CN114478874A - 一种采用间歇液相法生产聚乙烯的方法和设备及聚乙烯 - Google Patents

Abstract

本发明属于烯烃领域，涉及一种采用间歇液相法生产聚乙烯的方法和设备及聚乙烯。该方法包括如下步骤：1)将碳五饱和烷烃和催化剂投入到聚合釜中；2)使聚合釜升温至预定的聚合温度，向聚合釜中通入乙烯气体，进行聚合反应；3)聚合反应结束后，降低聚合釜压力，使未反应的乙烯和碳五饱和烷烃在聚合釜内汽化，所得气相经回收冷凝器冷凝为液相物料，所述液相物料进入回收罐；4)回收结束后，利用聚合釜内留余压将釜内物料喷入闪蒸罐，得到闪蒸气体和聚乙烯粉料，将所述闪蒸气体排出后，将闪蒸罐抽真空，然后将聚乙烯粉料排出，得到所述聚乙烯。本发明使聚合工段和浆液后处理工段都得以简化，并且避免了连续法聚乙烯生产上过渡料过多的问题。

Description

一种采用间歇液相法生产聚乙烯的方法和设备及聚乙烯

技术领域

本发明属于烯烃领域，具体地，涉及一种采用间歇液相法生产聚乙烯的方法，一种间歇液相本体法生产聚烯烃的设备，以及由该方法制得的聚乙烯。

背景技术

聚乙烯(PE)树脂是通用合成树脂中产量最大的品种，具有价格便宜、性能较好的特点，广泛应用于工业、农业等领域。聚乙烯生产一直是多种工艺技术并存。目前溶液法工艺包括Nova公司的中压法工艺、Dow化学公司的低压冷却法工艺和DSM公司的低压绝热工艺。浆液法工艺包括菲利浦斯、索尔维公司的环管工艺和赫斯特、日产化学、三井化学的搅拌釜工艺。气相法工艺主要有Univation公司的Unipol工艺、BP公司的Innovene工艺和Basell公司的Spherilene工艺。

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种分子量在150万～800万的聚乙烯树脂。UHMWPE比普通聚乙烯有着更大的分子量，因此具有耐冲击、耐磨损、自润滑、耐低温、耐化学腐蚀等优良性能，并被广泛应用于煤矿业、化学工业、机械行业、纺织工业、医学材料如人造假肢及其他领域。UHMWPE树脂生产工艺与普通的高密度聚乙烯HDPE生产相似，可采用HDPE的生产技术生产，不同之处在于UHMWPE生产无造粒工序，产品为粉末状。超高分子量聚乙烯树脂的制备方法主要是采用Ziegler低压淤浆法，即以β-TiCl₃/Al(C₂H₅)₂Cl或TiCl₄/Al(C₂H₅)₂Cl为主催化剂，三乙基铝为助催化剂，60-120℃饱和烃为分散介质，将乙烯于一定温度和压力条件下聚合，制得不同分子量的产品。

通过采用常规的聚乙烯生产工艺，降低氢气浓度的方法可以得到UHMWPE。但常规的聚乙烯生产工艺都是连续法生产工艺。在连续法生产工艺中，生产UHMWPE树脂时，需要从分子量5～15万的普通聚乙烯产品切换到UHMWPE树脂；生产结束后还需要从UHMWPE树脂切换到普通聚乙烯。生产的过程中切换的周期长，产生的过渡料多。并且会有低分子量聚乙烯混入UHMWPE树脂，降低产品的品质。

CN105440184A公开了一种双峰分子量分布高密度聚乙烯的制备方法。该方法的工艺路线是先制备双组份催化剂，在两台串联聚合反应器中与乙烯进行液相间歇聚合反应，所制备的双峰分子量分布聚乙烯与单峰聚乙烯相比产品有突出的加工性能和力学性能及耐磨性能，使聚乙烯在塑料制品的应用领域得到扩展，这种树脂可用于制备矿粉和泥浆输送特种耐磨管材。该发明采用己烷为溶剂进行淤浆聚合，因此该聚合完成得到的浆液必须由离心机分离成滤饼和母液，滤饼干燥成粉末才能得到聚乙烯产品。离心和干燥的设备比较贵，生产的周期也比较长。

