CN113226538A - 多反应器和多区聚烯烃聚合 - Google Patents

多反应器和多区聚烯烃聚合 Download PDF

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Abstract

本文公开了制造多峰聚烯烃,并且尤其聚乙烯树脂的装置和方法。这是通过使用串联的两个反应器来完成的,其中一个反应器为多区循环反应器,所述多区循环反应器可以使聚烯烃颗粒循环通过任选地具有两种不同流型的两个聚合区,从而使最终多峰聚烯烃具有改良的产物特性和改良的产物均匀性。

Description

多反应器和多区聚烯烃聚合
相关申请的交叉引用
不适用。
关于联邦赞助研究或开发的声明
不适用。
技术领域
本公开大体上涉及聚烯烃在多个反应区中的聚合。
背景技术
聚烯烃具有各种应用,如用于管道、膜、大型和小型容器、杯、瓶、模制制品等。一直需要具有改良的特性和可加工性的聚烯烃组合物,尤其当形成前述物件时。
发明内容
一种用于制造多峰聚烯烃的方法,其包含:(a)在第一反应器中聚合乙烯以产生第一聚烯烃;(b)在第二反应器的升液管中使第一反应混合物中的乙烯聚合以产生第二聚烯烃;(c)将第一反应混合物通过上导管从升液管传送到分离器;(d)在分离器中从第一反应混合物回收第二聚烯烃;(e)将来自分离器的第二聚烯烃传送到第二反应器的降液管中,任选地通过液体屏障;(f)聚合降液管中的第二反应混合物中的乙烯,以产生第三聚烯烃;(g)将第二反应混合物通过下导管从降液管传送到升液管;以及(h)以下中的一个:(1)在步骤(a)之后并且在步骤(b)-(g)之前,将第一聚烯烃接收到第二反应器中,或(2)在步骤(a)之前和在步骤(b)-(g)之后,将第二聚烯烃和第三聚烯烃接收到第一反应器中。
用于制造多峰聚烯烃的另一种方法,其包含:(a)在第一反应器中聚合乙烯以产生第一聚烯烃;(b)在第二反应器的升液管中使第一反应混合物中的乙烯聚合以产生含于升液管产物混合物中的第二聚烯烃;(c)将升液管产物混合物通过上导管从升液管传送到分离器;(d)在分离器中从升液管产物混合物回收第二聚烯烃;(e)将来自分离器的第二聚烯烃传送到第二反应器的降液管中,任选地通过液体屏障;(f)聚合降液管中的第二反应混合物中的乙烯,以产生降液管产物混合物中的第三聚烯烃;(g)将降液管产物混合物通过下导管从降液管传送到升液管;以及(h)以下中的一个:(1)在步骤(a)之后并且在步骤(b)-(g)之前,将第一聚烯烃接收到第二反应器中,或(2)在步骤(a)之前和在步骤(b)-(g)之后,将第二聚烯烃和第三聚烯烃接收到第一反应器中。
用于制造多峰聚烯烃的另一种方法,其用以下进行:i)具有第一聚合区的第一反应器和ii)具有在升液管中的第二聚合区和在降液管中的第三聚合区的第二反应器,所述方法包含:(a)在第一聚合区中聚合乙烯以产生第一聚烯烃;(b)将第一反应混合物向上传送通过升液管的第二聚合区,其中在第二聚合区中产生第二聚烯烃;(c)接收来自分离器中的第二聚合区的第一反应混合物;(d)通过分离器将第一聚烯烃产物与所接收到的第一反应混合物分离;(e)将第一聚烯烃产物传送通过第二反应器的屏障区段并进入第三聚合区;(f)在第三聚合区中,将第一聚烯烃产物添加到第二反应混合物中;(g)将第二反应混合物向下传送通过降液管的第三聚合区,其中在第三聚合区中产生第三聚烯烃;(h)重复步骤(b)-(g)n次,其中n=1到100,000;以及(i)以下中的一个:1)相对于第一反应混合物在第二聚合区中的流动方向,在第二聚合区的上游位置处将第一聚烯烃添加到第二反应器,并且从降液管抽出多峰聚烯烃,或2)从第二反应器抽出部分第二聚烯烃产物,将所述部分第二聚烯烃产物添加到第一反应器的第一聚合区中,并且从第一反应器抽出多峰聚烯烃。
一种用于制造多峰聚烯烃的装置,其包含被配置成制造第一聚烯烃的第一反应器、被配置成制造第二聚烯烃和第三聚烯烃的第二反应器,其中所述第二反应器包括被配置成制造第二聚烯烃的升液管、具有流体连接到升液管的顶部部分的末端的上导管、流体连接到上导管的相对末端的分离器、被配置成制造第三聚烯烃的降液管,其中降液管的顶部部分任选地通过降液管的顶部部分中的液体屏障流体连接到分离器,以及具有流体连接到降液管的底部部分的末端和流体连接到升液管的底部部分的相对末端的下导管,其中第二反应器被配置成从第一反应器接收第一聚烯烃,或第一反应器被配置成从第二反应器接收第二聚烯烃和第三聚烯烃。
多峰聚烯烃可以包括根据以上装置和/或方法制备的第一聚烯烃(例如,低分子量组分)、第二聚烯烃(例如,中间分子量组分)和第三聚烯烃(例如,高分子量组分)。多峰聚烯烃可以具有以下中的一个或多个:在约0.930g/ml到约0.970g/ml范围内的密度;当在2.16kg力下和190℃温度下测试时,在约0.1到约30g/10min范围内的熔融指数;在21.6kg力和190℃温度下约1到约45g/10min的高负荷熔融指数;0到约6wt.%范围内的共聚单体含量;约250kg/mol到约1,500kg/mol范围内的Mw;约500kg/mol到约5,000kg/mol范围内的Mz;约18到约52范围内的Mw/Mn;0到约0.96范围内的长链分支指数;以及约0.15到约8范围内的剪切诱导的结晶(SIC)指数。多峰聚烯烃可以呈聚乙烯树脂的形式。
呈聚乙烯树脂形式的另一种多峰聚烯烃可以具有低分子量(LMW)组分、中间分子量(IMW)组分和高分子量(HMW)组分;其中LMW组分是以约20wt.%到约75wt.%的量存在;其中IMW组分是以约5wt.%到约40wt.%的量存在;其中HMW组分是以约10wt.%到约60wt.%的量存在;其中LMW组分的重量平均分子量为约20kg/mol到约150kg/mol;其中IMW组分的重量平均分子量为约85kg/mol到约350kg/mol;其中HMW组分的重量平均分子量大于约350kg/mol;其中IMW组分的重量平均分子量大于LMW组分的重量平均分子量;其中LMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0到约5个短链分支;其中IMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0.1个到约10个短链分支;其中HMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约1个到约15个短链分支;并且其中聚乙烯树脂的粘滑量值为约300psi到约1,000psi(约2.07MPa到约6.89MPa)。
呈聚乙烯树脂形式的另一种多峰聚烯烃可以具有低分子量(LMW)组分、中间分子量(IMW)组分和高分子量(HMW)组分;其中LMW组分是以约40wt.%到约60wt.%的量存在;其中IMW组分是以约5wt.%到约15wt.%的量存在;其中HMW组分是以约30wt.%到约50wt.%的量存在;其中LMW组分的重量平均分子量为约25kg/mol到约65kg/mol;其中IMW组分的重量平均分子量为约100kg/mol到约200kg/mol;其中HMW组分的重量平均分子量为约400kg/mol到约925kg/mol;其中LMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0到约2个短链分支;其中IMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0.1个到约5个短链分支;其中HMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约2个到约12个短链分支;并且其中当根据ASTMF1473测试时,聚乙烯树脂具有等于或大于约3,000h的对缓慢裂纹增长的抗性,其中对缓慢裂纹增长的抗性被定义为聚乙烯切口拉伸测试(PENT)失效时间。
呈聚乙烯树脂形式的另一种多峰聚烯烃可以具有低分子量(LMW)组分、中间分子量(IMW)组分[来自升液管]和高分子量(HMW)组分;其中LMW组分是在基本上不存在共聚单体下在第一反应区中产生,并且其中LMW组分是以约20wt.%到约75wt.%的量存在;其中IMW组分是在第一量的共聚单体和第一量的氢气存在下在第二反应区中产生,并且其中IMW组分是以约5wt.%到约40wt.%的量存在;其中HMW组分是在第二量的共聚单体和第二量的氢气存在下在第三反应区中产生,其中共聚单体的第二量大于共聚单体的第一量,其中氢气的第一量大于氢气的第二量,并且其中HMW组分是以约10wt.%到约60wt.%的量存在;其中LMW组分的重量平均分子量为约20kg/mol到约150kg/mol;其中IMW组分的重量平均分子量为约85kg/mol到约350kg/mol;其中HMW组分的重量平均分子量大于约350kg/mol;其中IMW组分的重量平均分子量大于LMW组分的重量平均分子量;其中LMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0到约5个短链分支;其中IMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0.1个到约10个短链分支;其中HMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约1个到约15个短链分支;并且其中聚乙烯树脂具有小于约1.5×103Pa-s的η251(eta_251)。
前文已相当广泛地概述了所公开的本发明主题的特征和技术优点,以便可以更好地理解以下详细描述。在阅读优选实施例的以下详细描述并且通过参考附图后,上文所描述的各种特性以及其它特征将对于所属领域的技术人员为容易地显而易见的。
附图说明
对于所公开的方法和装置的优选实施例的详细描述,现将参考附图,其中:
图1说明根据本公开的多反应器和多区聚烯烃聚合,其中多区循环反应器连接在第一反应器的下游。
图2说明根据本公开的另一种多反应器和多区聚烯烃聚合,其中多区循环反应器连接在第一反应器的上游。
图3说明具有各种可以在图1和/或图2中利用的额外方面的多区循环反应器。
图4说明具有可以在图1和/或图2中利用的各种额外方面以及具有图3中所示的任何方面组合的多区循环反应器。
图5A和5B说明喷射器的实施例的横截面图。
图5C说明竖管的透视图。
图5D到5H说明具有可以在图1和/或图2中利用的喷射器以及具有本文所描述的其它方面的任何组合的多区循环反应器的各种方面。
图5I和5J说明具有可以在图1和/或图2中利用的竖管以及具有本文所描述的其它方面的任何组合的多区循环反应器的实施例。
图6A说明具有可以在图1和/或图2中利用的过渡导管以及本文所描述的方面的任何组合的多区循环反应器的配置。
图6B说明图6A中的多区循环反应器的配置,其具有喷射器和竖管而非过渡导管。
图6C说明图6A中的多区循环反应器的配置,其具有放置于过渡导管内部的竖管。
图7说明具有智能弯头配置的弯头连接器的局部视图。
图8A为体现为旋风分离器的多区循环反应器的分离器的侧视图。
图8B为图8A的旋风分离器的顶部横截面图,沿着图8A中所示的视线i-i截取。
图9说明图1和图2中所描绘的产物分离系统的实施例。
图10A说明呈气相配置的用于图1中的第一反应器,其利用沉降腿将反应器流出物移动到分离器以进行聚烯烃回收。
图10B说明呈气相配置的用于图1中的第一反应器,其利用闭锁料斗将反应器流出物移动到分离器以进行聚烯烃回收。
图10C说明呈气相配置的用于图1中的第一反应器,其利用排出阀将反应器流出物移动到分离器以进行聚烯烃回收。
图10D说明呈气相配置的用于图2中的第一反应器,其利用沉降腿将反应器流出物移动到分离器以进行聚烯烃回收。
图10E说明呈气相配置的用于图2中的第一反应器,其利用闭锁料斗将反应器流出物移动到分离器以进行聚烯烃回收。
图10F说明呈气相配置的用于图2中的第一反应器,其利用排出阀将反应器流出物移动到分离器以进行聚烯烃回收。
具体实施方式
本文公开了用于多反应器和多区聚烯烃聚合的装置和方法,以及可通过所述装置和方法制造的聚乙烯树脂。所述描述可以在装置的上下文中或在方法步骤的上下文中;然而,预期所公开的方法的各方面可以包含装置上下文中所讨论的方面,且所公开的装置的各方面可以包含方法上下文中所讨论的方面。此外,尽管在本文中描述聚乙烯树脂,但预期所公开的装置和方法可以通过利用所公开的装置和方法的不同实施例和方面制造各种其它聚乙烯树脂和以其它方式制造各种其它多峰聚烯烃。
所公开的装置和方法被配置成制造本文所公开的多峰聚烯烃,并且确切地说聚乙烯树脂。这是通过使用串联的两个反应器实现,其中反应器中的一个为多区循环反应器,其可以构建具有两种不同流型的两个聚合区,以便产生具有不同分子量的两种聚烯烃,使得最终多峰聚烯烃与双峰聚烯烃相比具有改良的产物特性、改良的产物均匀性和减少的凝胶数目。
如本文所使用,术语“聚烯烃”是指单峰或多峰聚合物,如聚乙烯、乙烯-α烯烃共聚物、具有至少约50重量百分比的乙烯与较少量共聚单体聚合的乙烯共聚物、聚丙烯、聚丁烯和“烯烃”家族分类中的其它聚合树脂。
如本文所使用,术语“单峰”是指具有在分子量分布曲线中展示单个峰的分子量分布曲线的聚烯烃均聚物。分子量分布曲线可以呈现于聚烯烃重量分数随其分子量而变的曲线中,如通过例如凝胶渗透色谱法(GPC)所测量。聚烯烃重量分数是指给定大小的聚烯烃分子的重量分数。
如本文所使用,术语“多峰”是指具有在分子量分布曲线中展示超过一个峰的分子量分布曲线的聚烯烃。应承认,在一些情况下,多峰聚烯烃通过例如GPC分析可能看似具有单个峰,而实际上聚烯烃是多峰的,并且单峰是由于多个峰的重叠。术语“多峰”包含具有展示两个相异峰的曲线的聚烯烃(也称为双峰或类双峰聚烯烃)和具有展示三个相异峰的曲线的聚烯烃(也称为三峰或类三峰聚烯烃)。
如本文所使用,术语“聚合区”是指聚合反应器内部的空间体积,其中条件使得发生烯烃聚合反应。
术语“导管”和“管线”可互换,并且如本文所使用,是指被配置成用于穿过其的材料的流动的物理结构,如管道或管状物。在“导管”或“管线”中流动的材料可以呈气相、液相、固相或这些相的组合。
如本文所使用,术语“料流”是指流动通过“导管”或“管线”的材料的物理组成。
如本文所使用,术语“直径”是指内径。因此,本文所公开的具有直径的管道或导管是指管道或导管的内径。管道或导管的壁厚可以单独地指定,或另外可以是适合于应用的壁厚。
如本文所使用,术语“长度”是指管道或套管的笔直区段的第一末端到管道或套管的笔直区段的第二末端的距离并且包含可以是弯头的一部分的任何笔直部分。为了避免疑惑,弯头的弓状部分不包含于弯头的长度中。
图1说明根据本公开的多反应器和多区聚烯烃聚合,其中多区循环反应器300连接在第一反应器100的下游。图2说明根据本公开的另一种多反应器和多区聚烯烃聚合,其中多区循环反应器300连接在第一反应器100的上游。反应器100和300中的每一个为配置成以在一种或多种聚合催化剂存在下在适合于制造一种或多种聚烯烃的条件下聚合一种或多种烯烃的聚合反应器。
多个聚合区存在于图1和图2中的每一个中。也就是说,第一反应器100具有至少一个聚合区112,并且多区循环反应器300具有两个聚合区321和341。每个聚合区112、321和341可以被配置成制造不同于其它区的聚烯烃。举例来说,第一反应器100的聚合区112可以产生第一聚烯烃,MZCR 300的第二聚合区321可以被配置成制造第二聚烯烃,并且MZCR300的第三聚合区341可以被配置成制造第三聚烯烃。或者,第一反应器100的聚合区112可以被配置成制造第一聚烯烃,并且MCZR 300的第二聚合区321和第三聚合区341可以被配置成制造第二聚烯烃。
在各方面中,在第一反应器100中产生的成为多峰聚烯烃的一部分的第一聚烯烃的量与MZCR 300中产生的成为多峰聚烯烃的一部分一种或多种聚烯烃的量的比率可以为多峰聚烯烃的约10/90wt.%、约20/80wt.%、约30/70wt.%、约40/60wt.%、约50/50wt.%、约60/40wt.%、约70/30wt.%、约80/10wt.%或约90/10wt.%。
在各方面中,以成为多峰聚烯烃的一部分的第二聚烯烃和第三聚烯烃的总重量计,在MZCR 300的升液管320中产生的第二聚烯烃的量与在MZCR 300的降液管340中产生的第三聚烯烃的量的比率可以为约10/90wt.%、约20/80wt.%、约30/70wt.%、约40/60wt.%、约50/50wt.%、约60/40wt.%、约70/30wt.%、约80/10wt.%或约90/10wt.%。
图1展示MZCR 300被配置成从第一反应器100接收第一聚烯烃。图2展示第一反应器100可以被配置成从MCZR 300接收第二聚烯烃和第三聚烯烃。
第一反应器100可以体现为一个或多个环流浆料反应器、一个或多个流化床反应器、一个或多个高压釜反应器、一个或多个管状反应器、一个或多个水平气相反应器、一个或多个连续搅拌槽反应器、一个或多个溶液反应器或其组合。已知这些类型的聚合反应器的配置,其各自能够具有产生第一聚烯烃的聚合区112。在一个方面中,第一反应器100可以体现为两个或更多个并联操作的反应器,每个反应器具有聚合区,并且每个反应器具有将第一反应器产物混合物进料到产物分离系统200的产物排放导管110。在一个这类方面中,聚合区112可以产生多峰聚烯烃(例如,聚烯烃树脂)的低分子量(LMW)组分。
通过在聚合条件下使聚合区112中的聚合催化剂和一种或多种烯烃单体接触来进行第一反应器100中的烯烃单体和任选的烯烃共聚单体的聚合。聚合区112中的聚合条件可以包含约20℃(68℉)到约260℃(500℉)范围内的温度和约14.7psia到约4,000psia(0.101MPaa到约27.6MPaa)范围内的压力;或者,约60℃(140℉)到约110℃(230℉)范围内的温度和约250psia到约600psia(约1.7MPaa到约4.1MPaa)范围内的压力。在一个或多个方面,聚合区112中的聚合可以分批地进行,如在连续搅拌槽反应器中或连续地进行,如在环流浆料反应器或气相反应器中。
在第一反应器100中聚合的烯烃单体可以是含有2个到8个碳原子的脂肪族1-烯烃,例如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯或1-辛烯。在一个实施例中,烯烃单体为乙烯或丙烯。
烯烃单体的聚合可以任选地用一种或多种共聚单体进行,所述共聚单体为含有3个到约10个碳原子的脂肪族1-烯烃,例如,丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯或1-癸烯。在实施例中,烯烃共聚单体可以是乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯或其组合。
聚合区112中的聚合可以在对聚合反应呈惰性的烃稀释剂存在下进行。稀释剂的实例包含丙烷、异丁烷、正丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、正己烷、环己烷、正庚烷、甲基环己烷或其组合。
用于产生第一聚烯烃的烯烃单体可以通过导管102进料到反应器100。用于产生第一聚烯烃的任选的烯烃共聚单体可以通过导管102进料到反应器100。稀释剂可以通过导管104进料到反应器100。聚合催化剂可以在催化剂进料导管108中进料到反应器100中。聚合催化剂可以通过导管108以溶液(例如,催化剂溶解于溶剂液体中)、浆料(例如,固体催化剂颗粒悬浮于如适用作聚合稀释剂的烃类的液体介质中)或气体混合物(例如,固体催化剂颗粒在如氮气的载剂气体中)形式进料。如计量阀和/或控制阀的设备可以用于导管102、104、106和108中的任一个中以调节进入反应器100的相应组分的流动。
可以利用额外导管将氢气和氮气进料到反应器100。氢气可以用于调节反应器100中所产生的聚烯烃的分子量。当控制反应器100的压力时,氮气可以用作压力源。当反应器100为连续气相反应器时,还可以利用额外导管和设备。举例来说,当反应器100处于在压缩模式下操作的气相反应器配置时,额外导管可以被配置成用于将从反应器100的顶部回收的气体以液相形式再循环回到反应器100的底部。在这类配置中,导管可以被配置成从反应器100的顶部去除气体,并且压缩器和热交换器可以在导管之间互连,并被配置成压缩和冷却气体以作为液相再循环回到反应器100的底部。
在各方面中,第一反应器100被配置成制造第一聚烯烃,使得第一聚烯烃在聚合区112中的平均滞留时间为约1秒到约14小时;或者,约1秒到约12小时;或者,约1秒到约10小时;或者,约1秒到约8小时;或者,约2小时到约14小时;或者,约4小时到约14小时;或者,约4小时到约12小时;或者,约1小时到约3小时;或者,约1秒到约5分钟;或者,小于10小时;或者,大于1小时。
通过产物排放导管110从反应器100抽出含有聚烯烃颗粒(例如,第一聚烯烃或多峰聚烯烃)的产物混合物。在图1中,通过产物排放导管110从第一反应器100抽出含有第一聚烯烃的产物混合物。图1展示位于第一反应器100的底部上的产物排放导管110;然而,预期产物排放导管110可以位于图1的反应器100上的任何地方,如反应器100的一侧。在图2中,通过产物排放导管110从第一反应器100抽出含有多峰聚烯烃的产物混合物。图2展示位于第一反应器100的侧面上的产物排放导管110;然而,预期产物排放导管110可以位于图2的反应器100上的任何地方,如反应器100的底部。在实施例中,产物排放导管110可以包含被配置为连续排出阀或不连续排出阀的排出阀。连续排出阀可以调节来自第一反应器100的制造混合物的去除,使得在连续基础上去除产物混合物。不连续排出阀可以在不连续基础上调节产物混合物的去除,例如打开和关闭,使得产物混合物通过不连续排出阀的流动不是连续的。
在各方面中,反应器100的至少一部分可以由碳钢、不锈钢或这些材料的组合制成。在另一个方面中,碳钢可以是低温碳钢。在一个实施例中,反应器100的内表面109可以具有防锈剂涂层。
多区循环反应器(MZCR)300通常以气相聚合形式聚合烯烃单体和任选的烯烃共聚单体并且具有两个互连的聚合区321和341。MZCR 300中的一种或多种反应混合物的流动方向在图1和图2中通过箭头A和B示出。MCZR 300中的一种或多种反应混合物的流动路径呈循环形式,由流体连接到升液管320的下导管310形成,升液管320另外流体连接上导管330,上导管330另外流体连接到降液管340,并且降液管340另外流体连接到下导管310。分离器350可以流体连接到上导管330中的每一个并连接到降液管340的液体屏障360(可互换地被称作屏障区段360)。
在一个方面中,升液管320的聚合区321可以产生中间分子量(IMW)组分,并且降液管340的聚合区341可以产生多峰聚烯烃(例如聚乙烯树脂)的高分子量(HMW)组分。
如图1和图2中所示,下导管310的末端312可以流体连接到升液管320的底部部分329,升液管320的顶部部分328可以流体连接上导管330的末端331,分离器350可以流体连接到上导管330的末端332,分离器350另外可以通过液体屏障360流体连接到降液管340的顶部部分348,所述液体屏障在降液管340的顶部部分348中,并且降液管340的底部部分349可以流体连接到下导管310的末端311。
弯头连接器302流体连接到下导管310的末端312和升液管320的底部部分329;弯头连接器304流体连接到升液管320的顶部部分328和上导管330的末端331;分离器350流体连接到上导管330的末端332和液体屏障360;液体屏障360另外流体连接到降液管340的顶部部分348;并且弯头连接器306流体连接到降液管340的底部部分349和下导管310的末端311。本公开的范围包含解释,其中弯头连接器302、304和306是与由下导管310、升液管320、上导管330和降液管340形成的环的部分分离的设备的零件。或者,本公开的范围包含解释,其中弯头连接器302、304、306形成为环的邻近零件的一部分,例如弯头连接器302可以是下导管310的一部分或升液管320的一部分,弯头连接器304可以是上导管330的一部分或升液管320的一部分,并且弯头连接器306可以是降液管340的一部分或下导管310的一部分。
下导管310可以体现为管状结构,反应混合物(例如,降液管产物混合物,任选地,具有添加的再循环单体、共聚单体和/或稀释剂)从末端311到末端312穿过所述管状结构。下导管310的纵向轴线可以基本上水平地定向,如图1和图2中所示。或者,下导管310的纵向轴线可以相对于水平大于0°和小于90°角度定向,如图4中所讨论。下导管310的长度与直径比可以大于约5;或者,大于约10;或者,大于约15;或者,在约5到约20的范围内。可以针对下导管310的实施例计算这一比值,其中下导管310的长度不包含弯头连接器302和306的长度。或者,可以针对下导管310的实施例计算这一比值,其中弯头连接器302和/或弯头连接器306被视为下导管310的一部分,并且下导管310的长度包含不弯曲的管状结构的长度。
升液管320可以体现为管状结构,反应混合物(例如,开始为降液管产物混合物,任选地具有添加的再循环单体、共聚单体和/或稀释剂,并且组成沿升液管320的长度变化)从底部329到顶部328穿过所述管状结构。升液管320的纵向轴线可以基本上垂直地定向,如图1和图2中所示。升液管320的宽度与高度比可以小于约0.1;或者,小于约0.06;或者,小于约0.05;或者,小于约0.03;或者,在约0.03到约0.1的范围内。升液管320的宽度可以是管状结构的直径。升液管320的高度可以是聚合区321的高度。可以针对升液管320的实施例计算这一宽度与高度比,其中升液管320的高度不包含弯头连接器302和304的高度。或者,可以针对升液管320的实施例计算这一比值,其中弯头连接器302和/或弯头连接器304被视为升液管320的一部分,并且升液管320的高度包含管状结构的高度以及弯头连接器302和304中的一种或两种的高度。
上导管330可以体现为管状结构,反应混合物(例如,升液管产物混合物)从末端331到末端332穿过所述管状结构。上导管330的纵向轴线可以基本上水平地定向,如图1和图2中所示。或者,上导管330的纵向轴线可以相对于水平大于0°和小于15°角度定向,如图10所讨论。上导管330的长度与直径比可以大于约5;或者,大于约10;或者,大于约15;或者,在约5到约20的范围内。可以针对上导管330的实施例计算这一比值,其中下导管330的长度不包含弯头连接器304的长度。或者,可以针对上导管330的实施例计算这一比值,其中弯头连接器304被视为上导管330的一部分,并且上导管330的长度包含管状结构的长度和弯头连接器304的长度。
液体屏障或屏障区段360为降液管340的一部分,位于聚合区341上方的降液管340的顶部部分348中。液体屏障360可以体现为降液管340的管状结构的一部分并且其中具有液体,聚烯烃颗粒通过所述液体沉降并随后流入聚合区341中。液体屏障360的管状结构的直径可以对应于降液管340的直径。液体屏障360的高度可以促成降液管340的高度。液体屏障360中的液体可以是惰性液体,因为液体对于烯烃的聚合是惰性的。惰性液体可以是适用作稀释剂的本文所描述的烃中的任一种(例如具有2个到7个碳原子,是直链或支链的烷烃中的一种或其组合,如丙烷、异丁烷、正丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、正己烷、环己烷、正庚烷、甲基环己烷或其组合)。在一个方面中,液体屏障360中的惰性液体的浓度大于降液管340中和升液管320中的惰性液体的浓度。
降液管340可以体现为管状结构,反应混合物(例如,组成沿着降液管340的长度变化)从顶部348到底部349穿过所述管状结构。降液管340的纵向轴线可以基本上垂直地定向,如图1和图2中所示。降液管340的宽度与高度比可以小于约0.1;或者,小于约0.06;或者,小于约0.05;或者,小于约0.03;或者,在约0.03到约0.1的范围内。降液管340的宽度可以是管状结构的直径。降液管340的高度可以是聚合区341的高度与液体屏障360的高度的总和。可以针对降液管340的实施例计算宽度与高度比,其中降液管340的高度不包含弯头连接器306的高度。或者,可以针对降液管340的实施例计算这一比值,其中弯头连接器306被视为降液管340的一部分,并且降液管340的高度包含管状结构的高度和弯头连接器306的高度。
在替代方面中,降液管340可以具有从降液管340的顶部到底部变化的直径,如锥形形状。在另一个替代方面中,降液管340的一部分可以具有从所述部分的顶部到底部变化的直径。在这类方面中,降液管340可以具有变化部分(例如,锥形结构)上方的另一个部分(例如,管状结构)和/或变化部分下方的另一个部分(例如,管状结构)。举例来说,如图5D中所示,降液管340的底部部分349的形状可以是锥形的,而降液管340的在底部部分340上方的剩余部分可以是管状结构。在其中使用在变化部分上方的部分和下方的部分两者的方面中,在变化部分上方的部分的直径可以大于在变化部分下方的部分的直径。在不受理论限制的情况下,相信改变降液管340的直径,使得直径至少在降液管340的一部分上沿垂直向下的方向减小,与向下移动相比,其可以促进聚合物床通过降液管340的速度的增加。
弯头连接器302、304和306中的每一个可以体现为改变MZCR 300中的反应混合物的流动方向的管状结构。弯头连接器302可以将反应混合物的流动方向从下导管310中所提供的流动方向改变为升液管320中的流动方向。弯头连接器304可以将反应混合物的流动方向从升液管320中所提供的流动方向改变为上导管330中的流动方向。弯头连接器306可以将反应混合物的流动方向从降液管340中所提供的流动方向改变为下导管310中的流动方向。每个弯头连接器302、304、306的末端之间的角度可以独立地在约45°到约135°的范围内变化。
弯头连接器302可以连接到升液管320的底部部分329和下导管310的末端312。更确切地说,弯头连接器302的末端302a可以连接到升液管320的底部部分329,并且弯头连接器302的末端302b可以连接到下导管310的末端312。弯头连接器304可以连接到升液管320的顶部部分328和上导管330的末端331。更确切地说,弯头连接器304的末端304a可以连接到升液管320的顶部部分328,并且弯头连接器304的末端304b可以连接到上导管330的末端331。弯头连接器306可以连接到降液管340的底部部分349和下导管310的末端311。更确切地说,弯头连接器306的末端306a可以连接到降液管340的底部部分349,并且弯头连接器306的末端306b可以连接到下导管310的末端311。
在一个方面中,弯头连接器302、304或306中的至少一个具有内径(d)和内部曲率半径(Rc),使得弯头连接器302、304或306被配置成将其中流动的反应混合物的迪恩数(Dean number)(Dn)维持在约1,000,000到约5,000,000的范围内,其中Dn=ρVd/μ*(d/2Rc)1/2并且其中ρ是反应混合物的密度,V是反应混合物的循环速度,以及μ是反应混合物的动力粘度。密度、循环速度和动力粘度为相应弯头连接器302、304或306中的反应混合物的值。
MZCR 300的分离器350可以体现为闪蒸槽、闪蒸容器、闪蒸腔室、旋风器、高效旋风器或离心机。上导管330的末端332可以在接近分离器350的顶部354处流体连接到分离器350。分离器350被配置成将从上导管330接收的反应混合物(例如,包括固体聚烯烃颗粒和气体混合物的升液管产物混合物)分离成聚烯烃颗粒和气体。气体通过蒸气导管353从分离器350中去除。聚烯烃颗粒沉降在分离器350的底部中并向下流动通过分离器350的出口352到液体屏障360中。
MZCR 300具有各种进料管线,其可以被配置成注入反应混合物的组分以用于在升液管320的聚合区321中聚合和注入反应混合物的组分以用于在降液管340的聚合区341中聚合。
图1展示催化剂进料管线322,其被配置成进料催化剂以用于在升液管320的聚合区321中的烯烃的聚合。图1还展示烯烃单体进料管线342、烯烃共聚单体进料管线343、氢气进料管线344和稀释剂进料管线345,其被配置成将相应组分中的每一种进料到降液管340以用于降液管340的聚合区341中的一种或多种烯烃的聚合。
图2展示额外入口进料管线,其可以被配置成递送用于在升液管320的聚合区321中聚合的组分。烯烃单体进料管线323、烯烃共聚单体进料管线324和稀释剂进料管线345被配置成将相应组分中的每一种进料到降液管340以用于在升液管320的聚合区321中聚合一种或多种烯烃。
尽管图1和图2展示一个进料管线322、323、324、325、342、343和344,其被将相应组分注入升液管320和降液管340中,预期超过一个进料管线可以用于注入烯烃单体、烯烃共聚单体、聚合催化剂、稀释剂和氢气中的任一种。此外,在使用用于组分的多个进料管线的方面中,预期用于给定组分的进料管线放置于多个位置中。举例来说,多个共聚单体进料管线343可以位于MZCR 300的降液管340上的各种位置处。
图1中的替代配置包含无进料管线的升液管320。图1中的替代配置还包含额外进料管线323、324、和325,其被配置成将如上文所讨论的组分进料到流动通过升液管320的反应混合物中。
MZCR 300包含流体连接到降液管340的底部部分349的产物排放导管370。含有聚烯烃颗粒的产物混合物通过产物排放导管370从MZCR 300抽出。在图1中,通过产物排放导管370从MZCR 300抽出含有多峰聚烯烃的产物混合物。在图2中,通过产物排放导管370从MZCR 300抽出含有聚烯烃的产物混合物。图1和图2展示流体连接到MZCR 300的底部部分349的产物排放导管370。然而,预期产物排放导管370可以流体连接在图1的MZCR 300上的任何地方,如i)连接到降液管340的下半部、ii)连接到降液管340的底部切线上或附近或iii)连接到沿弯头连接器306的外半径或下导管310上的某处。
在一个方面中,降液管340的底部切线为降液管340的底部处的位置,其为在任何弯曲部或偏差垂直方向之前的切线。
在各方面中,产物排放导管370可以位于降液管340的底部切线处或上方。更详细地,产物排放导管370可以位于降液管340的底部切线上方,距离为降液管340的总高度的0%到50%。在替代方面中,产物排放导管370可以位于降液管340的弯曲部上,如在弯头连接器306上。在替代方面中,产物排放导管370可以位于连接到降液管340的弯头连接器306的弯曲部上。
在实施例中,产物排放导管370可以包含被配置为连续排出阀或不连续排出阀的排出阀。连续排出阀可以调节来自MZCR 300的制造混合物的去除,使得在连续基础上去除产物混合物。不连续排出阀可以在不连续基础上调节产物混合物从MZCR 300中的去除,例如打开和关闭,使得产物混合物通过不连续排出阀的流动不是连续的。在一个方面中,排出阀可以是聚烯烃产物分离系统400的一部分,如下图9中所描述的排出阀410。
在一个方面中,产物排放导管370中的产物混合物可以具有以混合物的总重量计大于50wt.%、60wt.%、70wt.%、80wt.%、90wt.%的固体聚烯烃颗粒的浓度。
MZCR 300的聚合区321和聚合区341中的聚合条件可以包含适用于气相聚合反应的条件。在各方面中,聚合区321和聚合区341可以各自在约50℃(122℉)到约120℃(248℉)范围内的温度和约14.7psia到约1,000psia(0.101MPaa到约6.9MPaa)范围内的压力下操作。
在MZCR 300的聚合区321和/或聚合区341中聚合的烯烃单体可以是含有2个到8个碳原子的脂肪族1-烯烃,例如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯或1-辛烯。在一个实施例中,烯烃单体为乙烯或丙烯。
MZCR 300的聚合区321和/或聚合区341中的烯烃单体的聚合可以任选地用一种或多种共聚单体进行,所述共聚单体为含有3个到约10个碳原子的脂肪族1-烯烃,例如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯或1-癸烯。在实施例中,烯烃共聚单体可以是丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯或其组合。
MZCR 300的聚合区321和/或聚合区341中的聚合可以在对聚合反应呈惰性的烃稀释剂的存在下发生。稀释剂的实例包含丙烷、异丁烷、正丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、正己烷、环己烷、正庚烷、甲基环己烷或其组合。
含有聚烯烃颗粒和气体混合物的反应混合物可以向上流动通过升液管320中的第二聚合区321,通过上导管330,并进入分离器350中。升液管320中的反应混合物(例如,升液管反应混合物)可以具有至少两种选自烯烃单体、稀释剂和聚合催化剂的组分的气体混合物。离开升液管320的反应混合物(例如,升液管产物混合物)可以同样具有至少两种选自烯烃单体、稀释剂和聚合催化剂的组分的气体混合物。
从反应混合物(例如,升液管产物混合物)中回收的气体通过蒸气导管353从分离器350中去除,而从反应混合物中回收的聚烯烃颗粒则落到分离器350的底部并向下流动通过分离器350的出口352进入液体屏障360中。聚烯烃颗粒通过重力向下沉降通过液体屏障360中的液体并且流入降液管340的顶部348中。聚烯烃颗粒变为降液管340中的单独反应混合物的一部分。
降液管340中的反应混合物(例如降液管反应混合物)可以具有至少两种选自氢气、烯烃单体、烯烃共聚单体、稀释剂和聚合催化剂的组分的气体混合物。离开降液管340的反应混合物(例如降液管产物混合物)可以同样具有至少两种选自氢气、烯烃单体、烯烃共聚单体、稀释剂和聚合催化剂的组分的气体混合物。降液管反应混合物中的聚烯烃颗粒可以通过重力向下流动通过降液管340的聚合区341,通过下导管310,并回到聚合区321中。一种或多种聚烯烃的循环建立于由以下界定的流动路径中:下导管310、升液管320、上导管330、分离器350、降液管340以及认为与下导管310、升液管320、上导管330和降液管340分开的任何导管零件(例如,任何连接件,如弯头连接器302、304和306)。在一个方面中,降液管340中的反应混合物(例如降液管反应混合物)可以具有不同于升液管320中的气体组成(例如升液管反应混合物)的气体组成。
MZCR 300提供如下灵活性:降液管340的反应混合物可以具有与升液管320中的反应混合物不同的气态组成,其有利地提供在MZCR 300中产生两种不同的聚烯烃。在这个方面中,在MZCR 300的环路中流动的聚烯烃颗粒可以包含在升液管320中制得的聚烯烃、在降液管340中制得的聚烯烃,并且任选地,对于图1中所示的反应器100和300的次序,在第一反应器100中产生的第一聚烯烃。或者,降液管340的反应混合物可以具有与升液管320中的反应混合物相同的气态组成。因此,在这个方面中,在MZCR 300的环路中流动的聚烯烃颗粒可以包含在MZCR 300中制得的聚烯烃,并且任选地,对于图1中所示的反应器100和300的次序,在第一反应器100中产生聚烯烃。认为MZCR 300与第一反应器100组合的配置可以改良产物特性、改良产物均匀性并减少胶凝数目。
在升液管320中的第二聚合区321中的流动可以在快速流化条件下。当流化气体(例如稀释剂和/或缩合剂)的速度高于聚烯烃固体的输送速度时,获得快速流化的条件,并且沿流动方向的压力梯度为固体的量的单调函数,以用于流化气体的相等流动速率和密度。相比之下,气相反应器中利用的常规流化床技术使流化气体速度远低于输送速度,以便避免固体夹带和颗粒携带到气相反应器的气体再循环系统中。
