CN116018190A - 用于以降低的聚合物夹带水平从流出物流中筛分聚合物的筛分组件和方法 - Google Patents

用于以降低的聚合物夹带水平从流出物流中筛分聚合物的筛分组件和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种筛分组件,该筛分组件包括与用于流出物流的导管相连的分离装置,所述流出物流包括聚合物和烃类混合物,其中分离装置被配置为将流出物流分离为富聚合物流和贫聚合物蒸气流,其中第一分离装置包括:入口,用于抽取富聚合物流的第一出口和用于抽出贫聚合物蒸气流的第二出口,经由用于贫聚合物蒸气流的导管而与分离装置相连接的筛分装置,其中筛分装置包括与贫聚合物蒸气流的导管相连接的第一入口,用于抽出清洁的蒸气流的第一出口,用于抽出含有聚合物的冷凝蒸气流的第二出口,和至少一个用于引入冷凝蒸气流的第二入口。

Description

用于以降低的聚合物夹带水平从流出物流中筛分聚合物的筛分组件和方法
技术领域
本发明涉及一种用于从流出物流中筛分聚合物的筛分组件。此外,本发明还涉及一种从所述流出物流中筛分聚合物的方法。特别是,该筛分组件和方法可用于溶液聚合工艺。
背景技术
通常情况下,在溶液聚合工艺中,反应器运行时反应器中的聚合物浓度相对较低,据此,低聚合物浓度通常被认为是相对于所使用的聚合物、溶剂、单体和可选的共聚单体的总量而言,低于30wt%。
此外,在溶液聚合工艺中,反应器通常在高于气相聚合工艺的反应器温度下运行。高温的好处是催化剂活性更高,因此催化效率更好。然而,其缺点是在放热反应很快的情况下,反应混合物中吸收了太多的热量,导致有反应失控的风险。为了控制这种快速的放热反应和不受控制的反应,聚合物的浓度通常在15wt%至25wt%之内,使得放热的产生为可控制的。
因此,结果是流出物流包括各自数量的不需要的碳氢化合物,例如溶剂、未反应的单体和可选的共聚单体,在聚合反应步骤之后的加工步骤中,必须从聚合物中去除这些物质。
虽然本领域已知的溶液聚合工艺在这些后续工艺步骤中各不相同,但几乎所有的工艺通常都利用以下步骤:a)在压力下加热聚合物熔融溶液;b)对溶液减压,让挥发性化合物蒸发。
通常情况下,这种溶液聚合工艺是在反应器压力高于50表压(barg),反应器出口温度高于150℃的条件下进行的。在现有技术中已知的一些溶液聚合技术中,在随后的步骤中,溶液流被加热到200℃以上,随后压力下降到真空水平,以生产最终的聚合物。
通常,这种分离是以形成冷凝流和蒸气流的方式进行的,即在闪蒸分离器中进行。在典型的反应器组件或工艺中,来自所述蒸发步骤的这种蒸气流被冷凝并被送入回收部分。例如,该蒸气流可以作为溶剂和/或作为未反应的单体和/或共聚单体的来源而被重新使用。
在聚合物的某些应用中,需要聚合物中的挥发物含量特别低,其中挥发物特别地可由碳氢化合物代表,例如溶剂分子和/或仍留在所生产的聚合物中的未反应单体或共聚单体。为了在聚合物中达到如此低的挥发性,已经开发了多步骤的蒸发工序。特别是,本领域已知的是,至少需要两步或三步的挥发工序,以达到聚合物在某些市场应用中可接受的低水平挥发物,这在大多数情况下需要借助额外的设备,例如脱挥挤出机或捏合机作为最后一步。
通常,在多步骤工序的每个步骤中,蒸气流随后被冷凝,并可作为工艺的反应器进料或回收部分的进料重新使用,其中碳氢化合物,例如溶剂、共聚单体和单体,事先被分离。
待解决的问题
这些蒸气流可以包括聚合物,该聚合物在分离步骤中已经夹带在蒸气流中。由于分离步骤中的压降通常很大,分离发生得如此之快,以至于细小的聚合物颗粒可能被蒸发材料抽出并被引入蒸气流中。事实证明,特别是在第一分离步骤中,聚合物的夹带水平很高。这可能是事实,因为在第一分离步骤中,蒸发材料的量是最大的。
分离步骤之后的设备中的污垢会导致工艺部分/设备的热量移除的减少和分离效率的降低。这对于在后续步骤中用于冷凝所述蒸气流的冷凝器来说尤其成问题。这种冷凝器的排热效率会因为污垢而大大降低,甚至完全堵塞通道。因此,在蒸气流被作为反应器的进料重新使用的情况下,所述设备的污垢甚至会对聚合工艺的温度控制和设备的生产能力产生影响。因此,需要适当的保护措施以防止聚合工艺(尤其是溶液聚合)之后的气相/凝聚相分离步骤的蒸气流中夹带聚合物的结垢效应。
发明目的
鉴于上述问题,本发明的一个目的是提供一种筛分组件,包括筛分装置,特别是气相/凝聚相筛分装置,用于从流出物流中筛分聚合物,优选的是从聚合反应器中抽出的,更为理想的是来自溶液聚合反应器的,有着已减少或优选已消除聚合物夹带。
此外,同样鉴于上述问题,本发明的第二个目的是提供一种从聚合工艺(特别是溶液聚合工艺)的出水流中筛分聚合物的加工方法,从而减少或消除聚合物的夹带。
发明内容
现在已经惊奇地发现,上述目的可以通过将分离步骤与至少一个筛分步骤相结合来实现,其中分离步骤的蒸气相被引入筛分步骤,在该步骤中,分离步骤的蒸气相与冷凝蒸气相接触。