CN104356261A公开了一种超高分子量聚乙烯间歇聚合反应连续闪蒸平衡方法。该发明采用两台聚合釜设定一定时差并联操作，一台聚合釜卸料时另一台聚合釜进行反应，通过卸料闪蒸释放未反应乙烯，冷凝回收己烷，压缩增压气态乙烯返回至正在反应的聚合釜中，回用未反应乙烯。该发明避免了现有技术中未参与反应的低压乙烯很难返回至聚合釜中循环利用，只能是进入火炬焚烧，使乙烯浪费严重，且不环保，存在安全隐患的问题。该发明使用溶剂己烷，后续含己烷和超高分子量聚乙烯颗粒的淤浆仍然需要采用离心机分离成滤饼和母液，滤饼干燥成粉末才能得到聚乙烯产品，生产的周期也比较长。

CN108264599A公开了一种间歇法淤浆工艺制备超高分子量聚乙烯的生产系统及工艺。该工艺系统由聚合釜、催化剂料斗、活化剂料斗、冷凝液分离罐、冷凝器、循环风机、闪蒸釜、乙烯进料流量控制系统、丙烷进料系统、反应控制系统、丙烯进料系统以及活化剂计量进料系统组成；工艺包括原辅材料进料流程、聚合流程、回收处理流程以及产品处理流程。该生产系统及工艺避免了传统超高分子量聚乙烯淤浆工艺使用己烷、溶剂油、丁烷等传统溶剂所需过滤、烘干、精制等工序，降低了生产成本。该工艺采用丙烷为溶剂，避免了离心机分离、干燥烘干等工序，使淤浆处理工序得到简化。但在聚合釜上必须加装冷凝液分离罐、冷凝器、循环风机等设备，使聚合工段工艺复杂，提高了生产成本。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种间歇法生产聚乙烯的方法和设备以及由该方法制得的聚乙烯。该方法可以在生产聚乙烯，尤其是超高分子量聚乙烯时，使聚合工段和浆液后处理工段都得以简化，并且避免了连续法聚乙烯生产上过渡料过多的问题。

本发明的第一方面提供一种采用间歇液相法生产聚乙烯的方法，该方法包括如下步骤：

1)将碳五饱和烷烃和催化剂投入到聚合釜中；

2)使聚合釜升温至预定的聚合温度，向聚合釜中通入乙烯气体，进行聚合反应；

3)聚合反应结束后，降低聚合釜压力，使未反应的乙烯和碳五饱和烷烃在聚合釜内汽化，所得气相经回收冷凝器冷凝为液相物料，所述液相物料进入回收罐；

4)回收结束后，利用聚合釜内留余压将釜内物料喷入闪蒸罐，得到闪蒸气体和聚乙烯粉料，所述闪蒸气体依次排出至闪蒸冷凝器和闪蒸回收罐，将所述闪蒸气体排出后，将闪蒸罐抽真空，脱除闪蒸罐内聚乙烯粉料吸附的碳五饱和烷烃，然后将聚乙烯粉料排出，得到所述聚乙烯；

其中任选地，氢气在步骤1)投入聚合釜中，或者在步骤2)通入乙烯气体之前投入聚合釜中。

本发明的第二方面提供由上述方法制得的聚乙烯。

本发明的第三方面提供一种间歇液相本体法生产聚烯烃的设备，该设备包括：聚合釜、回收冷凝器、回收罐、闪蒸罐、闪蒸冷凝器、闪蒸回收罐和真空泵，聚合釜顶部依次与回收冷凝器、回收罐连接，聚合釜底部与闪蒸罐连接，闪蒸罐顶部依次与闪蒸冷凝器和闪蒸回收罐连接，真空泵一端与闪蒸罐顶部连接，另一端与闪蒸罐和闪蒸冷凝器相连的管线连接；乙烯进料管线和混合碳五饱和烷烃进料管线分别与聚合釜连接，氮气进料管线与闪蒸罐下部连接，闪蒸罐底部设置有聚乙烯粉料产品排出管线。