降液管340中的第三聚合区341中的流动可以在活塞流条件下。聚烯烃颗粒可以形成固体颗粒的移动床,所述固体颗粒向下移动通过降液管340中的聚合区341,其中聚烯烃颗粒离开固体颗粒床进入下导管310为聚烯烃颗粒从液体屏障360进入所述床腾出空间。预期通过反应混合物在降液管340中的向下流动获得的压力的正增益可以提供适合于通过下导管310将聚烯烃颗粒再引入到升液管320中的聚烯烃颗粒的动量。以这种方式,确立“环路”循环。对于图1中所示的反应器100和300的次序,返回升液管320的循环可以通过以下中的一种或多种促进:1)将第一反应器100中产生的第一聚烯烃通过导管202引入MCZR 300中,2)通过导管502和/或导管503引入未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体和稀释剂中的一种或多种。对于图2中所示的反应器100和300的次序,返回升液管320的循环可以通过以下促进:通过导管502和/或导管503引入未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体和稀释剂中的一种或多种。MZCR 300的替代或额外实施例可以包含用于促进聚烯烃颗粒从降液管340再循环到升液管320的设备,如图5A、5B、5D-5H和6B中所示的喷射器375,和/或图5C、5I、5J和6B-6C中所示的竖管。
在一个方面中,固体颗粒移动床的聚烯烃颗粒可以具有填充床配置。也就是说,与含于混合物中的气体和/或液体的浓度相比,聚烯烃颗粒可以在移动通过降液管340的固体和气体/液体的混合物中具有高浓度。移动混合物中的固体聚烯烃颗粒的浓度可以按混合物的总重量计(例如,基于移动混合物的“活塞”)大于50wt.%、60wt.%、70wt.%、80wt.%、90wt.%。在混合物中具有高浓度聚烯烃颗粒的优点在于在产物排放导管370中去除的混合物的一个或多个部分对于配置成将聚烯烃颗粒与气体和任何液体分离的下游设备需要较小容量。
在各方面中,下导管310可以被配置成使得反应混合物(例如,降液管产物混合物,任选地具有添加的再循环组分)可以按以下速度在下导管310中流动:i)大于反应混合物的跃移速度并且至多约30.48m/s(100英尺/秒)、ii)i)大于反应混合物的跃移速度并且大于约0.508m/s(20英尺/秒)、iii)大于反应混合物的跃移速度并且大于约0.762m/s(30英尺/秒)、iv)大于反应混合物的跃移速度并且大于约1.016m/s(40英尺/秒)、v)大于反应混合物的跃移速度并且大于约1.27m/s(50英尺/秒)、vi)大于反应混合物的跃移速度并且大于约1.52m/s(60英尺/秒)、vi)约1.52m/s(60英尺/秒)到约30.48m/s(100英尺/秒)、vii)约0.762m/s(30英尺/秒)到约1.27m/s(50英尺/秒)或viii)大于反应混合物的跃移速度的110%。在本公开的其它方面中,上导管330被配置成使得反应混合物(例如,升液管产物混合物)可以按以下速度在上导管330中流动:i)大于反应混合物的跃移速度并且至多约30.48m/s(100英尺/秒)、ii)i)大于反应混合物的跃移速度并且大于约0.508m/s(20英尺/秒)、iii)大于反应混合物的跃移速度并且大于约0.762m/s(30英尺/秒)、iv)大于反应混合物的跃移速度并且大于约1.016m/s(40英尺/秒)、v)大于反应混合物的跃移速度并且大于约1.27m/s(50英尺/秒)、vi)大于反应混合物的跃移速度并且大于约1.52m/s(60英尺/秒)、vi)约1.52m/s(60英尺/秒)到约30.48m/s(100英尺/秒)、vii)约0.762m/s(30英尺/秒)到约1.27m/s(50英尺/秒)或viii)大于反应混合物的跃移速度的110%。
MZCR 300的环路中的聚烯烃颗粒的循环可以是多峰聚烯烃产生速率的约50到约250倍。在各方面中,聚烯烃颗粒可以在从MZCR 300抽出之前使环循环路1个到约250个循环。在特定方面中,聚烯烃颗粒可以在从MZCR 300抽出之前循环约40、50、60、70、80、90或100个循环。在各方面中,使聚烯烃颗粒循环MZCR 300的环路的时间可以为约0.5分钟到约10分钟;或者,约1分钟到约8分钟;或者,约1分钟到约7分钟;或者,约1分钟到约6分钟;或者,约1分钟到约5分钟;或者,约1分钟到约4分钟;或者,约1分钟到约3分钟;或者,约1分钟到约2分钟;或者,约2分钟到约3分钟;或者,约2分钟。
在各方面中,聚烯烃颗粒在MZCR 300中的平均滞留时间可以在约0.25小时到约5小时;或者,约0.5小时到约4小时;或者,约1小时到约3小时的范围内;或者,约2小时。在各方面中,在单次穿过聚合区321期间,升液管反应混合物在升液管320的聚合区321中的平均滞留时间在约1秒到约5分钟的范围内。在额外方面中,在单次穿过聚合区341期间,降液管反应混合物在降液管340的聚合区341中的滞留时间在约5秒到约15分钟的范围内。聚烯烃颗粒可以在MZCR 300的环路中循环1个到约100,000个循环。聚烯烃颗粒在MZCR300中的总平均滞留时间可以为约数小时。
在各方面中,MZCR 300的至少一部分可以由碳钢、不锈钢或这些材料的组合制成。在另一个方面中,碳钢可以是低温碳钢。
在一个方面中,MZCR 300的内表面379和MZCR 300的任选地任何法兰可以具有防锈剂涂层。防锈剂涂层可以在制造MZCR 300的组分期间施加并且被配置成抑制组件生锈,例如在输送到装备部位和在装备部位处组装期间。
在一个方面中,MZCR 300的内表面379可以被抛光到小于约3.8微米(150微英寸)的均方根;或者,小于约2.54微米(100微英寸);或者,小于约1.27微米(50微英寸);或者,在约0.254m(10微英寸)到约1.27微米(50微英寸)的范围内。
在一个方面中,仅MZCR 300的降液管340的内表面被抛光到本文所公开的均方根值;或者,仅MZCR 300的升液管320的内表面被抛光到本文所公开的均方根值;或者,仅降液管340和升液管320的内表面被抛光到本文所公开的均方根值。在额外方面中,可以将第一反应器100的内表面109抛光到本文所公开的均方根值。
图1和图2中的多区聚烯烃聚合还可以包含聚烯烃产物分离系统200和400。图1和图2大体上说明反应器100和300中的一个在另一个的上游。产物分离系统200被配置成从上游反应器抽出的产物混合物中回收聚烯烃来自,并且在反应器100与反应器300之间回收聚烯烃产物,使得上游反应器中产生的聚烯烃可以被进料到下游反应器中。产物分离系统400被配置成从下游反应器抽出的产物混合物中回收多峰聚烯烃。
产物分离系统200可以被配置成将产物混合物中的一种或多种组分(例如未反应的单体、未反应的共聚单体、稀释剂、催化剂、共催化剂或其组合)与在上游反应器中产生的聚烯烃分离,使得进料到下游反应器中的这些组分的量为可控制的,其可以影响下游反应器中一个或多个聚合区的组成。
在图1中,产物分离系统200被配置成通过产物排放导管110接收含有第一聚烯烃的产物混合物,并且将产物混合物的气态组分与第一聚烯烃分离。气态组分可以包含未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂、氢气、氮气和用于在第一反应器100中聚合烯烃单体的任何添加剂中的一种或多种。气态组分可以从导管201中的产物分离系统200流动。第一聚烯烃可以在导管202中流动以注入MZCR 300中。
在图2中,产物分离系统200被配置成通过产物排放导管370接收含有第二聚烯烃和第三聚烯烃的产物混合物,并且将产物混合物的气态组分与第二和第三聚烯烃分离。气态组分可以包含未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂、氢气、氮气和用于在MZCR 300中聚合烯烃单体的任何添加剂中的一种或多种。气态组分可以从导管201中的产物分离系统200流动。第二和第三聚烯烃可以在导管202中流动以注入第一反应器100中。
针对图10A到10C讨论产物分离系统200的更详细的实施例和方面。
产物分离系统400被配置成从反应器100或300中的无论哪个为下游反应器(例如,图1中的MZCR 300或图2中的第一反应器100)的流出物中回收本公开的多峰聚烯烃产物。产物分离系统400可以被配置成将反应流出物中的一种或多种组分(例如未反应的单体、未反应的共聚单体、稀释剂、催化剂、共催化剂或其组合)与多峰聚烯烃分离。多峰聚烯烃可以然后进一步处理、送到容器、加工(例如,加工成球粒)或其组合。
图1中,第一聚烯烃在流动通过升液管320和降液管340的反应混合物中在MZCR300中循环,使得第二聚烯烃在升液管320中形成并且第三聚烯烃在第一聚烯烃存在下在降液管340中形成以产生本公开的多峰聚烯烃。在图1中,产物分离系统400被配置成通过产物排放导管370接收含有多峰聚烯烃的产物混合物,并且将产物混合物的气态组分与多峰聚烯烃分离。气态组分可以包含未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂、氢气、抗静电剂、氮气和用于在MZCR 300中聚合烯烃单体的任何添加剂中的一种或多种。
在其最简单形式中,产物分离系统400可以被配置成从气态组分中分离出聚烯烃颗粒,使得多峰聚烯烃在导管401中流动,并且气态组分在另一个导管中流动,以进行流体联接,以将组分再循环回到第一反应器100和/或MZCR 300。图1和图2展示替代回收,其中产物分离系统400可以被配置成将聚烯烃颗粒与气态组分分离,并且气态组分可以彼此分离。多峰聚烯烃可以在导管401中流动以用于输送、存储或加工(例如处理)。产物分离系统400可以被配置成将气态组分分离成在导管402中流动的烯烃单体、在导管403中流动的烯烃共聚单体、在导管404中流动的稀释剂、在重组分导管405中流动的比稀释剂更重的烃以及在废气导管406中流动的比未反应单体更轻的轻质气体。
在图2中,第一聚烯烃在存在第二和第三聚烯烃的情况下在第一反应器100中形成以产生本公开的多峰聚烯烃。在图2中,产物分离系统400被配置成通过产物排放导管110接收含有多峰聚烯烃的产物混合物,并且将产物混合物的气态组分与多峰聚烯烃分离。气态组分可以包含未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂、氢气、抗静电剂、氮气和用于在第一反应器100中聚合烯烃单体的任何添加剂中的一种或多种。多峰聚烯烃可以在导管401中流动以用于输送、存储或加工(例如处理)。类似于图1中所示,图2的产物分离系统400可以将气态组分彼此分离。在一个方面中,产物分离系统400可以被配置成将气态组分分离成在导管402中流动的烯烃单体、在导管403中流动的烯烃共聚单体、在导管404中流动的稀释剂、在重组分导管405中流动的比稀释剂更重的烃以及在废气导管406中流动的比未反应单体更轻的轻质气体。
针对图9描述了产物分离系统400的更详细的实施例和方面。
在图1和图2中,蒸气再循环系统500被配置成再循环从MZCR 300的分离器350回收的气体。气体在蒸气导管353中流动并进入蒸气再循环系统500。蒸气再循环系统500可以被配置成压缩蒸气导管353中的气体的至少一部分(例如,使用压缩器、热交换器或这两者),使得液体稀释剂可以任选地流动到稀释剂再循环导管345中的液体屏障360。蒸气再循环系统500还可以被配置成通过导管501、502和503将从蒸气导管353回收的其它气体再循环回到MZCR 300。确切地说,未反应的单体和任选地未反应的共聚单体可以在弯头连接器306处通过导管502以及在弯头连接器302处通过导管503再循环回到MZCR 300。在实施例中,蒸气再循环系统500可以被配置成类似于气相反应器的气体再循环系统,如针对图10A到10C所描述的气体再循环系统。蒸气再循环系统500可以被配置成压缩用于液体屏障360的稀释剂,而将未反应的单体和任选的未反应的共聚单体保留在气相中。
在单独地描述以上第一反应100、产物分离系统200、MZCR 300、产物分离系统400和蒸气再循环系统500中的每一个的情况下,现在讨论图1和图2中的多区聚合的工艺流程。
在图1中,第一反应器100在聚合条件下操作以便在聚合区112中产生第一聚烯烃。产物分离系统200被配置成通过产物排放导管110接收来自第一反应器100的产物混合物,并且将产物混合物中的气态组分与产物混合物中的第一聚烯烃分离。气态组分可以通过导管201从产物分离系统200流动以进一步分离、再循环到第一反应器100或其组合。第一聚烯烃可以通过导管202从产物分离系统200流动。MZCR 300可以被配置成例如在弯头连接器302中或在下导管110中接收第一聚烯烃。MZCR 300可以将一种或多种反应混合物中的第一聚烯烃循环通过MZCR 300的环路(上文所讨论),同时在聚合条件操作以同时在升液管320的聚合区321中和降液管340的聚合区341中产生一种或多种聚烯烃。蒸气再循环系统500被配置成将稀释剂、未反应单体和从MZCR 300的分离器350回收的任何未反应共聚单体再循环回到MZCR 300的弯头连接器302和弯头连接器306。由第一反应器100中产生的第一聚烯烃和在MZCR 300的升液管320和降液管340中产生的一种或多种聚烯烃构成的所得聚合物为本公开的多峰聚烯烃产物。MZCR 300被配置成通过产物排放导管370排放多峰聚烯烃。产物分离系统400被配置成通过产物排放导管370接收来自MZCR 300的产物混合物,并且将产物混合物中的气态组分与产物混合物中的多峰聚烯烃分离。多峰聚烯烃可以通过导管401从产物分离系统400流动。气态组分可以通过导管402、403、404、405和406从产物分离系统400流动,以供进一步使用,如处理和/或再循环到第一反应器100和/或MZCR 300。
在图2中,MZCR 300可以使在各种反应混合物(上文所讨论的,例如降液管反应混合物、降液管产物混合物、升液管反应混合物和升液管产物混合物)中的聚烯烃颗粒循环通过MZCR 300的环路,同时在聚合条件下操作以在升液管320的聚合区321中和降液管340的聚合区341中产生一种或多种聚烯烃。蒸气再循环系统500被配置成将稀释剂、未反应单体和从MZCR 300的分离器350回收的任何未反应共聚单体再循环回到MZCR 300的弯头连接器302和弯头连接器306。产物分离系统200被配置成通过产物排放导管370接收来自MZCR300的产物混合物,并且将产物混合物中的气态组分与产物混合物中的一种或多种聚烯烃分离。气态组分可以通过导管201从产物分离系统200流动以进一步分离、再循环到MZCR 300或其组合。一种或多种聚烯烃可以通过导管202从产物分离系统200流动。第一反应器100可以被配置成接收一种或多种聚烯烃。第一反应器100是在聚合条件下操作,以便在MZCR300中产生的一种或多种聚烯烃存在下在聚合区112中产生第一聚烯烃。由第一反应器100中产生的第一聚烯烃和在MZCR 300的升液管320和降液管340中产生的一种或多种聚烯烃构成的所得聚合物为本公开的多峰聚烯烃产物。第一反应器100被配置成通过产物排放导管110排放多峰聚烯烃。产物分离系统400被配置成通过产物排放导管110接收来自第一反应器的产物混合物,并且将产物混合物中的气态组分与产物混合物中的多峰聚烯烃分离。多峰聚烯烃可以通过导管401从产物分离系统400流动。气态组分可以通过导管402、403、404、405和406从产物分离系统400流动,以供进一步使用,如处理和/或再循环到第一反应器100和/或MZCR 300。
在一个方面中,约20wt.%到约80wt.%、或者约40wt.%到约60wt.%、或者约45wt.%到约55wt.%、或者约50wt.%的量的多峰聚烯烃可以包括在第一反应器100中产生的第一聚烯烃,并且约80wt.%到约20wt.%、或者约60wt.%到约40wt.%、或者约55wt.%到约45wt.%、或者约50wt.%的量的多峰聚烯烃可以包括在MZCR 300中产生的第二聚烯烃和第三聚烯烃。
烯烃单体、烯烃共聚单体、氢气或其组合的浓度可以在第一反应器100与MZCR 300之间不同。此外,烯烃单体、烯烃共聚单体、氢气或其组合的浓度可以在MZCR的升液管320与降液管340之间不同。在一个方面中,第一反应器100中的烯烃单体(例如乙烯、丙烯或丁烯)的浓度以无固体计(即,基底为把任何固体聚烯烃颗粒除在外的气体或液体的量)可以是0.1wt.%到10wt.%;第一反应器100中的烯烃共聚单体(例如,1-丁烯、1-己烯或1-辛烯)的浓度以无固体计可以是0.0wt.%到5wt.%;第一反应器100中的氢气的浓度以无固体计可以是0.0摩尔%到约5摩尔%;或其组合。在一个方面中,MZCR 300中的烯烃单体(例如,乙烯、丙烯或丁烯)的浓度以无固体计(即,基底为把任何固体聚烯烃颗粒除在外的气体或液体的量)可以是0.1wt.%到10wt.%;MZCR 300中的烯烃共聚单体(例如,1-丁烯、1-己烯或1-辛烯)的浓度以无固体计可以是0.0wt.%到5wt.%;MZCR 300中的氢气的浓度以无固体计可以是0.0摩尔%到约5摩尔%;或其组合。在各方面中,第一反应器100中的烯烃单体的浓度可以在上文所公开的范围内变化;第一反应器100中的烯烃共聚单体的浓度可以在上文所公开的范围内变化;第一反应器100中的氢气的浓度可以在上文所公开的范围内变化;MZCR 300中的烯烃单体的浓度可以在上文所公开的范围内变化;MZCR 300中的烯烃共聚单体的浓度可以在上文所公开的范围内变化;MZCR 300中的氢气的浓度可以在上文所公开的范围内变化;或其组合。
在特定方面中,第一反应器100中的烯烃单体(例如,乙烯、丙烯或丁烯)的浓度以无固体计可以具有1wt.%到6wt.%的乙烯、0.0wt.%到1wt.%的烯烃共聚单体并且无氢气;MZCR 300的升液管230以无固体计可以具有2wt.%到10wt.%的乙烯、0.1wt.%到3wt.%的烯烃共聚单体和0.2摩尔%到2摩尔%的氢气;以及MZCR 300的降液管340可以具有3wt.%到20wt.%的乙烯、0.5wt.%到8wt.%的烯烃共聚单体和0.0摩尔%到0.5摩尔%的氢气。
在一个方面中,乙烯的浓度可以在第一反应器100中或在MZCR 300的降液管340中最低。在另一个方面中,乙烯的浓度可以在第一反应器100中或在MZCR 300的升液管320中最大。
在一个方面中,第一反应器100中的氢气的浓度可以大于MZCR 300的升液管320中的氢气的浓度,并且MZCR 300的升液管320中的氢气的浓度可以大于MZCR 300的降液管340中的氢气的浓度。
在一个方面中,第一反应器100中的烯烃共聚单体的浓度可以小于MZCR 300的升液管320中的烯烃共聚单体的浓度,并且MZCR 300的升液管320中的烯烃共聚单体的浓度可以小于MZCR 300的降液管340中的烯烃共聚单体的浓度。
如针对第一反应器100所讨论,氢气可以用于调节MZCR 300中产生的聚烯烃的分子量。在一个方面中,第一反应器100中的氢气的浓度可以与MZCR 300中的氢气的浓度不同。举例来说,第一反应器100中的氢气的浓度可以低于MZCR 300的至少一部分(例如,降液管340)中的氢气的浓度。另外,MZCR 300中的氢气的浓度可以在MZCR 300的不同部分中不同(例如,在升液管320中的第一浓度和在降液管340中的第二浓度)。
在一个方面中,氢气的浓度可以沿着在MZCR 300中的流动路径在梯度上。举例来说,氢气的浓度可以在氢气进料管线344的注入点下游的降液管340中在向下方向上降低;氢气的浓度可以在升液管320中在向上方向上降低;氢气的浓度可以在下导管310中沿箭头A的方向降低;氢气的浓度可以在上导管330中沿箭头B的方向降低;或其组合。
在一个方面中,第一反应器100中的共聚单体的浓度可以与MZCR 300中的共聚单体的浓度不同。举例来说,第一反应器100中的共聚单体的浓度可以低于MZCR 300的至少一部分(例如,降液管340)中的共聚单体的浓度。另外,MZCR 300中的共聚单体的浓度可以在MZCR 300的不同部分中不同(例如,在升液管320中的第一浓度和在降液管340中的第二浓度)。
在一个方面中,共聚单体的浓度可以沿着在MZCR 300中的流动路径在梯度上。举例来说,共聚单体的浓度可以在氢气进料管线343的注入点下游的降液管340中在向下方向上降低;共聚单体的浓度可以在升液管320中在向上方向上降低;共聚单体的浓度可以在下导管310中沿箭头A的方向降低;共聚单体的浓度可以在上导管330中沿箭头B的方向降低;或其组合。
一种或多种催化剂
一种或多种聚合催化剂可以用于聚合反应器100中和MZCR 300中的一种或多种烯烃单体。聚合催化剂可以呈溶液(例如,溶解于溶剂液体中的催化剂)、悬浮液(例如,催化剂在载剂液体中的浆料)或气态混合物(例如,粒状催化剂在载剂气体中的混合物)形式递送到反应器100或MZCR 300。
用于在反应器100和/或MZCR 300中聚合一种或多种烯烃的每种聚合催化剂可以是基于过渡金属的催化剂系统。包含于基于过渡金属的催化剂系统中的过渡金属可以选自第IIIB族、第IVB族、第VB族、第VIB族、第VIIB族或第VIIIB族。更确切地说,包含于基于过渡金属的催化剂系统中的过渡金属可以选自镍、铬、钛、锆、铪、钒或其组合。此类催化剂系统的实例包含(但不限于)基于齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)的催化剂系统(例如基于齐格勒的催化剂系统)、基于铬的催化剂系统、基于茂金属的催化剂系统、菲利浦(Phillips)催化剂系统、配位化合物催化剂系统、后茂金属催化剂系统等,包含其组合。
基于过渡金属的催化剂系统可以包含过渡金属化合物的固体氧化物载体。用于产生载体的固体氧化物可以包括氧和一种或多种来自元素周期表第2族、第3族、第4族、第5族、第6族、第7族、第8族、第9族、第10族、第11族、第12族、第13族、第14族或第15族的元素,或可以包括氧和一种或多种来自镧系或锕系元素的元素。例如,固体氧化物可以包括氧和至少一种选自以下的元素:Al、B、Be、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、La、Mn、Mo、Ni、Sb、Si、Sn、Sr、Th、Ti、V、W、P、Y、Zn和Zr。可以用于形成活化剂-载体的固体氧化物材料的实例可以包含(但不限于):Al2O3、B2O3、BeO、Bi2O3、CdO、Co3O4、Cr2O3、CuO、Fe2O3、Ga2O3、La2O3、Mn2O3、MoO3、NiO、P2O5、Sb2O5、SiO2、SnO2、SrO、ThO2、TiO2、V2O5、WO3、Y2O3、ZnO、ZrO2等等,包含其混合氧化物,以及其组合。这包含不同固体氧化物材料的复合凝胶或共沉淀物。因此,固体氧化物可以包括二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝、经二氧化硅包覆的氧化铝、磷酸铝、铝磷酸盐、杂多钨酸盐、二氧化钛、氧化锆、氧化镁、氧化硼、氧化锌,其任何混合氧化物,或其任何组合。可以使用的二氧化硅-氧化铝通常可以具有约5重量%到约95重量%的氧化铝含量。在一个实施例中,二氧化硅-氧化铝的氧化铝含量可以为约5重量%到约50重量%,或约8重量%到约30重量%的氧化铝。在另一个实施例中,可以采用高氧化铝含量的二氧化硅-氧化铝化合物,其中这些二氧化硅-氧化铝化合物的氧化铝含量通常可以在约60重量%到约90重量%,或约65重量%到约80重量%氧化铝的范围内。根据另一个实施例,固体氧化物组分可以包括不具有二氧化硅的氧化铝,并且根据另一个实施例,固体氧化物组分可以包括不具有氧化铝的二氧化硅。此外,如上文所提供,固体氧化物可以包括经二氧化硅包覆的氧化铝。固体氧化物可以具有任何适合的表面积、孔隙体积和粒度,如所属领域的技术人员将认识到的。
在另一个或额外方面中,固体氧化物载体可以用吸电子组分处理。用于处理固体氧化物以便形式活化剂-载体的吸电子组分可以为在处理后增加固体氧化物的路易斯(Lewis)或布朗斯特
Figure BDA0003126047010000241
酸度(相比于未用至少一种吸电子组分处理的固体氧化物)的任何组分。根据一个方面,吸电子组分可以为衍生自盐、酸或其它化合物(如充当阴离子来源或前体的挥发性有机化合物)的吸电子阴离子。吸电子阴离子的实例可以包含(但不限于):硫酸根、硫酸氢根、氟离子、氯离子、溴离子、碘离子、氟硫酸根、氟硼酸根、磷酸根、氟磷酸根、三氟乙酸根、三氟甲磺酸根、氟锆酸根、氟钛酸根、磷钨酸根等等,包含其混合物和组合。此外,还可以采用充当这些吸电子组分来源的其它离子或非离子化合物。预期吸电子组分可以包括硫酸根、硫酸氢根、氟离子、氯离子、溴离子、碘离子、氟硫酸根、氟硼酸根、磷酸根、氟磷酸根、三氟乙酸根、三氟甲磺酸根、氟锆酸根、氟钛酸根等等,或其组合。活化剂-载体的特定实例包含(但不限于):氟化氧化铝、氯化氧化铝、溴化氧化铝、硫酸化氧化铝、氟化二氧化硅-氧化铝、氯化二氧化硅-氧化铝、溴化二氧化硅-氧化铝、硫酸化二氧化硅-氧化铝、氟化二氧化硅-氧化锆、氯化二氧化硅-氧化锆、溴化二氧化硅-氧化锆、硫酸化二氧化硅-氧化锆、氟化二氧化硅-二氧化钛、氟化的经二氧化硅包覆的氧化铝、硫酸化的经二氧化硅包覆的氧化铝、磷酸化的经二氧化硅包覆的氧化铝等等,以及其任何混合物或组合。
在额外方面中,基于过渡金属的催化剂系统可以包括选自以下的活化剂:铝氧烷化合物(例如甲基铝氧烷)、有机硼化合物、有机硼酸盐化合物(例如硼酸盐)、电离离子化合物、用吸电子组分处理的固体氧化物载体(称为活化剂载体)等,或其任何组合。
在额外方面中,基于过渡金属的催化剂系统可以包含一种或多种共催化剂。常用的聚合共催化剂可以包含(但不限于):金属烷基或有机金属、共催化剂,其中金属涵盖硼、铝、锌等等。代表性含硼共催化剂包含(但不限于):三正丁基硼烷、三丙基硼烷、三乙基硼烷和其组合。代表性含铝共催化剂可以包含(但不限于):三甲基铝、三乙基铝、三正丙基铝、三正丁基铝、三异丁基铝、三正己基铝、三正辛基铝、二异丁基氢化铝、二乙基乙氧基铝、二乙基氯化铝等以及其任何组合的有机铝化合物。代表性含锌共催化剂包含(但不限于)二乙基锌。
聚合区112、321和341中的每一个可以独立地使用本文所公开的聚合催化剂中的任一种或组合。在制造本文所公开的多峰聚烯烃的多区聚合的方面中,齐格勒-纳塔催化剂可以用于第一反应器100的聚合区112、MZCR 300的升液管的聚合区321和MZCR的降液管340的聚合区341中的每一个。在多区聚合的替代方面中,基于铬的催化剂可以用于第一反应器100的聚合区112、MZCR 300的升液管的聚合区321和MZCR的降液管340的聚合区341中的每一个中。在多区聚合的替代方面中,茂金属催化剂可以用于第一反应器100的聚合区112、MZCR 300的升液管的聚合区321和MZCR的降液管340的聚合区341中的每一个中。在多区聚合的替代方面中,基于铬的催化剂、齐格勒-纳塔催化剂或茂金属催化剂可以用于第一反应器100的聚合区112中;以及基于铬的催化剂、齐格勒-纳塔催化剂或茂金属催化剂用于MZCR300的升液管的聚合区321中;以及基于铬的催化剂、齐格勒-纳塔催化剂或茂金属催化剂用于MZCR的降液管340的聚合区341中。在特定方面中,基于铬的催化剂可以用于第一反应器100的聚合区112中,以及齐格勒-纳塔或茂金属催化剂用于升液管的聚合区321中,以及齐格勒-纳塔或茂金属催化剂用于降液管340的聚合区341中。
图3说明具有可以用于图1和/或图2的MZCR 300中的各种额外方面的MZCR 300。以虚线示出进料管线323、324和325以指示这些管线的任选的使用,因为希望图3中所示的MZCR 300的方面和实施例可以在图1和/或图2中所示的MCZR 300中实施。
在实施例中,MZCR 300可以包含配置成从升液管320添加或去除热量的热装置371和/或配置成从降液管340添加或去除热量的热装置372。热装置371和/或热装置372可以体现为分别围绕升液管320和围绕降液管340放置的热交换夹套和/或电加热器。
在MZCR 300的启动期间,热装置371和/或热装置372可以被配置成分别将热量供应到升液管320和/或到降液管340,以便将聚合区321和/或聚合区341的温度升高到用于聚合的温度。当体现为热交换夹套时,加热流体(如蒸汽或热水)可以循环通过热装置371与升液管320之间和/或热装置372与降液管340之间的环形间隙。加热流体的循环可以通过热传递通过MZCR 300的反应器壁而将热量添加到聚合区321和/或聚合区341。加热流体可以循环到加热系统,所述加热系统配置成在加热循环中在返回到环形区之前再加热所述加热流体。当体现为电加热器时,热装置371和/或热装置372可以适当地连接到供电以升高电加热元件的温度的电源。加热的加热元件可以通过热传递通过MZCR 300的反应器壁而将热添加到聚合区321和/或聚合区341。
在MZCR 300在聚合条件下操作期间,热装置371和/或热装置372装置可以被配置成去除由放热聚合反应产生的过量热。当体现为热交换夹套时,冷却流体可以循环通过热装置371与升液管320之间和/或热装置372与降液管340之间的环形间隙。冷却流体的循环可以通过热传递通过MZCR 300的反应器壁而将来自聚合区321和/或聚合区341的热量去除。冷却流体可以循环到冷却系统,所述冷却系统配置成在冷却循环中在返回到环形区之前冷却所述冷却流体。
在一个方面中,热装置371可以仅覆盖升液管320的一部分,并且升液管320的其它部分可以不经历热传递。同样,加热装置372可以仅覆盖降液管340的一部分,并且降液管340的其它部分可以不经历热传递。在其它方面中,约10%到约100%;或者,约20%到约100%;或者,约30%到约100%;或者,约40%到约100%;或者,约50%到约100%;或者,约60%到约100%;或者,约70%到约100%;或者,约70%到约100%;或者,约80%到约100%;或者,约90%到约100%的升液管320的外表面可以通过热传递装置371经受热交换。在其它方面中,约10%到约100%;或者,约20%到约100%;或者,约30%到约100%;或者,约40%到约100%;或者,约50%到约100%;或者,约60%到约100%;或者,约70%到约100%;或者,约70%到约100%;或者,约80%到约100%;或者,约90%到约100%的降液管340的外表面可以通过热传递装置372经受热交换。
图3还说明MZCR 300可以包含热电偶套管374。热电偶套管374展示位于下导管310上;然而,预期任何数目的热电偶可以另外或替代地包含于下导管310、升液管320、上导管330、分离器350、降液管340、弯头连接器302、弯头连接器304、弯头连接器306或其组合中。温度感测元件(如,热电偶或电阻温度检测器(RTD))可以容纳在每个热电偶套管374中并且被配置成感测在放置温度感测元件的MZCR 300中的位置处的温度。每个温度感测元件可以适当地连接到用于读取和/或控制MZCR 300的过程控制系统或过程监测系统。多个所感测温度值可以组装到用于任何部分或整个MZCR 300的温度分布中。
图3另外说明MZCR 300可以包含气体密度计373。气体密度计373可以被配置成在气体密度计373所位于的点处测量反应混合物的密度。在图3中,气体密度计373位于升液管320中并且因此测量升液管反应混合物的气体密度。气体可以通过样品导管373a流动到气体密度计373中。另外或替代地,预期气体密度计373可以位于MZCR 300的其它部分中,例如i)下导管310中的一米或多米处以测量降液管产物混合物以及任何添加的再循环组分的气体密度,ii)上导管330中的一米或多米处以测量升液管产物混合物的气体密度,以及ⅲ)降液管340中的一米或多米处以测量降液管340中的气体密度。气体密度计373的市售实施例是基于科里奥利效应的
Figure BDA0003126047010000271
微动气体密度计。其它适合的气体密度计包含在磁性流量计或热力学流量计上。
图4说明具有可以在图1和/或图2中利用的各种额外方面以及具有图3中所示的任何方面组合的MZCR 300。以虚线示出进料管线323、324和325以指示这些管线的任选的使用,因为希望图4中所示的MZCR 300的方面和实施例可以在图1和/或图2中所示的MCZR 300中实施。
图4展示产物排放导管370可以连接到降液管340,使得产物排放导管370相对于水平面的角度在以下范围内:-60°到60°;或者,-45°到45°;或者,-35°到35°;或者,-25°到25°;或者,0°到45°;或者,在10°到35°范围内;或者,在20°到25°范围内。举例来说,产物排放导管370相对于水平面的角度可以为-60°、-59°、-58°、-57°、-56°、-55°、-57°、-56°、-55°、-54°、-53°、-52°、-51°、-50°、-49°、-48°、-47°、-46°、-45°、-44°、-43°、-42°、-41°、-40°、-39°、-38°、-37°、-36°、-35°、-34°、-33°、-32°、-31°、-30°、-29°、-28°、-27°、-26°、-25°、-24°、-23°、-22°、-21°、-20°、-19°、-18°、-17°、-16°、-15°、-14°、-13°、-12°、-11°、-10°、-9°、-8°、-7°、-6°、-5°、-4°,-3°、-2°、-1°、0°、1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°、8°、9°、10°、11°、12°、13°、14°、15°、16°、17°、18°、19°、20°、21°、22°、23°、24°、25°、26°、27°、28°、29°、30°、31°、32°、33°、34°、35°、36°、37°、38°、39°、40°、41°、42°、43°、44°、45°、46°、47°、48°、49°、50°、51°、52°、53°、54°、55°、56°、57°、58°、59°或60°。在额外或替代方面中,产物排放导管370可以连接到降液管340,使得产物排放导管370相对于降液管340的纵向轴线的角度在45°到90°范围内;或者,在55°到80°范围内;或者,在65°到70°范围内。举例来说,产物排放导管370相对于降液管340的纵轴的角度可以为45°、46°、47°、48°、49°、50°、51°、52°、53°、54°、55°、56°、57°、58°、59°、60°、61°、62°、63°、64°、65°、66°、67°、68°、69°、70°、71°、72°、73°、74°、75°、76°、77°、78°、79°、80°、81°、82°、83°、84°、85°、86°、87°、88°、89°或90°。
图4还展示被配置成进行以下操作的样品分析仪377:i)分析MZCR 300中的一个或多个位置处的反应混合物的样品,ii)测定反应混合物中的气体、液体或固体的浓度,以及ⅲ)测定反应混合物中的单体、共聚单体、稀释剂、氢气、惰性组分或聚合物的浓度。通过样品分析仪377分析的反应混合物可以是来自下导管310的反应混合物(例如降液管产物混合物和任何所添加的再循环组分)、来自升液管320的反应混合物(例如升液管反应混合物)、来自上导管330的反应混合物(例如升液管产物混合物)或来自降液管340的反应混合物(例如降液管反应混合物)。在一个方面中,样品分析仪377可以被配置成i)分析在MZCR 300中的一个或多个位置处的升液管320的反应混合物和/或降液管340的反应混合物的样品,ii)测定在升液管320的反应混合物和/或降液管340的反应混合物中的气体、液体或固体的浓度,以及ⅲ)测定在升液管320的反应混合物和/或降液管340的反应混合物中的单体、共聚单体、稀释剂、氢气、惰性组分或聚合物的浓度。在各方面中,类似于样品分析仪377的多个样品分析仪可以包含在MZCR 300上的各种位置处。在额外或其它方面中,一个或多个样品分析仪可以包含于产物排放导管110和/或产物排放导管370上。样品分析仪377可以包含气相色谱(GC),其配置成测定通过连接到MZCR 300的内部的导管377a取样的气体的浓度。举例来说,分析方法可以为拉曼分析(Raman analysis)。样品分析仪377可以被配置成在设定的时间频率下(即,在指定时间周期(例如,每1分钟、5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、30分钟或60分钟)分析样品。市售样品分析仪377为THERMO FISHER
Figure BDA0003126047010000281
拉曼气体分析仪或其它市售红外光谱仪。
图4还展示液位控制器378,其被配置成控制MZCR 300的分离器350中的聚烯烃产物的液位。液位控制器378可以联接到分离器350并且被配置成使得聚烯烃产物在分离器350中的滞留时间在约1分钟到约30分钟;或者,约1分钟到约5分钟;或者,约5分钟到约10分钟;或者,约10分钟到约30分钟范围内。
液位控制器378可以体现为连接到阀和液位感测器的阀、液位感测器和计算机器件。
液位控制器378的阀可以定位在分离器350的底部处并且被配置成在打开位置与闭合位置之间操作。在打开位置中,阀允许聚烯烃产物从分离器350传递到降液管350的液体屏障360。在闭合位置中,阀防止聚烯烃产物从分离器350传递到液体屏障360中。在操作中,液位控制器380的阀可以在打开与闭合位置之间致动以便控制从分离器350传递到液体屏障360中的聚烯烃产物的量。阀可以电动方式和/或气动方式连接到液位控制器378的计算机器件,使得可以实现阀的致动。
液位控制器378的液位感测器可以被配置成感测分离器350中的聚烯烃产物的量(例如,液位)。液位感测器可以是位于分离器350底部的压力感测器或压力转换器,用于测量积聚在分离器350底部的聚烯烃产物的压力或重量。可替代地,液位感测器可以是位于分离器350上的任何位置处的电光感测器,以便测量在分离器350中的阈值水平处的聚烯烃产物的存在。举例来说,电光感测器可以位于分离器350的壁上,并且被配置成测量由感测器前方聚烯烃产物的存在引起的光的中断,即,聚烯烃产物的量在分离器350中处于阈值高度,使得通过液位控制器378将阀致动到打开位置。不管如何实施液位感测器,液位控制器378可以被配置成响应于来自液位感测器(例如,呈压力感测器、转换器或电光感测器的形式)的输入而在打开位置与闭合位置之间致动阀。液位感测器可以电动方式和/或气动方式连接到液位控制器378的计算机器件,使得可以对分离器350中的聚烯烃产物的液位进行测量。
液位控制器378的计算机器件可以专门配置有连接到液位感测器的输入端口和连接到阀的输出端口。液位控制器378的计算机器件可以经编程以从液位感测器接收信号(例如,电信号和/或气动信号),基于控制算法分析所接收的信号,并且将信号(例如,电信号和/或气动信号)发送到液位控制器378的阀,导致阀致动到打开位置或到闭合位置。
图4另外展示抗静电剂进料管线346可以被配置成将抗静电剂注入MZCR 300中。尽管图4展示在降液管340的顶部部分348附近流体连接的进料管线346,预期进料管线346可以连接在MZCR 300上的任何地方。另外,预期进料管线346可以包括超过一个管线,其被配置成在沿着降液管340的各种位置处或沿着MZCR 300的任何位置注入抗静电剂。在一个实施例中,进料管线346可以被配置成注入包括抗静电剂和载剂流体的混合物。在此类实施例的一个方面中,以进料管线346中的载剂流体的重量计,进料管线346(或当使用超过一个时的每个进料管线)中的抗静电剂的浓度在约1ppm到约50ppm;或者,约1ppm到约5ppm;或者,约5ppm到约10ppm;或者,约10ppm到约50ppm的范围内。在此类实施例的额外或替代方面中,以MZCR 300中的载剂流体的重量计,进料管线346(或当使用超过一个时的每个进料管线)中的抗静电剂的浓度为约1ppm到约50ppm;或者,约1ppm到约5ppm;或者,约5ppm到约10ppm;或者,约10ppm到约50ppm。在一个方面中,抗静电剂可以为
Figure BDA0003126047010000292
425、
Figure BDA0003126047010000291
450、STATSAFETM 2000、STATSAFETM 3000、STATSAFETM 6000、铵盐或其它市售抗静电剂。