因此,本发明涉及一种从包括聚合物和烃类混合物(例如至少一种溶剂、至少一种单体和可选的至少一种共聚单体)的流出物流中筛分聚合物的方法,该方法包括以下步骤:
a)将流出物流分离成富聚合物流和贫聚合物蒸气流;
b)将贫聚合物蒸气流与第一冷凝蒸气流接触,其中第一冷凝蒸气流的流动方向与贫聚合物蒸气流的流动方向呈逆流,以产生清洁的蒸气流和含有聚合物的冷凝蒸气流。
此外,本发明还涉及一种筛分组件,该筛分组件包括与用于流出物流的导管相连的分离装置,所述流出物流包括聚合物和烃类混合物(例如至少一种溶剂、至少一种单体和可选的至少一种共聚单体),其中分离装置被配置为将流出物流分离为富聚合物流和贫聚合物蒸气流,其中,分离装置包括入口、用于抽出富聚合物流的第一出口和用于抽出贫聚合物蒸气流的第二出口,以及经由用于贫聚合物蒸气流的导管与分离装置相连的筛分装置,其中,筛分装置包括:与用于贫聚合物蒸气流的导管相连接的第一入口,用于抽取清洁的蒸气流的第一出口,用于抽取含有聚合物的冷凝蒸气流的第二出口,以及至少一个用于引入冷凝蒸气流的第二入口。
最后,本发明涉及根据本发明的筛分组件的用途,用于防止聚合工艺(优选的是溶液聚合工艺)中的结垢。
名词定义
本文所用的术语喷射必须被理解为方法的步骤,在这个步骤中,冷凝相被引入气相。因此,冷凝相被分割成多个液滴。这通常是由至少一个喷嘴完成的。喷射必须被理解为方法的步骤,在这个步骤中,形成具有尽可能高的相分离表面的两相系统(气相/冷凝相)。
本文所使用的术语冷凝点必须理解为各种条件的组合,这些条件会导致化合物从汽化的混合物中冷凝出来。具体来说,冷凝点取决于压力、温度和碳氢化合物,例如溶剂、单体和可选的共聚单体,以及系统的任何其他气体成分。通过改变这些参数中的任意一个或两个,可以达到冷凝点。
此处所用的挥发性物质或挥发性化合物必须理解为与本发明的方法中生产的聚合物相比具有明显较低分子量的化合物。当暴露在闪蒸分离器中时,这种化合物通常以气态形式存在。通常,挥发性化合物包括至少一种未反应的单体、可选的未反应的共聚单体、溶剂和存在于流出物流中的任何其他气态成分。
在现有技术中,闪蒸分离器已经有几十年的历史了(也作为低压分离器)。正如本领域所熟知的那样,液体进料被传递到在低压下运行的闪蒸容器。这样,一部分液相就气化了,可以作为顶流(或蒸气流)从低压分离器中抽出。剩余的液相部分则作为底流或液体流从闪蒸容器中抽出。在闪蒸容器中同时存在气相和液相的条件下操作低压分离器,就是描述这种情况。
这里使用的术语洗涤柱指的是允许蒸气流和液体流接触的容器,液体流从顶部行进到底部,部分在途中蒸发,而蒸气流从底部行进到顶部,部分在途中冷凝。存在于蒸气流中的颗粒/液滴被落到底部的液体清洗。洗涤柱通常操作为在底部具有保持在沸点的储液器,以确保在输入蒸气流减少的情况下有蒸气流。此外,洗涤柱可以包括用于两个流的分配器,即液体分配器和蒸汽分配器。洗涤柱可以是填料床,以减少蒸气流中的夹带物。
本文所使用的术语分离效率被定义为在平衡条件下,在贫聚合物流或蒸气流中提取的成分的质量流除以贫聚合物流或冷凝流中的成分的(理论上的)质量流。
这里所用的术语“筛分”是指从液体中去除部分或全部固体的过程。
附图说明
图1示出了根据本发明最通用的实施例的筛分组件和方法的布局示意图,其中没有气体分配器和液体分配器的洗涤柱(图1a)和有气体分配器和液体分配器的洗涤柱(图1b)被用作筛分装置。
图2示出了根据图1的筛分组件和方法的布局示意图,并使用含有聚合物的冷凝蒸气流进行了若干修改。
图2a示出了一种修改方案,其中含有聚合物的冷凝蒸气流的一部分作为进入洗涤柱的贫聚合物蒸气流中的喷射液而被循环。
图2b示出了一种修改方案,其中含有聚合物的冷凝蒸气流的一部分作为洗涤柱中的洗涤液而被循环。
图2c示出了一种修改方案,其中含有聚合物的冷凝蒸气流的一部分在分离装置中被循环。
图2d示出了一种修改方案,其中含有聚合物的冷凝蒸气流的一部分被用来控制筛分装置中冷凝蒸气成分的温度。
图3示出了图2a至图2d中提出的所有修改方案的组合。
图4示出了根据图1的筛分组件和方法的布局示意图,其中从洗涤柱顶部抽出的清洁蒸气流被冷凝并重新引入,可以不使用(图4a)或使用泵和容器(图4b)。
图5示出了图3和图4中的实施例的组合。
附图标记
1 聚合反应器
2 分离装置
3 筛分装置
4(3)的第一入口
5(3)的第一出口
6(3)的第二出口
7(3)的第一个第二入口
8(3)的第二个第二入口
9(3)的第三入口
10a 第一液体分配器
10b 第二液体分配器
11a 第一气体分配器
11b 第二气体分配器
12 第一泵
13 加热器
14 冷凝器
15 容器
16 第二泵
17 冷凝蒸气成分的液面
Q1 第一冷凝蒸气源
Q2 第二冷凝蒸气源
Q3 第三冷凝蒸气源
Q4 第四冷凝蒸气源