本发明生产聚乙烯的方法有效地解决了连续法生产工厂难于使用常用的Ziegler-Natta催化剂生产超高分子量聚乙烯的难题。本发明的生产方法没有连续法聚乙烯生产工厂遇到的过渡料过多的问题。由于采用间歇法生产，事实上没有过渡料。

本发明采用的间歇液相本体法生产设备可以基于现小本体聚丙烯生产工厂的现有设备改造获得，仅需安装乙烯的进料管线和控制流量的仪表阀门，以及增加闪蒸冷凝器和闪蒸冷凝罐，工艺设备改动小，因此本法实施容易，并且能够有效提高使用间歇液相法生产聚丙烯工厂的经济效益。

本发明生产方法采用碳五饱和烷烃作为悬浮溶剂，相比传统淤浆工艺使用己烷、溶剂油等传统溶剂，不需要离心、过滤、烘干等工艺步骤，不需使用离心机、烘干机等设备，降低了生产成本。

本发明生产方法采用碳五饱和烷烃作为悬浮溶剂，相比现有采用丙烷为溶剂的间歇法生产聚乙烯工艺，不需要设置额外的冷凝液分离罐、冷凝器、循环风机等设备，降低了成本。

采用本发明改造的小本体聚丙烯生产工厂的聚丙烯生产设备生产聚乙烯，特别是超高分子量聚乙烯，非常适合满足下游厂家需要小批量用货的特点。超高分子量聚乙烯价格较高，采用本发明技术可以显著提高小本体聚丙烯生产工厂的经济效益。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述。

图1为本发明生产聚乙烯的方法所用的间歇液相本体法生产设备的示意图。

1、聚合釜；2、回收冷凝器；3、回收罐；4、闪蒸罐；5、闪蒸冷凝器；6、闪蒸回收罐；7、真空泵。

a、乙烯；b、混合碳五饱和烷烃；c、氮气；d、聚乙烯粉料产品。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种采用间歇液相法生产聚乙烯的方法，该方法包括如下步骤：

1)将碳五饱和烷烃和催化剂投入到聚合釜中；

2)使聚合釜升温至预定的聚合温度，向聚合釜中通入乙烯气体，进行聚合反应；

3)聚合反应结束后，降低聚合釜压力，使未反应的乙烯和碳五饱和烷烃在聚合釜内汽化，所得气相经回收冷凝器冷凝为液相物料，所述液相物料进入回收罐；

4)回收结束后，利用聚合釜内留余压将釜内物料喷入闪蒸罐，得到闪蒸气体和聚乙烯粉料，所述闪蒸气体依次排出至闪蒸冷凝器和闪蒸回收罐，将所述闪蒸气体排出后，将闪蒸罐抽真空，脱除闪蒸罐内聚乙烯粉料吸附的碳五饱和烷烃，然后将聚乙烯粉料排出，得到所述聚乙烯；

其中任选地，氢气在步骤1)投入聚合釜中，或者在步骤2)通入乙烯气体之前投入聚合釜中。

根据本发明，所述碳五饱和烷烃可以包括任意组成比例的碳五饱和烷烃，如正戊烷、异戊烷、新戊烷和环戊烷中的至少一种。优选地，所述碳五饱和烷烃含有新戊烷，所述新戊烷占碳五饱和烷烃总质量的50wt％～100wt％；更优选新戊烷占碳五饱和烷烃总质量的80wt％～100wt％；进一步优选新戊烷占碳五饱和烷烃总质量的95wt％～100wt％。

本发明可以根据需要调节氢气的加入量，或不加入氢气，来调节聚乙烯产品的熔体质量流动速率。如果氢气在步骤1)投入聚合釜中，通常先将计量的氢气加入聚合釜；而后用液态碳五饱和烷烃将所述催化剂组分加入到聚合釜内；最后任选补入工艺要求的剩余的碳五饱和烷烃。也可以先加入部分碳五饱和烷烃，再用液态碳五饱和烷烃将所述催化剂加入聚合釜，最后补入碳五饱和烷烃的不足部分。

