m，氮气气泡体积分率占溶剂的体积分率为40％。乙烯与氢气的压力比为1:20，原料气体经气体分布环鼓泡进入射流反应器，通过射流分散于溶剂中，乙烯体积分率占30％。其中氮气通气持续时间为2s，每次通气间隔时间为0.5s。
本实施例所制备的超高分子量乙烯聚合物的相关表征及性能测试结果如表1所示。
实施例8
本实施例采用双金属负载型催化剂，以三乙基铝作为助催化剂，以正庚烷为溶剂。聚合反应器为射流反应器，被压阀设置压力为11MPa。射流反应器射流速度为30m/s，表观气速为0.02m/s。
在60℃条件下，用氮气对流化床反应器置换数次后，再用乙烯气对反应器保持流动置换4h。进料溶剂正庚烷将催化剂及助催化剂携带至反应釜内，乙烯的进气压力为10.5MPa，惰性气体进气压力为11.5MPa，氮气微气泡直径10-6-10-9m，氮气气泡体积分率占溶剂的体积分率为40％。乙烯与氢气的压力比为1:20，原料气体经气体分布环鼓泡进入射流反应器，通过射流分散于溶剂中，乙烯体积分率占30％。其中氮气通气持续时间为2s，每次通气间隔时间为0.5s。
本实施例所制备的超高分子量乙烯和高密度乙烯的原位共混聚合物的相关表征及性能测试结果如表1所示。
对比例1
本实施例采用氯化镁负载的TiCl4为催化剂，以三乙基铝作为助催化剂，以正庚烷为溶剂。聚合反应器为射流反应器。射流反应器射流速度为20m/s，表观气速为0.01m/s，反应无氮气进料。
在60℃条件下，用氮气对流化床反应器置换数次后，再用乙烯气对反应器保持流动置换4h。进料溶剂正庚烷将催化剂及助催化剂携带至反应釜内，乙烯的进气压力为11MPa，乙烯体积分率占60％。
本实施例所制备的超高分子量乙烯聚合物的相关表征及性能测试结果如表1所示。
对比例2
本实施例采用氯化镁负载的TiCl4为催化剂，以三乙基铝作为助催化剂，以正庚烷为溶剂。聚合反应器为搅拌釜，反应无氮气进料。
在60℃条件下，用氮气对流化床反应器置换数次后，再用乙烯气对反应器保持流动置换4h。进料溶剂正庚烷将催化剂及助催化剂携带至反应釜内，乙烯的进气压力为11MPa。
本实施例所制备的超高分子量乙烯聚合物的相关表征及性能测试结果如表1所示。
对比例3
本实施例采用双金属负载型催化剂，以三乙基铝作为助催化剂，以正庚烷为溶剂。聚合反应器为搅拌釜，反应无氮气进料。
在60℃条件下，用氮气对流化床反应器置换数次后，再用乙烯气对反应器保持流动置换4h。进料溶剂正庚烷将催化剂及助催化剂携带至反应釜内，乙烯的进气压力为11MPa。
本实施例所制备的超高分子量乙烯和高密度乙烯的原位共混聚合物的相关表征及性能测试结果如表1所示。
实施例及对比例 重均分子量(10<sup>6</sup>g/mol) 初始缠结程度
实施例1 1.95 0.42
实施例2 1.75 0.40
实施例3 1.8 0.37
实施例4 1.7 0.36
实施例5 1.8 0.36
实施例6 1.7 0.34
实施例7 1.75 0.70
实施例8 1.5 0.31
对比例1 1.95 0.92
对比例2 1.9 0.91
对比例3 1.6 0.83
如上表所示，随着通气时间增加、射流速度增大、表观气速减小、气泡尺寸减小，聚合产品的初始缠结程度随之降低，且都低于传统方法(对比例)制备得到的聚合产品的初始缠结程度。这说明本发明所公开的聚合方法能够有效调控分子链缠结的形成过程，降低超高分子量聚乙烯产品的初始缠结程度。此外，除制备超高分子量聚乙烯外通过引入一种或多种催化剂制备超高密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混的高性能聚乙烯。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高性能聚乙烯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