图4还展示反应器去活化剂进料管线347可以包含在MZCR 300上。进料管线347展示为连接到降液管340;然而,预期反应器去活化剂进料管线347可以置于MZCR 300上的任何地方处。还预期MZCR 300可以具有多个反应器去活化剂进料管线347。当利用图1的多区配置时,反应器去活化剂进料管线347适用于MZCR 300上,因为MZCR 300为两个反应器100和300中的最后一个。预期当利用图2的多区配置时,去活化剂进料管线可另外或替代地包含于第一反应器100上。
在一个方面中,通过进料管线347引入的反应器去活化剂可以是一氧化碳或醇。在一个方面中,反应器去活化剂不是水,以便防止MZCR 300(或第一反应器100)的内部生锈。
当MZCR 300(和/或第一反应器100)必须关闭时,反应器去活化剂是有用的。反应器去活化剂可以导致聚合反应的停止,然后可以实现反应器的停止。在另一个方面中,反应器去活化剂可以用于部分地减少或调节MZCR 300(和/或第一反应器100)中的聚合反应。调节使得能够减缓聚合反应足以使得MZCR 300和/或第一反应器100可以停止约20分钟到约60分钟,并且然后重启,例如以开始新的聚烯烃产物运行。总停止所需的反应器去活化剂的量大于调节所需的量。
图5A和5B说明喷射器375的实施例的横截面图,并且图5C说明竖管390的透视图。喷射器375和/或竖管390可以与图1和/或图2中的MZCR 300,连同图3和4中所示的方面的任何组合一起使用。喷射器375的配置在图5A与图5B之间的各种方面不同,如下文所讨论。
图5A的喷射器375被配置成增加流体进入喷射器375的速度,使得流体离开喷射器375的速度高于流体进入喷射器375的速度。图5A中所示的喷射器375的设计意图为示例性和非限制性的,并且预期用以增加进入喷射器375的流体的速度的其它设计。喷射器375具有两个入口375a和375b,以及一个出口375c。入口375b和出口375c通常共用相同的纵向轴线。入口375b的纵向轴线大体上相对于入口375b和出口375c的纵向轴线成一角度,例如15°到90°。
仍参考图5A中的喷射器375,含有聚烯烃颗粒的反应混合物可以在入口375a处进入喷射器375。举例来说,来自图1或图2中的导管502或503的再循环单体/共聚单体的动力流体可以在入口375b处进入喷射器375。图5A中的喷射器375的入口375b可以被配置成使得入口375b的部分375d延伸到喷射器375的内部并且形成轮廓为喷嘴的形状使得迫使动力流体以更高的速度沿箭头C的方向流动。动力流体流出喷嘴形部分375d在入口375a处产生有助于将反应混合物抽吸到喷射器375中的吸力。反应混合物与喷射器375内部中的动力流体混合,并且混合物沿箭头C的方向上流动并以高于动力流体的入口速度和反应混合物的入口速度中的任一个或两个的离开速度流出喷射器375的出口375c。在一个方面中,图5A中的喷射器375的主体的部分375e可以逐渐变细使得喷射器375的部分375e的内径沿箭头C的方向减小。在另一个方面中,图5A中的喷射器375的主体的部分375f可以逐渐变细使得喷射器375的部分375f的内径沿箭头C的方向增加。在另一个方面中,可以对动力流体进行加压,随后进入喷射器375,例如通过位于喷射器375上游的泵或压缩器。在另一个方面中,图5A的喷射器375可以在MZCR 300中定向,使得由箭头C指示的流动方向为水平、垂直或相对于水平面成角度的。
图5B的喷射器375被配置成增加流体进入喷射器375的速度,使得流体离开喷射器375的速度高于流体进入喷射器375的速度。图5B中所示的喷射器375的设计意图为示例性和非限制性的,并且预期用以增加进入喷射器375的流体的速度的其它设计。喷射器375具有两个入口375a和375b,以及一个出口375c。入口375b和出口375c通常共用相同的纵向轴线。入口375b的纵向轴线大体上相对于入口375b和出口375c的纵向轴线成一角度,例如垂直。
仍参考图5B中的喷射器375,举例来说,来自图1或图2中的导管502或503的再循环单体/共聚单体的动力流体可以在入口375a处进入喷射器375。含有聚烯烃颗粒的反应混合物可以在入口375b处进入喷射器375。这是图5A中的喷射器375的相反配置,其中反应混合物进入入口375a并且动力流体进入入口375b。
图5B中的喷射器375的入口375a可以被配置成使得入口375a的部分375g延伸到喷射器375的内部中。部分375g在喷射器375内部内弯曲使得入口375a的末端375h具有平行于入口375b和出口375c的纵向轴线或与入口375b和出口375c的纵向轴线相同的纵向轴线。末端375h还可以形成轮廓为喷嘴的形状,使得迫使动力流体以更高的速度沿箭头C的方向流动。动力流体流出喷嘴形末端375h在入口375b处产生有助于将反应混合物抽吸到喷射器375中的吸力。反应混合物与喷射器375内部中的动力流体混合,并且混合物沿箭头C的方向上流动并以高于动力流体的入口速度和反应混合物的入口速度中的任一个或两个的离开速度流出喷射器375的出口375c。在一个方面中,喷射器375的部分375e可以逐渐变细,使得喷射器375的部分375e的内径沿箭头C的方向减小。在另一个方面中,可以对动力流体进行加压,随后进入喷射器375,例如通过位于喷射器375上游的泵或压缩器。在另一个方面中,图5B的喷射器375可以在MZCR 300中定向,使得由箭头C指示的流动方向为水平、垂直或相对于水平面成角度的。
图5C说明竖管390的透视图。竖管390通常是具有足以用于高压流体的壁厚度的一段管道。也就是说,由于穿过竖管390的通道392的流体的较高压力,竖管390的壁391可以具有大于形成MZCR 300的导管的壁的厚度。在各方面中,竖管390的直径可以是约2英寸到约48英寸(约5cm到约122cm);或者,约12英寸到约24英寸(约30.5cm到约61cm);或者,约6英寸到约12英寸(约15.2cm到约30.5cm)。在一个方面中,竖管390的直径可以小于MZCR 300的下导管310的直径(例如,内径和/或外径)。一般来说,竖管390可以沿着其长度具有均匀的直径,使得竖管390的末端390a具有等于相对端390b的外径和内径的外径和内径。竖管390的壁391的厚度可以例如为约0.1、0.2、0.3、0.4或0.5英寸(约0.254、0.508、0.762、1.02或1.27cm)到约1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5英寸(约2.54、3.81、5.08、6.35、7.62、8.89、10.2、11.4或12.7cm)。在另一个方面中,竖管390的长度可以是适合于将高压流体递送到MZCR 300的任何长度,例如0.328、1.64、3.28、4.92、6.56、8.20、9.84、11.5、13.1、14.8或16.4ft(0.1、0.5、1、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5或5.0米)。在又另一个方面中,预期竖管390可以包含弯曲部、弯头连接器、笔直部分或其组合。此外,预期竖管390可以由多个管道段形成,例如,以跨越装备中的压缩器与MZCR 300之间的距离。
图5D到5J说明在各种配置和方面中利用喷射器375和/或竖管390的MZCR 300的实施例。图5D到5J中所示的配置可以用于图1和/或图2的MZCR 300,以及图3和4中所示的方面的任何组合中,以虚线示出图5D到5J中的每一个的进料管线323、324和325以指示这些管线的任选的使用,因为希望图5D到5J中所示的MZCR 300的方面和实施例可以在图1和/或图2中所示的MCZR 300中实施。
在图5D中,将图5A的喷射器375放置在MZCR 300中,使得入口375a流体连接到降液管340的底部部分349,并且使得出口375c流体连接到下导管310的末端311。降液管340的底部部分349可以锥形方式逐渐变细,以便促进降液管产物混合物流动到喷射器375的入口375a中。喷射器375的入口375b流体连接到导管502,使得未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合进入喷射器375。
未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合流出喷嘴形部分375d在入口375a处产生有助于将降液管产物混合物抽吸到喷射器375中的吸力。降液管产物混合物在喷射器375的内部中与未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合混合以形成喷射器反应混合物,并且喷射器反应混合物沿箭头C的方向流动并从喷射器375的出口375c流出并进入下导管310中。喷射器375有助于喷射器反应混合物以以下速度离开喷射器375:i)大于喷射器反应混合物的跃移速度并且至多约30.48m/s(100英尺/秒)或ii)大于喷射器反应混合物的跃移速度的110%。喷射器反应混合物的离开速度使混合物沿箭头A的方向移动通过下导管310,其中喷射器反应混合物与由导管503提供的额外未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合混合以形成下导管反应混合物。下导管反应混合物与由进料管线322、323、324和/或325提供的进料组分混合以形成升液管反应混合物。对于图1的聚合,从导管202接收的第一聚烯烃可以另外与在下导管310中流动的喷射器反应混合物混合,使得第一聚烯烃和喷射器反应混合物在下导管反应混合物中流动。
图5D中的入口375a和入口375b的纵向轴线之间的角度为垂直的,并且箭头C的流动方向为水平的。
图5D的喷射器375代替图1和图2中所示的弯头连接器306。
在图5E中,将图5A的喷射器375放置在MZCR 300中,使得入口375a流体连接到下导管310的末端312,并且使得出口375c流体连接到升液管320的底部部分329。升液管320的底部部分329可以锥形方式逐渐变细,以便促进连接到喷射器375的出口375c。喷射器375的入口375b流体连接到导管503,使得未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合进入喷射器375。
未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合流出喷嘴形部分375d在入口375a处产生有助于将来自下导管310的下导管反应混合物(例如,含有降液管产物混合物和通过导管502添加的任何再循环组分)抽吸到喷射器375的吸力。下导管反应混合物在喷射器375的内部中与额外未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合混合以形成喷射器反应混合物,并且喷射器反应混合物沿箭头C的方向流动并从喷射器375的出口375c流出。喷射器反应混合物以以下速度离开喷射器375:i)大于喷射器反应混合物的跃移速度并且至多约30.48m/s(100英尺/秒)或ii)大于喷射器反应混合物的跃移速度的110%。喷射器反应混合物通过导管322、323、324和/325与任何所添加的进料组分混合以形成升液管反应混合物。喷射器反应混合物的离开速度有助于使升液管反应混合物(其含有喷射器反应混合物和通过导管322、323、324和/或325添加的任何组分)在向上方向上移动通过升液管320。通过升液管320的升液管反应混合物的动量有助于将升液管产物混合物移动通过上导管330。对于图1的聚合,从导管202接收的第一聚烯烃可以与在下导管310中流动的下导管反应混合物混合,使得第一聚烯烃和下导管反应混合物流入喷射器375中。
图5E中的入口375a和入口375b的纵向轴线之间的角度为垂直的,并且箭头C的流动方向为垂直的。
预期MZCR 300的实施例可以具有如图5D中所示放置的喷射器375以及如图5E中所示放置的喷射器。
图5E的喷射器375代替图1和图2中所示的弯头连接器302。
在图5F中,将图5B的喷射器375放置在MZCR 300中,使得入口375b流体连接到下导管310的末端311,并且使得出口375c流体连接到下导管310的末端312。喷射器375的入口375a流体连接到导管502,使得未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合通过入口375a进入喷射器375。
未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合流出延伸到喷射器375内部中的入口375a的部分375g在入口375b处产生有助于将来自下导管310的末端311的降液管产物混合物抽吸到喷射器375中的吸力。降液管产物混合物在喷射器375的内部中与未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合混合以形成喷射器反应混合物,并且喷射器反应混合物沿箭头C的方向流动并从喷射器375的出口375c流出并进入下导管310的末端312中。喷射器反应混合物以以下速度流出喷射器375:i)大于喷射器反应混合物的跃移速度并且至多约30.48m/s(100英尺/秒)或ii)大于喷射器反应混合物的跃移速度的110%。喷射器反应混合物的离开速度使混合物移动通过下导管310并进入升液管320中(例如,通过弯头连接器302)。喷射器反应混合物可以与由导管503提供的额外未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合合并,形成下导管反应混合物,并且下导管反应混合物与来自管线322、323、324和/或325的任何进料组分混合以形成升液管反应混合物。升液管反应混合物在向上方向上移动通过升液管320。通过升液管320的升液管反应混合物的动量将升液管产物混合物移动通过上导管330。对于图1的聚合,从导管202接收的第一聚烯烃可以与在下导管310中流动的喷射器反应混合物混合,使得第一聚烯烃和喷射器反应混合物在下导管反应混合物中流动到喷射器375中。
图5F中的入口375a和入口375b的纵向轴线之间的角度小于90°,并且箭头C的流动方向为水平的。
预期MZCR 300的实施例可以具有如图5F中所示的喷射器375以及如图5D中所示放置的喷射器375和/或如图5E中所示放置的喷射器。
在图5G中,将图5B的喷射器375放置在MZCR 300中,使得入口375b流体连接到降液管340的底部部分349,并且使得出口375c流体连接到下导管310的末端311(例如,通过弯头连接器306)。喷射器375的入口375a流体连接到导管502,使得未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合通过入口375a进入喷射器375。
未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合流出延伸到喷射器375内部中的入口375a的部分375g在入口375b处产生有助于将来自降液管340的降液管产物混合物抽吸到喷射器375中的吸力。降液管产物混合物在喷射器375的内部中与未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合混合以形成喷射器反应混合物,并且喷射器反应混合物沿箭头C的方向流动并从喷射器375的出口375c流出并进入下导管310的末端311中。喷射器反应混合物以以下速度离开喷射器375:i)大于喷射器反应混合物的跃移速度并且至多约30.48m/s(100英尺/秒)或ii)大于喷射器反应混合物的跃移速度的110%。离开速度有助于将喷射器反应混合物移动通过下导管310。喷射器反应混合物与由导管503提供的未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合合并以形成下导管反应混合物。下导管反应混合物与由进料导管322、323、324和/或325中的任一个添加的进料组分混合以形成升液管反应混合物。升液管反应混合物在向上方向上移动通过升液管320。升液管反应混合物作为升液管产物混合物离开升液管320,并且升液管产物混合物流动通过上导管330到分离器350。对于图1的聚合,从导管202接收的第一聚烯烃可以与在下导管310中流动的喷射器反应混合物混合。
图5G中的入口375a和入口375b的纵向轴线之间的角度小于90°,并且箭头C的流动方向为垂直的。
预期MZCR 300的实施例可以具有如图5G中所示的喷射器375以及如图5D中所示放置的喷射器375、如图5E中所示放置的喷射器375、如图5F中所示放置的喷射器375或其组合。
在图5H中,将图5B的喷射器375放置在MZCR 300中,使得入口375b流体连接到下导管310的末端312,并且使得出口375c流体连接到升液管320的底部部分329(例如,通过弯头连接器302)。喷射器375的入口375a流体连接到导管503,使得未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合通过入口375a进入喷射器375。
未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合流出延伸到喷射器375内部中的入口375a的部分375g在入口375b处产生有助于将来自下导管310的下导管反应混合物抽吸到喷射器375中的吸力。在入口375b处接收的下导管反应混合物可以含有i)降液管产物混合物,ii)由导管502提供的未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合,以及任选地ⅲ)通过导管202递送的第一聚烯烃(参见图1中的聚合)。在入口375b处接收的下导管反应混合物与由喷射器375的内部中的导管503提供的未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合混合以形成喷射器反应混合物,并且喷射器反应混合物沿箭头C的方向流动并流出喷射器375的出口375c。喷射器反应混合物以以下速度离开喷射器375:i)大于喷射器反应混合物的跃移速度并且至多约30.48m/s(100英尺/秒)或ii)大于喷射器反应混合物的跃移速度的110%。喷射器反应混合物与由进料导管322、323、324和/或325提供的任何进料组分混合以形成升液管反应混合物。升液管反应混合物流入升液管320中并且向上穿过其中。升液管反应混合物作为升液管产物混合物离开升液管320。升液管产物混合物的离开速度有助于使升液管产物混合物移动通过上导管330到分离器350。
图5H中的入口375a和入口375b的纵向轴线之间的角度小于90°,并且箭头C的流动方向为垂直的。
预期MZCR 300的实施例可以具有如图5H中所示的喷射器375以及如图5D中所示放置的喷射器375、如图5E中所示放置的喷射器375、如图5F中所示放置的喷射器375、如图5G中所示放置的喷射器375或其组合。
在图5I中,图5C的竖管390流体连接到下导管310(例如,通过弯头连接器306)。竖管390的出口390b连接到MZCR 300。竖管390的入口390a任选地通过压缩器或泵502a流体连接到导管502。压缩器或泵502a被配置成增加从导管502接收的未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合的压力。竖管390的入口390a可以直接连接到压缩器或泵502a的出口,以便沿箭头C的方向将加压组分递送到MZCR 300的内部。加压组分进入MZCR300并且增加降液管产物混合物行进出降液管340并进入下导管310的速度,使得降液管产物混合物的速度达到以下速度:i)大于降液管产物混合物的跃移速度并且至多约30.48m/s(100英尺/秒)或ii)大于降液管产物混合物的跃移速度的110%。
图5I中箭头C的流动方向为水平的。预期MZCR 300的实施例可以具有如图5I中所示的竖管390,以及如图5D中所示放置的喷射器375、如图5E中所示放置的喷射器375、如图5F中所示放置的喷射器375、如图5G中所示放置的喷射器375、如图5H中所示放置的喷射器375或其组合。
在图5J中,图5C的竖管390流体连接到下导管310(例如,通过弯头连接器302)。竖管390的出口390b连接到MZCR 300。竖管390的入口390a任选地通过压缩器或泵503a流体连接到导管503。压缩器或泵503a被配置成增加从导管502接收的未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合的压力。竖管390的入口390a可以直接连接到压缩器或泵502a的出口,以便沿箭头C的方向将加压组分递送到MZCR 300的内部。加压组分进入MZCR300并且增加下导管反应混合物行进出下导管310的速度,使得下导管反应混合物的速度i)大于下导管反应混合物的跃移速度并且至多约30.48m/s(100英尺/秒)或ii)大于下导管反应混合物的跃移速度的110%。
图5J中箭头C的流动方向为垂直的。预期MZCR 300的实施例可以具有如图5J中所示的竖管390,以及如图5D中所示放置的喷射器375、如图5E中所示放置的喷射器375、如图5F中所示放置的喷射器375、如图5G中所示放置的喷射器375、如图5H中所示放置的喷射器375、如图5I中所示的竖管390或其组合。
图6A到6C说明具有可以在图1和/或图2中利用的各种额外方面并且具有图3、4和5A到5J中所示的方面的任何组合的MZCR 300。以虚线示出进料管线323、324和325以指示这些管线的任选的使用,因为希望图6A中所示的MZCR 300的方面和实施例可以在图1和/或图2中所示的MCZR 300中实施。
在图6A中,MZCR 300包含过渡导管376。过渡导管376可以流体连接到下导管310的末端311并且连接到降液管340的底部部分349。下导管310相对于水平面的角度可以小于约90°;或者,大于约0°并且小于约90°;或者,在约0°到约45°范围内;或者,在约45°到约67.5°范围内。过渡导管376相对于水平面的角度可以小于约90°;或者,大于约0°并且小于约90°;或者,在约0°到约45°范围内;或者,在约45°到约67.5°范围内。在一个方面中,下导管330和过渡导管376相对于水平面具有相同的角度值。过渡导管376的长度可以为约0.305m(1ft)到约4.57m(15ft);或者,约1.83m(6ft)到约4.57m(15ft);或者,约0.305m(1ft)到约1.5m(5ft)或者,约1.5m(5ft)到约3.05m(10ft)。图6A还展示过渡导管376可以流体连接到导管502。在一个方面中,过渡导管376的一部分可以为长度为约0.305m(1ft)到约1.5m(5ft);或者,约1.5m(5ft)到约3.05m(10ft)的冲洗和清洁腔室。
图6A说明MZCR 300可以具有弯头连接器302、弯头连接器304和三通连接器307(例如,由于过渡导管376的存在,弯头连接器306被三通连接器307代替)。如可以看出,弯头连接器302可以连接到升液管320的底部部分329和下导管310的末端312。更确切地说,弯头连接器302的末端302a可以连接到升液管320的底部部分329,并且弯头连接器302的末端302b可以连接到下导管310的末端312。弯头连接器304可以连接到升液管320的顶部部分328和上导管330的末端331。更确切地说,弯头连接器304的末端304a可以连接到升液管320的顶部部分328,并且弯头连接器304的末端304b可以连接到上导管330的末端331。三通连接器307可以连接到降液管340的底部部分349、下导管310的末端311和过渡导管376的末端376a。更确切地说,三通连接器307的末端307a可以连接到降液管340的底部部分349,三通连接器307的末端307b可以连接到下导管310的末端311,并且三通连接器307的末端307c可以连接到过渡导管376的末端376a。在一个方面中,形成于三通连接器307的末端307a与末端307b之间的第一角度θA等于或小于约90°,并且末端307a与末端307c之间的角度θB等于或大于90°。
在图6B中,喷射器375与体现为竖管390的过渡导管376组合使用。喷射器375类似于图5A中说明的所述喷射器,除了图6B中的入口375a和入口375b的纵向轴线之间的角度为角度θB(角度θB为针对图6A所讨论的)以外。在一个方面中,图6B中的入口375a的纵向轴线与入口375b的纵向轴线之间的角度θB大于90°并且小于180°。
将喷射器375放置在MZCR 300中,使得入口375a流体连接到降液管340的底部部分349,并且使得出口375c流体连接到下导管310的末端311。降液管340的底部部分349可以锥形方式逐渐变细,以便促进反应混合物流动到喷射器375的入口375a中。将喷射器375的入口375b流体连接到竖管390的出口390b。竖管390的入口390a可以流体连接到压缩器或泵502a。
图6B中的喷射器375的配置和操作类似于针对图5D所描述的,除了由于竖管390和压缩器或泵502a的使用,在较高压力下在入口375b处接收再循环组分以外。将在入口375a中从降液管340接收的降液管产物混合物在喷射器375的内部与加压的未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合混合以形成加压喷射器反应混合物,并且加压喷射器反应混合物沿箭头C的方向流动并从喷射器375的出口375c流出并进入下导管310中。喷射器反应混合物以以下速度离开喷射器375:i)大于喷射器反应混合物的跃移速度并且至多约30.48m/s(100英尺/秒)或ii)大于喷射器反应混合物的跃移速度的110%。离开喷射器375的加压喷射器反应混合物(含有再循环组分和降液管产物混合物)的离开速度高于入口375a处的反应混合物的入口速度和入口375b处的再循环组分的入口速度。
离开速度有助于使喷射器反应混合物沿箭头A的方向移动通过下导管310,其中喷射器反应混合物与由导管503提供的未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合混合以形成下导管反应混合物。下导管反应混合物与由导管322、323、324和/或325提供的任何进料组分混合以形成升液管反应混合物。对于图1的聚合,从导管202接收的第一聚烯烃可以另外与在下导管310中流动的喷射器反应混合物混合。
在图6B中,喷射器375代替图6A中所示的三通连接器307,并且图6A的过渡导管376体现为图6B中的竖管390。
在图6B的替代方面中,预期喷射器375的入口375b可以流体连接到导管502,使得未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合从导管502直接进入喷射器375(即,在一个实施例中,不存在竖管390)。仍然可替代地,预期竖管390的出口390b可以流体连接到图6A中所示的MZCR 300的三通连接器307,使得未反应的烯烃单体,未反应的烯烃共聚单体,稀释剂或其组合从竖管300直接进入MZCR 300。
在图6C中,图5C的竖管390与具有图6A中所示的配置的过渡导管376组合使用。竖管390流体连接到下导管310(例如,通过三通连接器307),并且竖管390的出口390b延伸到过渡导管376的内部中。竖管390的入口390a任选地通过压缩器或泵502a流体连接到导管502。压缩器或泵502a被配置成增加从导管502接收的未反应的烯烃单体、未反应的烯烃共聚单体、稀释剂或其组合的压力。尽管竖管390的入口390a在图6C中示出如在过渡导管376内部,预期竖管390可以具有在过渡导管376内部和外部延伸的部分,使得入口390a在过渡导管376外部,并且竖管390的出口390b在过渡导管376内部。
竖管390的入口390a可以直接连接到压缩器或泵502a的出口,以便沿箭头C的方向将加压组分递送到MZCR 300的内部。加压组分进入MZCR 300并且增加降液管产物混合物行进出降液管340并进入下导管310的速度,使得降液管产物混合物的速度i)大于降液管产物混合物的跃移速度并且至多约30.48m/s(100英尺/秒)或ii)大于降液管产物混合物的跃移速度的110%。
图7说明具有智能弯头配置的弯头连接器700的局部视图。弯头连接器302、304和306中的任一个可以具有图7中所示的对于弯头连接器700的智能弯头配置。也就是说,弯头连接器700可以为连接到升液管320的底部部分329并且连接到下导管310的相对末端312的弯头连接器302、连接到升液管320的顶部部分328并且连接到上导管330的末端331的弯头连接器304,或连接到降液管340的底部部分349并且连接到下导管310的末端311的弯头连接器306。
在智能弯头设计中,弯头连接器700可以具有在弯头连接器700的外部半径702上的第一分接头701和在弯头连接器700的内部半径704上的第二分接头703。分接头701和702可以通常为形成于管状结构的壁中的孔或开口,而不是形成弯头连接器700,以便通过感测腿706和707将弯头连接器700的内部空间705与差压计708流体连接。腿706和707可以由如管道或管子的导管构造。弯头连接器700的外部半径702上的感测腿706可以是高压腿,并且弯头连接器700的内部半径704上的感测腿707可以是低压腿。
当流体穿过弯头连接器700时,外部半径702处的压力由于离心力而增加。弯头连接器700的高压侧上的第一压力由感测腿706中的压力指示,并且弯头连接器700的低压侧上的第二压力由感测腿707中的压力指示。感测腿706中的压力由仪表708上的感测元件感测,并且感测腿707中的压力同样由仪表708上的感测元件感测。仪表708可以被配置成基于由差压计708的感测元件感测的压力的差异来计算流动通过弯头连接器700的反应混合物的流动速率。在各方面中,差压计708可以包含用于将指示由仪表708所感测的压力和/或所计算的流动速率的信号传输到例如过程控制系统和/或过程监测系统中的计算机的传输器。
冲洗系统可以包含于感测腿706和707中,其被配置成例如使用反应混合物中的组分冲洗来自腿706和707的聚烯烃颗粒,所述组分如烯烃单体、烯烃共聚单体、稀释剂或惰性气体。除冲洗系统之外,筛网可以包含于由分接头701和703中的每一个形成的孔或开口中。筛网可以是铁丝网金属材料(例如,
Figure BDA0003126047010000401
类型筛网),其被配置成允许反应混合物的气态组分通过,同时保持阻止固体聚烯烃颗粒流入腿706和707中。
可替代地,隔膜可以放置于由分接头701和/或分接头703形成的每个孔或开口中以减轻由于聚烯烃颗粒的分接头701和/或703的堵塞或感测腿706和/或707堵塞。一个或多个隔膜可以是柔性的并且相对较薄的材料片,并且形状通常为圆形,如圆盘。隔膜可以由金属(例如,不锈钢)或聚合物构造。在具有隔膜的实施例中,感测腿706和707可以填充有流体,如稀释剂、液压流体(油、矿物油等),或适合于将感测腿706和707的长度的压力传输到差压计708的其它流体。腿706和707中的流体可以通常为液压充满的。因此,当压力施加在隔膜上时,腿706和707内部的流体然后对差压计708的感测元件施加压力。
尽管图7展示了形成于弯头连接器700中的分接头701和703,预期分接头701和703、感测腿706和707以及差压计708可以替代或另外地位于MZCR反应器300中的其它点处,如(图4的)下导管310、升液管320、上导管330、降液管340或三通连接器307。
图8A说明旋风分离器850的侧视图,所述旋风分离器可以为图1和图2中所示的分离器350的特定实施例。图8B说明图8A的旋风分离器850的顶部横截面图,沿着图视线i-i截取。关于旋风分离器的以下讨论是相对于图8A和图8B。
如可以在图8A和8B中看出,旋风分离器850可以为具有锥形形状的中空容器。旋风分离器850的顶部854具有大于分离器850的底部852的直径的直径。在一个方面中,旋风分离器850的锥角θc可以为约45°到约80°;或者,约50°到约75°;或者,约60°到约65°;或者,约45°到约60°;或者,约60°到约70°;或者,约70°到约80°。
升液管320被配置成产生从升液管320流动通过上导管330并进入旋风分离器850中的升液管产物混合物。因此,旋风分离器850可以被配置成在分离器入口851处通过上导管330接收升液管产物混合物(例如,包括聚烯烃颗粒和催化剂颗粒的固体颗粒,和气体混合物)并且分离升液管产物混合物,使得气体混合物通过分离器850的顶部854处的出口855(在管线353中)离开,并且固体颗粒通过旋风分离器850的底部852离开旋风分离器850(例如,到液体屏障中)。
升液管产物混合物可以通过入口851并且靠近旋风分离器850的顶部854进入旋风分离器850的内部腔室856。由于固体颗粒的向内径向加速度,进入内部腔室856的升液管产物混合物的切向速度迫使固体颗粒在向下螺旋路径858中流动,并且同时,由于重力在旋风分离器850的内部腔室856中赋予固体颗粒向下的加速度。结果为在向下螺旋路径858中沿着内壁857的分离的固体颗粒的向下移动,而升液管产物混合物的气体混合物在腔室856中分离并向上移动并且通过出口855离开。在一个方面中,旋风分离器850可以尤其为高效旋风器,所述高效旋风器被配置成将99wt.%或更多的大小为约2μm到约10μm的固体颗粒与气体混合物分离。
在另一个方面中,相对于连接到旋风分离器850的上导管330的末端332的水平面的角度θc可以为约0°到约15°。在又另一个方面中,分离器850的顶部854与上导管330连接到分离器850的位置之间的垂直距离h可以为约0m(0ft)到约6.10m(20ft);或者,约0.305m(1ft)到约3.048m(10ft);或者,约0.305m(1ft)到约1.52m(5ft)。
在一个方面中,旋风分离器850为切向流旋风器,并且入口851为切向入口。切向入口851相对于旋风分离器850的切线可以具有约0°到约15°;或者,约7°到约11°的入口角度θE。将旋风分离器850配置为切向流旋风分离器需要入口851为切向入口。切向入口351可以引导升液管产物混合物朝向内壁857进入旋风分离器850以促进如上文所描述的以旋风器方式从气体混合物分离固体颗粒。
在另一个方面中,进入旋风分离器850的升液管产物混合物的切向入口速度可以为约15.24m/s(50英尺/秒)到约30.48m/s(100英尺/秒);或者,约18.29m/s(60英尺/秒)到约27.43m/s(90英尺/秒);或者,约21.34m/s(70英尺/秒)到约24.39m/s(80英尺/秒)。
图9说明图1和图2中所描绘的产物分离系统400的实施例。如可以看出,产物分离系统400可以被配置成将含有从产物排放导管370(如果参考图1中的实施例)或产物排放导管110(如果参考图2中的实施例)接收的多峰聚烯烃的产物混合物分离成各种料流中,包含多峰聚烯烃导管401、烯烃单体导管402、烯烃共聚单体导管403、稀释剂导管404、重组分导管405和废气导管406。图9说明存在于产物分离系统400中的额外导管,包含可以含有烯烃单体、比烯烃单体轻的气态组分和任选地稀释剂的侧导管451。
产物分离系统400中的设备可以包含排出阀410、加热器420、分离容器430、脱气容器440重组分蒸馏塔450、轻组分蒸馏塔460和抛光装置470中的一个或多个。
在图9中,排出阀410可以被配置成从产物排放导管370接收产物混合物并且控制产物混合物穿过其的流动。排出阀410可以为所属领域中已知的适用于控制产物混合物的流动的任何类型的控制阀。这类阀包含球阀、v形球阀、旋塞阀、截止阀和角阀。在一个方面中,当100%打开时,排出阀410可以具有在约1.27cm(0.5英寸)到约7.62cm(3英寸)范围内的直径。在一个方面中,即使当需要阀410仅少量打开(例如,20%-25%打开)时,排出阀410可以具有大于最大预期聚合物粒度的流动通道直径,这给出排出阀410的打开范围的宽控制范围(例如,20%-100%打开)。排出阀410可以由来自控制器的信号致动,所述控制器被配置成以连续或不连续(例如,间歇地打开)方式操作排出阀410。控制器可以被配置成以设定间隔并且持续某一持续时间完全关闭并然后完全打开排出阀410,以将排出阀410致动到一定打开百分比,例如,20%-100%打开。
产物混合物可以从导管411中的排出阀410流动到加热器420。在任选的实施例中,催化剂毒物(也称为催化剂去活化剂)和助催化剂毒物(也称为助催化剂去活化剂)中的一种或多种可以通过导管412添加到导管411中。在这类实施例中,具有催化剂/助催化剂毒物/去活化剂的产物混合物可以从导管411中的排出阀410流动到加热器420。预期通过管线412添加的毒物和/或去活化剂可以在加热器420中的任何地方或上游添加。催化剂毒物和/或助催化剂毒物的实例包含水和任何醇。
加热器420可以直接或如图9中所描绘通过排出阀410和导管411联接到产物排放导管370。在图9中,加热器420的末端421连接到导管411。加热器420可以被配置成接收产物混合物并且在产物混合物穿过加热器420时将热量添加到产物混合物。加热器420的目标为在以下温度下将产物混合物中的多峰聚烯烃排放:i)约54.4℃(130℉)到约104.4℃(220℉)或ii)低于多峰聚烯烃的熔点。
加热器420可以具有根据借助于本公开在所属领域中辨识的任何配置的任何配置。举例来说,加热器420可以为围绕导管411的部分缠绕的电加热器、如壳管式热交换器的热交换器(例如,其中加热介质由将热传送到流动穿过加热器420的产物混合物的结构元件分离)、闪蒸管式加热器(例如,其中热通过蒸汽添加到夹套中、通过电加热器或通过两者在沿着加热器420的交替部分中)或其组合。闪蒸管式加热器配置在第8,597,582号和第8,883,940号美国专利中进一步讨论,所述专利中的每一个以全文引用的方式并入。在一个方面中,加热器420可以被配置成开放流动通道闪蒸管式加热器,其为具有恒定直径的有夹套的管道,所述有夹套的管道为具有在末端421处注入夹套中的蒸汽和在加热器420的末端422处从夹套收集的冷凝物的加热器。在开放流动通道配置中,夹套可以包含用于蒸汽的公共收集系统,所述在将热传递到移动通过加热器420的产物混合物之后冷凝为夹套中的水。收集系统可以包括配置成收集冷凝物的开口向下角度流动区段。
分离容器430可以直接或如图9中所示通过导管423联接到加热器420的末端422。分离容器430被配置成将经加热的产物混合物分离成包括蒸气、聚合物产物或蒸气和聚合物产物两者的多个料流(例如导管431和导管432)。蒸气可以包含从多峰聚烯烃分离的气体,并且聚合物产物可以包含多峰聚烯烃。分离容器430可以体现为闪蒸槽,其被配置成提供产物混合物的压力减小,使得从多峰聚烯烃分离出烯烃单体、任何任选的烯烃共聚单体、稀释剂和其它组分(例如氮气、氢气、氧气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、己烷、重烃或其组合),以便产生包括这些气态组分中的一种或多种的导管431。在任何液体含于加热的产物混合物中的程度上,在闪蒸槽中所提供的减压可以将液体闪蒸成气相以用于在导管431中流动。
分离容器430可以为具有将多峰聚烯烃引导流动到导管432的圆锥形底部部分的中空容器。在一个方面中,分离容器430可以在无减压的情况下操作,例如当产物混合物含有气体组分和多峰聚烯烃并且无液体或最小量的液体时,因为不需要减压来将液态组分闪蒸为气相。