根据本发明一种优选实施方式，所述聚合釜设置有夹套，用于聚合釜的升温和撤热，以控制聚合温度在预定的温度范围内。典型地，使聚合釜升温通过向聚合釜夹套通入热水实现；给聚合釜撤热通过向聚合釜夹套通入冷水实现。具体地，在升温过程中，采用热水泵将热水送至聚合釜夹套加热升温，将釜温由常温升至聚合温度，所述聚合温度为50～100℃，优选为60～90℃；待温度上升到预定聚合温度，此时向聚合釜中通入乙烯气体，开始进行聚合反应。通过乙烯控制聚合釜压力，聚合反应的压力为2.3～3.8MPa，优选为2.8～3.6MPa。温度上升到预定聚合温度后，将热水(自动状态下逐渐关闭)切换成循环冷却水(自动调节循环冷却水阀开度)，撤去聚合反应放出的热量，控制反应温度平稳。

根据本发明的方法，步骤3)中，聚合反应结束(通常为聚合时间达到要求或聚乙烯产量达到要求)后，通过降低聚合釜压力使体系中未反应的乙烯和碳五饱和烷烃汽化，以实现第一步分离回收，在聚合釜内汽化过程中控制汽化速度，向聚合釜的夹套通入热水，控制聚合釜的温度高于40℃，优选高于45℃，再优选高于50℃；同时使聚合釜的温度低于100℃，优选低于90℃。所述降低聚合釜压力通过打开连接聚合釜与回收系统的阀门(即开启回收系统)实现，所述回收系统包括所述回收冷凝器和所述回收罐。所述回收冷凝器可采用20～25℃的循环冷却水，通过排放不凝气控制回收罐压力为0.1～0.2MPa。排放的不凝气主要为乙烯和氢气，可由工厂统一回收使用。通常所述回收罐为室温，回收初期，聚合釜内的气相不断由聚合釜进入回收罐，待平衡后，回收结束。此时聚合釜内尚有留余压，优选地，所述聚合釜内留余压为0.1～0.2MPa。

本发明方法的步骤3)中，在聚合釜内汽化冷凝后进入回收罐的液相物料主要为碳五饱和烷烃，含有少量乙烯，此液相物料可再次作为聚合原料返回聚合釜使用。

本发明方法的步骤4)中，需排出闪蒸气体从而降低聚乙烯粉料中可燃性气体的吸附量，实现第二步分离回收。本发明中，闪蒸气体经闪蒸冷凝器冷却为液态，排入闪蒸回收罐。在闪蒸罐内抽真空的气体也进入闪蒸冷凝器，冷却为液态后进入闪蒸回收罐。闪蒸回收罐内的液体碳五饱和烷烃可再次作为聚合原料使用。抽真空的时间以闪蒸罐内可燃气含量合格为标准。当闪蒸罐内可燃气含量合格后，向闪蒸罐内充入氮气，将聚乙烯粉料排出闪蒸罐，进入粉料仓或进行包装。之后可以对粉料产品进行熔体质量流动速率等测试，根据测试结果对产品分级。

为了提高冷凝速度，闪蒸冷凝器优选采用2～10℃的低温水。闪蒸回收罐通过保温、内冷管控制温度低于20℃，优选8～15℃。通过呼吸阀放空和补入氮气，控制闪蒸回收罐微正压，优选2～50kPa。

本发明方法中所述催化剂为聚乙烯催化剂，可以是任何能使乙烯聚合成高分子聚乙烯的催化剂，如茂金属化合物催化剂或Ziegler-Natta催化剂，优选采用Ziegler-Natta催化剂。

进一步优选地，所述Ziegler-Natta催化剂含有：(1)含钛的固体催化剂活性组分，其含有镁、钛、卤素和内给电子体；(2)有机铝化合物助催化剂组分；以及(3)任选的外给电子体组分。

可供使用的固体催化剂可以购自中国石化催化剂有限公司北京奥达分公司，如：BCE催化剂、CM催化剂。

作为催化剂的助催化剂组分的有机铝化合物优选为烷基铝化合物，更优选选自三烷基铝(如：三甲基铝、三乙基铝、三异丁基铝、三正丁基铝、三辛基铝等)、一氯二乙基铝、一氯二异丁基铝、一氯二乙基铝、一氯二异丁基铝、二氯一乙基铝和二氯乙基铝中的至少一种。