a 流出物流
b 富聚合物流
c 贫聚合物蒸气流
d 清洁的蒸气流
e含有聚合物的冷凝蒸气流
f 第一冷凝蒸气流
g 第二冷凝蒸气流
h 加热的冷凝蒸气流
i 喷射冷凝蒸气流
j 循环冷凝蒸气流
k 清洁的蒸气清洗流
具体实施方式
在下文中,将根据附图和其中的实施例对本发明进行详细描述。
根据本发明的筛分组件
根据图1a的筛分组件
在图1a所描述的本发明最通用的实施例中,提供了筛分组件,包括:
分离装置(2),该装置与用于流出物流(a)的导管相连,流出物流(a)包括聚合物和烃类混合物,例如至少一种溶剂,至少一种单体,以及可选的至少一种共聚单体,其中分离装置(2)被配置为将流出物流(a)分离成富聚合物流(b)和贫聚合物蒸气流(c),其中第一分离装置(2)包括入口,用于抽取富聚合物流(b)的第一出口,以及用于抽取贫聚合物蒸气流(c)的第二出口,
筛分装置(3),经由用于贫聚合物蒸气流(c)的导管而与分离装置(2)相连接,其中筛分装置(3)包括:
第一入口(4),与贫聚合物蒸气流(c)的导管相连接,
第一出口(5),用于抽取清洁的蒸气流(d),
第二出口(6),用于抽取含有聚合物的冷凝蒸气流(e),和
至少一个第二入口(7,8),用于引入冷凝蒸气流(f,g)。
优选的是,该流出物流是从聚合反应器(1)中抽取的,更为优选的是从溶液聚合反应器中抽取的。
优选的是,该聚合物是聚烯烃均质或共聚物,更优选是聚乙烯或聚丙烯均质或共聚物。
筛分组件确保来自分离装置(2)的贫聚合物蒸气流(c)与经由至少一个第二入口(7、8)引入的冷凝蒸气成分接触,所述至少一个第二入口用于引入冷凝蒸气流(f、g)。贫聚合物蒸气流(c)与冷凝蒸气流(f、g)接触的好处是,在分离装置(2)中夹杂在贫聚合物蒸气流(c)中的聚合物可以有效地从贫聚合物蒸气流(c)中去除,从而产生可从第一出口(5)抽出的清洁蒸气流(d)。
优选的是,富聚合物流(b)被用来提取含有最终聚合物的流。为了达到一定质量的聚合物,可能还需要进一步的后续步骤作为清洗仓。
优选的是,含有聚合物的冷凝流(e)可以被清洗。在这种情况下,为了从该流中提取最终的聚合物,仍然需要后续的分离步骤。
优选的是,清洁的蒸气流(d)用于清洗挥发性化合物。
优选的是,在分离装置(2)中产生的贫聚合物蒸气流(c)是过热的。这是由于在这种分离步骤中通常使用的条件所致。优选的是,分离装置(2)中使用的温度在100℃至400℃之间,优选的是在130℃至300℃之间,更优选的是在170℃至250℃之间。此外,相对于流出物流(a)中的压力的压降优选是超过30表压,优选是超过60表压,最优选的是超过90表压。因此,贫聚合物蒸气流(c)中的条件被设定为,烃类混合物,即溶剂、未反应的单体和/或共聚单体处于高于其冷凝点的温度。因此,贫聚合物蒸气流(c)中的化合物的混合物优选的是以气态形式出现。
现在已经发现,通过将包括烃类混合物的冷凝蒸气成分(例如,包括至少一种单体和可选的至少一种共聚单体的至少一种溶剂)与贫聚合物蒸气流(c)接触,可以有效地去除贫聚合物蒸气流(c)中夹带的聚合物。在不受理论约束的情况下,我们认为冷凝相会粘附至聚合物颗粒,使它们变得更重。因此,它们下沉到冷凝气相中。此外,冷凝相的高温可以防止高浓度聚合物“粘”在设备的壁或内部。
在本发明的优选的通用实施例中,筛分装置(3)包括至少一个液体分配器(10)和/或至少一个气体分配器(11)。这些分配器确保气体和液体的分配达到最大化。这些最大限度的分配使贫聚合物蒸气流(c)和至少一个冷凝蒸气流(f、g)之间的接触增加,然而,接触的增加带来了从蒸气流中去除夹带的聚合物的改进。
气体分配器或液体分配器可以是待分配流的流动路径内的开放式填料。通常情况下,筛分装置在顶部的液体分配器和底部的气体分配器之间填充有金属随机填料(例如科氏-格利奇(Koch-Glitsch)的ITMP)。优选的是,该填料仍应确保高循环流量。在洗涤柱的顶部部分,清洁的液体将作为第二步清洗蒸汽气流。
优选的是,第一分离装置(2)是闪蒸分离器。
优选的是,筛分装置(3)是洗涤柱。
根据图1b的筛分组件
因此,在本发明的优选实施例中,如图1b所描述的,筛分组件进一步包括第一液体分配器(10a),相对于筛分装置(3)的高度,该第一液体分配器位于第一入口(4)上方和至少一个第二入口(7,8)下方。
此外,根据本发明的优选实施例,如图1b所描述的筛分组件进一步包括第一气体分配器(11a),相对于筛分装置(3)的高度,该第一气体分配器位于第一入口(4)上方和至少一个第二入口(7,8)下方。
优选的是,在根据本发明的优选实施例如图1b所描述的筛分组件中,相对于筛分装置(3)的高度,第一气体分配器(11a)被进一步放置在第一入口(4)上方和第一液体分配器(10a)下方。
所述第一液体分配器(10a)和第一气体分配器(11a)的位置确保了蒸气流和冷凝蒸气流之间的接触最大化。