导管432中的多峰聚烯烃可以任选地流动到脱气容器440,所述脱气容器可以被配置成从分离容器430接收聚合物产物(例如多峰聚烯烃)并且去除聚合物产物内夹带的烃(例如烯烃单体、任何任选的烯烃共聚单体、稀释剂、乙烷或其组合)中的至少一部分。导管441可以将惰性气体(例如氮气或惰性烃,如乙烷、丙烷、正丁烷或异丁烷)提供到脱气容器440。脱气容器440可以在适当条件(例如,温度、压力、惰性气体流动速率)下操作,使得惰性气体流动通过存在于脱气容器440中的一系列的聚烯烃颗粒、从聚烯烃颗粒中去除夹带的烃、用一种或多种所去除的烃向上移动通过脱气容器440并且与导管442中的先前夹带的烃一起离开脱气容器440。经脱气的聚合物产物(例如多峰聚烯烃)可以通过导管401回收。脱气容器440可以被配置成用于从顶部到底部的聚合物产物的活塞流。聚合物产物在脱气容器440中的滞留时间可以是至少10分钟、至少30分钟、约1小时或约1小时到约6小时。脱气容器440的操作压力可以是真空压力、大气压或大于大气压。在特定方面中,脱气容器400的压力可以为约0psia到约50psia(约-0.101MPaa到约0.345MPaa)范围内的压力。
在任选方面中,含有从图1中的第一反应器100的产物混合物或图2中的MZCR 300的产物混合物回收的气态组分的导管201可以与导管431中的气态组分组合,使得在导管431中流动的蒸气另外含有来自导管201的所述气态组分。
导管431中的蒸气中的气态组分可以流动到单体回收系统480。单体回收系统480可以被配置成从导管431中的蒸气回收烯烃单体、烯烃共聚单体、稀释剂和其它气态组分(例如氮气、氧气、氢气或其组合)中的一种或多种。
图9中的单体回收系统480是在烯烃单体、烯烃共聚单体、稀释剂和其它气态组分从导管431回收的情形下描述,根据通过分离技术(如蒸馏、吸收、膜分离、闪蒸分离、压缩、冷凝或其组合)将各种料流中的这些组分回收到所要纯度。单体回收系统480的精确配置可以取决于在第一反应器100和MZCR 300中在聚合中使用哪种烯烃单体、哪种烯烃共聚单体和哪种稀释剂。举例来说,对于乙烯单体和1-己烯共聚单体与异丁烷稀释剂的聚合,可以利用如图9种所说明的单体回收系统480(如将在下文更详细地描述)。可替代地,当烯烃共聚单体在分子量上更接近于烯烃单体(例如1-丁烯或丙烯用作共聚单体而不是1-己烯)时,可以利用轻组分蒸馏塔,其中乙烯和较轻气态组分是从轻组分蒸馏塔的顶部回收,异丁烷是从蒸馏塔的底部回收,并且1-丁烯或丙烯可以从轻组分蒸馏塔的底部和/或任选地从侧取口回收。在这类方面中,可以在抛光装置中单独地回收乙烯和较轻组分(实施例和方面针对图9中的抛光装置470进行描述)。可替代地,预期单体回收系统480可以简单地体现为压缩器或一系列压缩器,所述压缩器或一系列压缩器将导管431中的蒸气再循环到第一反应器100和MZCR 300中的一个或两个中,如在第5,376,742号美国专利中的单体回收过程中所描述。
在图9中所说明的单体回收系统480的实施例中,单体回收系统480包含重组分蒸馏塔450、轻组分蒸馏塔460和抛光装置470。
重组分蒸馏塔450可以被配置成将至少一种气态组分与从导管431接收到塔450中的气态组分分离。导管431中的组分可以在约0.101MPa(14.7psi)到约3.64MPa(527.9psi)、或者约0.108MPa(15.7psi)到约2.40MPa(348psi)、或者约0.586MPa(85psi)到约2.00MPa(290psi)范围内的压力下引入重组分蒸馏塔450中。
重组分蒸馏塔450可以在适合于回收导管405中的重烃、导管403中的烯烃共聚单体和比导管451中的烯烃共聚单体轻的组分的条件(例如温度、压力、塔板数目、回流速率、加热速率和用于控制蒸馏塔操作的其它参数)下操作。举例来说,重组分蒸馏塔450可以在约15℃(59℉)到约233℃(451.4℉)、或者约20℃(68℉)到约200℃(392℉)、或者约20℃(68℉)到约180℃(356℉)范围内的温度和/或约0.101MPa(14.7psi)到约3.64MPa(527.9psi)、或者约0.108MPa(15.7psi)到约2.40MPa(348psi)、或者约0.586MPa(85psi)到约2.00MPa(290psi)范围内的压力下操作。
在一个方面中,导管405中的重烃包含比烯烃共聚单体重的烃(例如C6+烃),导管403中的烯烃共聚单体为1-己烯,并且导管451中的比烯烃共聚单体轻的组分可以包含氮气、氢气、氧气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、1-丁烯、异丁烷、戊烷、戊烯或其组合。在额外方面中,导管405中的组分处于液相,导管403中的组分处于液相,并且导管451中的组分处于气相。
以导管451中的组分的总重量计,比烯烃单体轻的组分可以约80wt.%到约100wt.%;或者,约90wt.%到约99.999999wt.%;或者,约99wt.%到约99.9999wt.%的量存在于导管451中。以中间烃料流的总重量计,包含C5和较重烃的组分可以0wt.%到约20wt.%;或者,约10wt.%到约0.000001wt.%;或者,约1.0wt.%到约0.0001wt.%的量存在于导管451中。
以导管405中的组分的总重量计,包含己烷和较重烃的组分可以大于约85wt.%;或者,大于约90wt.%;或者,大于约95wt.%的量存在于导管405中。在实施例中,导管405中的组分可以引导到额外加工步骤或过程,或者其可以按需要弃置。
存在于导管403中的组分可以包含1-己烯的烯烃共聚单体。以导管403中的组分的总重量计,1-己烯可以约20wt.%到约98wt.%;或者,约40wt.%到约95wt.%;或者,约50wt.%到约95wt.%的量存在于导管中。
导管403和405中的任一个可以被引导以便将其中的组分再循环到第一反应器100和/或MZCR 300。
轻组分蒸馏塔460可以被配置成将至少一种气态组分与从导管451接收到塔460中的气态组分分离。轻组分蒸馏塔460可以在适合于回收导管404中的无烯烃稀释剂、导管461中的稀释剂和与比导管462中的烯烃共聚单体轻的组分组合的烯烃单体的条件(例如温度、压力、塔板数目、回流速率、加热速率和用于控制蒸馏塔操作的其它参数)下操作。举例来说,轻组分蒸馏塔460可以在约50℃(122℉)到约20℃(68℉)、或者约40℃(104℉)到约10℃(50℉)、或者约30℃(86℉)到约5℃(41℉)范围内的温度和/或约0.101MPa(14.7psi)到约3.64MPa(527.9psi)、或者约0.108MPa(15.7psi)到约2.40MPa(348psi)、或者约0.586MPa(85psi)到约2.00MPa(290psi)范围内的压力下操作。
在一个方面中,导管462中的轻组分包含比稀释剂轻的烃,导管461中的组分可以包含稀释剂和烯烃单体,并且导管404中的组分可以包含稀释剂。在额外方面中,导管404中的组分处于液相,导管461中的组分处于液相,并且导管462中的组分处于气相。
在轻烃导管462中从轻组分蒸馏塔460排出的组分可以包括烯烃单体(例如乙烯)和其它轻质气体(例如乙烷、甲烷、二氧化碳、氮气、氢气或其组合)。在一个方面中,以轻烃导管462中的组分的总重量计,乙烯可以约50wt.%到约99wt.%;或者,约60wt.%到约98wt.%;或者,约70wt.%到约95wt.%的量存在于轻烃导管462中。
从底部导管404中的轻组分蒸馏塔460排出的组分可以包括丙烯、丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷或其组合。在一个方面中,底部导管可以不含烯烃(即,“无烯烃”),或者大体上不含烯烃,或者基本上不含烯烃。举例来说,以底部导管404中的组分的总重量计,一种或多种烯烃可以小于约1.0wt.%;或者,小于约0.5wt.%;或者,小于约0.1wt.%的量存在于底部导管404中。以底部导管404中的组分的总重量计,稀释剂可以大于约99.0wt.%;或者,大于约99.5wt.%;或者,大于约99.9wt.%的量存在于底部导管中。
在侧取口导管461中从轻组分蒸馏塔460排出的组分可以包含异丁烷和乙烯。举例来说,以导管461中的组分的总重量计,异丁烷可以大于约85wt.%;或者,大于约90wt.%;或者,大于约95wt.%的量存在于侧导管461中。以导管461中的组分的总重量计,乙烯可以小于约15wt.%;或者,小于约10wt.%;或者,小于约5wt.%的量存在于侧导管461中。
导管404和461中的任一个可以被引导以便将其中的组分再循环到第一反应器100和/或MZCR 300。
抛光装置470可以被配置成接收导管462并且将所接收的气态组分分离成导管402中的烯烃单体和导管406中的废气。抛光装置470可以利用用于将烯烃单体与废气分离的任何技术,例如压缩、蒸馏(例如利用低温和/或真空条件)、吸收、膜分离、冷凝或其组合。
抛光装置470的实例发现于第9,598,514号美国专利中,所述专利以全文引用的方式并入。在各方面中,抛光装置470可以包含配置成从导管462中的组分之中选择性地吸收烯烃单体的吸收反应器。适合的吸收反应器和/或吸收反应器配置的非限制性实例包含吸收(蒸馏)塔、变压吸收(PSA)配置、鼓泡器槽、搅拌反应器、一个或多个压缩器、一个或多个再循环泵或其组合。吸收反应器可以含有配置成选择性地吸收烯烃单体的液体吸收溶剂系统,并且导管462中的组分可以进入吸收反应器,使得组分(在气相中)向上鼓泡通过液体吸收溶剂系统。烯烃单体可以在液体吸收溶剂系统中吸收直到达到烯烃单体的饱和为止。在一个方面中,烯烃单体可以通过减压(例如变压吸收)和/或通过升高溶剂温度(例如烯烃单体在高温下作为气体从溶剂释放)而从溶剂释放。在替代方面中,可以在抛光装置470中利用溶剂循环系统以将饱和液体吸收溶剂系统循环到抛光装置470的再生器。烯烃单体可以在再生器中从溶剂释放,并且在这样的方面中,烯烃单体可以在导管402中从抛光装置470的再生器流动。
在其它方面中,抛光装置470的吸收反应器可以包含配置成维持(例如,从导管462接收的气体组分的)较小气泡大小的填充床或塔,例如,以便维持气体与液体溶剂之间的相对大表面积的接触并且维持气体到液体中的质量转移和/或吸收的效率。在各方面中,填充床或塔的填充材料可以包含聚合材料、金属材料或其组合。预期在变压吸收配置中,抛光装置470可以包含并联操作的多个吸收反应器,使得可以使至少一个反应器离线以从液体吸收溶剂系统释放烯烃单体,而并联的至少另一个反应器可以在线以捕获从导管462接收的烯烃单体。适合的吸收反应器的实例说明于图19-16处的气体处理器协会的“《工程数据商手册(Engineering Data Book)》”第10版中,其以全文引用的方式并入。
在导管462中的组分包含乙烯作为烯烃单体并且乙烷在其它气体之中的方面中,吸收溶剂系统的特征可以为具有乙烯对乙烷的选择性,其中乙烯和乙烷在约96.5kPa(14psi)下在约40:1的相同分压下存在;或者,在约138kPa(20psi)下约12:1的相同分压下存在;或者,在约276kPa(40psi)下约6:1的相同分压下存在;或者,在约1.24MPa(180psi)下约3:1的分压下存在。
在各方面中,抛光装置470的吸收反应器可以被配置成在约4.4℃(40℉)到约43.3℃(110℉)的温度范围内操作;或者,约4.4℃(40℉)到约15.6℃(60℉);或者,约7.2℃(45℉)到约12.8℃(55℉);或者,约10℃(50℉)到约12.8℃(55℉);或者约10℃(50℉)。
在各方面中,抛光装置470的吸收反应器可以被配置成在约34.5kPag(5psig)到约3.45MPag(500psig);或者,约0.345MPag(50psig)到约3.10MPag(450psig);或者,约0.517MPag(75psig)到约2.76MPag(400psig)的压力范围内操作。在涉及乙烯作为在抛光装置470的导管402中回收的烯烃单体的方面中,吸收反应器可以被配置成将乙烯的适合的分压提供或维持在约6.89kPaa(1psia)到约2.76MPaa(400psia);或者,约0.207MPaa(30psia)到约1.38MPaa(200psia);或者,约0.276MPaa(40psia)到约1.72MPaa(250psia);或者,约0.276MPaa(40psia)到约0.517MPaa(75psia);或者,约0.276MPag(40psig)到约0.414MPag(60psig)的范围内;或者,约0.276MPag(40psig);或者,约0.414MPag(60psig)。
在各方面中,液体吸收溶剂系统含有溶剂。溶剂可以是胺或胺络合物、芳香族烃、烯烃或其组合。溶剂胺的非限制性实例包含吡啶、苯甲胺和苯胺。举例来说,胺可以包括苯胺(苯胺、氨基苯);或者,与二甲基甲酰胺(DMF)组合的苯胺,并且在实施例中,苯胺和N-甲基吡咯烷酮(NMP)。在溶剂包括芳香族烃的方面中,芳香族烃可以包括未经取代或经烷基取代的芳基。芳香族烃可以在正常环境条件下呈液相。适合的非限制性实例包含甲苯、二甲苯等。在溶剂包括烯烃的方面中,非限制性实例包含具有10个到16个碳原子的烯烃。举例来说,充当溶剂的烯烃(其不是来自导管462的被吸收的烯烃单体)可以包括丙烯四聚物、十二烯、十四烯、十六烯或其组合。在各方面中,溶剂的特征可以为非质子性的,也就是说,不包含可解离的氢原子。不希望受理论所束缚,可离解的氢气溶剂可以导致烯烃(如乙烯)中的碳之间的双键的氢化。此外,溶剂的特征可以为极性的,如具有轻微极性,或如具有单向电荷。不希望受理论所束缚,极性溶剂可以与盐相互作用并且至少部分地溶解盐。
在额外方面中,液体吸收溶剂系统可以另外包含除溶剂以外的络合剂。在这个配置中,液体吸收溶剂可以能够与烯烃单体可逆地络合。络合剂可以包含金属盐。金属盐可以包含一种或多种过渡金属和弱离子卤素的盐。适合的过渡金属的非限制性实例包含银、金、铜、铂、钯和镍。适合的弱离子卤素的非限制性实例包含氯和溴。在各方面中,适合的过渡金属盐的特征可以为对烯烃具有高特异性。适合的过渡金属-卤素盐的非限制性实例包含氯化银(AgCl)和氯化铜(CuCl)。在特定方面中,液体吸收溶剂系统中采用的盐包括CuCl。不希望受理论所束缚,这类金属盐可以与烯烃单体(例如乙烯)的双碳键相互作用。
在一个方面中,络合剂可以包括羧酸铜(I)。适合的羧酸铜(I)包含铜(I)与含有1-20个碳原子的单羧酸、二羧酸和/或三羧酸的盐。盐的羧酸组分可以包括脂肪族成分、环状成分、芳基成分或其组合。羧酸铜(I)的其它适合的实例包含甲酸铜(I)、乙酸铜(I)、丙酸铜(I)、丁酸铜(I)、戊酸铜(I)、己酸铜(I)、辛酸铜(I)、癸酸铜(I)、2-乙基-己酸铜(I)、十六酸铜(I)、十四酸铜(I)、甲酸甲基铜(I)、乙酸乙基铜(I)、乙酸正丙基铜(I)、乙酸正丁基铜(I)、丙酸乙基铜(I)、辛酸铜(I)、苯甲酸铜(I)、苯甲酸对叔丁基铜(I)等等。另外,络合剂可以包含例如如本文所公开的羧酸铜(I)与三氟化硼(BF3)的加成物。
在另外和/或替代方面中,络合剂可以包括磺酸铜(I)。适合的磺酸铜(I)的非限制性实例包含具有4个到22个碳原子的磺酸铜(I)盐。盐的磺酸组分可以包含脂肪族成分、环状成分、芳基成分或其组合。脂肪族磺酸可以是直链或支链的。适合的脂肪族磺酸的实例包含(但不限于):正丁烷磺酸、2-乙基-1-己烷磺酸、2-甲基壬烷磺酸、十二烷磺酸、2-乙基-5-正戊基三癸烷磺酸、正二十烷磺酸等等。适合的芳香族磺酸的实例包含苯磺酸、烷基苯磺酸,其中烷基成员含有1个到16个碳原子,如对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸(邻十二烷基苯磺酸、间十二烷基苯磺酸和对十二烷基苯磺酸)、对十六烷基苯磺酸等等,萘磺酸、酚磺酸、萘磺酸和卤基苯磺酸,如对氯苯磺酸、对溴苯磺酸等等。
在一个方面中,络合剂还可以包含受阻烯烃。举例来说,当不具有受阻烯烃的络合剂形成在溶剂中溶解度不足的铜络合物时,络合剂可以另外包含受阻烯烃。这类受阻烯烃的实例为丙烯四聚物(即十二烯)。不希望受理论所束缚,受阻烯烃可以增加铜络合物的溶解性,同时易于被乙烯取代。
在各种实施例中,吸收溶剂系统可以利用美国专利第5,104,570号;第5,191,153号;第5,259,986号;以及第5,523,512号中所公开的络合剂中的一种或多种,所述专利中的每一个以全文引用的方式并入。
液体吸收溶剂系统的特定实施例包含氯化铜、苯胺和二甲基甲酰胺(CuCl/苯胺/DMF);或者,氯化铜、苯胺和N-甲基吡咯烷酮(CuCl/苯胺/NMP);或者,羧酸铜(I)和芳香族溶剂,如甲苯或二甲苯;或者,磺酸铜(I)和芳香族溶剂,如甲苯或二甲苯;或者,羧酸铜(I)与BF3在芳香族溶剂(甲苯或二甲苯)中的加成物;或者,2-乙基-己酸铜(I)和丙烯四聚体;或者,2-乙基-己酸铜(I)和十二烯;或者,十六酸铜(I)和十六烯;或者,十四烷酸铜(I)和十四烯。
抛光装置470的另一个实例发现于美国专利第5,769,927号中。在各方面中,抛光装置470可以包含冷凝器、闪蒸槽和膜过滤单元。导管462的组分可以在冷凝器中经受冷凝,使得组分的一部分冷凝成液相,而组分的另一部分保持气相。来自冷凝的所得液体可以然后在闪蒸槽中进行闪蒸分离以从冷凝的液体和残余液体部分形成蒸气。来自冷凝的所得气体可以经历膜分离以从所得气体回收废气。从闪蒸步骤回收的残余液体部分可以包含导管402中的烯烃单体,其可以再循环到第一反应器100和/或MZCR 300,或以其它方式消耗、处理、加工和/或存储。从膜分离步骤回收的废气可以包含导管406中的氢气、氧气、氮气、二氧化碳或其组合。这些废气可以燃烧。
当利用具有冷凝器、闪蒸槽和膜过滤单元的抛光装置470时,导管462中的组分可以在进料到冷凝器之前压缩。离开轻组分蒸馏塔460的导管462中的组分的温度和压力可以为可以在约5℃(41℉)到约20℃(68℉)范围内的温度和可以在约0.101MPa(14.7psi)到约0.586MPa(85psi)范围内的压力。压缩后的压力可以在约0.689MPag(100psig)到约6.89MPag(1,000psig);或者,约0.689MPag(100psig)到约3.45MPag(500psig);或者,约0.689MPag(100psig)到约1.72MPag(250psig);或者,约1.38MPag(200psig)到约6.89MPag(1,000psig);或者,约1.38MPag(200psig)到约3.45MPag(500psig);或者,约1.38MPag(200psig)到约1.72MPag(250psig)的范围内。压缩后的导管462中的组分的温度可能由于压缩的热量而稍微较高。
在各方面中,抛光装置470的冷凝器可以在约-100℃(-148℉)到约20℃(68℉);或者,约-60℃(-76℉)到约20℃(68℉);或者,约-40℃(-40℉)到约20℃(68℉)范围内的温度下操作。在额外方面中,抛光装置470的冷凝器可以在约0.689MPag(100psig)到约6.89MPag(1,000psig);或者,约0.689MPag(100psig)到约3.45MPag(500psig);或者,约0.689MPag(100psig)到约1.72MPag(250psig);或者,约1.38MPag(200psig)到约6.89MPag(1,000psig);或者,约1.38MPag(200psig)到约3.45MPag(500psig);或者,约1.38MPag(200psig)到约1.72MPag(250psig)范围内的压力下操作。
抛光装置470的闪蒸槽的操作温度和压力可以是适合于使残余冷凝液体中的烯烃单体在闪蒸槽操作的温度下高于烯烃单体的饱和蒸气压力约0MPa(0psig)到约0.345MPa(50psig)范围内。
在各方面中,抛光装置470的膜过滤单元可以含有对于烯烃单体气体展现与对于残余气相中的其它气体(例如氮气、氢气、二氧化碳、氧气或其组合)相比大体上不同的渗透性的膜。离开冷凝器的残余气体组分的压力可以足以驱动跨越膜过滤单元的膜的压降。离开膜过滤单元的废气料流406可以比从冷凝器进料到膜过滤单元的残余气体组分的温度冷大于5℃(41℉),或者大于10℃(50℉)。
膜可以对烯烃单体相对可渗透并且对其它气体相对不可渗透,或对其它气体相对可渗透并且对单体相对不可渗透。当对烯烃单体相对可渗透时,用于回收废气的导管406连接到膜过滤单元的滞留侧;而当对其它气体相对可渗透时,用于回收废气的导管406连接到膜过滤单元的渗透侧。
对烯烃单体相对可渗透的膜的实例包含可以用于制备弹性膜的聚合物,例如丁腈橡胶、氯丁橡胶、聚二甲基硅氧烷(聚硅氧橡胶)、氯磺化聚乙烯、聚硅氧-碳酸酯共聚物、氟弹性体、塑化聚氯乙烯、聚氨酯、顺式聚丁二烯、顺式聚异戊二烯、聚(丁烯-1)、聚苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯/乙烯/丁烯嵌段共聚物、热塑性聚烯烃弹性体,聚醚、聚酰胺、聚酯的嵌段共聚物,或其组合。对其它气体相对可渗透的膜的实例包含可以用于制备玻璃态膜的聚合物,例如聚砜、聚酰亚胺、聚酰胺、聚芳酰胺、聚苯醚、聚碳酸酯、乙基纤维素、乙酸纤维素或其组合。
图10A-10F说明具有图1和图2中未展示的各种额外方面的第一反应器100。
图10A-10F展示第一反应器100处于流化床反应器配置(也称作气相反应器配置)。在这类配置中,并且如针对图1-2的描述中的第一反应器100所描述,流化床反应器可以包含气体再循环系统,其在图10A到10F中是通过设备120、130、122、140、124、150和126形成。设备120、122、124和126为导管;设备130为分离器;设备140为冷凝器;以及设备150为压缩器。在导管124处通过组合式进料导管107将组分进料到气体再循环系统中。组合式进料导管107含有来自导管102的烯烃单体、来自导管104的任选的烯烃共聚单体、来自导管106的稀释剂的混合物。催化剂(任选地作为催化剂系统的技术)可以通过导管108直接进料到流化床反应器100的反应容器。尽管图10A到10F展示通过导管107和124进料到气体再循环系统的导管102、104和106,预期导管102、104、106中的组分可以在任何适合的位置进料到第一反应器100,包含i)直接进料到第一反应器100的反应器或ii)导管120、122、124、126和133中的任一个。类似地,尽管图10A到10F展示直接进料到反应容器的导管108,预期催化剂可以在导管108中在任何适合的位置(如通过导管107、120、122、124、126和133中的任一个)进料到第一反应器100。
在操作中,气态组分从第一反应器100的顶部101流动到气体再循环系统的导管120中。尽管第一反应器100可以包含配置成使流化床中的气态组分与用于在导管120中流动的固体聚烯烃颗粒分离的分离区114,但有可能一些聚烯烃颗粒可以与气态组分一起流动离开第一反应器100的顶部101并进入导管120中。
在图10A到10F的气体再循环系统中,可以包含任选的分离器130以将聚烯烃颗粒与气态组分分离,随后气态组分进入下游设备,如冷凝器140和压缩器150(例如,以避免这个设备的积垢)。分离器130可以被配置成如本文所描述的沉降槽或旋风分离器。固体聚烯烃颗粒借助于重力落到分离器130中并且可以与气态组分分离,以使得固体烯烃颗粒从导管131中的分离器130流动,而气态组分在导管122中沿着气体再循环系统继续。导管122中的气态组分可以然后流入气体再循环系统中的冷凝器140中,所述气体再循环系统被配置成使气相聚合反应器中所使用的气态组分(例如,稀释剂或冷凝剂)中的至少一种冷凝。气态组分的冷凝形成导管124从冷凝器140流动的气体/液体混合物。气体/液体混合物可以与通过导管107进料到第一反应器100的任何组分组合。导管124的条件可以使得通过导管106添加的稀释剂处于液相,而通过导管102添加的烯烃单体处于气相。预期取决于烯烃共聚单体相对于稀释剂/冷凝剂的沸点,任选的烯烃共聚单体(如果存在)可以在导管124中处于液相或气相。气体/液体混合物可以然后在导管124流动到压缩器150。压缩器150被配置成增加气体/液体混合物的压力以便提供额外条件,在所述额外条件下,稀释剂/冷凝剂在气体再循环系统中冷凝。压缩气体/液体混合物通过导管126从压缩器150流动回到第一反应器100中。
导管131中的固体聚烯烃颗粒可以流动到动力器件132。在实施例中,动力器件132可以为如图5A或图5B中所描述的配置的喷射器。体现为喷射器的动力器件132可以针对比图5D到5H种所描述的喷射器375的比较固体流动小的固体流动速率来适当第设定大小。在喷射器实施例中,动力器件132可以在末端132a中接收固体聚烯烃颗粒,在末端132b中接收载剂气体。固体/气体混合物可以离开末端132c并且可以通过导管133流动回到第一反应器100中。在一个方面中,载剂气体可以来源于导管122、导管201(参见图1和2)、导管501(参见图1和2)、导管502(参见图1和2)或其组合中的气态组分。在另一个实施例中,动力器件132可以为固体泵,其配置成从导管131接收固体聚烯烃颗粒并且通过导管133将固体聚烯烃颗粒泵送到第一反应器100。
图10A、10B和10C中第一反应器100可以用于图1中,其中第一反应器产物混合物在产物排放导管110中离开反应器100。在图10A、10B和10C中的每一个中,第一反应器产物混合物的一部分可以从产物排放导管110流动到取样系统1000中,而第一反应器产物混合物的其余部分可以从产物排放导管110流动到产物分离系统200中。
如图10D、10E和10F中所示的第一反应器100可以用于图2中,其中含有多峰聚烯烃的第一反应器产物混合物在产物排放导管370中离开反应器100。在图10D、10E和10F中的每一个中,第一反应器产物混合物的一部分可以从产物排放导管370流动到取样系统1000中,而第一反应器产物混合物的其余部分可以从产物排放导管370流动到产物分离系统400中。
图10A到10F中的每一个中的取样系统1000可以流体连接到产物排放导管110并且被配置成分析第一聚烯烃的样品(对于图10A到10C)或多峰聚烯烃的样品(对于图10D到10F)。取样系统1000可以包含样品导管110,第一反应器产物混合物的一部分流动通过所述样品导管到样品闪蒸槽1010。样品闪蒸槽1010可以被配置成将固体聚烯烃(例如,图10A到10C的第一聚烯烃或图10D到10E的多峰聚烯烃)与气态组分分离,使得气态组分可以通过导管1011从闪蒸槽1010流动并且使得固体聚烯烃可以通过导管1012从闪蒸槽101流动。导管1012中的固态聚烯烃可以流动到样品分析仪1020,所述样品分析仪可以被配置成分析第一聚烯烃的样品以确定通过导管1012所接收的固体聚烯烃的一个或多个特性。样品分析仪1020可以被配置成执行拉曼分析,其被配置成气相色谱,或被配置成光谱器件。样品分析仪1020的市售实例包含RAMANRXN3TM分析仪和RAMANRXN4TM分析仪。
图10A到10F还展示气体分配器111,其可以位于流化床反应器(即,第一反应器100)的底部部分115内部。气体分配器111可以被配置成具有通道111a,当气态组分穿过气体分配器111到第一反应器100的聚合区112中时,从导管126接收的再循环气态组分可以通过所述通道分布在反应器100内部。
现将描述图10A、10B和10C中的每一个中的独特方面和产物分离系统200。
图10A展示部分地放置在流化床反应器的底部部分115内的沉降腿113。沉降腿113的至少一部分可以放置在第一反应器100内部,使得沉降腿113的末端113a打开到气体分配器111和/或聚合区112,并且相对末端113b延伸到第一反应器100外部。尽管图10A中展示沉降腿113是安置在气体分配器111的中心,但预期沉降腿113可以相对于气体分配器111和/或第一反应器100的反应容器偏离中心放置。
沉降腿113可以呈管道形式。在一个方面中,沉降腿113的直径沿着沉降腿113的长度为相同的;而在另一个方面中,沉降腿113的末端113b可以圆锥形逐渐变细,使得末端113b的直径在向下方向上减小。在一个方面中,沉降腿113沿着沉降腿的长度方向可以具有在约10.16cm(4英寸)到约30.48cm(12英寸);或者,约15.24cm(6英寸)到约20.32cm(8英寸);或者,约23.32cm(8英寸)到约30.48cm(12英寸)范围内的内径,包含具有沿着所述部分的长度方向变化的内径的任何部分(例如,末端113b)。
第一聚烯烃的固体聚烯烃颗粒可以因重力而落入沉降腿中,因为颗粒变得过大而无法使其在聚合区112中保持流化。从第一反应器100中的流化床沉降出的颗粒可以流入沉降腿113的末端113a到沉降腿113b的相对末端113b。颗粒可以在沉降腿113中以活塞流方式从末端113a向下移动到末端113b作为移动床。颗粒然后可以通过产物排放导管110从第一反应器100流动到产物分离系统200。
图10A中的产物分离系统200可以包含排出阀210、导管211、分离容器230、导管201和导管202。图10B中的产物分离系统200可以任选地还包含处理器1030。
排出阀210可以被配置成从产物排放导管110接收第一反应器产物混合物并且控制第一反应器产物混合物穿过其的流动。排出阀210可以为所属领域中已知的适用于控制产物混合物的流动的任何类型的控制阀。这类阀包含球阀、v形球阀、旋塞阀、截止阀和角阀。在一个方面中,当100%打开时,排出阀210可以具有在约1.27cm(0.5英寸)到约7.62cm(3英寸)范围内的直径。在一个方面中,即使当需要阀210仅少量打开(例如,20%-25%打开)时,排出阀210可以具有大于最大预期聚合物粒度的流动通道直径,这给出排出阀210的打开范围的宽控制范围(例如,20%-100%打开)。排出阀210可以由来自控制器的信号致动,所述控制器被配置成以连续或不连续方式操作排出阀210。控制器可以被配置成以设定间隔并且持续某一持续时间完全关闭并然后完全打开排出阀210,以将排出阀210致动到一定打开百分比,例如,20%-100%打开。
分离容器230可以通过导管110和211以及通过排出阀210联接到沉降腿113的末端113b。分离容器230可以被配置成将第一反应器产物混合物分离到导管202中的第一聚烯烃中并且分离到导管201中的气体混合物中。导管201中的气体混合物可以包含与第一聚烯烃分离的气体。分离容器230可以体现为闪蒸槽,其被配置成提供产物混合物的压力减小,使得从第一聚烯烃分离出烯烃单体、任何任选的烯烃共聚单体、稀释剂和其它组分(例如氮气、氢气、氧气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、己烷、重烃或其组合),以便产生导管201中的这些气态组分中的一种或多种。在任何液体含于第一反应器产物混合物中的程度上,在闪蒸槽中所提供的减压可以将液体闪蒸成气相以用于在导管201中流动。在一个方面中,分离容器230可以为具有将第一聚烯烃引导流动到导管202的圆锥形底部部分的中空容器。在一个方面中,分离容器230可以在无减压的情况下操作,例如当第一反应器产物混合物含有气体组分和第一聚烯烃并且无液体或最小量的液体时,因为不需要减压来将液态组分闪蒸为气相。
在任选的方面中,图10A说明可以被配置成处理导管201中的气体混合物的处理器1030。也就是说,处理器1030可以流体连接到导管201。在各方面中,处理器1030可以为火炬烟囱、地面火炬、变压吸收器、膜或其组合。在另一个任选的方面中,预期导管201可以流动到产物分离系统400以用于处理气体混合物,如针对图9所描述。
图10B展示放置于流化床反应器的侧面116上的产物排放导管110。当放置在流化床反应器的容器的侧面116上时,预期产物排放导管110可以放置在反应器容器的底部上。产物排放导管110可以连接到流化床反应器,使得产物排放导管110相对于水平面的角度在以下范围内:-60°到60°;或者,-45°到45°;或者,-35°到35°;或者,-25°到25°;或者,0°到45°;或者,在10°到35°范围内;或者,在20°到25°范围内。举例来说,产物排放导管110相对于水平面的角度可以为-60°、-59°、-58°、-57°、-56°、-55°、-57°、-56°、-55°、-54°、-53°、-52°、-51°、-50°、-49°、-48°、-47°、-46°、-45°、-44°、-43°、-42°、-41°、-40°、-39°、-38°、-37°、-36°、-35°、-34°、-33°、-32°、-31°、-30°、-29°、-28°、-27°、-26°、-25°、-24°、-23°、-22°、-21°、-20°、-19°、-18°、-17°、-16°、-15°、-14°、-13°、-12°、-11°、-10°、-9°、-8°、-7°、-6°、-5°、-4°,-3°、-2°、-1°、0°、1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°、8°、9°、10°、11°、12°、13°、14°、15°、16°、17°、18°、19°、20°、21°、22°、23°、24°、25°、26°、27°、28°、29°、30°、31°、32°、33°、34°、35°、36°、37°、38°、39°、40°、41°、42°、43°、44°、45°、46°、47°、48°、49°、50°、51°、52°、53°、54°、55°、56°、57°、58°、59°或60°。
图10B中的产物分离系统200可以包含闭锁料斗240、循环阀241和243、导管242、导管244、导管245、分离容器230、导管201和导管202。图10B中的产物分离系统200可以任选地还包含处理器1030。
图10B展示闭锁料斗240可以联接到产物排放导管110。在一个方面中,闭锁料斗240可以通过第一循环阀241和导管242联接到产物排放导管110。闭锁料斗240可以另外通过第二循环阀243以及导管244和245联接到分离容器230。第一循环阀241可以联接到闭锁料斗240的入口247,并且第二循环阀243可以联接到闭锁料斗240的出口246。第一循环阀241和第二循环阀243可以被配置成将第一反应器产物混合物传送进和出闭锁料斗240,同时保持闭锁料斗240内部的内含物与流化床反应器的条件和分离容器230的条件分离。也就是说,无论如何,闭锁料斗240的内部空间流体连接到流化床反应器的内部或分离容器230的内部。举例来说,循环阀241和243可以各自具有多个腔室248和249,所述循环阀可以例如如果存在四个腔室,那么循环四分之一转(如果两个腔室,那么对于更多个腔室半转等等)。在每次部分旋转后,第一循环阀241的腔室248中的一个可以流体连接到产物排放导管110以便在其中接收第一反应器产物混合物,而腔室248中的另一个可以通过导管242与闭锁料斗240流体连接,使得第一反应器产物混合物通过导管242下降到闭锁料斗240中。在类似物质中,在每次部分旋转后,第二循环阀243的腔室249中的一个可以通过导管244流体连接到闭锁料斗240,以便在其中接收第一反应器产物混合物,而腔室249中的另一个可以通过导管245流体连接到分离容器230,使得第一反应器产物混合物下降到分离容器230中。控制器可以被配置成控制第一循环阀241和第二循环阀243中的每一个的部分旋转,以便维持或改变闭锁料斗240内部的第一反应器产物混合物的所要量。
闭锁料斗240可以为被配置成接收第一反应器产物混合物并且然后根据第一循环阀241和第二循环阀243的致动将混合物传送出闭锁料斗240的容器。
分离容器230可以通过第二循环阀243以及导管244和245联接到闭锁料斗240。分离容器230可以被配置成将第一反应器产物混合物分离到导管202中的第一聚烯烃中并且分离到导管201中的气体混合物中。导管201中的气体混合物可以包含与第一聚烯烃分离的气体。分离容器230可以体现为闪蒸槽,其被配置成提供产物混合物的压力减小,使得从第一聚烯烃分离出烯烃单体、任何任选的烯烃共聚单体、稀释剂和其它组分(例如氮气、氢气、氧气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、己烷、重烃或其组合),以便产生导管201中的这些气态组分中的一种或多种。在任何液体含于第一反应器产物混合物中的程度上,在闪蒸槽中所提供的减压可以将液体闪蒸成气相以用于在导管201中流动。在一个方面中,分离容器230可以为具有将第一聚烯烃引导流动到导管202的圆锥形底部部分的中空容器。在一个方面中,分离容器230可以在无减压的情况下操作,例如当第一反应器产物混合物含有气体组分和第一聚烯烃并且无液体或最小量的液体时,因为不需要减压来将液态组分闪蒸为气相。
在任选的方面中,图10B说明可以被配置成处理导管201中的气体混合物的处理器1030。也就是说,处理器1030可以流体连接到导管201。在各方面中,处理器1030可以为火炬烟囱、地面火炬、变压吸收器、膜或其组合。在另一个任选的方面中,预期导管201可以流动到产物分离系统400以用于处理气体混合物,如针对图9所描述。
图10C展示放置于流化床反应器的侧面116上的产物排放导管110。当放置在流化床反应器的容器的侧面116上时,预期产物排放导管110可以放置在反应器容器的底部上。产物排放导管110可以连接到流化床反应器,使得产物排放导管110相对于水平面的角度在以下范围内:-60°到60°;或者,-45°到45°;或者,-35°到35°;或者,-25°到25°;或者,0°到45°;或者,在10°到35°范围内;或者,在20°到25°范围内。举例来说,产物排放导管110相对于水平面的角度可以为-60°、-59°、-58°、-57°、-56°、-55°、-57°、-56°、-55°、-54°、-53°、-52°、-51°、-50°、-49°、-48°、-47°、-46°、-45°、-44°、-43°、-42°、-41°、-40°、-39°、-38°、-37°、-36°、-35°、-34°、-33°、-32°、-31°、-30°、-29°、-28°、-27°、-26°、-25°、-24°、-23°、-22°、-21°、-20°、-19°、-18°、-17°、-16°、-15°、-14°、-13°、-12°、-11°、-10°、-9°、-8°、-7°、-6°、-5°、-4°,-3°、-2°、-1°、0°、1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°、8°、9°、10°、11°、12°、13°、14°、15°、16°、17°、18°、19°、20°、21°、22°、23°、24°、25°、26°、27°、28°、29°、30°、31°、32°、33°、34°、35°、36°、37°、38°、39°、40°、41°、42°、43°、44°、45°、46°、47°、48°、49°、50°、51°、52°、53°、54°、55°、56°、57°、58°、59°或60°。
图10C中的产物分离系统200可以包含排出阀212、导管211、分离容器230、导管201和导管202。图10C中的产物分离系统200可以任选地还包含处理器1030。
图10C展示流体连接到产物排放导管110的连续排出阀212。连续排出阀212可以被配置成从产物排放导管110接收第一反应器产物混合物并且控制第一反应器产物混合物穿过其的流动。连续排出阀212可以为所属领域中已知的适用于连续地控制产物混合物的流动的任何类型的控制阀。这类阀包含球阀、v形球阀、旋塞阀、截止阀和角阀。在一个方面中,即使当需要阀212仅少量打开(例如,20%-25%打开)时,连续排出阀212可以具有大于最大预期聚合物粒度的流动通道直径,这给出连续排出阀212的打开范围的宽控制范围(例如,20%-100%打开)。连续排出阀212可以由来自控制器的信号致动,所述控制器被配置成操作连续排出阀212,使得第一反应器产物混合物以连续方式在产物排放导管110中流动。控制器可以被配置成致动连续排出阀212到一定打开百分比,例如,20%-100%打开。