以Ti/Al摩尔比计，含钛的固体催化剂活性组分与有机铝化合物助催化剂组分之比可以为0.1:25至0.1:1000。

本发明对于各组分的用量没有特别限定，可根据需要确定，例如，催化剂的用量可根据单釜产量和催化剂活性确定。碳五饱和烷烃作为悬浮溶剂也可为常规溶剂用量。

根据GB/T 21461.1-2008的规定，超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)是指在温度为190℃、负荷为21.6kg条件下，熔体质量流动速率(MFR)小于0.1g/10min的聚乙烯材料。本发明可以根据需要调节氢气的加入量，或不加入氢气来调节熔体质量流动速率。本发明的方法特别适用于生产超高分子量聚乙烯。

本发明提供由上述方法制得的聚乙烯。优选地，所述聚乙烯为超高分子量聚乙烯。

本发明还提供一种与上述工艺方法相配合的间歇液相本体法生产聚烯烃的设备，如图1所示，该设备包括：聚合釜1、回收冷凝器2、回收罐3、闪蒸罐4、闪蒸冷凝器5、闪蒸回收罐6和真空泵7，聚合釜1顶部依次与回收冷凝器2、回收罐3连接，聚合釜1底部与闪蒸罐4连接，闪蒸罐4顶部依次与闪蒸冷凝器5和闪蒸回收罐6连接，真空泵6一端与闪蒸罐4顶部连接，另一端与闪蒸罐4和闪蒸冷凝器5相连的管线连接；乙烯进料管线和混合碳五饱和烷烃进料管线分别与聚合釜1连接，氮气进料管线与闪蒸罐4下部连接，闪蒸罐4底部设置有聚乙烯粉料产品排出管线。所述聚合釜1外优选设置有夹套(未示出)，用于聚合釜的升温和撤热。

根据本发明一种优选实施方式，所述回收冷凝器2和所述回收罐3组成回收系统，乙烯进料管线、混合碳五饱和烷烃进料管线、氮气进料管线、聚乙烯粉料产品排出管线、聚合釜1与回收系统之间的管线、聚合釜1与闪蒸罐4之间的管线、真空泵6两端的连接管线、闪蒸罐4与闪蒸冷凝器5之间的管线上均设置有阀门。

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的范围并不局限于这些实施例。

实施例中的实验结果根据以下测试方法获得，在以下测试方法中在没有特别限定的情况下均是在室温环境下操作的：

主催化剂为BCE催化剂，自中国石化催化剂有限公司北京奥达分公司取得。

混合碳五饱和烷烃含有正戊烷、异戊烷、新戊烷、环戊烷，其中新戊烷含量为80wt％以上。

助催化剂组分为三乙基铝，配制成0.35mol/L使用。

熔体质量流动速率(MFR)：根据GB/T 3682.1-2018，在190℃、2.16kg载荷下测定。

密度：根据GB/T 1033.2-2010所述方法测定。

以下实施例和对比例均采用如图1所示的间歇液相本体法生产设备。该设备包括聚合釜1、回收冷凝器2、回收罐3、闪蒸罐4、闪蒸冷凝器5、闪蒸回收罐6和真空泵7，聚合釜1顶部依次与冷凝器2、回收罐3连接，聚合釜1底部与闪蒸罐4连接，闪蒸罐4顶部依次与闪蒸冷凝器5和闪蒸回收罐6连接，真空泵6一端与闪蒸罐4顶部连接，另一端与闪蒸罐4和闪蒸冷凝器5相连的管线连接；乙烯进料管线和混合碳五饱和烷烃进料管线分别与聚合釜1连接，氮气进料管线与闪蒸罐4下部连接，闪蒸罐4底部设置有聚乙烯粉料产品排出管线，其中所述回收冷凝器2和所述回收罐3组成回收系统，乙烯进料管线、混合碳五饱和烷烃进料管线、氮气进料管线、聚乙烯粉料产品排出管线、聚合釜1与回收系统之间的管线、聚合釜1与闪蒸罐4之间的管线、真空泵6两端的连接管线、闪蒸罐4与闪蒸冷凝器5之间的管线上均设置有阀门。