应该理解的是,分配器的数量不受限制。因此,在入口之间或在顶部和底部之间可以有一个以上的分配器。例如,如果入口之间的距离很大,并且在蒸气向上行进或液体下降的过程中失去了分配效果,那么沿途的第二个甚至更多的分配器可能有助于保持两相的分配,从而提高清洗效果。
通常情况下,一个液体分配器被安装在一入口的下方,而一蒸气分配器被安装在一入口的上方。优选的是,在应用两个以上的填料部分的情况下,填料部分由底部的气体分配器(可选地还有上面的金属随机填料部分)以及顶部的液体分配器组成。这样的设置确保了从底部进入填料部分的气体被分散,而从顶部进入填料部分的液体也被分散,从而使填料部分中的气体和液体的分散式接触达到最大化。
然而,在本发明的更优选的通用实施例中,至少一个第二入口(7、8)包括用于引入第一冷凝蒸气流(f)的第一个第二入口(7),以及用于引入第二冷凝蒸气流(g)的第二个第二入口(8),其中第一个第二入口(7)相对于筛分装置(3)的高度,位于第一入口(4)上方且位于第二个第二入口(8)下方,而第二个第二入口(8)相对于筛分装置(3)的高度,位于第一个第二入口(7)上方且位于第一出口(5)下方。该组件提供了两种接触方式,即第一入口(4)和第一个第二入口(7)之间以及第一个第二入口(7)和第二个第二入口(8)之间。在这两种方式的每一种中,接触可以通过第一冷凝蒸气流(f)和第二冷凝蒸气流(g)的性质以及所使用的气体分配器和液体分配器来单独调整。气体分配器和液体分配器可以例如通过其中使用的可选的金属随机填料的类型来调整。特别是可以用填料的密度来调整。气体和液体的分配可以通过对各自的分配器的设计来调整。填料的不同几何变量影响着沿床的分配质量。在这些变量中,有柱直径/填料高度的比率,卷边高度和角度以及填料片的表面(光滑、开凹槽、冲压)。开放式填料会导致较低的压降,但分配较少,而较高密度填料会导致较高的压降,但分配增加。
因此,这样更优选的通用实施例的筛分组件可以进一步包括第二液体分配器(10b),相对于筛分装置(3)的高度,该第二液体分配器位于第一液体分配器(10a)的上方和第一出口(5)的下方。
此外,这样更优选的通用实施例的筛分组件可以进一步包括第二气体分配器(11b),相对于筛分装置(3)的高度,该第二气体分配器位于第一液体分配器(10a)的上方和第一出口(5)的下方。
最后,在这样更优选的通用实施例的筛分组件中,相对于筛分装置(3)的高度而言,第二气体分配器(11b)可以进一步放置在第一液体分配器(10a)的上方和第二液体分配器(10b)的下方。
这些气体分配器和液体分配器可以根据需要被提供和调整。然而,在图1b中描述了分别由第一气体分配器和第一液体分配器以及第二气体分配器和第二液体分配器组成的优选的通用实施例。
现在已经进一步发现,通过将包括烃类混合物的冷凝蒸气成分(例如包括至少一种单体和可选的至少一种共聚单体的至少一种溶剂)喷入贫聚合物蒸气流(c)中,可以进一步大大减少夹带到筛分装置的清洁的蒸气流中。在不受理论约束的情况下,我们认为冷凝相会粘附至聚合物颗粒,使其变得更重。因此,该聚合物颗粒被进一步从气相中移除。此外,冷凝相的高温可以防止高浓度聚合物“粘”在设备的壁或内部。可以进一步认为,与根据图1a和1b的通用实施例中所示的仅仅使贫聚合物蒸气流(c)和冷凝蒸气流(f、g)接触相比,喷射有两种效果。首先,冷凝相本身已经提供了上述效果。然而第二,在贫聚合物蒸气流(c)中发现的混合物被冷却,最终达到其冷凝点。因此,通过蒸气流本身的冷凝产生了更多的冷凝相,进一步增强了减少夹带物的效果。
根据图2的筛分组件
因此,在根据图2的本发明的筛分组件的优选实施例中,筛分装置(3)的第一入口(4)被配置为将冷凝蒸气喷入贫聚合物蒸气流(c)。
用于喷入贫聚合物蒸气流(c)中的冷凝蒸气流一般可以从任何来源提供。因此,在根据图2a至图2d的优选实施例中,第一冷凝蒸气源(Q1)与第一入口(4)相连,用于喷入贫聚合物蒸气流(c)中。
下面描述的图2a至图2d的每个具体实施例都公开了包含聚合物的冷凝蒸气流(e)的修改方案。应该理解的是,在这些实施例中的每一例都是从流(e)中抽出一定的流((i)、(f)、(j)或(h))。因此,(e)的一些部分被用于每个循环措施,但(e)仍可从筛分装置(3)中抽出以用于清洗。
根据图2a的筛分组件
然而,根据本发明的筛分组件的其他实施例也是可以想象的。在根据图2a的本发明筛分组件的优选实施例中,不仅第一冷凝蒸气成分源与第一入口(4)相连,喷射冷凝蒸气流(i)也与第一入口(4)相连。应该理解的是,虽然在图2a中显示了两种连接的组合,但与第一冷凝蒸气成分源(Q1)的连接是可选的。