分离容器230可以通过导管211联接到连续排出阀212。分离容器230可以被配置成将第一反应器产物混合物分离到导管202中的第一聚烯烃中并且分离到导管201中的气体混合物中。导管201中的气体混合物可以包含与第一聚烯烃分离的气体。分离容器230可以体现为闪蒸槽,其被配置成提供产物混合物的压力减小,使得从第一聚烯烃分离出烯烃单体、任何任选的烯烃共聚单体、稀释剂和其它组分(例如氮气、氢气、氧气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、己烷、重烃或其组合),以便产生导管201中的这些气态组分中的一种或多种。在任何液体含于第一反应器产物混合物中的程度上,在闪蒸槽中所提供的减压可以将液体闪蒸成气相以用于在导管201中流动。在一个方面中,分离容器230可以为具有将第一聚烯烃引导流动到导管202的圆锥形底部部分的中空容器。在一个方面中,分离容器230可以在无减压的情况下操作,例如当第一反应器产物混合物含有气体组分和第一聚烯烃并且无液体或最小量的液体时,因为不需要减压来将液态组分闪蒸为气相。
在任选的方面中,图10C说明可以被配置成处理导管201中的气体混合物的处理器1030。也就是说,处理器1030可以流体连接到导管201。在各方面中,处理器1030可以为火炬烟囱、地面火炬、变压吸收器、膜或其组合。在另一个任选的方面中,预期导管201可以流动到产物分离系统400以用于处理气体混合物,如针对图9所描述。
图10D展示部分地放置在流化床反应器的底部部分115内的沉降腿113。沉降腿113的至少一部分可以放置在第一反应器100内部,使得沉降腿113的末端113a打开到气体分配器111和/或聚合区112,并且相对末端113b延伸到第一反应器100外部。尽管图10D中展示沉降腿113是安置在气体分配器111的中心,但预期沉降腿113可以相对于气体分配器111和/或第一反应器100的反应容器偏离中心放置。
沉降腿113可以呈管道形式。在一个方面中,沉降腿113的直径沿着沉降腿113的长度为相同的;而在另一个方面中,沉降腿113的末端113b可以圆锥形逐渐变细,使得末端113b的直径在向下方向上减小。在一个方面中,沉降腿113沿着沉降腿的长度方向可以具有在约10.16cm(4英寸)到约30.48cm(12英寸)范围内的内径,包含具有沿着所述部分的长度方向变化的内径的任何部分(例如,末端113b)。
第一聚烯烃的固体聚烯烃颗粒可以因重力而落入沉降腿中,因为颗粒变得过大而无法使其在聚合区112中保持流化。从第一反应器100中的流化床沉降出的颗粒可以流入沉降腿113的末端113a到沉降腿113b的相对末端113b。颗粒可以在沉降腿113中以活塞流方式从末端113a向下移动到末端113b作为移动床。颗粒然后可以通过产物排放导管370从第一反应器100流动到产物分离系统200。
图10D中的产物分离系统400可以包含排出阀410、导管411、分离容器430、导管431和导管401。图10D中的产物分离系统400可以任选地还包含处理器1030和/或图9中所示和所描述的设备的任何组合。
排出阀410可以被配置成从产物排放导管370接收第一反应器产物混合物并且控制第一反应器产物混合物穿过其的流动。图10D中的排出阀410可以具有针对图9所描述的排出阀的配置。
分离容器430可以通过导管110和411以及通过排出阀410联接到沉降腿113的末端113b。分离容器430可以被配置成将第一反应器产物混合物分离到导管401中的多峰聚烯烃中并且分离到导管431中的气体混合物中。导管431中的气体混合物可以包含与第一聚烯烃分离的气体。分离容器430可以为针对图9所描述的分离容器430的配置,例如体现为闪蒸槽,其被配置成提供产物混合物的压力减小,使得从多峰聚烯烃分离出烯烃单体、任何任选的烯烃共聚单体、稀释剂和其它组分(例如氮气、氢气、氧气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、己烷、重烃或其组合),以便产生导管431中的这些气态组分中的一种或多种。在任何液体含于第一反应器产物混合物中的程度上,在闪蒸槽中所提供的减压可以将液体闪蒸成气相以用于在导管431中流动。在一个方面中,分离容器430可以为具有将多峰聚烯烃引导流动到导管401的圆锥形底部部分的中空容器。在一个方面中,分离容器430可以在无减压的情况下操作,例如当第一反应器产物混合物含有气体组分和多峰聚烯烃并且无液体或最小量的液体时,因为不需要减压来将液态组分闪蒸为气相。
在任选的方面中,图10D说明可以被配置成处理导管431中的气体混合物的处理器1030。也就是说,处理器1030可以流体连接到导管431。在各方面中,处理器1030可以为火炬烟囱、地面火炬、变压吸收器、膜或其组合。在替代方面中,处理器1030可以为图9中所示的设备列,所述处理器加工从导管431接收的气态组分。
图10E展示放置于流化床反应器的侧面116上的产物排放导管370。当放置在流化床反应器的容器的侧面116上时,预期产物排放导管370可以放置在反应器容器的底部上。产物排放导管370可以连接到流化床反应器,使得产物排放导管370相对于水平面的角度在以下范围内:-60°到60°;或者,-45°到45°;或者,-35°到35°;或者,-25°到25°;或者,0°到45°;或者,在10°到35°范围内;或者,在20°到25°范围内。举例来说,产物排放导管370相对于水平面的角度可以为-60°、-59°、-58°、-57°、-56°、-55°、-57°、-56°、-55°、-54°、-53°、-52°、-51°、-50°、-49°、-48°、-47°、-46°、-45°、-44°、-43°、-42°、-41°、-40°、-39°、-38°、-37°、-36°、-35°、-34°、-33°、-32°、-31°、-30°、-29°、-28°、-27°、-26°、-25°、-24°、-23°、-22°、-21°、-20°、-19°、-18°、-17°、-16°、-15°、-14°、-13°、-12°、-11°、-10°、-9°、-8°、-7°、-6°、-5°、-4°,-3°、-2°、-1°、0°、1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°、8°、9°、10°、11°、12°、13°、14°、15°、16°、17°、18°、19°、20°、21°、22°、23°、24°、25°、26°、27°、28°、29°、30°、31°、32°、33°、34°、35°、36°、37°、38°、39°、40°、41°、42°、43°、44°、45°、46°、47°、48°、49°、50°、51°、52°、53°、54°、55°、56°、57°、58°、59°或60°。
图10E中的产物分离系统400可以包含闭锁料斗490、循环阀491和493、导管492、导管494、导管495、分离容器430、导管401和导管431。图10E中的产物分离系统400可以任选地还包含处理器1030和/或图9中所示和所描述的设备的任何组合。
图10E展示闭锁料斗490可以联接到产物排放导管370。在一个方面中,闭锁料斗490可以通过第一循环阀491和导管492联接到产物排放导管370。闭锁料斗490可以另外通过第二循环阀493以及导管495和495联接到分离容器430。第一循环阀491可以联接到闭锁料斗490的入口497,并且第二循环阀493可以联接到闭锁料斗490的出口496。第一循环阀491和第二循环阀493可以被配置成将第一反应器产物混合物传送进和出闭锁料斗490,同时保持闭锁料斗490内部的内含物与流化床反应器的条件和分离容器430的条件分离。也就是说,无论如何,闭锁料斗490的内部空间流体连接到流化床反应器的内部或分离容器430的内部。举例来说,循环阀491和493可以各自具有多个腔室498和499,所述循环阀可以例如如果存在四个腔室,那么循环四分之一转(如果两个腔室,那么对于更多个腔室半转等等)。在每次部分旋转后,第一循环阀491的腔室498中的一个可以流体连接到产物排放导管370以便在其中接收第一反应器产物混合物,而腔室498中的另一个可以通过导管492与闭锁料斗490流体连接,使得第一反应器产物混合物通过导管492下降到闭锁料斗490中。在类似物质中,在每次部分旋转后,第二循环阀493的腔室499中的一个可以通过导管494流体连接到闭锁料斗490,以便在其中接收第一反应器产物混合物,而腔室499中的另一个可以通过导管495流体连接到分离容器430,使得第一反应器产物混合物下降到分离容器430中。控制器可以被配置成控制第一循环阀491和第二循环阀493中的每一个的部分旋转,以便维持或改变闭锁料斗490内部的第一反应器产物混合物的所要量。
闭锁料斗490可以为被配置成接收第一反应器产物混合物并且然后根据第一循环阀491和第二循环阀493的致动将混合物传送出闭锁料斗490的容器。
分离容器430可以通过第二循环阀493以及导管494和495联接到闭锁料斗490。分离容器430可以为针对图9所描述的分离容器430的配置,例如体现为闪蒸槽,其被配置成提供产物混合物的压力减小,使得从多峰聚烯烃分离出烯烃单体、任何任选的烯烃共聚单体、稀释剂和其它组分(例如氮气、氢气、氧气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、己烷、重烃或其组合),以便产生导管431中的这些气态组分中的一种或多种。在任何液体含于第一反应器产物混合物中的程度上,在闪蒸槽中所提供的减压可以将液体闪蒸成气相以用于在导管431中流动。在一个方面中,分离容器430可以为具有将多峰聚烯烃引导流动到导管401的圆锥形底部部分的中空容器。在一个方面中,分离容器430可以在无减压的情况下操作,例如当第一反应器产物混合物含有气体组分和多峰聚烯烃并且无液体或最小量的液体时,因为不需要减压来将液态组分闪蒸为气相。
在任选的方面中,图10E说明可以被配置成处理导管431中的气体混合物的处理器1030。也就是说,处理器1030可以流体连接到导管431。在各方面中,处理器1030可以为火炬烟囱、地面火炬、变压吸收器、膜或其组合。在另一个任选的方面中,预期导管431可以流动到产物分离系统400以用于处理气体混合物,如针对图9所描述。
图10F展示放置于流化床反应器的侧面116上的产物排放导管370。当放置在流化床反应器的容器的侧面116上时,预期产物排放导管370可以放置在反应器容器的底部上。产物排放导管370可以连接到流化床反应器,使得产物排放导管370相对于水平面的角度在以下范围内:-60°到60°;或者,-45°到45°;或者,-35°到35°;或者,-25°到25°;或者,0°到45°;或者,在10°到35°范围内;或者,在20°到25°范围内。举例来说,产物排放导管370相对于水平面的角度可以为-60°、-59°、-58°、-57°、-56°、-55°、-57°、-56°、-55°、-54°、-53°、-52°、-51°、-50°、-49°、-48°、-47°、-46°、-45°、-44°、-43°、-42°、-41°、-40°、-39°、-38°、-37°、-36°、-35°、-34°、-33°、-32°、-31°、-30°、-29°、-28°、-27°、-26°、-25°、-24°、-23°、-22°、-21°、-20°、-19°、-18°、-17°、-16°、-15°、-14°、-13°、-12°、-11°、-10°、-9°、-8°、-7°、-6°、-5°、-4°,-3°、-2°、-1°、0°、1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°、8°、9°、10°、11°、12°、13°、14°、15°、16°、17°、18°、19°、20°、21°、22°、23°、24°、25°、26°、27°、28°、29°、30°、31°、32°、33°、34°、35°、36°、37°、38°、39°、40°、41°、42°、43°、44°、45°、46°、47°、48°、49°、50°、51°、52°、53°、54°、55°、56°、57°、58°、59°或60°。
图10F中的产物分离系统400可以包含排出阀413、导管411、分离容器430、导管401和导管431。图10E中的产物分离系统400可以任选地还包含处理器1030和/或图9中所示和所描述的设备的任何组合。
图10F展示流体连接到产物排放导管370的连续排出阀413。连续排出阀413可以被配置成从产物排放导管370接收第一反应器产物混合物并且控制第一反应器产物混合物穿过其的流动。连续排出阀413可以为所属领域中已知的适用于连续地控制产物混合物的流动的任何类型的控制阀。这类阀包含球阀、v形球阀、旋塞阀、截止阀和角阀。在一个方面中,即使当需要阀413仅少量打开(例如,20%-25%打开)时,连续排出阀413可以具有大于最大预期聚合物粒度的流动通道直径,这给出连续排出阀413的打开范围的宽控制范围(例如,20%-100%打开)。连续排出阀413可以由来自控制器的信号致动,所述控制器被配置成操作连续排出阀413,使得第一反应器产物混合物以连续方式在产物排放导管370中流动。控制器可以被配置成致动连续排出阀413到一定打开百分比,例如,20%-100%打开。
分离容器430可以通过导管411联接到连续排出阀413。分离容器430可以被配置成将第一反应器产物混合物分离到导管401中的第一聚烯烃中并且分离到导管431中的气体混合物中。导管431中的气体混合物可以包含与第一聚烯烃分离的气体。分离容器430可以体现为闪蒸槽,其被配置成提供产物混合物的压力减小,使得从第一聚烯烃分离出烯烃单体、任何任选的烯烃共聚单体、稀释剂和其它组分(例如氮气、氢气、氧气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、己烷、重烃或其组合),以便产生导管431中的这些气态组分中的一种或多种。在任何液体含于第一反应器产物混合物中的程度上,在闪蒸槽中所提供的减压可以将液体闪蒸成气相以用于在导管431中流动。在一个方面中,分离容器430可以为具有将第一聚烯烃引导流动到导管401的圆锥形底部部分的中空容器。在一个方面中,分离容器430可以在无减压的情况下操作,例如当第一反应器产物混合物含有气体组分和第一聚烯烃并且无液体或最小量的液体时,因为不需要减压来将液态组分闪蒸为气相。
在任选的方面中,图10F说明可以被配置成处理导管431中的气体混合物的处理器1030。也就是说,处理器1030可以流体连接到导管431。在各方面中,处理器1030可以为火炬烟囱、地面火炬、变压吸收器、膜或其组合。在另一个任选的方面中,预期导管431可以流动到产物分离系统400以用于处理气体混合物,如针对图9所描述。
所公开的装置和方法被配置成制造多峰聚烯烃。
在一个方面中,多峰聚烯烃可以包括高密度聚乙烯(HDPE)、中等密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)或其组合。HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE中的任一种可以均聚物或共聚物(例如本文所公开的含有乙烯单体单元和共聚单体(如1-己烯)的共聚单体单元的聚烯烃)形式产生。
根据本公开产生的多峰聚烯烃组合物的其它方面和实施例描述为以下聚乙烯树脂A、B、C、D和E。每种聚乙烯树脂A、B、C、D和E可以包括在第一反应器100的聚合区112中制得的第一聚烯烃、在MZCR 300的升液管320的聚合区321中制得的第二聚烯烃和在MZCR300的降液管340的聚合区341中制得的第三聚烯烃。
在一个方面中,第一聚烯烃可以为HDPE树脂,并且第二和第三聚烯烃可以一起形成LLDPE。
在一个方面中,每种聚乙烯树脂A、B、C、D和E中的第一聚烯烃可以是多峰聚烯烃的低分子量(LMW)组分,每种聚乙烯树脂A、B、C、D和E中的第二聚烯烃可以是多峰聚烯烃的中间分子量(IMW)组分,并且每种聚乙烯树脂A、B、C、D和E中的第三聚烯烃可以是多峰聚烯烃的高分子量(HMW)组分。预期多峰聚烯烃的其它组分的量或数目可以归因于可以在MZCR300中(例如,在MZCR 300的下导管310、上导管330和分离器350中的一个或多个中)发生的残余聚合反应而存在。因此,在一个方面中,多峰聚烯烃(并且因此在每种聚乙烯树脂A、B、C、D和E中)可以具有三种到六种分子量组分并且可以表征为三峰聚烯烃、四峰聚烯烃、五峰聚烯烃或六峰聚烯烃。
在一个方面中,每种聚乙烯树脂A、B、C、D和E中的第一聚烯烃可以是多峰聚烯烃的低分子量(LMW)组分,每种聚乙烯树脂A、B、C、D和E中的第二聚烯烃可以是多峰聚烯烃的中间分子量(IMW)组分,并且每种聚乙烯树脂A、B、C、D和E中的第三聚烯烃可以是多峰聚烯烃的高分子量(HMW)组分。预期多峰聚烯烃的其它组分的量可以归因于可以在MZCR 300中(例如,在MZCR 300的下导管310、上导管330和分离器350中的一个或多个中)发生的残余聚合反应而存在。
在额外或替代方面中,在第一反应器100的聚合区112中产生的每种聚乙烯树脂A、B、C、D和E中的第一聚烯烃(例如LMW组分)可以是较低分子量聚乙烯,并且在降液管340的聚合区341中产生的每种聚乙烯树脂A、B、C、D和E中的第三聚烯烃(例如HMW组分)可以是较高分子量聚乙烯。每种聚乙烯树脂A、B、C、D和E中的第二聚烯烃(例如IMW组分)是在升液管320的聚合区321中产生。术语“较低”和“较高”用于描述相对于多峰聚烯烃组合物中的其它聚烯烃的平均分子量的聚烯烃的平均分子量,并且并不意指仅包含如所属领域的技术人员所辨识的绝对值(例如,“较低分子量”未必意指具有“低分子量”的平均分子量,尽管极可能是)。因此,当聚合区112中产生的聚烯烃具有“较低分子量”时,希望聚烯烃的平均分子量低于多峰聚烯烃组合物中的其它聚烯烃的平均分子量,例如低于在降液管340中制得的聚烯烃的“较高分子量”和在升液管320中制得的聚烯烃的中间分子量。同样地,当在降液管340的聚合区341中产生的聚烯烃具有“较高分子量”时,预期聚烯烃的平均分子量高于在多峰聚烯烃组合物中的其它聚烯烃的分子量,例如高于在第一反应器100中制得的聚烯烃的“较低分子量”和在升液管320中制得的聚烯烃的中间分子量。
所公开的装置和方法中的多个聚合区(例如聚合区112、321和341)在可以制备的多峰聚烯烃的特性方面提供了极大的灵活性。可以确定聚合区112、321和341中的滞留时间、气体组成、催化剂、催化剂注入速率、烯烃单体与催化剂的比率、共聚单体浓度、氢气浓度和其它参数以产生具有所要特性的多峰聚烯烃。
本文所公开的多峰聚烯烃的一个优点为其在轻量化中的用途。当与另外使用多峰聚烯烃相比,使用较少多峰聚烯烃以形成管道、膜或制品时,例如使用双峰聚烯烃以形成相同大小的管道、膜或制品,发生轻量化。可以在本文中产生的多峰聚烯烃可以具有有利的硬度和杨氏值、正割值和/或弯曲模量值,其在形成管道、膜或制品时实现轻量化,同时仍具有所形成的管道、膜或制品中的所要冲击强度和耐环境应力开裂(ESCR)。不受理论限制,相信所公开的方法和装置可以用于控制并入多峰聚烯烃中的第一聚烯烃(也可以称为低分子量(LMW)组分)的量。控制可以是LMW组分的量,其在多峰聚烯烃用于制造管道、膜或制品时,有利地引起轻量化。
本文所公开的多峰聚烯烃的另一个优点为适用作管道的树脂中的较低量的凝胶。较低凝胶计数导致产物的改良的机械特性、美观性和表面光洁度。一般来说,凝胶为呈离散颗粒形式的较高分子量和/或交联聚合物(例如,聚乙烯)。出于计数这些离散颗粒的目的,可计数的凝胶的大小大于200微米。多峰聚烯烃(包含本文所公开的聚乙烯树脂)中的凝胶可以通过在具有槽模的1.25"基利昂(Killion)单螺杆挤压机上挤压1mm厚的流延膜来测量。具有光源的FS5模型OCS(光学控制系统股份有限公司(Optical Control Systems,GmbH))凝胶计数器可以在透射模式下使用,其中灰度设置在170处以检测凝胶的数目。形成较少凝胶,因为本文所公开的多区聚烯烃聚合制造更均匀的产物。多峰分子量分布可以允许低分子量(LMW)组分和高分子量(HMW)组分与一种或多种其它组分桥接,使得多峰聚烯烃在混合具有不同分子量的组分(例如HMW组分和LMW组分)时产生的凝胶较少。
下文将聚乙烯树脂A、B、C、D和E讨论为可以在所公开的装置和方法中制得的多峰聚烯烃的示例性实施例,并且预期可以制得其它聚烯烃树脂。在一个方面中,本文中制得的任何多峰聚烯烃和任何聚烯烃树脂可以适用作通过吹塑、小部件吹塑、大部件吹塑、挤出成型、旋转成型、热成型、浇铸成型等形成的膜、管道或制品。
在一个方面中,约20wt.%到约80wt.%、或者约40wt.%到约60wt.%、或者约45wt.%到约55wt.%、或者约50wt.%的量的聚乙烯树脂A可以包括第一聚烯烃,并且约80wt.%到约20wt.%、或者约60wt.%到约40wt.%、或者约55wt.%到约45wt.%、或者约50wt.%的量的聚乙烯树脂A可以包括第二聚烯烃和第三聚烯烃换句话说,约20wt.%到约80wt.%、或者约40wt.%到约60wt.%、或者约45wt.%到约55wt.%、或者约50wt.%的量的聚乙烯树脂可以包括LMW组分,并且约80wt.%到约20wt.%、或者约60wt.%到约40wt.%、或者约55wt.%到约45wt.%、或者约50wt.%的量的聚乙烯树脂A可以包括IMW组分和HMW组分。换句话说,聚乙烯树脂A的LMW组分可以约20wt.%到约75wt.%的量存在,聚乙烯树脂A的IMW组分可以约5wt.%到约40wt.%的量存在,并且聚乙烯树脂A的HMW组分可以约10wt.%到约60wt.%的量存在。
在一个方面中,由第二聚烯烃和第三聚烯烃制成的聚乙烯树脂A的部分可以包含约1wt.%到约30wt.%的量的第二聚烯烃和约10wt.%到约79wt.%的量的第三聚烯烃。
在一个方面中,由IMW组分和HMW组分制成的聚乙烯树脂A的部分可以包含约1wt.%到约30wt.%的量的IMW组分和约10wt.%到约79wt.%的量的HMW组分。
在一个方面中,当根据ISO 1183在23℃下测试时,聚乙烯树脂A的密度可以在约0.930g/ml到约0.970g/ml范围内。
在一个方面中,当根据ISO 1133在190℃下在2.16kg的力下测试时,聚乙烯树脂A的熔融指数(MI2)可以在约0.1到约30g/10min范围内。
在一个方面中,当根据ISO 1133在190℃下在2.16kg的力下测试时,聚乙烯树脂A的高负荷熔融指数(HLMI)可以为约1到约45g/10min。
在一个方面中,聚乙烯树脂A可以具有在约0wt.%到约6wt.%范围内的共聚单体含量。
在一个方面中,聚乙烯树脂A可以具有在约250kg/mol到约1,500kg/mol范围内的重量平均分子量(Mw)。
在一个方面中,聚乙烯树脂A可以具有在约4.8kg/mol到约84kg/mol范围内的数目平均分子量(Mn)。
在一个方面中,聚乙烯树脂A可以具有在约500kg/mol到约5,000kg/mol范围内的z均分子量(Mz)。
在一个方面中,聚乙烯树脂A可以具有在约18到约52范围内的多分散指数(分散度或PDI或Mw/Mn)。
在一个方面中,聚乙烯树脂A可以具有在约0到约0.96范围内的长链分支指数。
在一个方面中,聚乙烯树脂A可以具有在约0.15到约8范围内的剪切诱导的结晶(SIC)指数。通过下式测定SIC指数:
SIC指数=(tonset,SIC@1000×tonset,quiescent)/(HLMI*100),其中tonset,SIC@1000是以秒为单位测量并且为在1000s-1的剪切速率下起始结晶所需的时间,并且其中tonset,quiescent是以秒为单位测量并且为在无剪切下,在125℃温度下的结晶起始时间,其是通过差示扫描量热法在等温模式下测定的。
在一个方面中,在升液管320的聚合区321中产生的聚乙烯树脂A的第二聚烯烃(例如,IMW组分)可以具有大于在第一反应器100的聚合区112产生的聚乙烯树脂A的第一聚烯烃(例如,LMW组分)的平均分子量(Mw、Mn或Mz)并且小于在降液管340的聚合区341中产生的聚乙烯树脂A的第三聚烯烃(例如,HMW组分)的平均分子量(Mw、Mn或Mz)的平均分子量(Mw、Mn或Mz)。
在一个方面中,当根据ISO 16770测试时,聚乙烯树脂A的耐环境应力开裂(ESCR)可以等于或大于约800小时;或者,大于约900小时;或者,大于约1,000小时。
在一个方面中,聚乙烯树脂A的快速裂纹扩展(RCP)值可以为双峰聚乙烯的RCP值的至少100%;或者,至少110%;或者,至少120%;或者,至少130%;或者,至少140%。
在一个方面中,聚乙烯树脂A的快速裂纹扩展(RCP)值可以为双峰聚乙烯的RCP值的至少100%;或者,至少110%;或者,至少120%;或者,至少130%;或者,至少140%。
在一个方面中,当根据ASTM F1473测试时,聚乙烯树脂A可以具有至少100%;或者,至少110%;或者,至少120%;或者,至少130%;或者,至少140%的对双峰聚乙烯的缓慢裂纹增长的抗性值的对缓慢裂纹增长的抗性,但需要注意的是,对缓慢裂纹增长的抗性被定义为聚乙烯切口拉伸测试(PENT)失效时间。
在一个方面中,聚乙烯树脂A可以具有约135到约165kJ/m2的拉伸冲击强度。
在一个方面中,聚乙烯树脂A可以具有小于约950个凝胶/m2的凝胶计数。可替代地,聚乙烯树脂A的凝胶计数可以小于约900个凝胶/m2;或者,小于约850个凝胶/m2;或者,小于约800个凝胶/m2;或者,小于约750个凝胶/m2;或者,小于约700个凝胶/m2;或者,小于约650个凝胶/m2;或者,小于约600个凝胶/m2
在一个方面中,聚乙烯树脂A可以通过具有本文所描述的方面的组合的方法的实施例制备。
在一个方面中,聚乙烯树脂A可以适用作通过吹塑、小部件吹塑、大部件吹塑、挤出成型、旋转成型、热成型、浇铸成型等形成的膜、管道或制品。
在一个方面中,约20wt.%到约75wt.%的量的聚乙烯树脂B可以包括第一聚烯烃,约5wt.%到约40wt.%的量的聚乙烯树脂B可以包括第二聚烯烃,并且约10wt.%到约60wt.%的量的聚乙烯树脂B可以包括第三聚烯烃。换句话说,约20wt.%到约75wt.%的量的聚乙烯树脂B可以包括LMW组分,约5wt.%到约40wt.%的量的聚乙烯树脂B可以包括IMW组分,并且约10wt.%到约60wt.%的量的聚乙烯树脂B可以包括HMW组分。换句话说,聚乙烯树脂B的LMW组分可以约20wt.%到约75wt.%的量存在,聚乙烯树脂B的IMW组分可以约5wt.%到约40wt.%的量存在,并且聚乙烯树脂B的HMW组分可以约10wt.%到约60wt.%的量存在。
在一个方面中,聚乙烯树脂B可以为三峰聚乙烯树脂。
在一个方面中,约40wt.%到约60wt.%的量的聚乙烯树脂B可以包括第一聚烯烃,约20wt.%到约40wt.%的量的聚乙烯树脂B可以包括第二聚烯烃,并且约10wt.%到约30wt.%的量的聚乙烯树脂B可以包括第三聚烯烃。换句话说,约40wt.%到约60wt.%的量的聚乙烯树脂B可以包括LMW组分,约20wt.%到约40wt.%的量的聚乙烯树脂B可以包括IMW组分,并且约10wt.%到约30wt.%的量的聚乙烯树脂B可以包括HMW组分。换句话说,聚乙烯树脂B的LMW组分可以约40wt.%到约60wt.%的量存在,聚乙烯树脂B的IMW组分可以约20wt.%到约40wt.%的量存在,并且聚乙烯树脂B的HMW组分可以约10wt.%到约30wt.%的量存在。
在一个方面中,约50wt.%的量的聚乙烯树脂B可以包括第一聚烯烃,约30wt.%的量的聚乙烯树脂B可以包括第二聚烯烃,并且约20wt.%的量的聚乙烯树脂B可以包括第三聚烯烃。换句话说,约50wt.%的量的聚乙烯树脂B可以包括LMW组分,约30wt.%的量的聚乙烯树脂B可以包括IMW组分,并且约20wt.%的量的聚乙烯树脂B可以包括HMW组分。换句话说,聚乙烯树脂B的LMW组分可以约50wt.%的量存在,聚乙烯树脂B的IMW组分可以约30wt.%的量存在,并且聚乙烯树脂B的HMW组分可以约20wt.%的量存在。
在一个方面中,聚乙烯树脂B可以具有每1,000个碳原子小于约0.01个长链分支的长链分支含量。
在一个方面中,聚乙烯树脂B可以为在第一反应器100和MZCR 300中的至少一个中使用共聚单体形成的共聚物。共聚物可以具有大于约0wt.%到约20wt.%;或者,大于约0wt.%到约6wt.%;或者,约2wt.%到约6wt.%;或者,约1wt.%到约5wt.%;或者,大于约6wt.%到约20wt.%;或者,大于约6wt.%到约15wt.%;或者,大于约6wt.%到约10wt.%的共聚单体含量。
在一个方面中,用于聚乙烯树脂B的共聚单体可以是1-丁烯、1-己烯、1-辛烯或其组合。
在一个方面中,当根据ASTM D1505测试时,聚乙烯树脂B的密度可以为约0.900g/cc到约0.980g/cc;或者,当根据ASTM D1505测试时,密度小于约0.960g/cc;或者,当根据ASTM D1505测试时,密度大于约0.940g/cc到约0.960g/cc;或者,当根据ASTM D1505测试时,密度为约0.920g/cc到约0.940g/cc。
在一个方面中,当根据ASTM D1238在2.16kg的力下测试时,聚乙烯树脂B的熔融指数(MI2)可以小于约1g/10min。
在一个方面中,当根据ASTM D1238在21.6kg的力下测试时,聚乙烯树脂B的高负荷熔融指数(HLMI)可以为约1g/10min到约20g/10min。
在一个方面中,聚乙烯树脂B可以具有在约150kg/mol到约1,000kg/mol范围内的重量平均分子量(Mw)。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的数目平均分子量(Mn)可以为约7.5kg/mol到约30kg/mol。
在一个方面中,聚乙烯树脂B可以具有约1,000kg/mol到约5,000kg/mol;或者,约1,000kg/mol到约3,500kg/mol的z均分子量(Mz)。
在一个方面中,聚乙烯树脂B可以具有约2,000kg/mol到约9,000kg/mol的(z+1)平均分子量(Mz+1)。
在一个方面中,聚乙烯树脂B可以具有约5到约60的多分散指数(分散度或PDI或Mw/Mn)。
在一个方面中,聚乙烯树脂B可以具有小于约18的多分散指数(分散度或PDI或Mw/Mn)。
在一个方面中,聚乙烯树脂B可以具有约300psi到约1,000psi(约2.07MPa到约6.89MPa)的粘滑量值。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的LMW组分为均聚物。
在一个方面中,当根据ASTM D1505测试时,聚乙烯树脂B的LMW组分的密度可以小于约0.960g/cc或可替代地等于或大于约0.960g/cc到约0.985g/cc。
在一个方面中,当根据ASTM D1238在2.16kg的力下测试时,聚乙烯树脂B的LMW组分的熔融指数(MI2)可以为约3g/10min到约400g/10min。
在一个方面中,当根据ASTM D1238在21.6kg的力下测试时,聚乙烯树脂B的LMW组分的高负荷熔融指数(HLMI)可以为约160g/10min到约41,000g/10min。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的LMW组分的重量平均分子量(Mw)可以为约20kg/mol到约150kg/mol。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的LMW组分的数目平均分子量(Mn)可以为约5kg/mol到约25kg/mol;或者,约5kg/mol到约15kg/mol。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的LMW组分的z均分子量(Mz)可以为约100kg/mol到约340kg/mol。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的LMW组分的多分散指数(分散度或PDI或Mw/Mn)可以为约1到约30;或者,约1到约15。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的LMW组分的短链分支含量可以为每1,000个碳原子约0到约5个短链分支;或者,每1,000个碳原子约0到约4个短链分支;或者,每1,000个碳原子约0到约3个短链分支;或者,每1,000个碳原子约0到约2个短链分支;或者,每1,000个碳原子约0到约1个短链分支。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的IMW组分可以是共聚物。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的IMW组分的第一共聚单体含量可以大于约0wt.%到约10wt.%;或者,大于约0wt.%到约4wt.%。
在一个方面中,当根据ASTM D1505测试时,聚乙烯树脂B的IMW组分的密度可以等于或大于约0.915g/cc到约0.970g/cc。
在一个方面中,当根据ASTM D1238在2.16kg的力下测试时,聚乙烯树脂B的IMW组分的熔融指数(MI2)可以为约0.1g/10min到约30g/10min。
在一个方面中,当根据ASTM D1238在21.6kg的力下测试时,聚乙烯树脂B的IMW组分的高负荷熔融指数(HLMI)可以为约5g/10min到约1,500g/10min。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的IMW组分的重量平均分子量(Mw)可以约85kg/mol到约350kg/mol。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的IMW组分的重量平均分子量(Mw)可以大于聚乙烯树脂B的LMW组分的重量平均分子量(Mw)。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的IMW组分的数目平均分子量(Mn)可以为约10kg/mol到约185kg/mol;或者,约10kg/mol到约100kg/mol;或者,约10kg/mol到约35kg/mol。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的IMW组分的z均分子量(Mz)可以为约215kg/mol到约2,300kg/mol。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的IMW组分的多分散指数(分散度或PDI或Mw/Mn)可以为约2.5到约35;或者,约2.5到约25。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的IMW组分的短链分支含量可以为每1,000个碳原子约0.1个到约10个短链分支;或者,每1,000个碳原子约0.1个到约8个短链分支;或者,每1,000个碳原子约0.2个到约7个短链分支;或者,每1,000个碳原子约0.3个到约6个短链分支;或者,每1,000个碳原子约0.4个到约5个短链分支。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的HMW组分可以是共聚物。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的HMW组分的共聚单体含量可以大于约0wt.%到约10wt.%;或者,大于约1wt.%到约10wt.%。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的HMW组分中的共聚单体含量可以大于聚乙烯树脂B的IMW组分的共聚单体含量。
在一个方面中,当根据ASTM D1505测试时,聚乙烯树脂B的HMW组分的密度可以等于或大于约0.900g/cc到约0.960g/cc;或者,等于或大于约0.900g/cc到约0.940g/cc;或者,等于或大于约0.900g/cc到约0.930g/cc。
在一个方面中,当根据ASTM D1238在2.16kg的力下测试时,HMW组分的熔融指数(MI2)可以小于约0.1g/10min。
在一个方面中,当根据ASTM D1238在21.6kg的力下测试时,聚乙烯树脂B的HMW组分的高负荷熔融指数(HLMI)可以为约0.005g/10min到约2g/10min。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的HMW组分的重量平均分子量(Mw)可以大于约350kg/mol;或者,大于约350kg/mol到约1,500kg/mol。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的HMW组分的数目平均分子量(Mn)可以为约75kg/mol到约200kg/mol。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的HMW组分的z均分子量(Mz)可以为约1,700kg/mol到约4,600kg/mol。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的HMW组分的多分散指数(分散度或PDI或Mw/Mn)可以为约2到约20;或者,约2到约15。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的HMW组分的短链分支含量可以为每1,000个碳原子约1个到约15个短链分支;或者,每1,000个碳原子约2个到约13个短链分支;或者,每1,000个碳原子约3个到约12个短链分支;或者,每1,000个碳原子约4个到约11个短链分支;或者,每1,000个碳原子约5个到约10个短链分支。
在一个方面中,当根据ASTM D638测试时,聚乙烯树脂B的杨氏模量(E)可以等于或大于约900MPa;或者,约900MPa到约1350MPa。
在一个方面中,当根据ASTM D638测试时,聚乙烯树脂B的拉伸屈服应力可以等于或大于约20MPa;约20到约30MPa。
在一个方面中,当根据ASTM D638测试时,聚乙烯树脂B的拉伸屈服应变可以为约5%到约25%。
在一个方面中,当根据ASTM D638测试时,在室温下聚乙烯树脂B的拉伸自然拉伸比可以为约300%到约600%。
在一个方面中,当根据ASTM D638测试时,在80℃下聚乙烯树脂B的拉伸自然拉伸比可以小于500%;或者,小于约400%;或者,约250%到约400%;或者,小于约300%。
在一个方面中,当根据ISO 18488-2015(E)测试时,聚乙烯树脂B的应变硬化模量可以为约50MPa到约90MPa。
在一个方面中,当根据ASTM D1693(条件A)测试时,聚乙烯树脂B的耐环境应力开裂(ESCR)可以等于或大于约1,000小时。
在一个方面中,当根据ASTM F1473测试时,聚乙烯树脂B的对缓慢裂纹增长的抗性可以等于或大于约800h;或者,等于或大于约2,000h;或者,等于或大于约5,000h;或者,等于或大于约10,000h,但需要注意的是,对缓慢裂纹增长的抗性被定义为聚乙烯切口拉伸测试(PENT)失效时间。
在一个方面中,当根据ISO 16770在80℃和6MPa下测试时,聚乙烯树脂B的对缓慢裂纹增长的抗性可以等于或大于约8,760h;或者,等于或大于约10,000h;或者,等于或大于约15,000h;或者,等于或大于约25,000h;或者,等于或大于约50,000h;或者,等于或大于约100,000h;或者,等于或大于约500,000h,但需要注意的是,对缓慢裂纹增长的抗性被定义为全切口蠕变测试(FNCT)失效时间。