聚合釜1的体积为5L，外部设置有夹套(未示出)。

回收冷凝器采用20～25℃的循环冷却水，闪蒸冷凝器采用2～10℃的低温水。闪蒸回收罐控制温度为8～15℃，压力为2～50kPa。

实施例1

用室温2.0升混合碳五饱和烷烃将24.3mg的BCE催化剂和10.0ml三乙基铝溶液充入聚合釜中。通过聚合釜的夹套热水给反应釜升温，当聚合釜温度达到70℃时，此时聚合釜的表压上升到0.31MPa，向聚合釜加入氢气使釜压上升1.51MPa，加入乙烯使聚合釜压力上升至3.20MPa，根据聚合釜温度调整冷却水的流量，从而维持聚合温度。聚合反应进行150分钟后，打开连接聚合釜与回收系统的阀门，聚合釜放压，使未反应的乙烯和混合碳五饱和烷烃在聚合釜内汽化，所得气相经回收冷凝器冷凝为液相物料，所述液相物料进入回收罐。控制放压速度，并且向聚合釜夹套通入热水，使釜内温度在60～65℃，当釜压降低到0.15MPa时，停止回收。将釜内气体和聚乙烯粉料排入闪蒸罐，得到闪蒸气体和聚乙烯粉料，所述闪蒸气体依次排出至闪蒸冷凝器和闪蒸回收罐；开启真空泵对闪蒸罐抽真空至-0.08MPa，时间60分钟，脱除闪蒸罐内聚乙烯粉料吸附的混合碳五饱和烷烃。然后向闪蒸罐充入氮气至常压，将罐内粉料放出称重，得到414g聚乙烯粉料。将粉料进行测试，结果见表1。

实施例2

用室温2.0升混合碳五饱和烷烃将23.6mg的BCE催化剂和10.0ml三乙基铝溶液充入聚合釜中。通过聚合釜的夹套热水给反应釜升温，当聚合釜温度达到70℃时，此时聚合釜的表压上升到0.34MPa，向聚合釜加入氢气使釜压上升1.34MPa，加入乙烯使聚合釜压力上升至2.54MPa，根据聚合釜温度调整冷却水的流量，从而维持聚合温度。聚合反应进行60分钟后，打开连接聚合釜与回收系统的阀门，聚合釜放压，使未反应的乙烯和混合碳五饱和烷烃在聚合釜内汽化，所得气相经回收冷凝器冷凝为液相物料，所述液相物料进入回收罐。控制放压速度，并且向聚合釜夹套通入热水，使釜内温度在60～65℃，当釜压降低到0.15MPa时，停止回收。将釜内气体和聚乙烯粉料排入闪蒸罐，得到闪蒸气体和聚乙烯粉料，所述闪蒸气体依次排出至闪蒸冷凝器和闪蒸回收罐；开启真空泵对闪蒸罐抽真空至-0.08MPa，时间60分钟，脱除闪蒸罐内聚乙烯粉料吸附的混合碳五饱和烷烃。然后向闪蒸罐充入氮气至常压，将罐内粉料放出称重，得到566g聚乙烯粉料。将粉料进行测试，结果见表1。

实施例3

用室温2.0升混合碳五饱和烷烃将11.1mg的BCE催化剂和10.0ml三乙基铝溶液充入聚合釜中。通过聚合釜的夹套热水给反应釜升温，当聚合釜温度达到70℃时，此时聚合釜的表压上升到0.29MPa，向聚合釜加入氢气使釜压上升1.00MPa，加入乙烯使聚合釜压力上升至2.61MPa，根据聚合釜温度调整冷却水的流量，从而维持聚合温度。聚合反应进行75分钟后，打开连接聚合釜与回收系统的阀门，聚合釜放压，使未反应的乙烯和混合碳五饱和烷烃在聚合釜内汽化，所得气相经回收冷凝器冷凝为液相物料，所述液相物料进入回收罐。控制放压速度，并且向聚合釜夹套通入热水，使釜内温度在60～65℃，当釜压降低到0.15MPa时，停止回收。将釜内气体和聚乙烯粉料排入闪蒸罐，得到闪蒸气体和聚乙烯粉料，所述闪蒸气体依次排出至闪蒸冷凝器和闪蒸回收罐；开启真空泵对闪蒸罐抽真空至-0.08MPa，时间60分钟，脱除闪蒸罐内聚乙烯粉料吸附的混合碳五饱和烷烃。然后向闪蒸罐充入氮气至常压，将罐内粉料放出称重，得到512g聚乙烯粉料。将粉料进行测试，结果见表1。