因此,根据图2a的本发明的优选实施例涉及根据图1b的筛分组件,其中连接到第二出口(6)的含有聚合物的冷凝蒸气流(e)和贫聚合物蒸气流(c)的喷射冷凝蒸气流(i)是流体连接的,优选经由泵(12)流体连接。通常,冷凝蒸气成分必须再次被压缩,以与从分离装置(2)中抽出的贫聚合物蒸气流(c)中的压力相匹配,然后再喷入贫聚合物蒸气流(c)中。虽然可将第一新鲜冷凝蒸气相源(Q1)可选地与含有聚合物的冷凝蒸气流(e)流体连接,但应当理解,没有该源的实施例是优选的。
包括至少部分再循环的冷凝蒸气流(e)以及随后将所述蒸气流中的冷凝蒸气成分喷射到贫聚合物蒸气流(c)中(经由用于将冷凝蒸气流(i)喷射的导管以及第一入口(4))的优选实施例具有以下优点:无需或几乎无需将新鲜的冷凝蒸气成分引入筛分装置(3)中进行喷射。因此,可以节省材料和能源。特别是,由于喷射冷凝蒸气流(i)仍然具有较高的温度,因此不需要再次加热。尽管如此,由于再循环的成分已被冷凝,温度也不会太高,但能可靠地确保贫聚合物蒸气流能达到其冷凝点。
优选的是,在根据图2a的优选实施例中,冷凝蒸气成分的第二来源(Q2)与含有聚合物的冷凝蒸气流(e)相连。这种实施例的优点是,可以稀释含有聚合物的冷凝蒸气流(e),从而调整温度和/或含有聚合物的冷凝蒸气流(e)中的成分/浓度。
然而,可以想象到含有聚合物的冷凝蒸气流的其他再循环方案,这些方案可以单独使用,也可以组合使用。这些都在图2b至图2d中描述。
根据图2b的筛分组件
在根据图2b的优选实施例中,在根据图1a或图1b的筛分组件中进行了修改,连接到第二出口(6)的含有聚合物的冷凝蒸气流(e)和连接到第一个第二入口(7)的第一冷凝蒸气流(f)是流体连接的,优选是经由泵(12)流体连接。通常情况下,冷凝蒸气成分必须再次被压缩,以便与筛分装置(3)中的压力相匹配。虽然图2a至图2d都显示了图1b的附加特征,但应该理解,图2a至图2d的附加特征是可组合的,并且因此与图1a和图1b两个实施例结合起来公开。
另外,在这个优选实施例中,第二新鲜冷凝蒸气相源(Q2)可以与清洁的冷凝蒸气流(e)的导管流体连接,以获得上述相同的优点。
此外,在这个优选实施例中,第三新鲜冷凝蒸气相源(Q3)可以与第一冷凝蒸气流(f)的导管流体连接。在一些实施例中,如果在操作过程中发生干扰,Q3可以作为一个补充流,即补偿流。
该实施例的优点与根据图2a的实施例的优点相当。虽然再循环的蒸气流的目的涉及与筛分装置(3)中的贫聚合物蒸气流(c)接触,以去除夹带的聚合物,但在本实施例中的优点还有不需要或几乎不需要有新鲜的冷凝蒸气成分被引入筛分装置(3)。因此,可以节省材料和能源。特别是,由于第一冷凝蒸气流(f)仍然具有较高的温度,因此不需要再次加热。尽管如此,由于再循环的成分已经被冷凝,温度也不会太高,但可以确保夹带的聚合物被可靠地从贫聚合物蒸气流(c)中去除。
根据图2c的筛分组件
在根据图2c的优选实施例中,根据图1a或图1b的筛分组件被修改为,连接到第二出口(6)的含有聚合物的冷凝蒸气流(e)和连接到分离装置(2)的循环冷凝蒸气流(j)是流体连接的,优选是经由泵(12)和加热器(13)流体连接。通常情况下,冷凝蒸气成分必须再次被压缩,以与在分离装置(2)中进行分离所需的压力匹配。此外,在分离装置(2)中的分离通常还需要提高循环冷凝蒸气流(j)中冷凝蒸汽成分的温度。
另外,在这个优选的实施例中,第二新鲜冷凝蒸气相源(Q2)可以与清洁的冷凝蒸气流(e)流体连接,以获得上述相同的优点。
这一优选实施例的优点是,含有聚合物的冷凝蒸气流(e)的至少一部分被循环回到分离装置(2)中。因此,这样的设置提高了第一装置和筛分装置的整体分离效率。此外,它消除了在含有聚合物的冷凝蒸气流(e)中分离聚合物和挥发性物质的要求。
根据图2d的筛分组件
根据图2d的筛分组件进一步包括第三入口(9),用于引入加热的冷凝蒸气流(h)。在一个实施例中,在这个第三入口(9)中,可以引入新鲜的加热的冷凝蒸气流(h)。然而,在优选实施例中,在根据图2d的筛分组件中,连接到第二出口(6)的含有聚合物的冷凝蒸气流(e)和连接到第三入口(9)的加热的冷凝蒸气流(h)是流体连接的,优选是经由泵(12)和加热器(13)流体连接。通常情况下,冷凝蒸气成分必须再次被压缩,以匹配筛分装置(3)中的压力。在另一个实施例中,图2d的设置也可以不提供加热器(13)。
另外,在这个优选实施例中,第二新鲜冷凝蒸气相源(Q2)可以与清洁的冷凝蒸气流(e)流体连接,以获得上述相同的优点。
根据图2d的筛分组件的优点是,可以控制筛分装置(3)内的状态。使存在于筛分装置(3)中的冷凝蒸气成分(相位上限由(17)表示)保持在沸点的温度下是有利的。这可以确保更好的蒸气运输,特别是提高分离效率。如果冷凝蒸气成分没有沸腾,更多的蒸气将以冷凝的形式从筛分装置中抽出,而优选是尽可能多地抽出气态形式的挥发性化合物,以便将它们从聚合物中分离。
根据图3的筛分组件