在一个方面中,当根据ISO 13479:2009(E)在4.6MPa下测试时,聚乙烯树脂B的对缓慢裂纹增长的抗性可以等于或大于约100h;或者,等于或大于约500h;或者,等于或大于约1,000h;或者,等于或大于约5,000h;或者,等于或大于约10,000h;或者,等于或大于约15,000h,但需要注意的是,对缓慢裂纹增长的抗性被定义为切口管道测试(NPT)失效时间。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的粘性松弛时间可以为约0.5s到约7.5s。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的η0(eta_0)可以等于或大于约0.7×105Pa-s;或者,等于或大于约1.0×105Pa-s;或者约0.7×105Pa-s到约2.0×106Pa-s。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的η251(eta_251)可以小于约1.5×103Pa-s。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的存储模量(G')可以为约225,000Pa到约325,000Pa,其中G'是根据ASTM D4440在190℃和251拉德/秒下测量。
在一个方面中,聚乙烯树脂B的损耗模量(G")可以为约100,000Pa到约200,00Pa,其中G"是根据ASTM D4440在190℃和251拉德/秒下测量。
在一个方面中,聚乙烯树脂的tanδ可以为约0.3到约0.7;其中tanδ为损耗模量(G")与存储模量(G')的比,其中G"和G'是根据ASTM D4440在190℃和251拉德/秒下测量。
在一个方面中,聚乙烯树脂B可以适用作通过吹塑、小部件吹塑、大部件吹塑、挤出成型、旋转成型、热成型、浇铸成型等形成的膜、管道或制品。
在一个方面中,聚乙烯树脂B可以具有小于约950个凝胶/m2的凝胶计数。可替代地,聚乙烯树脂B的凝胶计数可以小于约900个凝胶/m2;或者,小于约850个凝胶/m2;或者,小于约800个凝胶/m2;或者,小于约750个凝胶/m2;或者,小于约700个凝胶/m2;或者,小于约650个凝胶/m2;或者,小于约600个凝胶/m2
在一个方面中,聚乙烯树脂B可以通过具有本文所描述的方面的组合的方法的实施例制备。
在一个方面中,约40wt.%到约60wt.%的量的聚乙烯树脂C可以包括第一聚烯烃,约5wt.%到约15wt.%的量的聚乙烯树脂C可以包括第二聚烯烃,并且约30wt.%到约50wt.%的量的聚乙烯树脂C可以包括第三聚烯烃。换句话说,约40wt.%到约60wt.%的量的聚乙烯树脂C可以包括LMW组分,约5wt.%到约15wt.%的量的聚乙烯树脂C可以包括IMW组分,并且约30wt.%到约50wt.%的量的聚乙烯树脂C可以包括HMW组分。换句话说,聚乙烯树脂C的LMW组分可以约40wt.%到约60wt.%的量存在,聚乙烯树脂C的IMW组分可以约5wt.%到约15wt.%的量存在,并且聚乙烯树脂C的HMW组分可以约30wt.%到约50wt.%的量存在。
在一个方面中,约40wt.%到约60wt.%的量的聚乙烯树脂C可以包括第一聚烯烃,约5wt.%到约35wt.%的量的聚乙烯树脂C可以包括第二聚烯烃,并且约15wt.%到约50wt.%的量的聚乙烯树脂C可以包括第三聚烯烃。换句话说,约40wt.%到约60wt.%的量的聚乙烯树脂C可以包括LMW组分,约5wt.%到约35wt.%的量的聚乙烯树脂C可以包括IMW组分,并且约15wt.%到约50wt.%的量的聚乙烯树脂C可以包括HMW组分。换句话说,聚乙烯树脂C的LMW组分可以约40wt.%到约60wt.%的量存在,聚乙烯树脂C的IMW组分可以约5wt.%到约35wt.%的量存在,并且聚乙烯树脂C的HMW组分可以约15wt.%到约50wt.%的量存在。
在一个方面中,约50wt.%的量的聚乙烯树脂C可以包括第一聚烯烃,约30wt.%的量的聚乙烯树脂C可以包括第二聚烯烃,并且约20wt.%的量的聚乙烯树脂C可以包括第三聚烯烃。换句话说,约50wt.%的量的聚乙烯树脂C可以包括LMW组分,约30wt.%的量的聚乙烯树脂C可以包括IMW组分,并且约20wt.%的量的聚乙烯树脂C可以包括HMW组分。换句话说,聚乙烯树脂C的LMW组分可以约50wt.%的量存在,聚乙烯树脂C的IMW组分可以约30wt.%的量存在,并且聚乙烯树脂C的HMW组分可以约20wt.%的量存在。
在一个方面中,聚乙烯树脂C可以为在第一反应器100和MZCR 300中的至少一个中使用共聚单体形成的共聚物。共聚物可以具有大于约0wt.%到约20wt.%;或者,大于约0wt.%到约6wt.%;或者,约2wt.%到约6wt.%;或者,约1wt.%到约5wt.%;或者,大于约6wt.%到约20wt.%;或者,大于约6wt.%到约15wt.%;或者,大于约6wt.%到约10wt.%的共聚单体含量。
在一个方面中,聚乙烯树脂C的LMW组分的重量平均分子量(Mw)可以约25kg/mol到约65kg/mol。
在一个方面中,聚乙烯树脂C的IMW组分的重量平均分子量(Mw)可以为约100kg/mol到约200kg/mol。
在一个方面中,聚乙烯树脂C的HMW组分的重量平均分子量(Mw)可以大于聚乙烯树脂C的IMW组分的重量平均分子量(Mw)。
在一个方面中,聚乙烯树脂C的HMW组分的重量平均分子量(Mw)可以为约400kg/mol到约925kg/mol。
在一个方面中,聚乙烯树脂C的LMW组分的短链分支含量可以为每1,000个碳原子约0到约2个短链分支。
在一个方面中,聚乙烯树脂C的IMW组分的短链分支含量可以为每1,000个碳原子约0.1个到约5个短链分支。
在一个方面中,聚乙烯树脂C的HMW组分的短链分支含量可以为每1,000个碳原子约2个到约12个短链分支。
在一个方面中,当根据ASTM F1473测试时,聚乙烯树脂C可以具有缓慢裂纹增长,并且对缓慢裂纹增长的抗性可以等于或大于约3,000h,但需要注意的是,对缓慢裂纹增长的抗性被定义为聚乙烯切口拉伸测试(PENT)失效时间。
在一个方面中,聚乙烯树脂C可以为三峰聚乙烯树脂。
在一个方面中,当根据ISO 16770在80℃和6MPa下测试时,聚乙烯树脂C对缓慢裂纹增长的抗性可以等于或大于约8,760h,但需要注意的是,对缓慢裂纹增长的抗性被定义为全切口蠕变测试(FNCT)失效时间。
在一个方面中,当根据ISO 13479:2009(E)在4.6MPa下测试时,聚乙烯树脂C对缓慢裂纹增长的抗性可以等于或大于约1,000h,其中对缓慢裂纹增长的抗性被定义为切口管道测试(NPT)失效时间。
在一个方面中,聚乙烯树脂C的重量平均分子量(Mw)可以约200kg/mol到约400kg/mol。
在一个方面中,聚乙烯树脂C的数目平均分子量(Mn)可以为约7.5kg/mol到约20kg/mol。
在一个方面中,聚乙烯树脂C的z均分子量(Mz)可以为约1,000kg/mol到约3,300kg/mol。
在一个方面中,聚乙烯树脂C的η0(eta_0)可以等于或大于约1.0×105Pa-s。
在一个方面中,聚乙烯树脂C可以形成为管道中。在一个方面中,聚乙烯树脂C可以适用作通过吹塑、小部件吹塑、大部件吹塑、挤出成型、旋转成型、热成型、浇铸成型等形成的膜或制品。
在一个方面中,聚乙烯树脂C可以具有小于约750个凝胶/m2的凝胶计数。可替代地,聚乙烯树脂C可以具有小于约700个凝胶/m2;或者,小于约650个凝胶/m2;或者,小于约600个凝胶/m2的凝胶计数。
在一个方面中,聚乙烯树脂C可以通过具有本文所描述的方面的组合的方法的实施例制备。
在一个方面中,约40wt.%到约60wt.%的量的聚乙烯树脂D可以包括第一聚烯烃,约5wt.%到约15wt.%的量的聚乙烯树脂D可以包括第二聚烯烃,并且约30wt.%到约50wt.%的量的聚乙烯树脂D可以包括第三聚烯烃。换句话说,约40wt.%到约60wt.%的量的聚乙烯树脂D可以包括LMW组分,约5wt.%到约15wt.%的量的聚乙烯树脂D可以包括IMW组分,并且约30wt.%到约50wt.%的量的聚乙烯树脂D可以包括HMW组分。换句话说,聚乙烯树脂D的LMW组分可以约40wt.%到约60wt.%的量存在,聚乙烯树脂D的IMW组分可以约5wt.%到约15wt.%的量存在,并且聚乙烯树脂D的HMW组分可以约30wt.%到约50wt.%的量存在。
在一个方面中,约40wt.%到约60wt.%的量的聚乙烯树脂D可以包括第一聚烯烃,约5wt.%到约35wt.%的量的聚乙烯树脂D可以包括第二聚烯烃,并且约15wt.%到约50wt.%的量的聚乙烯树脂D可以包括第三聚烯烃。换句话说,约40wt.%到约60wt.%的量的聚乙烯树脂D可以包括LMW组分,约5wt.%到约35wt.%的量的聚乙烯树脂D可以包括IMW组分,并且约15wt.%到约50wt.%的量的聚乙烯树脂D可以包括HMW组分。换句话说,聚乙烯树脂D的LMW组分可以约40wt.%到约60wt.%的量存在,聚乙烯树脂D的IMW组分可以约5wt.%到约35wt.%的量存在,并且聚乙烯树脂D的HMW组分可以约15wt.%到约50wt.%的量存在。
在一个方面中,约50wt.%的量的聚乙烯树脂D可以包括第一聚烯烃,约30wt.%的量的聚乙烯树脂D可以包括第二聚烯烃,并且约20wt.%的量的聚乙烯树脂D可以包括第三聚烯烃。换句话说,约50wt.%的量的聚乙烯树脂D可以包括LMW组分,约30wt.%的量的聚乙烯树脂D可以包括IMW组分,并且约20wt.%的量的聚乙烯树脂D可以包括HMW组分。换句话说,聚乙烯树脂D的LMW组分可以约50wt.%的量存在,聚乙烯树脂D的IMW组分可以约30wt.%的量存在,并且聚乙烯树脂D的HMW组分可以约20wt.%的量存在。
在一个方面中,聚乙烯树脂D可以为在第一反应器100和MZCR 300中的至少一个中使用共聚单体形成的共聚物。共聚物可以具有大于约0wt.%到约20wt.%;或者,大于约0wt.%到约6wt.%;或者,约2wt.%到约6wt.%;或者,约1wt.%到约5wt.%;或者,大于约6wt.%到约20wt.%;或者,大于约6wt.%到约15wt.%;或者,大于约6wt.%到约10wt.%的共聚单体含量。
在一个方面中,聚乙烯树脂D的LMW组分的重量平均分子量(Mw)可以约30kg/mol到约50kg/mol。
在一个方面中,聚乙烯树脂D的IMW组分的重量平均分子量(Mw)可以为约90kg/mol到约150kg/mol。
在一个方面中,聚乙烯树脂D的HMW组分的重量平均分子量(Mw)可以为约450kg/mol到约750kg/mol。
在一个方面中,聚乙烯树脂D的LMW组分的短链分支含量可以为每1,000个碳原子约0.1个到约2个短链分支。
在一个方面中,聚乙烯树脂D的IMW组分的短链分支含量可以为每1,000个碳原子约0.1个到约5个短链分支。
在一个方面中,聚乙烯树脂D的HMW组分的短链分支含量可以为每1,000个碳原子约2个到约10个短链分支。
在一个方面中,当根据ASTM D638在90MPa下测试时,聚乙烯树脂D在纵向方向(MD)上的拉伸强度可以大于约13,000psi(约89.6MPa)。
在一个方面中,聚乙烯树脂D可以为三峰聚乙烯树脂。
在一个方面中,当根据ASTM D638在41MPa下测试时,聚乙烯树脂D在横向方向(MD)上的拉伸强度可以大于约6,000psi(约41.4MPa)。
在一个方面中,聚乙烯树脂D的η0(eta_0)可以等于或大于约1.0×105Pa-s。
在一个方面中,聚乙烯树脂D可以成形为膜中。在一个方面中,聚乙烯树脂D可以适用作通过吹塑、小部件吹塑、大部件吹塑、挤出成型、旋转成型、热成型、浇铸成型等形成的管道或制品。
在一个方面中,聚乙烯树脂D可以通过具有本文所描述的方面的组合的方法的实施例制备。
在一个方面中,多峰聚烯烃为通过具有本文所描述的方面的组合的方法的实施例制得的聚乙烯树脂E。
在一个方面中,聚乙烯树脂E可以适用作通过吹塑、小部件吹塑、大部件吹塑、挤出成型、旋转成型、热成型、浇铸成型等形成的管道、膜或制品。
在一个方面中,聚乙烯树脂E可以为三峰聚乙烯树脂。
在一个方面中,聚乙烯树脂E可以为在第一反应器100和MZCR 300中的至少一个中使用共聚单体形成的共聚物。共聚物可以具有大于约0wt.%到约20wt.%;或者,大于约0wt.%到约6wt.%;或者,约2wt.%到约6wt.%;或者,约1wt.%到约5wt.%;或者,大于约6wt.%到约20wt.%;或者,大于约6wt.%到约15wt.%;或者,大于约6wt.%到约10wt.%的共聚单体含量。
在一个方面中,作为聚乙烯树脂A、B、C、D或E的多峰聚烯烃可以在聚合区112、321和341中的每一个中使用齐格勒-纳塔催化剂产生。换句话说,作为聚乙烯树脂A、B、C、D或E的多峰聚烯烃可以在第一反应器100、MZCR 300的升液管320和MZCR 300的降液管340中的每一个中使用齐格勒-纳塔催化剂产生。再换句话说,作为聚乙烯树脂A、B、C、D或E的多峰聚烯烃可以在第一反应器100和MZCR 300中的每一个中使用齐格勒-纳塔催化剂产生。
在一个方面中,作为聚乙烯树脂A、B、C、D或E的多峰聚烯烃的LMW组分可以在基本上不存在本文所描述的任何共聚单体的情况下在聚合区112中产生。换句话说,作为聚乙烯树脂A、B、C、D或E的多峰聚烯烃的LMW组分可以在基本上不存在本文所描述的任何共聚单体的情况下在第一反应器100中产生。
在一个方面中,作为聚乙烯树脂A、B、C、D或E的多峰聚烯烃的IMW组分可以在共聚单体和氢气存在下在聚合区321中产生。换句话说,作为聚乙烯树脂A、B、C、D或E的多峰聚烯烃的IMW组分可以在共聚单体和氢气存在下在MZCR 300的升液管320中产生。
在一个方面中,作为聚乙烯树脂A、B、C、D或E的多峰聚烯烃的HMW组分可以在共聚单体和氢气存在下在聚合区341中产生。换句话说,作为聚乙烯树脂A、B、C、D或E的多峰聚烯烃的HMW组分可以在共聚单体和氢气存在下在MZCR 300的降液管340中产生。
在一个方面中,聚合区341中所使用的共聚单体的量大于聚合区321中所使用的共聚单体的量。换句话说,MZCR 300的降液管340中所使用的共聚单体的量大于MZCR 300的升液管320中所使用的共聚单体的量。
在一个方面中,聚合区321中所使用的氢气的量大于聚合区341中所使用的氢气的量。换句话说,MZCR 300的升液管320中所使用的氢气的量大于MZCR 300的降液管340中所使用的氢气的量。
在一个方面中,聚乙烯树脂A、B、C、D或E中的任一种可以具有小于约1.5×103Pa s的η251(eta_251)。
在一个方面中,产生聚乙烯树脂A、B、C、D或E中的任一种的LMW组分的第一反应器100可以是气相反应器(也称为流化床反应器)。换句话说,产生聚乙烯树脂A、B、C、D或E中的任一种的LMW组分的聚合区112可以是气相反应区(也称为流化床反应区)。
在一个方面中,产生聚乙烯树脂A、B、C、D或E中的任一种的IMW组分的MZCR 300的聚合区321为快速流化反应区。换句话说,产生聚乙烯树脂A、B、C、D或E中的任一种的IMW组分的MZCR 300的聚合区321在快速流化条件下操作。换句话说,产生聚乙烯树脂A、B、C、D或E中的任一种的IMW组分的MZCR 300的升液管320在快速流化条件下操作。
在一个方面中,产生聚乙烯树脂A、B、C、D或E中的任一种的HMW组分的MZCR 300的聚合区341为活塞流反应区。换句话说,产生聚乙烯树脂A、B、C、D或E中的任一种的HMW组分的MZCR 300的聚合区341在活塞流条件下操作。换句话说,产生聚乙烯树脂A、B、C、D或E中的任一种的HMW组分的MZCR 300的降液管340在活塞流条件下操作。
额外方面
已描述用于多反应器和多区聚烯烃聚合的装置和方法。下文描述方法A、方法B、方法C、方法D、装置A、装置B、装置C、装置D、聚乙烯树脂A、聚乙烯树脂B、聚乙烯树脂C、聚乙烯树脂D、聚乙烯树脂E和聚乙烯树脂F。
作为用于制造多峰聚烯烃的方法的方法A的第一方面为方法A包括(a)在第一反应器中聚合乙烯以产生第一聚烯烃;(b)在第二反应器的升液管中使第一反应混合物中的乙烯聚合以产生第二聚烯烃;(c)将第一反应混合物通过上导管从升液管传送到分离器;(d)在分离器中从第一反应混合物回收第二聚烯烃;(e)将来自分离器的第二聚烯烃传送到第二反应器的降液管中,任选地通过液体屏障;(f)聚合降液管中的第二反应混合物中的乙烯,以产生第三聚烯烃;(g)将第二反应混合物通过下导管从降液管传送到升液管;以及(h)以下中的一个:(1)在步骤(a)之后并且在步骤(b)-(g)之前,将第一聚烯烃接收到第二反应器中,或(2)在步骤(a)之前和在步骤(b)-(g)之后,将第二聚烯烃和第三聚烯烃接收到第一反应器中。
在可以与方法A的第一方面组合使用的方法A的第二方面中,升液管具有小于约0.1的宽度与高度比。
在可以与方法A的第一到第二方面中的任一个组合使用的方法A的第三方面中,降液管具有小于约0.1的宽度与高度比。
在可以与方法A的第一到第三方面中的任一个组合使用的方法A的第四方面中,上导管具有约5到约20的长度与直径比。
在可以与方法A的第一到第四方面中的任一个组合使用的方法A的第五方面中,下导管具有约5到约20的长度与直径比。
在可以与方法A的第一到第五方面中的任一个组合使用的方法A的第六方面中,方法A还包括向升液管添加热量或从中去除热量。
在可以与方法A的第一到第六方面中的任一个组合使用的方法A的第七方面中,方法A还包括向降液管添加热量或从中去除热量。
在可以与方法A的第一到第七方面中的任一个组合使用的方法A的第八方面中,第二反应器还包括流体连接到下导管的末端的过渡导管。
在可以与方法A的第八方面组合使用的方法A的第九方面中,过渡导管相对于水平面的角度小于约90°。
在可以与方法A的第八到第九方面中的任一个组合使用的方法A的第十方面中,过渡导管的长度为约6英尺到约15英尺。
在可以与方法A的第八到第十方面中的任一个组合使用的方法A的第十一方面中,第二反应器还包括连接到升液管的底部部分和下导管的末端的第一弯头连接器;以及连接到升液管的顶部部分和上导管的末端的第二弯头连接器;具有连接降液管的底部部分的第一连接部分、连接到下导管的第二连接部分和连接到过渡导管的末端的第三末端的三通连接器,其中第一末端与第二末端之间的第一角度等于或小于约90°并且第二末端与第三末端之间的第二角度等于或大于90°。
在可以与方法A的第一到第十一方面中的任一个组合使用的方法A的第十二方面中,第二反应器还包括连接到升液管的底部部分和下导管的末端的第一弯头连接器,和连接到升液管的顶部部分和上导管的末端的第二弯头连接器,以及连接到降液管的底部部分和下导管的另一末端的第三弯头连接器。
在可以与方法A的第十二方面组合使用的方法A的十三方面中,第一、第二或第三弯头连接器中的至少一个具有(d)和内部曲率半径(Rc),并且方法A还包括根据第一、第二或第三弯头中的至少一个将在其中流动的第一或第二反应混合物的迪恩数(Dn)保持高于3,000,000,其中Dn=ρVd/μ*(d/2Rc)1/2并且其中ρ为第一或第二反应混合物的密度,V为第一或第二反应混合物的循环速度,并且μ为第一或第二反应混合物的动力粘度。
在可以与方法A的第一到十三方面中的任一个组合使用的方法A的第十四方面中,方法A还包括连接到以下的弯头连接器:i)升液管的底部部分和下导管的相对末端;ii)升液管的顶部部分和上导管的末端;或iii)降液管的底部部分和下导管的末端,其中弯头连接器包括在弯头连接器的外部半径上的第一分接头、在弯头连接器的内半径上的第二分接头,将第一分接头联接到差压计的第一感测腿和将第二分接头联接到差压计的第二感测腿。
在可以与方法A的第一到第十四方面中的任一个组合使用的方法A的第十五方面中,第二反应器具有抛光到小于约3.8微米(150微英寸)的均方根的内表面。
在可以与方法A的第一到第十五方面中的任一个组合使用的方法A的第十六方面中,第一反应器的内表面或第二反应器的内表面具有防锈剂涂层。
在可以与方法A的第一到第十六方面中的任一个组合使用的方法A的第十七方面中,第一反应器的至少一部分或第二反应器的至少一部分是由碳钢、不锈钢或其组合制成。
在可以与方法A的第一到第十七方面中的任一个组合使用的方法A的第十八方面中,第一反应器的至少一部分或第二反应器的至少一部分是由碳钢制成,其中碳钢为低温碳钢。
在可以与方法A的第一到第十八方面中的任一个组合使用的方法A的第十九方面中,一个或多个热电偶位于第二反应器上。
在可以与方法A的第一到第十九方面中的任一个组合使用的方法A的第二十方面中,第二反应器还包括联接到下导管或联接到流体连接到下导管的末端的过渡导管的喷射器或竖管。
在可以与方法A的第一到第二十方面中的任一个组合使用的方法A的第二十一方面中,第二反应器还包括被配置成测量升液管中的第一反应混合物的密度的气体密度计。
在可以与方法A的第一到第二十一方面中的任一个组合使用的方法A的第二十二方面中,第一聚烯烃为较低分子量聚乙烯,第三聚烯烃为较高分子量聚乙烯。
在可以与方法A的第二十二方面组合使用的方法A的第二十三方面中,第二聚烯烃的平均分子量(Mw、Mn或Mz)大于第一聚烯烃的平均分子量(Mw、Mn或Mz)并且小于第三聚烯烃的平均分子量。
在可以与方法A的第一到第二十三方面中的任一个组合使用的方法A的第二十四方面中,约20wt.%到约80wt.%的多峰聚烯烃包括第一聚烯烃并且约80wt.%到约20wt.%的多峰聚烯烃包括第二聚烯烃和第三聚烯烃。
在可以与方法A的第一到第二十四方面中的任一个组合使用的方法A的第二十五方面中,当根据ASTM D1505测试时,多峰聚烯烃的密度在约0.930g/ml到约0.970g/ml范围内,当根据ASTM D1238在2.16kg的力和190℃温度下测试时,熔融指数在约0.1到约30g/10min范围内,共聚单体含量在0wt.%到约6wt.%范围内,并且Mw在约250kg/mol到约1,500kg/mol范围内。
在可以与方法A的第二十五方面组合使用的方法A的第二十六方面中,当根据ASTMD1238在21.6kg的力和190℃温度下测试时,多峰聚烯烃的高负荷熔融指数为约1到约45g/10min,Mz在约500kg/mol到约5,000kg/mol范围内,Mw/Mn在约18到约52范围内,长链分支指数在0到约0.96范围内,并且剪切诱导的结晶(SIC)指数在约0.15到约8范围内。
在可以与方法A的第一到第二十六方面中的任一个组合使用的方法A的第二十七方面中,第一反应器是环流浆料反应器、流化床反应器、高压釜反应器、管式反应器、卧式气相反应器、连续搅拌槽反应器或溶液反应器。
作为用于制造多峰聚烯烃的方法的方法B的第一方面为方法B包括(a)在第一反应器中聚合乙烯以产生第一聚烯烃;(b)在第二反应器的升液管中使第一反应混合物中的乙烯聚合以产生含于升液管产物混合物中的第二聚烯烃;(c)将升液管产物混合物传送通过来自升液管的上导管到分离器;(d)在分离器中从升液管产物混合物回收第二聚烯烃;(e)将来自分离器的第二聚烯烃传送到第二反应器的降液管中,任选地通过液体屏障;(f)聚合降液管中的第二反应混合物中的乙烯,以产生降液管产物混合物中的第三聚烯烃;(g)将降液管产物混合物通过下导管从降液管传送到升液管;以及(h)以下中的一个:(1)在步骤(a)之后并且在步骤(b)-(g)之前,将第一聚烯烃接收到第二反应器中,或(2)在步骤(a)之前和在步骤(b)-(g)之后,将第二聚烯烃和第三聚烯烃接收到第一反应器中。
在可以与方法B的第一方面组合使用的方法B的第二方面中,方法B还包括从第二反应器的降液管中排放含有多峰聚烯烃的降液管产物混合物的一部分。
在可以与方法B的第一到第二方面中的任一个组合使用的方法B的第三方面中,降液管产物混合物通过产物排放导管排放,所述产物排放导管i)在降液管的下半部上或ii)在降液管底部切线上或附近流体连接到降液管,其中产物排放导管流体连接到连续排出阀或不连续排出阀。
在可以与方法B的第一到第三方面中的任一个组合使用的方法B的第四方面中,产物排放导管连接到降液管,使得产物排放导管相对于水平面的角度为约-60°到约60°。
在可以与方法B的第一到第四方面中的任一个组合使用的方法B的第五方面中,方法B还包括使降液管产物混合物的一部分穿过加热器,其中加热器联接到产物排放导管。
在可以与方法B的第五方面组合使用的方法B的第六方面中,方法B还包括将催化剂或助催化剂毒物或去活化剂添加到加热器中或加热器上游的降液管产物混合物中。
在可以与方法B的第一到第六方面中的任一个组合使用的方法B的第七方面中,方法B还包括在以下温度下从加热器排放降液管产物混合物中的聚合物产物:i)约54.4℃(130℉)到约104.4℃(220℉)或ii)低于聚合物产物的熔点。
在可以与方法B的第一到第七方面中的任一个组合使用的方法B的第八方面中,方法B还包括将来自加热器的降液管产物混合物接收到分离容器中,并且在分离容器中将降液管产物混合物分离成多个料流,多个料流中的每一个包括蒸气、聚合物产物或蒸气和聚合物产物两者。
在可以与方法B的第八方面组合使用的方法B的第九方面中,方法B还包括从包括蒸气的多个料流中的至少一个中回收烯烃单体、烯烃共聚单体和稀释剂中的一种或多种,并且将烯烃单体、烯烃共聚单体和稀释剂中的一种或多种再循环到第一反应器、第二反应器或第一反应器和第二反应器两者。
在可以与方法B的第一到第七方面中的任一个组合使用的方法B的第十方面中,方法B还包括将来自分离容器的聚合物产物接收到脱气容器中,并且在脱气容器中去除聚合物产物内所夹带的烃的至少一部分。
在可以与方法B的第一到第十方面中的任一个组合使用的方法B的第十一方面中,方法B还包括从第一反应器中排放含有多峰聚烯烃的产物混合物。
在可以与方法B的第十一方面组合使用的方法B的第十二方面中,产物混合物通过流体连接到第一反应器的产物排放导管排放,其中产物排放导管流体连接到连续排出阀或不连续排出阀。
在可以与方法B的第十二方面组合使用的方法B的第十三方面中,产物排放导管连接到第一反应器,使得产物排放导管相对于水平面的角度为约-600°到约60°。
在可以与方法B的第一到第十三方面中的任一个组合使用的方法B的第十四方面中,方法B还包括使产物混合物穿过加热器,其中加热器联接到产物排放导管。
在可以与方法B的第十四方面组合使用的方法B的第十五方面中,方法B还包括将催化剂或助催化剂毒物或去活化剂添加到加热器中或加热器上游的降液管产物混合物中。
在可以与方法B的第一到第十五方面中的任一个组合使用的方法B的第十六方面中,方法B还包括以下温度下从加热器排放产物混合物中的聚合物产物:i)约54.4℃(130℉)到约104.4℃(220℉)或ii)低于聚合物产物的熔点。
在可以与方法B的第一到第十五方面中的任一个组合使用的方法B的第十七方面中,方法B还包括将来自加热器的产物混合物接收到分离容器中,并且在分离容器中将产物混合物分离成多个料流,多个料流中的每一个包括蒸气、聚合物产物或蒸气和聚合物产物两者。
在可以与方法B的第十七方面组合使用的方法B的第十八方面中,方法B还包括从包括蒸气的多个料流中的至少一个中回收烯烃单体、烯烃共聚单体和稀释剂中的一种或多种,并且将烯烃单体、烯烃共聚单体和稀释剂中的一种或多种再循环到第一反应器、第二反应器或第一反应器和第二反应器两者。
在可以与方法B的第一到第十八方面中的任一个组合使用的方法B的第十九方面中,方法B还包括将来自分离容器的聚合物产物接收到脱气容器中,并且在脱气容器中去除聚合物产物内所夹带的烃的至少一部分。
在可以与方法B的第一到第十九方面中的任一个组合使用的方法B的第二十方面中,分离器包括旋风分离器。
在可以与方法B的第二十方面组合使用的方法B的第二十一方面中,旋风分离器为高效率旋风分离器,并且方法B还包括通过旋风分离器从升液管产物混合物中的气体分离升液管产物混合物中的99wt.%或更多的固体颗粒,其中固体颗粒具有约2μm到约10μm的大小。
在可以与方法B的第一到第二十一方面中的任一个组合使用的方法B的第二十二方面中,旋风分离器相对于水平面具有约45°到约80°的锥角。
在可以与方法B的第一到第二十二方面中的任一个组合使用的方法B的第二十三方面中,旋风分离器具有0°到约15°的切向入口角。
在可以与方法B的第一到第二十三方面中的任一个组合使用的方法B的第二十四方面中,其中步骤(c)中的升液管产物混合物以约15.24m/s(50英尺/秒)到约30.48m/s(100英尺/秒)的切向入口速度传递到分离器的切向入口中。
在可以与方法B的第一到第二十四方面中的任一个组合使用的方法B的第二十五方面中,相对于流体连接到旋风分离器的上导管的相对末端的水平面的角度为约0°到约15°。
在可以与方法B的第一到第二十五方面中的任一个组合使用的方法B的第二十六方面中,上导管的相对末端在旋风分离器顶部下方约0m(0ft)到约6.10m(20ft)的位置处连接到旋风分离器。
在可以与方法B的第一到第二十六方面中的任一个组合使用的方法B的第二十七方面中,方法B还包括将反应器去活化系统添加到第二反应器,其中反应器去活化系统被配置成调节或终止升液管、降液管或升液管和降液管两者中的聚合反应。
在可以与方法B的第一到第二十七方面中的任一个组合使用的方法B的第二十八方面中,分离器包括闪蒸槽或闪蒸腔室。
在可以与方法B的第一到第二十八方面中的任一个组合使用的方法B的第二十九方面中,第一聚烯烃为较低分子量聚乙烯,第三聚烯烃为较高分子量聚乙烯。
在可以与方法B的第二十九方面组合使用的方法B的第三十方面中,第二聚烯烃的平均分子量(Mw、Mn或Mz)大于第一聚烯烃的平均分子量(Mw、Mn或Mz)并且小于第三聚烯烃的平均分子量。
在可以与方法B的第一到第三十方面中的任一个组合使用的方法B的第三十一方面中,第一反应器是环流浆料反应器、流化床反应器、高压釜反应器、管式反应器、卧式气相反应器、连续搅拌槽反应器或溶液反应器。
在可以与方法B的第一到第三十一方面中的任一个组合使用的方法B的第三十二方面中,约20wt.%到约80wt.%的多峰聚烯烃包括第一聚烯烃并且约80wt.%到约20wt.%的多峰聚烯烃包括第二聚烯烃和第三聚烯烃。
在可以与方法B的第一到第三十二方面中的任一个组合使用的方法B的第三十三方面中,当根据ASTM D1238在2.16kg的力和190℃温度下测试时,多峰聚烯烃的密度在约0.930g/ml到约0.970g/ml范围内,熔融指数在约0.1到约30g/10min范围内,共聚单体含量在0到约6wt.%范围内,并且Mw在约250kg/mol到约1,500kg/mol范围内。
在可以与方法B的第三十三方面组合使用的方法B的第三十四方面中,当根据ASTMD1238在21.6kg的力和190℃温度下测试时,多峰聚烯烃的高负荷熔融指数为约1到约45g/10min,Mz在约500kg/mol到约5,000kg/mol范围内,Mw/Mn在约18到约52范围内,长链分支指数在0到约0.96范围内,并且剪切诱导的结晶(SIC)指数在约0.15到约8范围内。
作为用于制造多峰聚烯烃的方法的方法C的第一方面,所述方法使用以下进行:i)具有第一聚合区的第一反应器和ii)具有在升液管中的第二聚合区和在降液管中的第三聚合区的第二反应器,所述方法C包括:(a)在第一聚合区中聚合乙烯以产生第一聚烯烃;(b)将第一反应混合物向上传送通过升液管的第二聚合区,其中在第二聚合区中产生第二聚烯烃;(c)接收来自分离器中的第二聚合区的第一反应混合物;(d)通过分离器将第一聚烯烃产物与所接收到的第一反应混合物分离;(e)将第一聚烯烃产物传送通过第二反应器的屏障区段并进入第三聚合区;(f)在第三聚合区中,将第一聚烯烃产物添加到第二反应混合物中;(g)将第二反应混合物向下传送通过降液管的第三聚合区,其中在第三聚合区中产生第三聚烯烃;(h)重复步骤(b)-(g)n次,其中n=1到100,000;以及(i)以下中的一个:1)相对于第一反应混合物在第二聚合区中的流动方向,在第二聚合区的上游位置处将第一聚烯烃添加到第二反应器,并且从降液管抽出多峰聚烯烃,或2)从第二反应器抽出部分第二聚烯烃产物,将所述部分第二聚烯烃产物添加到第一反应器的第一聚合区中,并且从第一反应器抽出多峰聚烯烃。
在可以与方法C的第一方面组合使用的方法C的第二方面中,第二反应混合物的气体组成不同于第三反应混合物的气体组成。
在可以与方法C的第一到第二方面中的任一个组合使用的方法C的第三方面中,第二反应混合物的气体组成包括选自单体、稀释剂和催化剂的至少两种。
在可以与方法C的第一到第三方面中的任一个组合使用的方法C的第四方面中,第三反应混合物的气体组成包括选自以下的至少两种:氢气、单体、共聚单体、稀释剂和催化剂。
在可以与方法C的第一到第四方面中的任一个组合使用的方法C的第五方面中,其中屏障区段为包括惰性液体的液体屏障,其中惰性液体在液体屏障中的浓度大于惰性液体在第二聚合区中和第三聚合区中的浓度。
在可以与方法C的第一到第五方面中的任一个组合使用的方法C的第六方面中,方法C还包括通过降液管中的一个或多个位置将共聚单体注入第三聚合区中,其中第三聚烯烃为共聚物。
在可以与方法C的第一到第六方面中的任一个组合使用的方法C的第七方面中,方法C还包括将抗静电剂注入第二反应器的一个或多个位置中。
在可以与方法C的第七方面组合使用的方法C的第八方面中,注入抗静电剂的步骤包括通过一个或多个抗静电剂进料管线将包括抗静电剂和载剂流体的混合物注入一个或多个位置中,其中以一个或多个抗静电剂进料管线中的每一个中的载剂流体的重量计,一个或多个抗静电剂进料管线中的每一个中的抗静电剂的浓度为约1ppm到约50ppm。
在可以与方法C的第一到第八方面中的任一个组合使用的方法C的第九方面中,以第二反应器中的载剂流体的重量计,第二反应器中的抗静电剂的浓度为约1ppm到约50ppm。
在可以与方法C的第一到第九方面中的任一个组合使用的方法C的第十方面中,在将第一反应混合物向上传送通过升液管的第二聚合区之后并且接收分离器中的第一反应混合物接收之前,方法还包括使第一反应混合物流动通过流体连接升液管和分离器的上导管,其中第一反应混合物以以下速度在上导管中流动:大于第一反应混合物的跃移速度并且至多约30.48m/s(100英尺/秒),或ii)大于第一反应混合物的跃移速度的110%。
在可以与方法C的第一到第十方面中的任一个组合使用的方法C的第十一方面中,在将第二反应混合物向下传送通过降液管的第三聚合区之后,方法还包括使第二反应混合物流动通过流体连接降液管和升液管的下导管,其中第二反应混合物以以下速度在下导管中流动:i)大于第二反应混合物的跃移速度并且至多约30.48m/s(100英尺/秒),或ii)大于第二反应混合物的跃移速度的110%。
在可以与方法C的第一到第十一方面中的任一个组合使用的方法C的第十二方面中,方法C还包括在第二反应器中的一个或多个位置处分析第一反应混合物或第二反应混合物的样品以确定第一反应混合物或第二反应混合物中的气体、液体或固体的浓度,并且以确定第一反应混合物或第二反应混合物中的单体、共聚单体、稀释剂、氢气、惰性组分或聚合物的浓度。
在可以与方法C的第一到第十二方面中的任一个组合使用的方法C的第十三方面中,方法C还包括控制第一聚烯烃产物在分离器中的液位,使得第一聚烯烃产物在分离器中的滞留时间为约1秒到约30分钟。
在可以与方法C的第一到第十三方面中的任一个组合使用的方法C的第十四方面中,约20wt.%到约80wt.%的多峰聚烯烃包括第一聚烯烃并且约80wt.%到约20wt.%的多峰聚烯烃包括第二聚烯烃和第三聚烯烃。
在可以与方法C的第一到第十四方面中的任一个组合使用的方法C的第十五方面中,当根据ASTM D1505测试时,多峰聚烯烃的密度在约0.930g/ml到约0.970g/ml范围内,当根据ASTM D1238在2.16kg的力和190℃温度下测试时,熔融指数在约0.1到约30g/10min范围内,共聚单体含量在约0wt.%到约6wt.%范围内,并且Mw在约250kg/mol到约1,500kg/mol范围内。
在可以与方法C的第十五方面组合使用的方法C的第十六方面中,当根据ASTMD1238在21.6kg的力和190℃温度下测试时,多峰聚烯烃的高负荷熔融指数为约1到约45g/10min,Mz在约500kg/mol到约5,000kg/mol范围内,Mw/Mn在约18到约52范围内,长链分支指数在0到约0.96范围内,并且剪切诱导的结晶(SIC)指数在约0.15到约8范围内。
在可以与方法C的第一到第十六方面中的任一个组合使用的方法C的第十七方面中,第一聚合区是环流浆料反应器、流化床反应器、高压釜反应器、管式反应器、卧式气相反应器、连续搅拌槽反应器或溶液反应器。
在可以与方法C的第一到第十七方面中的任一个组合使用的方法C的第十八方面中,第一聚烯烃的Mw和第三聚烯烃的Mw相差大于10%的量,其中步骤(b)包括使第一反应混合物向上传送通过升液管的第二聚合区,使得第一反应混合物在单次传送期间在第二聚合区中的平均滞留时间在约1秒到约5分钟范围内。
在可以与方法C的第十五方面或第十八方面中的任一个组合使用的方法C的第十九方面中,第一聚烯烃的Mw和第三聚烯烃的Mw相差大于10%的量,其中步骤(g)包括使第二反应混合物向下传送通过降液管的第三聚合区,使得第二反应混合物在单次传送期间在第三聚合区中的平均滞留时间在约5秒到约15分钟范围内。
在可以与方法C的第十八方面或第十九方面中的任一个组合使用的方法C的第二十方面中,步骤(a)包括在第一聚合区中聚合第一聚烯烃,使得第一聚烯烃在第一聚合区中的平均滞留时间在约1秒到约14小时范围内;或者,约1秒到约12小时;或者,约1秒到约10小时;或者,约1秒到约8小时;或者,约2小时到约14小时;或者,约4小时到约14小时;或者,约4小时到约12小时;或者,约1小时到约3小时;或者,约1秒到约5分钟;或者,小于10小时;或者,大于1小时。
作为用于制造多峰聚烯烃的方法的方法D的第一方面为方法D包括(a)在第一反应器中聚合乙烯以产生第一聚烯烃;(b)在第二反应器的升液管中使第一反应混合物中的乙烯聚合以产生第二聚烯烃;(c)将第一反应混合物通过上导管从升液管传送到分离器;(d)在分离器中从第一反应混合物回收第二聚烯烃;(e)将来自分离器的第二聚烯烃传送到第二反应器的降液管中,任选地通过液体屏障;(f)聚合降液管中的第二反应混合物中的乙烯,以产生第三聚烯烃;(g)将第二反应混合物通过下导管从降液管传送到升液管;以及(h)以下中的一个:(1)在步骤(a)之后并且在步骤(b)-(g)之前,将来自第一反应器的第一聚烯烃接收到第二反应器中,或(2)在步骤(a)之前和在步骤(b)-(g)之后,将来自第二反应器的第二聚烯烃和第三聚烯烃接收到第一反应器中。
在可以与方法D的第一方面组合使用的方法D的第二方面中,第一反应器为流化床反应器,其中将来自第一反应器的第一聚烯烃接收到第二反应器包括将第一聚烯烃接收到至少部分地放置于流化床反应器的底部部分内的沉降腿中,其中沉降腿的末端通向气体分配器并且相对末端延伸到流化床反应器外部。
在可以与方法D的第一到第二方面中的任一个组合使用的方法D的第三方面中,沉降腿具有约10.16cm(4英寸)到约30.48cm(12英寸)的内径。
在可以与方法D的第一到第三方面中的任一个组合使用的方法D的第四方面中,方法D还包括将来自沉降腿的第一聚烯烃和气体混合物接收到分离容器中、通过分离容器将第一聚烯烃与气体混合物分离,以及处理气体混合物,其中处理步骤包括点燃气体混合物的组分、捕获变压吸收器中的气体混合物的组分、在膜中过滤气体混合物的组分或其组合。
在可以与方法D的第一到第四方面中的任一个组合使用的方法D的第五方面中,方法D还包括通过流体连接到沉降腿的样品排出导管分析获得的第一聚烯烃的样品。
在可以与方法D的第一到第五方面中的任一个组合使用的方法D的第六方面中,第一反应器为流化床反应器,其中将来自第一反应器的第一聚烯烃接收到第二反应器中包括使来自流化床反应器的第一聚烯烃和气体混合物通过产物排放导管和第一循环阀流入闭锁料斗。
在可以与方法D的第六方面组合使用的方法D的第七方面中,方法D还包括将来自闭锁料斗的第一聚烯烃和气体混合物通过第二循环阀接收到分离容器中、将第一聚烯烃与气体混合物分离,以及处理气体混合物,其中处理步骤包括点燃气体混合物的组分、捕获变压吸收器中的气体混合物的组分、在膜中过滤气体混合物的组分或其组合。
在可以与方法D的第一到第七方面中的任一个组合使用的方法D的第八方面中,方法D还包括通过流体连接到产物排放导管的样品排出导管分析获得的第一聚烯烃的样品。
在可以与方法D的第一到第八方面中的任一个组合使用的方法D的第九方面中,第一反应器为流化床反应器,其中将来自第一反应器的第一聚烯烃接收到第二反应器中包括通过流体连接到产物排放导管的连续排出阀控制第一聚烯烃在流体连接到流化床反应器的产物排放导管中的流动。