实施例4

用室温2.0升混合碳五饱和烷烃将12.6mg的BCE催化剂和10.0ml三乙基铝溶液充入聚合釜中。通过聚合釜的夹套热水给反应釜升温，当聚合釜温度达到60℃时，此时聚合釜的表压上升到0.21MPa，向聚合釜加入氢气使釜压上升1.14MPa，加入乙烯使聚合釜压力上升至2.63MPa，根据聚合釜温度调整冷却水的流量，从而维持聚合温度。聚合反应进行90分钟后，打开连接聚合釜与回收系统的阀门，聚合釜放压，使未反应的乙烯和混合碳五饱和烷烃在聚合釜内汽化，所得气相经回收冷凝器冷凝为液相物料，所述液相物料进入回收罐。控制放压速度，并且向聚合釜夹套通入热水，使釜内温度在60～65℃，当釜压降低到0.15MPa时，停止回收。将釜内气体和聚乙烯粉料排入闪蒸罐，得到闪蒸气体和聚乙烯粉料，所述闪蒸气体依次排出至闪蒸冷凝器和闪蒸回收罐；开启真空泵对闪蒸罐抽真空至-0.08MPa，时间60分钟，脱除闪蒸罐内聚乙烯粉料吸附的混合碳五饱和烷烃。然后向闪蒸罐充入氮气至常压，将罐内粉料放出称重，得到223g聚乙烯粉料。将粉料进行测试，结果见表1。

实施例5

用室温2.0升混合碳五饱和烷烃将11.8mg的BCE催化剂和10.0ml三乙基铝溶液充入聚合釜中。通过聚合釜的夹套热水给反应釜升温，当聚合釜温度达到90℃时，此时聚合釜的表压上升到0.48MPa，向聚合釜加入氢气使釜压上升1.03MPa，加入乙烯使聚合釜压力上升至2.13MPa，根据聚合釜温度调整冷却水的流量，从而维持聚合温度。聚合反应进行60分钟后，打开连接聚合釜与回收系统的阀门，聚合釜放压，使未反应的乙烯和混合碳五饱和烷烃在聚合釜内汽化，所得气相经回收冷凝器冷凝为液相物料，所述液相物料进入回收罐。控制放压速度，并且向聚合釜夹套通入热水，使釜内温度在60～65℃，当釜压降低到0.15MPa时，停止回收。将釜内气体和聚乙烯粉料排入闪蒸罐，得到闪蒸气体和聚乙烯粉料，所述闪蒸气体依次排出至闪蒸冷凝器和闪蒸回收罐；开启真空泵对闪蒸罐抽真空至-0.08MPa，时间60分钟，脱除闪蒸罐内聚乙烯粉料吸附的混合碳五饱和烷烃。然后向闪蒸罐充入氮气至常压，将罐内粉料放出称重，得到208g聚乙烯粉料。将粉料进行测试，结果见表1。

对比例

用室温2.0升己烷将23.0mg的BCE催化剂和10.0ml三乙基铝溶液充入聚合釜中，加入氢气使釜压上升至0.6MPa。通过聚合釜的夹套热水给聚合釜升温，当聚合釜温度达到70℃时，此时聚合釜的表压上升到0.7MPa，加入乙烯使聚合釜压力上升至0.8MPa，开始进行聚合反应；根据聚合釜温度调整冷却水的流量，从而维持聚合温度。聚合反应进行150分钟后，打开连接聚合釜与气柜的阀门，聚合釜放压，未反应的乙烯进入气柜。将釜内己烷和聚乙烯粉料排入闪蒸罐，通过过滤网将釜内己烷抽出。然后通入流量为100ml/min氮气，对粉料进行吹扫12小时，将罐内粉料放出称重，得到266g聚乙烯粉料。将粉料进行测试，结果见表1。