应该理解的是,所有的实施例都可以组合在一起而没有任何缺点。图3中描述了这样的优选实施例。在这种优选实施例中,各个流(f、h、i、j)的流速可以由阀门控制。因此,本发明的筛分组件的这一实施例的综合优势在于,根据第一和筛分装置中发现的条件,可以调整流速以控制这些条件。例如,在筛分装置(3)中的冷凝蒸气成分的温度降低到蒸汽成分的沸点以下的情况下,引入第三入口(9)的加热的冷凝蒸气流(h)的流速可以增加,结果是筛分装置(3)中的冷凝蒸气成分的温度升高。同样地,如果在进入筛分装置3时,贫聚合物流(c)中的蒸气成分没有达到其冷凝点,则可以增加喷射冷凝蒸气成分的流量。如果要提高筛分装置(3)的分离效率,即在清洁的蒸气流(d)仍然包含过多的聚合物的情况下,可以增加第一冷凝蒸气流(f)的流量。因此,该实施例允许对根据本发明的筛分装置中的反应条件进行多功能控制。
根据图4的筛分组件
根据图4a和图4a的实施例鉴于清洁的蒸气流(d)和第二冷凝蒸气流(g)的修改方案,例示了根据本发明的筛分组件。虽然这些实施例是相对于根据图1a的最通用的实施例而描述的,但应该理解,图4a和图4b的实施例中所示的修改也可以与即图1b、图2a至图2d和图3中所示的任何实施例相结合。
根据图4a的筛分组件
根据图4a的本发明的优选实施例的筛分组件进一步包括冷凝器(14),冷凝器包括入口和出口,其中第一出口(5)经由用于清洁的蒸气流(d)的导管与冷凝器(14)的入口流体连接,其中冷凝器(14)的出口经由用于第二冷凝蒸气流(g)的导管与第二个第二入口(8)流体连接。
优选的是,在根据图4a的实施例的筛分组件中,第四新鲜冷凝蒸气相源(Q4)与第二冷凝蒸气流(g)流体连接。第四新鲜冷凝蒸气相源(Q4)允许在温度和成分方面控制第二冷凝蒸气流(g)。
根据图4a的优选实施例的普遍优点是,至少有部分清洁的蒸气成分流(d)被循环回到第二冷凝蒸气流(g)中。第二冷凝蒸气流(g)用于在贫聚合物蒸气流(c)和冷凝蒸气流之间提供第二接触步骤,以去除仍存在于贫聚合物蒸气流(c)中的聚合物。通过循环清洁的蒸气流(d)的一部分,不仅减少了对额外输入新鲜的冷凝蒸气成分的需求,而且清洁的蒸气流(d)从系统中抽出的能量也至少部分返回到筛分装置(3)。
根据图4b的筛分组件
此外,优选的是,根据图4b的实施例的筛分组件包括容器(15),该容器包括入口、第一出口和第二出口,其中入口与冷凝器(14)的出口流体连接,第一出口与第二冷凝蒸气流(g)流体连接。容器(15)的第二出口优选适用于抽取清洁的冷凝蒸气相(k)。
容器(15)形成了清洁的冷凝蒸气流(d)的储存器,这进一步确保了筛分组件的可靠的可操作性。
优选的是,在根据图4b的实施例的筛分组件中,第四新鲜冷凝蒸气相源(Q4)与第二冷凝蒸气流(g)流体连接。第四新鲜冷凝蒸气相源(Q4)允许在温度和成分方面控制第二冷凝蒸气流(g)。
根据图4b的筛分组件进一步包括泵(16),所述泵包括入口和出口,其中入口与冷凝器(14)的出口流体连接,而出口与第二冷凝蒸气流(g)流体连接。
根据图5的筛分组件
图5示出了本发明的筛分组件的最优选实施例,它结合了根据图2a至图2d的实施例对含有聚合物的冷凝蒸气流(e)的修改,以及根据图4a和图4b的实施例对清洁的蒸气流(d)的修改。此外,该实施例的筛分装置(3)结合了根据图1b的实施例中所述的气体分配器和液体分配器,在液体分配器和气体分配器之间有可选的金属随机填料部分。因此,根据图5的实施例中使用的筛分装置(3)是洗涤柱。优选的是,根据图5的实施例中使用的分离装置(2)是闪蒸分离器。
其他的筛分组件
在同样优选的实施例中,可以使用一个以上的筛分装置(3),优选是串联连接。在这样的筛分组件中,第一筛分装置(3)的清洁的蒸气流(d)被连接到筛分装置的第一入口(4),以此类推。虽然理论上许多筛分装置可以串联起来,但事实证明,只要有第二筛分装置,就可以获得分离效率的显著提高的效果。因此,在最优选的实施例中,筛分组件包括第一分离装置(2),优选是闪蒸分离器,第一筛分装置(3),优选是第一洗涤柱,以及串联的第二筛分装置(3),优选是第二洗涤柱。应该理解,在聚合反应器组件中,可以使用几个分离装置,即闪蒸分离器。本发明,即本发明的筛分装置,可以在每个这样的分离装置之后应用。
根据本发明的方法
本发明的方法旨在从流出物流(a)中筛分聚合物,所述流出物流优选是从聚合反应器中抽出。
聚合工艺
流出物流可以用任何生产聚合物的工艺来制备,该工艺需要在生产后将挥发性化合物从聚合物中分离出来。优选的是,本发明适用于超临界(supercritical)、溶液和高级溶液聚合工艺。更优选的是连续超临界、溶液和高级溶液聚合工艺。最优选的是,生产工艺包括连续溶液聚合工艺。
本发明中生产的聚合物可以是任何聚合物,挥发性化合物用于生产该聚合物。优选的是,本发明中生产的聚合物是烯烃均质或共聚物。更优选地,这种聚合物的单体选自碳原子数为2至4的α-烯烃,优选乙烯、丙烯、1-丁烯,最优选的是乙烯。最优选的是,该聚合物是聚乙烯共聚物或均聚物。