在可以与方法D的第九方面组合使用的方法D的第十方面中,方法D还包括将第一聚烯烃和气体混合物接收到联接到连续排出阀的分离容器中、通过分离容器将第一聚烯烃与气体混合物分离,以及处理气体混合物,其中处理步骤包括点燃气体混合物的组分、捕获变压吸收器中的气体混合物的组分、在膜中过滤气体混合物的组分或其组合。
在可以与方法D的第一到第十方面中的任一个组合使用的方法D的第十一方面中,方法D还包括通过流体连接到产物排放导管的样品排出导管分析获得的第一聚烯烃的样品。
在可以与方法D的第一到第十一方面中的任一个组合使用的方法D的第十二方面中,第一反应器为流化床反应器,其中将来自第二反应器的第二聚烯烃和第三聚烯烃接收到第一反应器中,并且方法D还包括将多峰聚烯烃接收到至少部分地放置于流化床反应器的底部部分内的沉降腿中,其中沉降腿的末端通向气体分配器并且相对末端延伸到流化床反应器外部。
在可以与方法D的第十二方面组合使用的方法D的第十三方面中,沉降腿具有约10.16cm(4英寸)到约30.48cm(12英寸)的内径。
在可以与方法D的第一到十三方面中的任一个组合使用的方法D的第十四方面中,方法D还包括将多峰聚烯烃和气体混合物接收到联接到沉降腿的分离容器中、通过分离容器将多峰聚烯烃与气体混合物分离,以及处理气体混合物,其中处理步骤包括点燃气体混合物的组分、捕获变压吸收器中的气体混合物的组分、在膜中过滤气体混合物的组分或其组合。
在可以与方法D的第一到第十四方面中的任一个组合使用的方法D的第十五方面中,方法D还包括通过流体连接到产物排放导管的样品排出导管分析获得的多峰聚烯烃的样品。
在可以与方法D的第一到十五方面中的任一个组合使用的方法D的第十六方面中,第一反应器为流化床反应器,其中将来自第二反应器的第二聚烯烃和第三聚烯烃接收到第一反应器中,并且方法D还包括使来自流化床反应器的多峰聚烯烃和气体混合物通过产物排放导管和第一循环阀流入闭锁料斗。
在可以与方法D的第十六方面组合使用的方法D的第十七方面中,方法D还包括将来自闭锁料斗的多峰聚烯烃和气体混合物通过第二循环阀接收到分离容器中、将多峰聚烯烃与气体混合物分离,以及处理气体混合物,其中处理步骤包括点燃气体混合物的组分、捕获变压吸收器中的气体混合物的组分、在膜中过滤气体混合物的组分或其组合。
在可以与方法D的第一到第十七方面中的任一个组合使用的方法D的第十八方面中,方法D还包括通过流体连接到产物排放导管的样品排出导管分析获得的多峰聚烯烃的样品。
在可以与方法D的第一到第十八方面中的任一个组合使用的方法D的第十九方面中,第一反应器为流化床反应器,其中将来第二反应器的第二聚烯烃和第三聚烯烃接收到第一反应器中,并且方法D还包括通过流体连接到产物排放导管的连续排出阀控制多峰聚烯烃在流体连接到流化床反应器的产物排放导管中的流动。
在可以与方法D的第十九方面组合使用的方法D的第二十方面中,方法D还包括将多峰聚烯烃和气体混合物接收到联接到连续排出阀的分离容器中、通过分离容器将多峰聚烯烃与气体混合物分离,以及处理气体混合物,其中处理步骤包括点燃气体混合物的组分、捕获变压吸收器中的气体混合物的组分、在膜中过滤气体混合物的组分或其组合。
在可以与方法D的第一到第二十方面中的任一个组合使用的方法D的第二十一方面中,方法D还包括通过流体连接到产物排放导管的样品排出导管分析获得的多峰聚烯烃的样品。
在可以与方法D的第一到第二十一方面中的任一个组合使用的方法D的第二十二方面中,第一聚烯烃为较低分子量聚乙烯,第三聚烯烃为较高分子量聚乙烯。
在可以与方法D的第二十二方面组合使用的方法D的第二十三方面中,第二聚烯烃的平均分子量(Mw、Mn或Mz)大于第一聚烯烃的平均分子量(Mw、Mn或Mz)并且小于第三聚烯烃的平均分子量。
在可以与方法D的第一到第二十三方面中的任一个组合使用的方法D的第二十四方面中,约20wt.%到约80wt.%的多峰聚烯烃包括第一聚烯烃并且约80wt.%到约20wt.%的多峰聚烯烃包括第二聚烯烃和第三聚烯烃。
在可以与方法D的第一到第二十四方面中的任一个组合使用的方法D的第二十五方面中,当根据ASTM D1505测试时,多峰聚烯烃的密度在约0.930g/ml到约0.970g/ml范围内,当根据ASTM D1238在2.16kg的力和190℃温度下测试时,熔融指数在约0.1到约30g/10min范围内,共聚单体含量在0wt.%到约6wt.%范围内,并且Mw在约250kg/mol到约1,500kg/mol范围内。
在可以与方法D的第二十五方面组合使用的方法D的第二十六方面中,当根据ASTMD1238在21.6kg的力和190℃温度下测试时,多峰聚烯烃的高负荷熔融指数为约1到约45g/10min,Mz在约500kg/mol到约5,000kg/mol范围内,Mw/Mn在约18到约52范围内,长链分支指数在0到约0.96范围内,并且剪切诱导的结晶(SIC)指数在约0.15到约8范围内。
在可以与方法D的第一到第二十六方面中的任一个组合使用的方法D的第二十七方面中,第一反应器是环流浆料反应器、流化床反应器、高压釜反应器、管式反应器、卧式气相反应器、连续搅拌槽反应器或溶液反应器。
作为用于制造多峰聚烯烃的装置的装置A的第一方面,所述装置包括被配置成制造第一聚烯烃的第一反应器、被配置成制造第二聚烯烃和第三聚烯烃的第二反应器,其中第二反应器包括被配置成制造第二聚烯烃的升液管、具有流体连接到升液管的顶部部分的末端的上导管、流体连接到上导管的相对末端的分离器、被配置成制造第三聚烯烃的降液管,其中降液管的顶部部分任选地通过降液管的顶部部分中的液体屏障流体连接到分离器,以及具有流体连接到降液管的底部部分的末端和流体连接到升液管的底部部分的相对末端的下导管,其中第二反应器被配置成从第一反应器接收第一聚烯烃,或第一反应器被配置成从第二反应器接收第二聚烯烃和第三聚烯烃。
在可以与装置A的第一方面组合使用的装置A的第二方面中,升液管具有小于约0.1的宽度与高度比。
在可以与装置A的第一到第二方面中的任一个组合使用的装置A的第三方面中,降液管具有小于约0.1的宽度与高度比。
在可以与装置A的第一到第三方面中的任一个组合使用的装置A的第四方面中,上导管具有约5到约20的长度与直径比。
在可以与装置A的第一到第四方面中的任一个组合使用的装置A的第五方面中,下导管具有约5到约20的长度与直径比。
在可以与装置A的第一到第五方面中的任一个组合使用的装置A的第六方面中,装置A还包括配置成向升液管添加热量或从其去除热量的热装置。
在可以与装置A的第一到第六方面中的任一个组合使用的装置A的第七方面中,装置A还包括配置成向降液管添加热量或从中去除热量的热装置。
在可以与装置A的第一到第四方面中的任一个组合使用的装置A的第八方面中,第二反应器还包括流体连接到下导管的末端的过渡导管。
在可以与装置A的第八方面组合使用的装置A的第九方面中,过渡导管相对于水平面的角度小于约90°。
在可以与装置A的第一到第九方面中的任一个组合使用的装置A的第十方面中,过渡导管的长度为约6英尺到约15英尺。
在可以与装置A的第一到第十方面中的任一个组合使用的装置A的第十一方面中,第二反应器还包括连接到升液管的底部部分和下导管的相对末端的第一弯头连接器;以及连接到升液管的顶部部分和上导管的末端的第二弯头连接器;以及具有连接降液管的底部部分的第一末端、连接到下导管的第二末端和连接到过渡导管的末端的第三末端的三通连接器,其中第一末端与第二末端之间的第一角度等于或小于约90°并且第二末端与第三末端之间的第二角度等于或大于90°。
在可以与装置A的第一到第十一方面中的任一个组合使用的装置A的第十二方面中,第二反应器还包括连接到升液管的底部部分和下导管的相对末端的第一弯头连接器、连接到升液管的顶部部分和上导管的末端的第二弯头连接器,以及连接到降液管的底部部分和下导管的末端的第三弯头连接器。
在可以与装置A的第十二方面组合使用的装置A的第十三方面中,第一、第二或第三弯头连接器中的至少一个具有内径(d)和内部曲率半径(Rc)并且被配置成将其中流动的反应混合物的迪恩数(Dn)维持为在约1,000,000到约5,000,000范围内的值,其中Dn=ρVd/μ*(d/2Rc)1/2并且其中ρ为反应混合物的密度、V为反应混合物的循环速度并且μ为反应混合物的动力粘度。
在可以与装置A的第一到十三方面中的任一个组合使用的装置A的第十四方面中,装置A还包括连接到以下的弯头连接器:i)升液管的底部部分和下导管的相对末端;ii)升液管的顶部部分和上导管的末端;或iii)降液管的底部部分和下导管的末端,其中弯头连接器包括在弯头连接器的外部半径上的第一分接头、在弯头连接器的内半径上的第二分接头,将第一分接头联接到差压计的第一感测腿和将第二分接头联接到差压计的第二感测腿。
在可以与装置A的第一到第十四方面中的任一个组合使用的装置A的第十五方面中,第二反应器具有抛光到小于约150微英寸的均方根的内表面。
在可以与装置A的第一到第十五方面中的任一个组合使用的装置A的第十六方面中,装置A还包括在第一反应器的内表面或第二反应器的内表面上的防锈剂涂层。
在可以与装置A的第一到第十六方面中的任一个组合使用的装置A的第十七方面中,第一反应器的至少一部分或第二反应器的至少一部分是由碳钢、不锈钢或其组合制成。
在可以与装置A的第一到第十七方面中的任一个组合使用的装置A的第十八方面中,第一反应器的至少一部分或第二反应器的至少一部分是由碳钢制成,其中碳钢为低温碳钢。
在可以与装置A的第一到第十八方面中的任一个组合使用的装置A的第十九方面中,装置A还包括一个或多个位于第二反应器上的热电偶。
在可以与装置A的第一到第十九方面中的任一个组合使用的装置A的第二十方面中,第二反应器还包括联接到下导管或联接到流体连接到下导管的末端的过渡导管的喷射器或竖管。
在可以与装置A的第一到第二十方面中的任一个组合使用的装置A的第二十一方面中,第二反应器还包括被配置成测量升液管中的第一反应混合物的密度的气体密度计。
在可以与装置A的第一到第二十一方面中的任一个组合使用的装置A的第二十二方面中,第一聚烯烃为较低分子量聚乙烯,第三聚烯烃为较高分子量聚乙烯。
在可以与装置A的第二十二方面组合使用的装置A的第二十三方面中,第二聚烯烃的平均分子量(Mw、Mn或Mz)大于第一聚烯烃的平均分子量(Mw、Mn或Mz)并且小于第三聚烯烃的平均分子量。
在可以与装置A的第一到第二十三方面中的任一个组合使用的装置A的第二十四方面中,约20wt.%到约80wt.%的多峰聚烯烃包括第一聚烯烃并且约8wt.%到约20wt.%的多峰聚烯烃包括第二聚烯烃和第三聚烯烃。
在可以与装置A的第一到第二十四方面中的任一个组合使用的装置A的第二十五方面中,当根据ASTM D1505测试时,多峰聚烯烃的密度在约0.930g/ml到约0.970g/ml范围内,当根据ASTM D1238在2.16kg的力和190℃温度下测试时,熔融指数在约0.1到约30g/10min范围内,共聚单体含量在0wt.%到约6wt.%范围内,并且Mw在约250kg/mol到约1,500kg/mol范围内。
在可以与装置A的第二十五方面组合使用的装置A的第二十六方面中,当根据ASTMD1238在21.6kg的力和190℃温度下测试时,多峰聚烯烃的高负荷熔融指数为约1到约45g/10min,Mz在约500kg/mol到约5,000kg/mol范围内,Mw/Mn在约18到约52范围内,长链分支指数在0到约0.96范围内,并且剪切诱导的结晶(SIC)指数在约0.15到约8范围内。
在可以与装置A的第一到第二十六方面中的任一个组合使用的装置A的第二十七方面中,第一反应器是环流浆料反应器、流化床反应器、高压釜反应器、管式反应器、卧式气相反应器、连续搅拌槽反应器或溶液反应器。
作为用于制造多峰聚烯烃的装置的装置B的第一方面,所述装置包括被配置成制造第一聚烯烃的第一反应器、被配置成制造第二聚烯烃和第三聚烯烃的第二反应器,其中第二反应器包括被配置成制造第二聚烯烃的升液管、具有流体连接到升液管的顶部部分的末端的上导管、流体连接到上导管的相对末端的分离器、被配置成制造第三聚烯烃的降液管,其中降液管的顶部部分任选地通过降液管的顶部部分中的液体屏障流体连接到分离器,以及具有流体连接到降液管的底部部分的末端和流体连接到升液管的底部部分的相对末端的下导管,其中第二反应器被配置成从第一反应器接收第一聚烯烃,或第一反应器被配置成从第二反应器接收第二聚烯烃和第三聚烯烃。
在可以与装置B的第一方面组合使用的装置B的第二方面中,装置B还包括流体连接到第一反应器的第一产物排放导管和流体连接到降液管的底部部分的第二产物排放导管。
在可以与装置B的第一到第二方面中的任一个组合使用的装置B的第三方面中,第一产物排放导管或第二产物排放导管流体连接到排出阀,其中排出阀被配置为连续排出阀或不连续排出阀。
在可以与装置B的第一到第三方面中的任一个组合使用的装置B的第四方面中,第二产物排放导管连接到降液管,使得第二产物排放导管相对于水平面的角度为0°到45°。
在可以与装置B的第一到第四方面中的任一个组合使用的装置B的第五方面中,装置B还包括加热器,所述加热器联接到第二产物排放导管并且被配置成接收产物混合物并将热量添加到产物混合物。
在可以与装置B的第五方面组合使用的装置B的第六方面中,装置B还包括添加到加热器中或加热器上游的产物混合物中的催化剂或助催化剂毒物或去活化剂。
在可以与装置B的第一到第六方面中的任一个组合使用的装置B的第七方面中,加热器还被配置成在以下温度下排放产物混合物中的多峰聚烯烃:i)约54.4℃(130℉)到约104.4℃(220℉)或ii)低于多峰聚烯烃的熔点。
在可以与装置B的第一到第七方面中的任一个组合使用的装置B的第八方面中,装置B还包括流体连接到加热器的相对末端的分离容器,其中分离容器被配置成将产物混合物分离成多个料流,多个料流中的每一个包括蒸气、聚合物产物或蒸气鹅聚合物产物两者。
在可以与装置B的第八方面组合使用的装置B的第九方面中,装置B还包括被配置成从包括蒸气的多个料流中的至少一个回收烯烃单体、烯烃共聚单体和稀释剂中的一种或多种并且被配置成将烯烃单体、烯烃共聚单体和稀释剂中的一种或多种再循环到第一反应器、第二反应器或第一反应器和第二反应器两者的单体回收系统。
在可以与装置B的第一到第九方面中的任一个组合使用的装置B的第十方面中,装置B还包括被配置成接收来自分离容器的聚合物产物并且去除聚合物产物内所夹带的烃的至少一部分的脱气容器。
在可以与装置B的第一到第十方面中的任一个组合使用的装置B的第十一方面中,分离器包括旋风分离器。
在可以与装置B的第十一方面组合使用的装置B的第十二方面中,升液管被配置成制造包括固体颗粒和气体混合物的升液管产物混合物,其中旋风分离器被配置成通过上导管接收升液管产物混合物,其中旋风分离器为配置成从气体混合物分离99wt.%或更多大小为约2μm到约10μm的固体颗粒的高效旋风分离器。
在可以与装置B的第一到第十二方面中的任一个组合使用的装置B的第十三方面中,旋风分离器被配置成相对于水平面具有约45°到约80°的锥角。
在可以与装置B的第一到第十三方面中的任一个组合使用的装置B的第十四方面中,旋风分离器被配置成相对于旋风分离器的切线具有0°到约15°的入口角度。
在可以与装置B的第一到第十四方面中的任一个组合使用的装置B的第十五方面中,旋风分离器被配置成具有约15.24m/s到约30.48m/s的切向入口速度。
在可以与装置B的第一到第十五方面中的任一个组合使用的装置B的第十六方面中,相对于流体连接到旋风分离器的上导管的相对末端的水平面的角度为约0°到约15°。
在可以与方装置B的第一到第十六方面中的任一个组合使用的装置B的第十七方面中,上导管的相对末端与旋风分离器的顶部之间的垂直距离为约0m(0ft)到约6.10m(20ft)。
在可以与装置B的第一到第十七方面中的任一个组合使用的装置B的第十八方面中,装置B还包括在第二反应器中的反应器去活化系统,其中反应器去活化系统被配置成调节或终止升液管、降液管或升液管和降液管两者中的聚合反应。
在可以与装置B的第一到第十八方面中的任一个组合使用的装置B的第十九方面中,分离器包括闪蒸槽或闪蒸腔室。
在可以与装置B的第一到第十九方面中的任一个组合使用的装置B的第二十方面中,第一聚烯烃为较低分子量聚乙烯,第三聚烯烃为较高分子量聚乙烯。
在可以与装置B的第二十方面组合使用的装置B的第二十一方面中,第二聚烯烃的平均分子量(Mw、Mn或Mz)大于第一聚烯烃的平均分子量(Mw、Mn或Mz)并且小于第三聚烯烃的平均分子量。
在可以与装置B的第一到第二十一方面中的任一个组合使用的装置B的第二十二方面中,第一反应器是环流浆料反应器、流化床反应器、高压釜反应器、管式反应器、卧式气相反应器、连续搅拌槽反应器或溶液反应器。
在可以与装置B的第一到第二十二方面中的任一个组合使用的装置B的第二十三方面中,约20wt.%到约80wt.%的多峰聚烯烃包括第一聚烯烃并且约80wt.%到约20wt.%的多峰聚烯烃包括第二聚烯烃和第三聚烯烃。
在可以与装置B的第一到第二十三方面中的任一个组合使用的装置B的第二十四方面中,当根据ASTM D1238在2.16kg的力和190℃温度下测试时,多峰聚烯烃的密度在约0.930g/ml到约0.970g/ml范围内,熔融指数在约0.1到约30g/10min范围内,共聚单体含量在0wt.%到约6wt.%范围内,并且Mw在约250kg/mol到约1,500kg/mol范围内。
在可以与装置B的第二十四方面组合使用的装置B的第二十五方面中,当根据ASTMD1238在21.6kg的力和190℃温度下测试时,多峰聚烯烃的高负荷熔融指数为约1到约45g/10min,Mz在约500kg/mol到约5,000kg/mol范围内,Mw/Mn在约18到约52范围内,长链分支指数在约0到约0.96范围内,并且剪切诱导的结晶(SIC)指数在约0.15到约8范围内。
作为用于制造多峰聚烯烃的装置的装置C的第一方面,所述装置包括被配置成制造第一聚烯烃的第一反应器、被配置成制造第二聚烯烃和第三聚烯烃的第二反应器,其中第二反应器包括被配置成制造第二聚烯烃的升液管、具有流体连接到升液管的顶部部分的末端的上导管、流体连接到上导管的相对末端并且被配置成将聚烯烃产物与从上导管接收的第一反应混合物分离的分离器、被配置成制造第三聚烯烃的降液管(其中降液管的顶部部分任选地通过降液管的顶部部分中的液体屏障流体连接到分离器)以及具有流体连接到降液管的底部部分的末端和流体连接到升液管的底部部分的相对末端的下导管,其中下导管被配置成将来自降液管的第二反应混合物传送到升液管,其中第二反应器被配置成接收来自第一反应器的第一聚烯烃,或第一反应器被配置成接收来自第二反应器的第二聚烯烃和第三聚烯烃。
在可以与装置C的第一方面组合使用的装置C的第二方面中,第二反应混合物的气体组成不同于第三反应混合物的气体组成。
在可以与装置C的第一到第二方面中的任一个组合使用的装置C的第三方面中,第二反应混合物的气体组成包括选自单体、稀释剂和催化剂的至少两种。
在可以与装置C的第一到第三方面中的任一个组合使用的装置C的第四方面中,第三反应混合物的气体组成包括选自以下的至少两种:氢气、单体、共聚单体、稀释剂和催化剂。
在可以与装置C的第一到第四方面中的任一个组合使用的装置C的第五方面中,液体屏障包括惰性液体,其中惰性液体在液体屏障中的浓度大于降液管和升液管中的惰性液体的浓度。
在可以与装置C的第一到第五方面中的任一个组合使用的装置C的第六方面中,第二反应器还包括一个或多个被配置成将共聚单体注入降液管的共聚单体进料管线,其中第三聚烯烃为共聚物。
在可以与装置C的第一到第六方面中的任一个组合使用的装置C的第七方面中,装置C还包括一个或多个被配置成将抗静电剂注入第二反应器的抗静电剂进料管线。
在可以与装置C的第七方面组合使用的装置C的第八方面中,所述一或多个抗静电剂管线被配置成注入包括抗静电剂和载剂流体的混合物,其中以一个或多个抗静电剂进料管线中的每一个中的载剂流体的重量计,一个或多个抗静电剂进料管线中的每一个中的抗静电剂的浓度为约1ppm到约50ppm。
在可以与装置C的第一到第八方面中的任一个组合使用的装置C的第九方面中,其中以第二反应器中的载剂流体的重量计,第二反应器中的抗静电剂的浓度为约1ppm到约50ppm。
在可以与装置C的第一到第九方面中的任一个组合使用的装置C的第十方面中,上导管被配置成以以下速度将来自升液管的第一反应混合物传送到分离器:i)大于第一反应混合物的跃移速度并且至多约30.48m/s(100英尺/秒)或ii)大于第一反应混合物的跃移速度的110%。
在可以与装置C的第一到第十方面中的任一个组合使用的装置C的第十一方面中,下导管还被配置成以以下速度将来自降液管的第二反应混合物传送到升液管:i)大于第二反应混合物的跃移速度并且至多约30.48m/s(100英尺/秒)或ii)大于第二反应混合物的跃移速度的110%。
在可以与装置C的第一到第十一方面中的任一个组合使用的装置C的第十二方面中,装置C还包括被配置成以下的样品分析仪:i)在第二反应器中的一个或多个位置处分析第一反应混合物或第二反应混合物的样品;ii)确定第一反应混合物或第二反应混合物中的气体、液体或固体的浓度;以及iii)确定第一反应混合物或第二反应混合物中的单体、共聚单体、稀释剂、氢气、惰性组分或聚合物的浓度。
在可以与装置C的第一到第十二方面中的任一个组合使用的装置C的第十三方面中,分离器包括联接到分离器并且被配置成控制聚烯烃产物在分离器中的液位的液位控制器,使得聚烯烃产物在分离器中的滞留时间为约1秒到约30分钟。
在可以与装置C的第一到第十三方面中的任一个组合使用的装置C的第十四方面中,约20wt.%到约80wt.%的多峰聚烯烃包括第一聚烯烃并且约80wt.%到约20wt.%的多峰聚烯烃包括第二聚烯烃和第三聚烯烃。
在可以与装置C的第一到第十四方面中的任一个组合使用的装置C的第十五方面中,当根据ASTM D1505测试时,多峰聚烯烃的密度在约0.930g/ml到约0.970g/ml范围内,当根据ASTM D1238在2.16kg的力和190℃温度下测试时,熔融指数在约0.1到约30g/10min范围内,共聚单体含量在约0wt.%到约6wt.%范围内,并且Mw在约250kg/mol到约1,500kg/mol范围内。
在可以与装置C的第十五方面组合使用的装置C的第十六方面中,当根据ASTMD1238在21.6kg的力和190℃温度下测试时,多峰聚烯烃的高负荷熔融指数为约1到约45g/10min,Mz在约500kg/mol到约5,000kg/mol范围内,Mw/Mn在约18到约52范围内,长链分支指数在约0到约0.96范围内,并且剪切诱导的结晶(SIC)指数在约0.15到约8范围内。
在可以与装置C的第一到第十六方面中的任一个组合使用的装置C的第十七方面中,第一反应器是环流浆料反应器、流化床反应器、高压釜反应器、管式反应器、卧式气相反应器、连续搅拌槽反应器或溶液反应器。
作为用于制造多峰聚烯烃的装置的装置D的第一方面,所述装置包括被配置成制造第一聚烯烃的第一反应器、被配置成制造第二聚烯烃和第三聚烯烃的第二反应器,其中第二反应器包括被配置成制造第二聚烯烃的升液管、具有流体连接到升液管的顶部部分的末端的上导管、流体连接到上导管的相对末端的分离器、被配置成制造第三聚烯烃的降液管,其中降液管的顶部部分任选地通过降液管的顶部部分中的液体屏障流体连接到分离器,以及具有流体连接到降液管的底部部分的末端和流体连接到升液管的底部部分的相对末端的下导管,其中第二反应器被配置成从第一反应器接收第一聚烯烃,或第一反应器被配置成从第二反应器接收第二聚烯烃和第三聚烯烃。
在可以与装置D的第一方面组合使用的装置D的第二方面中,第二反应器被配置成接收来自第一反应器的第一聚烯烃,其中第一反应器包括流化床反应器、位于流化床反应器内部的底部部分中的气体分配器和至少部分地放置于流化床反应器的底部部分内的沉降腿,其中沉降腿的末端通向气体分配器并且相对末端延伸到流化床反应器外部。
在可以与装置D的第一到第二方面中的任一个组合使用的装置D的第三方面中,沉降腿具有约10.16cm(4英寸)到约30.48cm(12英寸)的内径。
在可以与装置D的第一到第三方面中的任一个组合使用的装置D的第四方面中,装置D还包括:分离容器,其联接到沉降腿并且被配置成将第一聚烯烃与气体混合物分离;以及处理器,其被配置成处理气体混合物,其中处理器包括火炬烟囱或地面火炬、变压吸收器、膜或其组合。
在可以与装置D的第一到第四方面中的任一个组合使用的装置D的第五方面中,装置D还包括:产物排放导管,其流体连接到沉降腿;以及取样系统,其流体连接到产物排放导管并且被配置成分析第一聚烯烃的样品。
在可以与装置D的第一到第五方面中的任一个组合使用的装置D的第六方面中,第二反应器被配置成接收来自第一反应器的第一聚烯烃,其中第一反应器包括流化床反应器、流体连接到流化床反应器的产物排放导管、联接到产物排放导管的闭锁料斗、联接到产物排放导管和闭锁料斗的第一循环阀,以及联接到闭锁料斗的出口的第二循环阀。
在可以与装置D的第六方面组合使用的装置D的第七方面中,装置D还包括:分离容器,其联接到第二循环阀并且被配置成将第一聚烯烃与气体混合物分离;以及处理器,其被配置成处理气体混合物,其中处理器包括火炬烟囱或地面火炬、变压吸收器、膜或其组合。
在可以与装置D的第一到第七方面中的任一个组合使用的装置D的第八方面中,装置D还包括流体连接到产物排放导管并且被配置成分析第一聚烯烃的样品的取样系统。
在可以与装置D的第一到第八方面中的任一个组合使用的装置D的第九方面中,第二反应器被配置成接收来自第一反应器的第一聚烯烃,其中第一反应器包括流化床反应器、流体连接到流化床反应器的产物排放导管和流体连接到产物排放导管的连续排出阀。
在可以与装置D的第九方面组合使用的装置D的第十方面中,装置D还包括:分离容器,其联接到连续排出阀并且被配置成将第一聚烯烃与气体混合物分离;以及处理器,其被配置成处理气体混合物,其中处理器包括火炬烟囱或地面火炬、变压吸收器、膜或其组合。
在可以与装置D的第一到第十方面中的任一个组合使用的装置D的第十一方面中,装置D还包括流体连接到产物排放导管并且被配置成分析第一聚烯烃的样品的取样系统。
在可以与装置D的第一到第十一方面组合使用的装置D的第十二方面中,第一反应器被配置成接收来自第二反应器的第二聚烯烃和第三聚烯烃,其中第一反应器包括流化床反应器、位于流化床反应器内部的底部部分中的气体分配器和至少部分地放置于流化床反应器的底部部分内的沉降腿,其中沉降腿的末端通向气体分配器并且相对末端延伸到流化床反应器外部。
在可以与装置D的第十二方面组合使用的装置D的第十三方面中,沉降腿具有约10.16cm(4英寸)到约30.48cm(12英寸)的内径。
在可以与装置D的第一到第十三方面中的任一个组合使用的装置D的第十四方面中,装置D还包括:分离容器,其联接到沉降腿并且被配置成将多峰聚烯烃与气体混合物分离;以及处理器,其被配置成处理气体混合物,其中处理器包括火炬烟囱或地面火炬、变压吸收器、膜或其组合。
在可以与装置D的第一到第十四方面中的任一个组合使用的装置D的十五方面中,装置D还包括:产物排放导管,其流体连接到沉降腿;以及取样系统,其流体连接到产物排放导管并且被配置成分析多峰聚烯烃的样品。
在可以与装置D的第一到第十五方面中的任一个组合使用的装置D的第十六方面中,第一反应器被配置成接收来自第二反应器的第二聚烯烃和第三聚烯烃,其中第一反应器包括流化床反应器、流体连接到流化床反应器的产物排放导管、联接到产物排放导管的闭锁料斗、联接到产物排放导管和闭锁料斗的入口的第一循环阀,以及联接到闭锁料斗的出口的第二循环阀。
在可以与装置D的第十六方面组合使用的装置D的第十七方面中,装置D还包括:分离容器,其联接到第二循环阀并且被配置成将多峰聚烯烃与气体混合物分离;以及处理器,其被配置成处理气体混合物,其中处理器包括火炬烟囱或地面火炬、变压吸收器、膜或其组合。
在可以与装置D的第一到第十七方面中的任一个组合使用的装置D的第十八方面中,装置D还包括流体连接到产物排放导管并且被配置成分析多峰聚烯烃的样品的取样系统。
在可以与装置D的第一到第十八方面中的任一个组合使用的装置D的第十九方面中,第一反应器被配置成接收来自第二反应器的第二聚烯烃和第三聚烯烃,其中第一反应器包括流化床反应器、流体连接到流化床反应器的产物排放导管和流体连接到产物排放导管的连续排出阀。
在可以与装置D的第十九方面组合使用的装置D的第二十方面中,装置D还包括:分离容器,其联接到连续排出阀并且被配置成将多峰聚烯烃与气体混合物分离;以及处理器,其被配置成处理气体混合物,其中处理器包括火炬烟囱或地面火炬、变压吸收器、膜或其组合。
在可以与装置D的第一到第二十方面中的任一个组合使用的装置D的第二十一方面中,装置D还包括流体连接到产物排放导管并且被配置成分析多峰聚烯烃的样品的取样系统。
在可以与装置D的第一到第二十一方面中的任一个组合使用的装置D的第二十二方面中,第一聚烯烃为较低分子量聚乙烯,第三聚烯烃为较高分子量聚乙烯。
在可以与装置D的第二十二方面组合使用的装置D的第二十三方面中,第二聚烯烃的平均分子量(Mw、Mn或Mz)大于第一聚烯烃的平均分子量(Mw、Mn或Mz)并且小于第三聚烯烃的平均分子量。
在可以与装置D的第一到第二十三方面中的任一个组合使用的装置D的第二十四方面中,其中约20wt.%到约80wt.%的多峰聚烯烃包括第一聚烯烃并且约80wt.%到约20wt.%的多峰聚烯烃包括第二聚烯烃和第三聚烯烃。
在可以与装置D的第一到第二十四方面中的任一个组合使用的装置D的第二十五方面中,当根据ASTM D1505测试时,多峰聚烯烃的密度在约0.930g/ml到约0.970g/ml范围内,当根据ASTM D1238在2.16kg的力和190℃温度下测试时,熔融指数在约0.1到约30g/10min范围内,共聚单体含量在0wt.%到约6wt.%范围内,并且Mw在约250kg/mol到约1,500kg/mol范围内。
在可以与装置D的第二十五方面组合使用的装置D的第二十六方面中,当根据ASTMD1238在21.6kg的力和190℃温度下测试时,多峰聚烯烃的高负荷熔融指数为约1到约45g/10min,Mz在约500kg/mol到约5,000kg/mol范围内,Mw/Mn在约18到约52范围内,长链分支指数在0到约0.96范围内,并且剪切诱导的结晶(SIC)指数在约0.15到约8范围内。
在可以与装置D的第一到第二十六方面中的任一个组合使用的装置D的第二十七方面中,第一反应器是环流浆料反应器、流化床反应器、高压釜反应器、管式反应器、卧式气相反应器、连续搅拌槽反应器或溶液反应器。
在第一方面中,聚乙烯树脂A可以包括在第一反应器100的聚合区112中制得的第一聚烯烃、在MZCR 300的升液管320的聚合区321中制得的第二聚烯烃和在MZCR 300的降液管340的聚合区341中制得的第三聚烯烃。
在可以与第一方面组合的第二方面中,聚乙烯树脂A中的第一聚烯烃可以是多峰聚烯烃的低分子量(LMW)组分,聚乙烯树脂A中的第二聚烯烃可以是多峰聚烯烃的中间分子量(IMW)组分,并且聚乙烯树脂A中的第三聚烯烃可以是多峰聚烯烃的高分子量(HMW)组分。
在可以与第一和第二方面组合的第三方面中,在第一反应器100的聚合区112中产生的聚乙烯树脂A中的第一聚烯烃(例如,LMW组分)可以是较低分子量聚乙烯,在升液管320的聚合区321中产生的聚乙烯树脂A中的第二聚烯烃(例如,IMW组分)、在降液管340的聚合区341中产生的聚乙烯树脂A中的第三聚烯烃(例如,HMW组分)可以是较高分子量聚乙烯,或其组合。
在可以与第一到第三方面中的任一个组合的第四方面中,约20wt.%到约80wt.%的量的聚乙烯树脂A可以包括第一聚烯烃,并且约80wt.%到约20wt.%的量的聚乙烯树脂A可以包括第二聚烯烃和第三聚烯烃。
在可以与第一到第四方面中的任一个组合的第五方面中,约20wt.%到约80wt.%的量的聚乙烯树脂A可以包括LMW组分并且约80wt.%到约20wt.%的量的聚乙烯树脂A可以包括IMW组分和HMW组分。
在可以与第一到第五方面中的任一个组合的第六方面中,LMW组分可以约20wt.%到约75wt.%的量存在于聚乙烯树脂A中、IMW组分可以约5wt.%到约40wt.%的量存在于聚乙烯树脂A中,并且HMW组分可以约10wt.%到约60wt.%的量存在于聚乙烯树脂A中。
在可以与第一到第六方面中的任一个组合的第七方面中,当根据ISO 1183在23℃下测试时,聚乙烯树脂A的密度可以在约0.930g/ml到约0.970g/ml范围内。
在可以与第一到第七方面中的任一个组合的第八方面中,当根据ISO 1133在190℃下在2.16kg的力下测试时,聚乙烯树脂A的熔融指数(MI2)可以在约0.1到约30g/10min范围内。
在可以与第一到第八方面中的任一个组合的第九方面中,当根据ISO 1133在190℃下在21.6kg的力下测试时,聚乙烯树脂A的高负荷熔融指数(HLMI)可以为约1到约45g/10min。
在可以与第一到第九方面中的任一个组合的第十方面中,聚乙烯树脂A的共聚单体含量可以在约0wt.%到约6wt.%范围内。
在可以与第一到第十方面中的任一个组合的第十一方面中,聚乙烯树脂A的重量平均分子量(Mw)可以在约250kg/mol到约1,500kg/mol范围内。
在可以与第一到第十一方面中的任一个组合的第十二方面中,聚乙烯树脂A的z均分子量(Mz)可以在约500kg/mol到约5,000kg/mol范围内。
在可以与第一到第十二方面中的任一个组合的第十三方面中,聚乙烯树脂A的多分散指数(分散度或PDI或Mw/Mn)可以在约18到约52范围内。
在可以与第一到第十三方面中的任一个组合的第十四方面中,聚乙烯树脂A的长链分支指数可以在约0到约0.96范围内。
在可以与第一到第十四方面中的任一个组合的第十五方面中,聚乙烯树脂A的剪切诱导的结晶(SIC)指数可以在约0.15到约8范围内。
在可以与第一和第十五方面中的任一个组合的第十六方面中,在升液管320的聚合区321中产生的聚乙烯树脂A中的第二聚烯烃(例如,IMW组分)的平均分子量(Mw、Mn或Mz)可以大于在第一反应器100的聚合区112中产生的聚乙烯树脂A中的第一聚烯烃(例如,LMW组分)的平均分子量(Mw、Mn或Mz)并且小于在降液管340的聚合区341中产生的聚乙烯树脂A中的第三聚烯烃(例如,HMW组分)的平均分子量(Mw、Mn或Mz)。
在可以与第一到第十六方面中的任一个组合的第十七方面中,当根据ISO 16770测试时,聚乙烯树脂A的耐环境应力开裂(ESCR)可以等于或大于约800小时;或者,大于约900小时;或者,大于约1,000小时。
在可以与第一到第十七方面中的任一个组合的第十八方面中,聚乙烯树脂A的快速裂纹扩展(RCP)值可以为双峰聚乙烯的RCP值的至少100%;或者,至少110%;或者,至少120%;或者,至少130%;或者,至少140%。
在可以与第一到第十八方面中的任一个组合的第十九方面中,聚乙烯树脂A的快速裂纹扩展(RCP)值可以为双峰聚乙烯的RCP值的至少100%;或者,至少110%;或者,至少120%;或者,至少130%;或者,至少140%。
在可以与第一到第十九方面中的任一个组合的第二十方面中,当根据ASTM F1473测试时,聚乙烯树脂A对缓慢裂纹增长的抗性可以为对双峰聚乙烯的缓慢裂纹增长的抗性值的至少100%;或者,至少110%;或者,至少120%;或者,至少130%;或者,至少140%,但需要注意的是,对缓慢裂纹增长的抗性被定义为聚乙烯切口拉伸测试(PENT)失效时间。
在可以与第一到第二十方面中的任一个组合的第二十一方面中,聚乙烯树脂A的拉伸冲击强度可以为约135到约165kJ/m2
在可以与第一到第二十一方面中的任一个组合的第二十二方面中,聚乙烯树脂A可以由具有本文所描述的方面的任何组合的方法的任何实施例制备。
在可以与第一到第二十二方面中的任一个组合的第二十三方面中,聚乙烯树脂A的凝胶计数可以小于约950个凝胶/m2;或者,聚乙烯树脂A的凝胶计数可以小于约900个凝胶/m2;或者,小于约850个凝胶/m2;或者,小于约800个凝胶/m2;或者,小于约750个凝胶/m2;或者,小于约700个胶凝/m2的凝胶计数;或者,小于约650个胶凝/m2;或者,小于约600个胶凝/m2
在第一方面中,聚乙烯树脂B可以包括在第一反应器100的聚合区112中制得的第一聚烯烃、在MZCR 300的升液管320的聚合区321中制得的第二聚烯烃和在MZCR 300的降液管340的聚合区341中制得的第三聚烯烃。
在可以与第一方面组合的第二方面中,聚乙烯树脂B中的第一聚烯烃可以是多峰聚烯烃的低分子量(LMW)组分,聚乙烯树脂B中的第二聚烯烃可以是多峰聚烯烃的中间分子量(IMW)组分,并且聚乙烯树脂B中的第三聚烯烃可以是多峰聚烯烃的高分子量(HMW)组分。
在可以与第一和第二方面组合的第三方面中,在第一反应器100的聚合区112中产生的聚乙烯树脂B中的第一聚烯烃(例如,LMW组分)可以是较低分子量聚乙烯,在升液管320的聚合区321中产生的聚乙烯树脂B中的第二聚烯烃(例如,IMW组分)、在降液管340的聚合区341中产生的聚乙烯树脂B中的第三聚烯烃(例如,HMW组分)可以是较高分子量聚乙烯,或其组合。
在可以与第一到第三方面中的任一个组合的第四方面中,LMW组分以约20wt.%到约75wt.%的量存在于聚乙烯树脂B中。
在可以与第一到第四方面中的任一个组合的第五方面中,IMW组分以约5wt.%到约40wt.%的量存在于聚乙烯树脂B中。
在可以与第一到第五方面中的任一个组合的第六方面中,HMW组分以约10wt.%到约60wt.%的量存在于聚乙烯树脂B中。
在可以与第一到第六方面中的任一个组合的第七方面中,聚乙烯树脂B中的LMW组分的重量平均分子量为约20kg/mol到约150kg/mol。
在可以与第一到第七方面中的任一个组合的第八方面中,聚乙烯树脂B中的IMW组分的重量平均分子量为约85kg/mol到约350kg/mol。
在可以与第一到第八方面中的任一个组合的第九方面中,聚乙烯树脂B中的HMW组分的重量平均分子量大于约350kg/mol。
在可以与第一到第九方面中的任一个组合的第十方面中,聚乙烯树脂B中的IMW组分的重量平均分子量大于LMW组分的重量平均分子量。
在可以与第一到第十方面中的任一个组合的第十一方面中,聚乙烯树脂B中的LMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0到约5个短链分支。
在可以与第一到第十一方面中的任一个组合的第十二方面中,聚乙烯树脂B中的IMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0.1个到约10个短链分支。
在可以与第一到第十二方面中的任一个组合的第十三方面中,聚乙烯树脂B中的HMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约1个到约15个短链分支。
在可以与第一到第十三方面中的任一个组合的第十四方面中,聚乙烯树脂B的粘滑量值为约300psi到约1,000psi(约2.07MPa到约6.89MPa)。
在可以与第一到第十四方面中的任一个组合的第十五方面中,聚乙烯树脂B为三峰聚乙烯树脂。
在可以与第一到十五个方面中的任一个组合的第十六方面中,聚乙烯树脂B的长链分支含量可以小于每1,000个碳原子约0.01个长链分支。
在可以与第一到第十六方面中的任一个组合的第十七方面中,聚乙烯B包括共聚单体,聚乙烯树脂B的共聚单体含量大于约0wt.%到约20wt.%。
在可以与第一到第十七方面中的任一个组合的第十八方面中,聚乙烯树脂B中的共聚单体包括1-丁烯、1-己烯、1-辛烯或其组合。
在可以与第一到第十八方面中的任一个组合的第十九方面中,聚乙烯树脂B的共聚单体含量可以大于约0wt.%到约6wt.%。
在可以与第一到第十九方面中的任一个组合的第二十方面中,聚乙烯树脂B的共聚单体含量可以为约2wt.%到约6wt.%。
在可以与第一到第二十方面中的任一个组合的第二十一方面中,聚乙烯树脂B的共聚单体含量可以为约1wt.%到约5wt.%。
在可以与第一到第二十一方面中的任一个组合的第二十二方面中,聚乙烯树脂B的共聚单体含量可以大于约6wt.%到约20wt.%;或者,大于约6wt.%到约15wt.%;或者,大于约6wt.%到约10wt.%。
在可以与第一到第二十二方面中的任一个组合的第二十三方面中,当根据ASTMD1505测试时,聚乙烯树脂B的密度可以为约0.900g/cc到约0.980g/cc。
在可以与第一到第二十三方面中的任一个组合的第二十四方面中,当根据ASTMD1505测试时,聚乙烯树脂B的密度可以小于约0.960g/cc。