表1粉料分析结果

对比例中需对粉料进行长时间氮气吹扫，以脱除己烷溶剂，可见，采用本发明的方法显著地降低了单釜聚乙烯的生产时间。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

Claims (12)

1.一种采用间歇液相法生产聚乙烯的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1)将碳五饱和烷烃和催化剂投入到聚合釜中；

2)使聚合釜升温至预定的聚合温度，向聚合釜中通入乙烯气体，进行聚合反应；

3)聚合反应结束后，降低聚合釜压力，使未反应的乙烯和碳五饱和烷烃在聚合釜内汽化，所得气相经回收冷凝器冷凝为液相物料，所述液相物料进入回收罐；

4)回收结束后，利用聚合釜内留余压将釜内物料喷入闪蒸罐，得到闪蒸气体和聚乙烯粉料，所述闪蒸气体依次排出至闪蒸冷凝器和闪蒸回收罐，将所述闪蒸气体排出后，将闪蒸罐抽真空，脱除闪蒸罐内聚乙烯粉料吸附的碳五饱和烷烃，然后将聚乙烯粉料排出，得到所述聚乙烯；

其中任选地，氢气在步骤1)投入聚合釜中，或者在步骤2)通入乙烯气体之前投入聚合釜中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述碳五饱和烷烃选自正戊烷、异戊烷、新戊烷和环戊烷中的至少一种；优选地，所述碳五饱和烷烃含有新戊烷，所述新戊烷占碳五饱和烷烃总质量的50wt％～100wt％；更优选新戊烷占碳五饱和烷烃总质量的80wt％～100wt％；进一步优选新戊烷占碳五饱和烷烃总质量的95wt％～100wt％。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤2)中，所述聚合温度为50～100℃，优选为60～90℃；聚合反应的压力为2.3～3.8MPa，优选为2.8～3.6MPa。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤3)中，所述降低聚合釜压力通过打开连接聚合釜与回收系统的阀门实现，所述回收系统包括所述回收冷凝器和所述回收罐。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤3)中，在汽化过程中，控制聚合釜的温度高于40℃，优选高于45℃，再优选高于50℃，同时使聚合釜的温度低于100℃，优选低于90℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤3)中，进入回收罐的液相物料任选地作为原料返回聚合釜。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤4)中，所述聚合釜内留余压为0.1～0.2MPa。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤4)中，所述闪蒸冷凝器采用2～10℃的低温水；所述闪蒸回收罐的温度低于20℃，优选8～15℃，压力为微正压，优选2～50kPa。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其中，所述催化剂为Ziegler-Natta催化剂，优选地，所述Ziegler-Natta催化剂含有：(1)含钛的固体催化剂活性组分，其含有镁、钛、卤素和内给电子体；(2)有机铝化合物助催化剂组分；以及(3)任选的外给电子体组分；更优选地，以Ti/Al摩尔比计，含钛的固体催化剂活性组分与有机铝化合物助催化剂组分之比为0.1:25至0.1:1000。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚乙烯为超高分子量聚乙烯。

11.由权利要求1-10中任意一项所述的方法制得的聚乙烯，优选地，所述聚乙烯为超高分子量聚乙烯。

12.一种间歇液相本体法生产聚烯烃的设备，其特征在于，该设备包括：聚合釜、回收冷凝器、回收罐、闪蒸罐、闪蒸冷凝器、闪蒸回收罐和真空泵，聚合釜顶部依次与回收冷凝器、回收罐连接，聚合釜底部与闪蒸罐连接，闪蒸罐顶部依次与闪蒸冷凝器和闪蒸回收罐连接，真空泵一端与闪蒸罐顶部连接，另一端与闪蒸罐和闪蒸冷凝器相连的管线连接；乙烯进料管线和混合碳五饱和烷烃进料管线分别与聚合釜连接，氮气进料管线与闪蒸罐下部连接，闪蒸罐底部设置有聚乙烯粉料产品排出管线；

优选地，所述聚合釜设置有夹套，用于聚合釜的升温和撤热。

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