在聚合物是共聚物的情况下,单体最好不同于α-烯烃单体,并选自由具有2至12个碳原子的线性和环状烯烃和α-烯烃及其混合物组成的组。更优选的是,该单体是不同于烯烃单体的α-烯烃,并选自由具有2至12个碳原子(优选4至10个碳原子)的线性烯烃和其混合物组成的组合,,最优选的是1-辛烯。
在最优选的实施例中,该聚合物是从下面披露的溶液聚合工艺中生产的。
聚合通常是在烯烃聚合催化剂的存在下进行。烯烃聚合催化剂可以是本领域内已知的任何催化剂,它能够聚合单体和可选的共聚物。因此,聚合催化剂可以是EP-A-280352、EP-A-280353和EP-A-286148中公开的齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂,也可以是WO-A-1993025590、US-A-5001205、WO-A-1987003604和US-A-5001244中公开的茂金属催化剂,或者可以是这些的组合。其他合适的催化剂也可以使用,例如后过渡金属催化剂。
在溶液聚合工艺中,还存在溶剂。溶剂在聚合条件下处于液体或超临界状态。溶剂通常并且优选的是碳氢化合物溶剂。所用的液态烃类溶剂最好是C5-12-烃类,它可以是未被取代的或被C1-4烷基取代的,如戊烷、甲基戊烷、己烷、庚烷、辛烷、环己烷、甲基环己烷和氢化石脑油。更优选的是,使用未被取代的C6-10-烃类溶剂。
其他成分也可加入反应器中。众所周知,将氢气加入反应器,以控制聚合工艺中形成的聚合物的分子量。使用不同的防污化合物也是本领域内已知的。此外,可以使用不同种类的活性促进剂或活性延缓剂来控制催化剂的活性。
通常,在包含溶剂、聚合物和烃类混合物(如溶剂、未反应的单体和可选的共聚单体)的流出物流中,聚合物的含量为10wt%-35wt%,优选的是12.5wt%-25wt%,更优选的是15wt%-25wt%。
流出物流是进入分离装置的进料流。它可以是来自聚合反应器的产物流,如上所述。然后,反应混合物的流通常具有上述披露的聚合物含量、成分温度和压力。
优选的是,流出物流包括聚合物、至少一种未反应的单体和可选的至少一种未反应的共聚单体。根据聚合工艺,反应混合物可进一步包括至少一种溶剂。
根据图1a的筛分方法
在根据图1a的本发明最通用的实施例中,提供了从流出物流(a)中筛分聚合物的方法,流出物流优选从聚合反应器(1)中抽出,其中流出物流(a)包括聚合物和烃类混合物,如至少一种溶剂、至少一种单体和可选的至少一种共聚单体,该方法包括以下步骤
A)将流出物流(a)分离成富聚合物流(b)和贫聚合物蒸气流(c)。
B)使贫聚合物蒸气流(c)与第一冷凝蒸气流(f)接触,其中第一冷凝蒸气流(f)的流动方向与贫聚合物蒸气流(c)的流动方向逆流,以产生清洁的蒸气流(d)和含有聚合物的冷凝蒸气流(e)。
优选的是,在步骤A)中产生的贫聚合物蒸气流是过热的。这是由于这种分离步骤中通常使用的条件所致。优选的是,步骤A)是在允许流出物流中的挥发性化合物从冷凝相(主要包括聚合物)蒸发的条件下进行的。优选的是,步骤A)中使用的温度在100℃-400℃之间,更优选在130℃-300℃之间,更优选在170℃-250℃之间。此外,相对于流出物流(a)中的压力而言,压降优选的是超过30表压,优选的是超过60表压,最优选的是超过90表压。因此,贫聚合物蒸气流(c)中的条件被设置为,烃类混合物,即溶剂、未反应的单体和/或共聚单体,不在其冷凝点。因此,贫聚合物蒸气流(c)中的化合物的混合物通常会发现是以气态形式存在的。
因此,优选的是,步骤A)使用闪蒸分离器进行。
优选的是,该聚合物是聚烯烃均质或共聚单体,更优选是聚乙烯或聚丙烯均质或共聚单体。
优选的是,流出物流中的聚合物是熔融的。这保证了在步骤A)中从聚合物中蒸发出来的挥发性化合物的最佳物质交换。
现在已经惊奇地发现,通过将冷凝蒸气成分与贫聚合物蒸气流(c)接触,夹杂在贫聚合物蒸气流(c)中的聚合物可以被有效地去除。
进一步发现,分配贫聚合物蒸气流(c)和/或冷凝蒸气流会导致接触增加,并使得整个过程的分离效率提高。
根据图1b的筛分方法
因此,在根据图1b的本发明优选实施例的方法中,在步骤B)中,使用第一液体分配器(10a)分配第一冷凝蒸气流(f)。
此外,优选的是,在根据图1b的本发明的方法的实施例中,在步骤B)中,使用第一气体分配器(11a)分配贫聚合物蒸气流(c)。在优选的实施例中,第一液体分配器(10a)和第一气体分配器(11a)之间的空间被填充有金属随机填料。
相对于贫聚合物蒸气流(c)的流动方向而言,对第一冷凝蒸气流(f)的分配优选地发生在对贫聚合物蒸气流(c)的分配的下游。
在图1b所描述的本发明的方法的另一个优选实施例中,该方法进一步包括以下步骤C)相对于贫聚合物蒸气流(c)的流动方向,将贫聚合物蒸气流(c)与步骤B)的接触下游的第二冷凝蒸气流(g)接触,其中第二冷凝蒸气流(g)的流动方向与贫聚合物蒸气流(c)的流动方向是逆流。