原料气体以气态形式从位于射流反应器底部的气体分布环产生，受浮力作用自下而上鼓泡；位于射流反应器顶部的高速射流喷嘴喷出的液体溶剂将原料气泡破碎搅拌后使原料气充分溶解并混合均匀；惰性气体以纳微气泡的形式从位于反应器底部的微气泡发生器产出并分散在溶剂中，其中原料气连续进料，惰性气体间歇进料；
反应所得的聚合物浆液间歇从射流反应器侧壁排出，并进入闪蒸罐回收原料气体；离开闪蒸罐的物料回收溶剂后，进行干燥，再经后加工工段混合造粒；
离开射流反应器上部的气体与闪蒸罐回收的原料气体，经过气体回收系统后与新鲜原料气混合，从设置在射流反应器底部的气体分布环再次进入射流反应器。
2.根据权利要求1所述的高性能聚乙烯的制备方法，其特征在于，所述射流反应器的进料还包括催化剂、助催化剂、抗静电剂和溶剂；其中，所述催化剂的加料位置位于所述射流反应器的上部。
3.根据权利要求2所述高性能聚乙烯的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自茂金属催化剂、过渡金属催化剂、单金属或多金属的齐格勒-纳塔催化剂中的一种或多种催化剂；所述助催化剂是烷基铝；采用双金属负载型催化剂制备超高密度聚乙烯和高密度聚乙烯共混的高性能聚乙烯。
4.根据权利要求1所述的高性能聚乙烯的制备方法，其特征在于，所述置于反应釜底部的微气泡发生器生成的纳微气泡直径为10-9-10-3m，纳微气泡占溶剂的体积分率为0-40%。
5.根据权利要求1所述的高性能聚乙烯的制备方法，其特征在于，所述惰性气体的进气量是原料气体进料量的0-200%；每次通气持续时间为0.1-300 s，每次通气间隔时间是每次通气持续时间的0.5-20倍；惰性气体进料压力高于乙烯进料压力，射流反应器通过设置被压阀维持釜内压力相对稳定。
6.根据权利要求1所述的高性能聚乙烯的制备方法，其特征在于，所述原料气由气体分布环从自下而上鼓泡，所述原料气泡占反应中溶剂的体积分率为10%-80%。
7.根据权利要求1所述的高性能聚乙烯的制备方法，其特征在于，反应体系的溶剂选自小于12个碳原子的烷烃。
8.根据权利要求1所述的高性能聚乙烯的制备方法，其特征在于，所述原料气体包括乙烯及碳原子数大于等于3的α-烯烃。
9.根据权利要求1所述的高性能聚乙烯的制备方法，其特征在于，
所述聚合反应温度为50℃-90℃，聚合反应压力为4-16MPa；
所述射流速度1-30 m/s，表观气速0.002-0.2 m/s。
10.一种制备高性能聚乙烯的聚合装置，其特征在于，包括：
射流反应器，其用于提供聚合反应的场所，包括至少一个惰性气体进口、至少一个气体物流入口、至少一个催化剂溶剂入口、至少一个设置在反应釜侧壁的出料口、至少一个气体出口、至少一个浆液循环出口；
微气泡发生器，其设置在射流反应器内部，连接所述惰性气体进口；
气体分布环，其设置在射流反应器内部，连接所述气体物流入口；
进料系统，其包括物料管路，及控制各物料管路中的流量和压力的控制设备；所述物料管路用于向所述的惰性气体进口、气体物流入口和催化剂溶剂入口；
产品卸料系统，其与反应釜侧壁的出料口相连，接收聚合物浆液，经内部闪蒸罐分离得到原料气体和浆液物料；
气体回收系统，其接收射流反应器出口的循环气体，经内部冷凝器冷凝后和闪蒸罐的原料气体出口相连，回收其中的乙烯，气体回收系统回收的乙烯送入进料系统中的气体物流管路；
浆液循环系统，其与射流反应器底部的出料口相连，经内部冷凝器散热后液体在射流泵作用下经液体注入器的喷嘴高速喷射进入反应器内；
所述射流反应器采用夹套散热、气体回收系统的冷凝器和浆液循环系统的冷凝器散去聚合过程放出的反应热。
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