在可以与第一到第二十四方面中的任一个组合的第二十五方面中,当根据ASTMD1505测试时,聚乙烯树脂B的密度可以大于约0.940g/cc到约0.960g/cc。
在可以与第一到第二十五方面中的任一个组合的第二十六方面中,当根据ASTMD1505测试时,聚乙烯树脂B的密度可以为约0.920g/cc到约0.940g/cc。
在可以与第一到第二十六方面中的任一个组合的第二十七方面中,当根据ASTMD1238在2.16kg的力下测试时,聚乙烯树脂B的熔融指数可以小于约1g/10min。
在可以与第一到第二十七方面中的任一个组合的第二十八方面中,当根据ASTMD1238在21.6kg的力下测试时,聚乙烯树脂B的高负荷熔融指数可以为约1g/10min到小于约20g/10min。
在可以与第一到第二十八方面中的任一个组合的第二十九方面中,聚乙烯树脂B的重量平均分子量(Mw)可以为约150kg/mol到约1,000kg/mol。
在可以与第一到第二十九方面中的任一个组合的第三十方面中,聚乙烯树脂B的数目平均分子量(Mn)可以为约7.5kg/mol到约30kg/mol。
在可以与第一到第三十方面中的任一个组合的第三十一方面中,聚乙烯树脂B的z均分子量(Mz)可以为约1,000kg/mol到约5,000kg/mol;或者约1,000kg/mol到约3,500kg/mol。
在可以与第一到第三十一方面中的任一个组合的第三十二方面中,聚乙烯树脂B的(z+1)平均分子量(Mz+1)可以为约2,000kg/mol到约9,000kg/mol。
在可以与第一到第三十二方面中的任一个组合的第三十三方面中,聚乙烯树脂B的多分散指数(PDI)可以为约5到约60。
在可以与第一到第三十三方面中的任一个组合的第三十四方面中,聚乙烯树脂B的多分散指数(PDI)可以小于约18。
在可以与第一到第三十四方面中的任一个组合的第三十五方面中,聚乙烯树脂B的LMW组分为均聚物。
在可以与第一到第三十五方面中的任一个组合的第三十六方面中,当根据ASTMD1505测试时,聚乙烯树脂B的密度小于约0.960g/cc。
在可以与第一到第三十六方面中的任一个组合的第三十七方面中,当根据ASTMD1505测试时,聚乙烯树脂B的密度等于或大于约0.960g/cc到约0.985g/cc。
在可以与第一到第三十七方面中的任一个组合的第三十八方面中,当根据ASTMD1238在2.16kg的力下测试时,聚乙烯树脂B的LMW组分的熔融指数为约3g/10min到约400g/10min;并且其中当根据ASTM D1238在21.6kg的力下测试时,LMW组分的高负荷熔融指数为约160g/10min到约41,000g/10min。
在可以与第一到第三十八方面中的任一个组合的第三十九方面中,聚乙烯树脂B的LMW组分的数目平均分子量(Mn)为约5kg/mol到约25kg/mol;或者,约5kg/mol到约15kg/mol。
在可以与第一到第三十九方面中的任一个组合的第四十方面中,聚乙烯树脂B的LMW组分的z均分子量(Mz)为约100kg/mol到约340kg/mol。
在可以与第一到第四十方面中的任一个组合的第四十一方面中,聚乙烯树脂B的LMW组分的多分散指数(PDI)为约1到约30;或者,约1到约15。
在可以与第一到第四十一方面中的任一个组合的第四十二方面中,聚乙烯树脂B的LMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0到约4个短链分支。
在可以与第一到第四十二方面中的任一个组合的第四十三方面中,聚乙烯树脂B的LMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0到约3个短链分支。
在可以与第一到第四十三方面中的任一个组合的第四十四方面中,聚乙烯树脂B的LMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0到约2个短链分支。
在可以与第一到第四十四方面中的任一个组合的第四十五方面中,聚乙烯树脂B的LMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0到约1个短链分支。
在可以与第一到第四十五方面中的任一个组合的第四十六方面中,聚乙烯树脂B的IMW组分为共聚物。
在可以与第一到第四十六方面中的任一个组合的第四十七方面中,聚乙烯树脂B的IMW组分的第一共聚单体含量为大于约0wt.%到约10wt.%;或者,大于约0wt.%到约4wt.%。
在可以与第一到第四十七方面中的任一个组合的第四十八方面中,当根据ASTMD1505测试时,聚乙烯树脂B的IMW组分的密度等于或大于约0.915g/cc到约0.970g/cc。
在可以与第一到第四十八方面中的任一个组合的第四十九方面中,当根据ASTMD1238在2.16kg的力下测试时,聚乙烯树脂B的IMW组分的熔融指数为约0.1g/10min到约30g/10min。
在可以与第一到第四十九方面中的任一个组合的第五十方面中,当根据ASTMD1238在21.6kg的力下测试时,聚乙烯树脂B的IMW组分的高负荷熔融指数为约5g/10min到约1,500g/10min。
在可以与第一到第五十方面中的任一个组合的第五十一方面中,聚乙烯树脂B的IMW组分的数目平均分子量(Mn)为约10kg/mol到约185kg/mol;或者,约10kg/mol到约100kg/mol;或者,约10kg/mol到约35kg/mol。
在可以与第一到第五十一方面中的任一个组合的第五十二方面中,聚乙烯树脂B的IMW组分的z均分子量(Mz)为约215kg/mol到约2,300kg/mol。
在可以与第一到第五十二方面中的任一个组合的第五十三方面中,聚乙烯树脂B的IMW组分的多分散指数(PDI)为约2.5到约35;或者,约2.5到约25。
在可以与第一到第五十三方面中的任一个组合的第五十四方面中,聚乙烯树脂B的IMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0.1个到约8个短链分支。
在可以与第一到第五十四方面中的任一个组合的第五十五方面中,聚乙烯树脂B的IMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0.2个到约7个短链分支。
在可以与第一到第五十五方面中的任一个组合的第五十六方面中,聚乙烯树脂B的IMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0.3个到约6个短链分支。
在可以与第一到第五十六方面中的任一个组合的第五十七方面中,聚乙烯树脂B的IMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0.4个到约5个短链分支。
在可以与第一到第五十七方面中的任一个组合的第五十八方面中,聚乙烯树脂B的HMW组分为共聚物。
在可以与第一到第五十八方面中的任一个组合的第五十九方面中,聚乙烯树脂B的HMW组分的第二共聚单体含量大于约0wt.%到约10wt.%;或者约1wt.%到约10wt.%。
在可以与第一到第五十九方面中的任一个组合的第六十方面中,聚乙烯树脂B的第二共聚单体含量大于第一共聚单体含量。
在可以与第一到六十方面中的任一个组合的第六十一方面中,当根据ASTM D1505测试时,聚乙烯树脂B的HMW组分的密度等于或大于约0.900g/cc到约0.960g/cc;或者,等于或大于约0.900g/cc到约0.940g/cc;或者,等于或大于约0.900g/cc到约0.930g/cc。
在可以与第一到第六十一方面中的任一个组合的第六十二方面中,当根据ASTMD1238在2.16kg的力下测试时,聚乙烯树脂B的HMW组分的熔融指数小于约0.1g/10min。
在可以与第一到第六十二方面中的任一个组合的第六十三方面中,当根据ASTMD1238在21.6kg的力下测试时,聚乙烯树脂B的HMW组分的高负荷熔融指数为约0.005g/10min到约2g/10min。
在可以与第一到第六十三方面中的任一个组合的第六十四方面中,聚乙烯树脂B的HMW组分的重量平均分子量大于约350kg/mol到约1,500kg/mol。
在可以与第一到第六十四方面中的任一个组合的第六十五方面中,聚乙烯树脂B的HMW组分的数目平均分子量(Mn)为约75kg/mol到约200kg/mol。
在可以与第一到第六十五方面中的任一个组合的第六十六方面中,聚乙烯树脂B的HMW组分的z均分子量(Mz)为约1,700kg/mol到约4,600kg/mol。
在可以与第一到第六十六方面中的任一个组合的第六十七方面中,聚乙烯树脂B的HMW组分的多分散指数(PDI)为约2到约20;或者,约2到约15。
在可以与第一到第六十七方面中的任一个组合的第六十八方面中,聚乙烯树脂B的HMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约2个到约13个短链分支。
在可以与第一到第六十八方面中的任一个组合的第六十九方面中,聚乙烯树脂B的HMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约3个到约12个短链分支。
在可以与第一到第六十九方面中的任一个组合的第七十方面中,聚乙烯树脂B的HMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约4个到约11个短链分支。
在可以与第一到第七十方面中的任一个组合的第七十一方面中,聚乙烯树脂B的HMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约5个到约10个短链分支。
在可以与第一到第七十一方面中的任一个组合的第七十二方面中,当根据ASTMD638测试时,聚乙烯树脂B的杨氏模量(E)可以等于或大于约900MPa;或者,约900MPa到约1350MPa。
在可以与第一到第七十二方面中的任一个组合的第七十三方面中,当根据ASTMD638测试时,聚乙烯树脂B的拉伸屈服应力可以等于或大于约20MPa;或者,约20MPa到约30MPa。
在可以与第一到第七十三方面中的任一个组合的第七十四方面中,当根据ASTMD638测试时,聚乙烯树脂B的拉伸屈服应变可以为约5%到约25%。
在可以与第一到第七十四方面中的任一个组合的第七十五方面中,当根据ASTMD638测试时,聚乙烯树脂B在室温下的拉伸自然拉伸比可以为约300%到约600%。
在可以与第一到第七十五方面中的任一个组合的第七十六方面中,当根据ASTMD638测试时,聚乙烯树脂B在80℃下的拉伸自然拉伸比可以小于500%。
在可以与第一到第七十六方面中的任一个组合的第七十七方面中,当根据ASTMD638测试时,聚乙烯树脂B在80℃下的拉伸自然拉伸比可以小于约400%。
在可以与第一到第七十七方面中的任一个组合的第七十八方面中,当根据ASTMD638测试时,聚乙烯树脂B在80℃下的拉伸自然拉伸比可以为约250%到约400%。
在可以与第一到第七十八方面中的任一个组合的第七十九方面中,当根据ASTMD638测试时,聚乙烯树脂B在80℃下的拉伸自然拉伸比可以小于约300%。
在可以与第一到第七十九方面中的任一个组合的第八十方面中,当根据ISO18488-2015(E)测试时,聚乙烯树脂B的应变硬化模量可以为约50MPa到约90MPa。
在可以与第一到第八十方面中的任一个组合的第八十一方面中,当根据ASTMD1693(条件A)测试时,聚乙烯树脂B的耐环境应力开裂(ESCR)可以等于或大于约1,000小时。
在可以与第一到第八十一方面中的任一个组合的第八十二方面中,当根据ASTMF1473测试时,聚乙烯树脂B对缓慢裂纹增长的抗性可以等于或大于约800h;或者,等于或大于约2,000h;或者,等于或大于约5,000h;或者等于或大于约10,000h,其中对缓慢裂纹增长的抗性被定义为聚乙烯切口拉伸测试(PENT)失效时间。
在可以与第一到第八十二方面中的任一个组合的第八十三方面中,当根据ISO16770在80℃和6MPa下测试时,聚乙烯树脂B对缓慢裂纹增长的抗性可以等于或大于约8,760h;或者,等于或大于约10,000h;或者,等于或大于约15,000h;或者,等于或大于约25,000h;或者,等于或大于约50,000h;或者,等于或大于约100,000h;或者,等于或大于约500,000h,其中对缓慢裂纹增长的抗性被定义为全切口蠕变测试(FNCT)失效时间。
在可以与第一到第八十三方面中的任一个组合的第八十四方面中,当根据ISO13479:2009(E)在4.6MPa下测试时,聚乙烯树脂B对缓慢裂纹增长的抗性可以等于或大于约100h;或者,等于或大于约500h;或者,等于或大于约1,000h;或者,等于或大于约5,000h;或者,等于或大于约10,000h;或者,等于或大于约15,000h,其中对缓慢裂纹增长的抗性被定义为切口管道测试(NPT)失效时间。
在可以与第一到第八十四方面中的任一个组合的第八十五方面中,聚乙烯树脂B的粘性松弛时间可为约0.5s到约7.5s。
在可以与第一到第八十五方面中的任一个组合的第八十六方面中,聚乙烯树脂B可的η0(eta_0)可以等于或大于约0.7×105Pa-s;或者,等于或大于约1.0×105Pa-s;或者,约0.7×105Pa-s到约2.0×106Pa-s。
在可以与第一到第八十六方面中的任一个组合的第八十七方面中,聚乙烯树脂B的η251(eta_251)可以小于约1.5×103Pa-s。
在可以与第一到第八十七方面中的任一个组合的第八十八方面中,聚乙烯树脂B存储模量(G')可以为约225,000Pa到约325,000Pa,其中G'是根据ASTM D4440在190℃和251拉德/秒下测量。
在可以与第一到第八十八方面中的任一个组合的第八十九方面中,聚乙烯树脂B损耗模量(G")可以为约100,000Pa到约200,00Pa,其中G"是根据ASTM D4440在190℃和251拉德/秒下测量。
在可以与第一到第八十九方面中的任一个组合的第九十方面中,聚乙烯树脂B的tanδ可以为约0.3到约0.7;其中tanδ为损耗模量(G")与存储模量(G')的比,其中G"和G'是根据ASTM D4440在190℃和251拉德/秒下测量。
在可以与第一到第九十方面中的任一个组合的第九十一方面中,聚乙烯树脂B是通过本文所描述的方法制备。
在第一方面中,聚乙烯树脂C可以包括在第一反应器100的聚合区112中制得的第一聚烯烃、在MZCR 300的升液管320的聚合区321中制得的第二聚烯烃和在MZCR 300的降液管340的聚合区341中制得的第三聚烯烃。
在可以与第一方面组合的第二方面中,聚乙烯树脂C中的第一聚烯烃可以是多峰聚烯烃的低分子量(LMW)组分,聚乙烯树脂C中的第二聚烯烃可以是多峰聚烯烃的中间分子量(IMW)组分,并且聚乙烯树脂C中的第三聚烯烃可以是多峰聚烯烃的高分子量(HMW)组分。
在可以与第一和第二方面组合的第三方面中,在第一反应器100的聚合区112中产生的聚乙烯树脂C中的第一聚烯烃(例如,LMW组分)可以是较低分子量聚乙烯,在升液管320的聚合区321中产生的聚乙烯树脂C中的第二聚烯烃(例如,IMW组分)、在降液管340的聚合区341中产生的聚乙烯树脂C中的第三聚烯烃(例如,HMW组分)可以是较高分子量聚乙烯,或其组合。
在可以与第一到第三方面中的任一个组合的第四方面中,LMW组分以约40wt.%到约60wt.%的量存在于聚乙烯树脂C中。
在可以与第一到第四方面中的任一个组合的第五方面中,IMW组分以约5wt.%到约15wt.%的量存在于聚乙烯树脂C中。
在可以与第一到第五方面中的任一个组合的第六方面中,HMW组分以约30wt.%到约50wt.%的量存在于聚乙烯树脂C中。
在可以与第一到第六方面中的任一个组合的第七方面中,聚乙烯树脂C中的LMW组分的重量平均分子量为约25kg/mol到约65kg/mol。
在可以与第一到第七方面中的任一个组合的第八方面中,聚乙烯树脂C中的IMW组分的重量平均分子量为约100kg/mol到约200kg/mol。
在可以与第一到第八方面中的任一个组合的第九方面中,聚乙烯树脂C中的HMW组分的重量平均分子量为约400kg/mol到约925kg/mol。
在可以与第一到第九方面中的任一个组合的第十方面中,聚乙烯树脂C中的LMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0到约2个短链分支。
在可以与第一到第十方面中的任一个组合的第十一方面中,聚乙烯树脂C中的IMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0.1个到约5个短链分支。
在可以与第一到第十一方面中的任一个组合的第十二方面中,聚乙烯树脂C中的HMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约2个到约12个短链分支。
在可以与第一到第十二方面中的任一个组合的第十三方面中,当根据ASTM F1473测试时,聚乙烯树脂C对缓慢裂纹增长的抗性等于或大于约3,000h,其中对缓慢裂纹增长的抗性被定义为聚乙烯切口拉伸测试(PENT)失效时间。
在可以与第一到第十三方面中的任一个组合的第十四方面中,聚乙烯树脂C中的HMW组分的重量平均分子量大于IMW组分的重量平均分子量。
在可以与第一到第十四方面中的任一个组合的第十五方面中,聚乙烯树脂C为三峰聚乙烯树脂。
在可以与第一到第十五方面中的任一个组合的第十六方面中,当根据ISO 16770在80℃和6MPa下测试时,聚乙烯树脂C对缓慢裂纹增长的抗性可以等于或大于约8,760h,其中对缓慢裂纹增长的抗性被定义为全切口蠕变测试(FNCT)失效时间。
在可以与第一到第十六方面中的任一个组合的第十七方面中,当根据ISO 13479:2009(E)在4.6MPa下测试时,聚乙烯树脂C对缓慢裂纹增长的抗性等于或大于约1,000h,其中对缓慢裂纹增长的抗性被定义为切口管道测试(NPT)失效时间。
在可以与第一到第十七方面中的任一个组合的第十八方面中,聚乙烯树脂C的重量平均分子量(Mw)为约200kg/mol到约400kg/mol。
在可以与第一到第十八方面中的任一个组合的第十九方面中,聚乙烯树脂C的数目平均分子量(Mn)为约7.5kg/mol到约20kg/mol。
在可以与第一到第十九方面中的任一个组合的第二十方面中,聚乙烯树脂C的z均分子量(Mz)为约1,000kg/mol到约3,300kg/mol。
在可以与第一到第二十方面中的任一个组合的第二十一方面中,聚乙烯树脂C的η0(eta_0)等于或大于约1.0×105Pa-s。
在可以与第一到第二十一方面中的任一个组合的第二十二方面中,聚乙烯树脂C是通过本文所描述的方法制备。
在第一方面中,聚乙烯树脂D可以包括在第一反应器100的聚合区112中制得的第一聚烯烃、在MZCR 300的升液管320的聚合区321中制得的第二聚烯烃和在MZCR 300的降液管340的聚合区341中制得的第三聚烯烃。
在可以与第一方面组合的第二方面中,聚乙烯树脂D中的第一聚烯烃可以是多峰聚烯烃的低分子量(LMW)组分,聚乙烯树脂D中的第二聚烯烃可以是多峰聚烯烃的中间分子量(IMW)组分,并且聚乙烯树脂D中的第三聚烯烃可以是多峰聚烯烃的高分子量(HMW)组分。
在可以与第一和第二方面组合的第三方面中,在第一反应器100的聚合区112中产生的聚乙烯树脂D中的第一聚烯烃(例如,LMW组分)可以是较低分子量聚乙烯,在升液管320的聚合区321中产生的聚乙烯树脂D中的第二聚烯烃(例如,IMW组分)、在降液管340的聚合区341中产生的聚乙烯树脂D中的第三聚烯烃(例如,HMW组分)可以是较高分子量聚乙烯,或其组合。
在可以与第一到第三方面中的任一个组合的第四方面中,LMW组分以约40wt.%到约60wt.%的量存在于聚乙烯树脂D中。
在可以与第一到第四方面中的任一个组合的第五方面中,IMW组分以约5wt.%到约15wt.%的量存在于聚乙烯树脂D中。
在可以与第一到第五方面中的任一个组合的第六方面中,HMW组分以约30wt.%到约50wt.%的量存在于聚乙烯树脂D中。
在可以与第一到第六方面中的任一个组合的第七方面中,聚乙烯树脂D中的LMW组分的重量平均分子量为约30kg/mol到约50kg/mol。
在可以与第一到第七方面中的任一个组合的第八方面中,聚乙烯树脂D中的IMW组分的重量平均分子量为约90kg/mol到约150kg/mol。
在可以与第一到第八方面中的任一个组合的第九方面中,聚乙烯树脂D中的HMW组分的重量平均分子量为约450kg/mol到约750kg/mol。
在可以与第一到第九方面中的任一个组合的第十方面中,聚乙烯树脂D中的LMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0.1个到约2个短链分支。
在可以与第一到第十方面中的任一个组合的第十一方面中,聚乙烯树脂D中的IMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0.1个到约5个短链分支。
在可以与第一到第十一方面中的任一个组合的第十二方面中,聚乙烯树脂D中的HMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约2个到约10个短链分支。
在可以与第一到第十二方面中的任一个组合的第十三方面中,当根据ASTM D638在90MPa下测试时,聚乙烯树脂D在纵向方向(MD)上的拉伸强度大于约13,000psi(89.6MPa)。
在可以与第一到第十三方面中的任一个组合的第十四方面中,聚乙烯树脂D为三峰聚乙烯树脂。
在可以与第一到第十四方面中的任一个组合的第十五方面中,当根据ASTM D638在41MPa下测试时,聚乙烯树脂D在横向方向(MD)上的拉伸强度大于约6,000psi(约41.4MPa)。
在可以与第一到第十五方面中的任一个组合的第十六方面中,聚乙烯树脂D的η0(eta_0)等于或大于约1.0×105Pa-s。
在可以与第一到第十六方面中的任一个组合的第十七方面中,聚乙烯树脂D是通过本文所描述的方法制备。
在第一方面中,聚乙烯树脂E为齐格勒纳塔催化的聚乙烯树脂。
在可以与第一方面组合的第二方面中,聚乙烯树脂E可以包括在第一反应器100的聚合区112中制得的第一聚烯烃、在MZCR 300的升液管320的聚合区321中制得的第二聚烯烃和在MZCR 300的降液管340的聚合区341中制得的第三聚烯烃。
在可以与第一和第二方面组合的第三方面中,聚乙烯树脂E中的第一聚烯烃可以是多峰聚烯烃的低分子量(LMW)组分,聚乙烯树脂E中的第二聚烯烃可以是多峰聚烯烃的中间分子量(IMW)组分,并且聚乙烯树脂E中的第三聚烯烃可以是多峰聚烯烃的高分子量(HMW)组分。
在可以与第一到第三方面中的任一个组合的第四方面中,在第一反应器100的聚合区112中产生的聚乙烯树脂E中的第一聚烯烃(例如,LMW组分)可以是较低分子量聚乙烯,在升液管320的聚合区321中产生的聚乙烯树脂E中的第二聚烯烃(例如,IMW组分)、在降液管340的聚合区341中产生的聚乙烯树脂E中的第三聚烯烃(例如,HMW组分)可以是较高分子量聚乙烯,或其组合。
在可以与第一到第四方面中的任一个组合的第五方面中,在基本上不存在共聚单体的情况下,聚乙烯树脂E中的LMW组分是在第一反应区中产生,其中LMW组分以约20wt.%到约75wt.%的量存在。
在可以与第一到第五方面中的任一个组合的第六方面中,在第一量的共聚单体和第一量的氢气存在下,聚乙烯树脂E中的IMW组分是在第二反应区中产生。
在可以与第一到第六方面中的任一个组合的第七方面中,IMW组分以约5wt.%到约40wt.%的量存在于聚乙烯树脂E中。
在可以与第一到第七方面中的任一个组合的第八方面中,在第二量的共聚单体和第二量的氢气存在下,聚乙烯树脂E中的HMW组分是在第三反应区中产生。
在可以与第一到第八方面中的任一个组合的第九方面中,聚乙烯树脂E中的共聚单体的第二量大于共聚单体的第一量。
在可以与第一到第九方面中的任一个组合的第十方面中,聚乙烯树脂E中的氢气的第一量大于氢气的第二量。
在可以与第一到第十方面中的任一个组合的第十一方面中,HMW组分以约10wt.%到约60wt.%的量存在于聚乙烯树脂E中。
在可以与第一到第十一方面中的任一个组合的第十二方面中,聚乙烯树脂E中的LMW组分的重量平均分子量为约20kg/mol到约150kg/mol。
在可以与第一到第十二方面中的任一个组合的第十三方面中,聚乙烯树脂E中的IMW组分的重量平均分子量为约85kg/mol到约350kg/mol。
在可以与第一到第十三方面中的任一个组合的第十四方面中,聚乙烯树脂E中的HMW组分的重量平均分子量大于约350kg/mol。
在可以与第一到第十四方面中的任一个组合的第十五方面中,聚乙烯树脂E中的IMW组分的重量平均分子量大于LMW组分的重量平均分子量。
在可以与第一到第十五方面中的任一个组合的第十六方面中,聚乙烯树脂E中的LMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0到约5个短链分支。
在可以与第一到第十六方面中的任一个组合的第十七方面中,聚乙烯树脂E中的IMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0.1个到约10个短链分支。
在可以与第一到第十七方面中的任一个组合的第十八方面中,聚乙烯树脂E中的HMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约1个到约15个短链分支。
在可以与第一到第十八方面中的任一个组合的第十九方面中,聚乙烯树脂E的η251(eta_251)小于约1.5×103Pa-s。
在可以与第一到第十九方面中的任一个组合的第二十方面中,聚乙烯树脂E为三峰聚乙烯树脂。
在可以与第一到第二十方面中的任一个组合的第二十一方面中,聚乙烯树脂E中的第一反应器包括第一反应区。
在可以与第一到第二十一方面中的任一个组合的第二十二方面中,聚乙烯树脂E中的第一反应区包括气相反应区。
在可以与第一到第二十二方面中的任一个组合的第二十三方面中,聚乙烯树脂E中的第二反应器包括第二反应区和第三反应区。
在可以与第一到第二十三方面中的任一个组合的第二十四方面中,聚乙烯树脂E中的第二反应区包括升液管。
在可以与第一到第二十四方面中的任一个组合的第二十五方面中,聚乙烯树脂E中的第二反应区包括快速流化反应区。
在可以与第一到第二十五方面中的任一个组合的第二十六方面中,聚乙烯树脂E中的第三反应区包括降液管。
在可以与第一到第二十六方面中的任一个组合的第二十七方面中,聚乙烯树脂E中的第三反应区包括活塞流反应区。
在第一方面中,聚乙烯树脂F为齐格勒纳塔催化的聚乙烯树脂。
在可以与第一方面组合的第二方面中,聚乙烯树脂F可以包括在第一反应器100的聚合区112中制得的第一聚烯烃、在MZCR 300的升液管320的聚合区321中制得的第二聚烯烃和在MZCR 300的降液管340的聚合区341中制得的第三聚烯烃。
在可以与第一和第二方面组合的第三方面中,聚乙烯树脂F中的第一聚烯烃可以是多峰聚烯烃的低分子量(LMW)组分,聚乙烯树脂F中的第二聚烯烃可以是多峰聚烯烃的中间分子量(IMW)组分,并且聚乙烯树脂F中的第三聚烯烃可以是多峰聚烯烃的高分子量(HMW)组分。
在可以与第一到第三方面中的任一个组合的第四方面中,在第一反应器100的聚合区112中产生的聚乙烯树脂F中的第一聚烯烃(例如,LMW组分)可以是较低分子量聚乙烯,在升液管320的聚合区321中产生的聚乙烯树脂F中的第二聚烯烃(例如,IMW组分)、在降液管340的聚合区341中产生的聚乙烯树脂F中的第三聚烯烃(例如,HMW组分)可以是较高分子量聚乙烯,或其组合。
在可以与第一到第四方面中的任一个组合的第五方面中,在基本上不存在共聚单体的情况下,聚乙烯树脂F中的LMW组分是在气相反应区中产生。
在可以与第一到第五方面中的任一个组合的第六方面中,LMW组分以约20wt.%到约75wt.%的量存在于聚乙烯树脂F中。
在可以与第一到第六方面中的任一个组合的第七方面中,在第一量的共聚单体和第一量的氢气存在下,聚乙烯树脂F中的IMW组分是在快速流化反应区中产生。
在可以与第一到第七方面中的任一个组合的第八方面中,IMW组分以约5wt.%到约40wt.%的量存在于聚乙烯树脂F中。
在可以与第一到第八方面中的任一个组合的第九方面中,在第二量的共聚单体和第二量的氢气存在下,聚乙烯树脂F中的HMW组分是在活塞流反应区中产生。
在可以与第一到第九方面中的任一个组合的第十方面中,聚乙烯树脂F中的共聚单体的第二量大于共聚单体的第一量。
在可以与第一到第十方面中的任一个组合的第十一方面中,聚乙烯树脂F中的氢气的第一量大于氢气的第二量。
在可以与第一到第十一方面中的任一个组合的第十二方面中,HMW组分以约10wt.%到约60wt.%的量存在于聚乙烯树脂F中。
在可以与第一到第十二方面中的任一个组合的第十三方面中,聚乙烯树脂F中的LMW组分的重量平均分子量为约20kg/mol到约150kg/mol。
在可以与第一到第十三方面中的任一个组合的第十四方面中,聚乙烯树脂F中的IMW组分的重量平均分子量为约85kg/mol到约350kg/mol。
在可以与第一到第十四方面中的任一个组合的第十五方面中,聚乙烯树脂F中的HMW组分的重量平均分子量大于约350kg/mol。
在可以与第一到第十五方面中的任一个组合的第十六方面中,聚乙烯树脂F中的IMW组分的重量平均分子量大于LMW组分的重量平均分子量。
在可以与第一到第十六方面中的任一个组合的第十七方面中,聚乙烯树脂F中的LMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0到约5个短链分支。
在可以与第一到第十七方面中的任一个组合的第十八方面中,聚乙烯树脂F中的IMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0.1个到约10个短链分支。
在可以与第一到第十八方面中的任一个组合的第十九方面中,聚乙烯树脂F中的HMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约1个到约15个短链分支。
在可以与第一到第十九方面中的任一个组合的第二十方面中,聚乙烯树脂F的η251(eta_251)小于约1.5×103Pa-s。
在可以与第一到第二十方面中的任一个组合的第二十一方面中,聚乙烯树脂F为三峰聚乙烯树脂。
在可以与第一到第二十一方面中的任一个组合的第二十二方面中,聚乙烯树脂F中的第一反应器包括气相反应区。
在可以与第一到第二十二方面中的任一个组合的第二十三方面中,聚乙烯树脂F中的第二反应器包括升液管和降液管。
在可以与第一到第二十三方面中的任一个组合的第二十四方面中,聚乙烯树脂F中的升液管包括快速流化反应区,并且其中降液管包括活塞流反应区。
公开了至少一个实施例并且通过所属领域的技术人员作出的一个或多个实施例和/或一个或多个实施例的特征的变化、组合和/或更改在本公开的范围内。由组合、合并和/或省略一个或多个实施例的特征而产生的替代实施例也在本公开的范围内。在明确地规定数字范围或限制的情况下,这类表达范围或限制应理解为包含落入明确地规定的范围或限制内的类似量值的迭代范围或限制(例如,从约1到约10包含2、3、4等;大于0.10包含0.11、0.12、0.13等)。举例来说,每当公开具有下限Rl和上限Ru的数值范围时,具体公开落入所述范围内的任何数字。具体而言,具体公开所述范围内的以下数字:R=Rl+k*(Ru-Rl),其中k是从1%到100%具有1%的增量的可变范围,即,k是1%、2%、3%、4%、5%、……、50%、51%、52%、……、95%、96%、97%、98%、99%或100%。此外,还具体公开由在上文定义的两个R数值界定的任何数值范围。相对于权利要求的任何元件使用术语“任选地”意指需要所述元件,或者并非需要所述元件,两个替代方式均在权利要求的范围内。如包括、包含以及具有的术语的广泛使用应理解成为较窄术语如由……组成、主要由…组成、基本上由……构成等提供支持。因此,保护范围不限于上文陈述的描述,但仅受随后的权利要求限制,所述范围包含权利要求的主题的所有等效物。根据另外的公开内容,各个以及每个权利要求并入说明书中并且权利要求为所公开的本发明主题的一个或多个实施例。本公开中对参考文献的讨论并非承认其为现有技术,尤其是具有在本申请的优先权日之后的公开日期的任何参考文献。在本公开中引用的所有专利、专利申请和公开案的公开内容在此以引用的方式并入,以达到这些公开内容提供对本公开的其它细节进行补充的示例性、程序或其它细节的程度。

Claims (20)

1.一种用于制造多峰聚烯烃的装置,其包括:
第一反应器,其被配置成制造第一聚烯烃;
第二反应器,其被配置成制造第二聚烯烃和第三聚烯烃,其中所述第二反应器包括:
升液管,其被配置成制造所述第二聚烯烃;
上导管,其具有流体连接到所述升液管的顶部部分的末端;
分离器,其流体连接到所述上导管的相对末端;
降液管,其被配置成制造所述第三聚烯烃,其中所述降液管的顶部部分任选地通过所述降液管的所述顶部部分中的液体屏障流体连接到所述分离器;以及
下导管,其具有流体连接到所述降液管的底部部分的末端和流体连接到所述升液管的底部部分的相对末端,
其中:
所述第二反应器被配置成从所述第一反应器接收所述第一聚烯烃,或
所述第一反应器被配置成从所述第二反应器接收所述第二聚烯烃和所述第三聚烯烃。
2.根据权利要求1所述的装置,其还包括:
加热装置,其被配置成向所述降液管添加热量或从其去除热量。
3.根据权利要求1所述的装置,其中所述第二反应器还包括:
第一弯头连接器,其连接到所述升液管的所述底部部分和所述下导管的所述相对末端;
第二弯头连接器,其连接到所述升液管的所述顶部部分和所述上导管的所述末端;以及
第三弯头连接器,其连接到所述降液管的所述底部部分和所述下导管的所述末端,
其中所述第一弯头连接器、所述第二弯头连接器或所述第三弯头连接器中的至少一个具有内径(d)和内部曲率半径(Rc),并且被配置成将其中流动的反应混合物的迪恩数(Deannumber)(Dn)维持在约1,000,000到约5,000,000范围内的值,其中Dn=ρVd/μ*(d/2Rc)1/2并且其中ρ是所述反应混合物的密度,V是所述反应混合物的循环速度,以及μ是所述反应混合物的动力粘度。
4.根据权利要求1所述的装置,其中所述第二反应器具有被抛光成小于约150微英寸的均方根的内表面。
5.根据权利要求1所述的装置,其中所述第二反应器还包括:
喷射器或竖管,其联接到所述下导管或联接到流体连接到所述下导管的所述末端的过渡导管。
6.根据权利要求1所述的装置,其还包括:
流体连接到所述第一反应器的第一产物排放导管;以及
流体连接到所述降液管的所述底部部分的第二产物排放导管,
其中所述第一产物排放导管或所述第二产物排放导管流体连接到排出阀,其中所述排出阀被配置成连续排出阀或不连续排出阀。
7.根据权利要求1所述的装置,其中所述分离器包括被配置成通过所述上导管接收包括固体颗粒和气体混合物的升液管产物混合物的旋风分离器,其中所述旋风分离器为被配置成从所述气体混合物分离99wt.%或更多的大小为约2μm到约10μm的所述固体颗粒的高效旋风分离器。
8.一种用于制造多峰聚烯烃的方法,其包括:
(a)在第一反应器中聚合乙烯以产生第一聚烯烃;
(b)在第二反应器的升液管中使第一反应混合物中的乙烯聚合以产生第二聚烯烃;
(c)将所述第一反应混合物通过上导管从所述升液管传送到分离器;
(d)在所述分离器中从所述第一反应混合物回收所述第二聚烯烃;
(e)将来自所述分离器的所述第二聚烯烃任选地通过液体屏障传送到所述第二反应器的降液管中;
(f)在所述降液管中聚合第二反应混合物中的乙烯,以产生降液管产物混合物中的第三聚烯烃;
(g)将所述降液管产物混合物通过下导管从降液管传送到所述升液管;以及
(h)以下中的一个:
(1)在步骤(a)之后并且在步骤(b)-(g)之前,将所述第一聚烯烃接收到所述第二反应器中;或
(2)在步骤(a)之前和在步骤(b)-(g)之后,将所述第二聚烯烃和所述第三聚烯烃接收到所述第一反应器中。
9.根据权利要求8所述的方法,其还包括弯头连接器,所述弯头连接器i)连接到所述升液管的底部部分并连接到所述下导管的末端,ii)连接到所述升液管的顶部部分并连接到所述上导管的末端,或ⅲ)连接到所述降液管的底部部分并连接到所述下导管的相对末端,其中所述弯头连接器包括:
在所述弯头连接器的外部半径上的第一分接头;
在所述弯头连接器的内部半径上的第二分接头;
将所述第一分接头联接到差压计的第一感测腿;以及
将所述第二分接头联接到所述差压计的第二感测腿。
10.根据权利要求8所述的方法,其还包括:
从所述第二反应器的所述降液管排放含有所述多峰聚烯烃的所述降液管产物混合物的一部分,
其中所述降液管产物混合物通过产物排放导管排放,所述产物排放导管i)在所述降液管的下半部上或ii)在所述降液管的底切线上或附近流体连接到所述降液管,
其中所述产物排放导管流体连接到连续排出阀或不连续排出阀,并且
其中所述产物排放导管连接到所述降液管,使得所述产物排放导管相对于水平面的角度为约-60°到约60°。
11.根据权利要求8所述的方法,其还包括:
将抗静电剂注入所述第二反应器的一个或多个位置中。
12.根据权利要求8所述的方法,其中所述降液管产物混合物以以下速度流动通过所述下导管:i)大于所述降液管产物混合物的跃移速度并且至多约30.48m/s(100英尺/秒),或ii)大于所述降液管产物混合物的所述跃移速度的110%。
13.根据权利要求8所述的方法,其还包括:
控制所述分离器中的所述第二聚烯烃的液位,使得所述第二聚烯烃在所述分离器中的滞留时间为约1秒到约30分钟。
14.根据权利要求8所述的方法,其中所述第一反应混合物在单程期间在所述升液管中的平均滞留时间在约1秒到约5分钟的范围内。
15.一种聚乙烯树脂,其具有低分子量(LMW)组分、中间分子量(IMW)组分和高分子量(HMW)组分;其中所述LMW组分是以约20wt.%到约75wt.%的量存在;其中所述IMW组分是以约5wt.%到约40wt.%的量存在;其中所述HMW组分是以约10wt.%到约60wt.%的量存在;其中所述LMW组分的重量平均分子量为约20kg/mol到约150kg/mol;其中所述IMW组分的重量平均分子量为约85kg/mol到约350kg/mol;其中所述HMW组分的重量平均分子量大于约350kg/mol;其中所述IMW组分的所述重量平均分子量大于所述LMW组分的所述重量平均分子量;其中所述LMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0到约5个短链分支;其中所述IMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约0.1个到约10个短链分支;其中所述HMW组分的短链分支含量为每1,000个碳原子约1个到约15个短链分支;并且其中所述聚乙烯树脂的粘滑量值为约300psi到约1,000psi。
16.根据权利要求15所述的聚乙烯树脂,其具有每1,000个碳原子小于约0.01个长链分支的长链分支含量。
17.根据权利要求15所述的聚乙烯树脂,当根据ASTM D638测试时,具有等于或大于约900MPa到约1350MPa的杨氏模量[E]。
18.根据权利要求15所述的聚乙烯树脂,当根据ASTM D638测试时,其在室温下具有约300%到约600%的拉伸自然拉伸比;并且其中当根据ASTM D638测试时,所述聚乙烯树脂在80℃下具有约250%到约400%的拉伸自然拉伸比。
19.根据权利要求15所述的聚乙烯树脂,当根据ISO 13479:2009(E)在4.6MPa下测试时,其具有等于或大于约100h的对缓慢裂纹增长的抗性,其中所述对缓慢裂纹增长的抗性定义为切口管道测试(NPT)失效时间。
20.根据权利要求15所述的聚乙烯树脂,其具有等于或大于约0.7×105Pa-s到约2.0×106Pa-s的η0(eta_0);并且其中所述聚乙烯树脂具有小于约1.5×103Pa-s的η251(eta_251)。
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