在这样优选的实施例中,在步骤C)中,第二冷凝蒸气流(g)使用第二液体分配器(10b)进行扩散。此外,优选的是,在步骤C)中,使用第二气体分配器(11b)来扩散贫聚合物蒸气流(c)。在优选的实施例中,第二液体分配器(10b)和第二气体分配器(11b)之间的空间被填充有金属随机填料。
因此,最优选的是,在步骤C)中,相对于贫聚合物蒸气流(c)的流动方向而言,对第二冷凝蒸气流(g)的分配发生在对贫聚合物蒸气流(c)的分配的下游。
根据图2a的筛分方法
现在已经惊奇地发现,通过在步骤B)之前将冷凝蒸气成分喷入贫聚合物蒸气流(c),可以进一步显著地去除夹杂在贫聚合物蒸气流(c)中的聚合物。
因此,在根据图2a的本发明的方法的优选的实施例中,在该方法中,包括烃类混合物的冷凝蒸气成分(例如包括至少一种单体和可选的至少一种共聚单体的溶剂),通过使用喷射冷凝蒸气流(i)而被喷入贫聚合物蒸气流(c),这发生在步骤B)中的接触的上游和步骤A)中的分离的下游(相对于贫聚合物蒸气流(c)的流动方向)。优选的是,喷射冷凝蒸气流(i)在被喷入贫聚合物蒸气流(c)之前被压缩。
在根据图2a的本发明的方法的一个实施例中,喷射冷凝蒸气流从第一新鲜冷凝蒸气成分源送入。然而,优选的是,在步骤B)中,含有聚合物的冷凝蒸气流(e)至少部分地被送入喷射冷凝蒸气流(i)。优选地,喷射冷凝蒸气流(i)是用泵12压缩的。可选的是,将第二新鲜冷凝蒸气成分源(Q2)供应到含有聚合物的冷凝蒸气流(e)。然而,优选的实施例是没有第二新鲜冷凝蒸气成分源(Q2)。
本发明的方法的该优选实施例包括冷凝蒸气流(e)的再循环,以及随后将所述流中的冷凝蒸气成分经由喷射冷凝蒸气流(i)的导管和第一入口(4)喷到贫聚合物蒸气流(c)中,其优点是不需要有或几乎不需要有新鲜的冷凝蒸气成分被引入筛分装置(3)进行喷射。其结果是,可以节省材料和能源。特别是,由于喷射冷凝蒸气流(i)仍然具有较高的温度,因此不需要再次加热它。尽管如此,由于再循环的成分已被冷凝,温度也不会太高,但能可靠地确保贫聚合物蒸气流能达到其冷凝点。
根据图2b的筛分方法
在根据图2b的本发明的方法的另一个优选实施例中,冷凝蒸气流(e)至少部分地被送入第一冷凝蒸气流(f)。此外,优选地,含有聚合物的冷凝蒸气流(e)在被送入第一冷凝蒸气流(f)之前被压缩。另外,在根据图2b的本发明的方法的优选实施例中,可选且优选的是,将第二新鲜冷凝蒸气成分源(Q2)供应至含有聚合物的冷凝蒸气流(e)。
该实施例的优点与根据图2a的实施例的优点相当。虽然再循环的蒸气流的目的是与筛分装置(3)中的贫聚合物蒸气流(c)接触,以去除夹带的聚合物,但在这个实施例中,优点还有不需要或几乎不需要新鲜的冷凝蒸汽成分被引入筛分装置(3)。其结果是,可以节省材料和能源。特别是,由于第一冷凝蒸气流(f)仍然具有较高的温度,因此不需要将其再次加热。尽管如此,由于再循环的成分已经被冷凝,温度也不会太高,但可以确保夹带的聚合物被可靠地从贫聚合物蒸气流(c)中去除。
根据图2c的筛分方法
在根据图2c的本发明的方法的另一个优选实施例中,将循环冷凝蒸气流(j)引入步骤A)。优选地,含有聚合物的冷凝蒸气流(e)至少部分地被送入循环冷凝蒸气流(j)。优选地,循环冷凝蒸气流(j)使用泵12进行压缩。甚至更优选的是,循环冷凝蒸气流(j)用加热器(13)加热。可选地且优选地,将第二新鲜冷凝蒸气成分源(Q2)供应至含有聚合物的冷凝蒸气流(e)。
该优选实施例的优点是,至少有部分含有聚合物的冷凝蒸气流(e)被回收到分离装置(2)中。因此,这样的设置提高了第一和筛分装置组合起来的整体分离效率。此外,它消除了在含有聚合物的冷凝蒸气流(e)中分离聚合物和挥发性物质的要求。
根据图2d的筛分方法
在根据图2d的本发明的方法的另一个优选实施例中,加热的冷凝蒸气流(h)与贫聚合物蒸气流(c)接触,其中加热的冷凝蒸气流(h)的流动方向与贫聚合物蒸气流(c)的流动方向是逆流。
优选的是,含有聚合物的冷凝蒸气流(e)至少有部分被送入加热的冷凝蒸气流(h)。优选地,加热的冷凝蒸气流(h)用泵(12)进行压缩。甚至更优选的是,使用加热器(13)对加热的冷凝蒸气流(h)进行加热。可选地且优选地,将第二新鲜冷凝蒸气成分源(Q2)供应至含有聚合物的冷凝蒸气流(e)中。
根据图2d的方法的优点是可以控制筛分装置(3)内的条件。使存在于筛分装置(3)中的冷凝蒸气成分(相位上限由(17)表示)保持在沸点温度下是有利的。这可以确保更好的蒸汽运输,特别是提高了分离效率。如果冷凝蒸气成分没有沸腾,更多的蒸气将以冷凝的形式从筛分装置中抽出,而优选的是尽可能多地抽出气态形式的挥发性化合物,以便将它们从聚合物中分离。
根据图3的筛分方法
应该理解的是,根据本发明的加工方法的图2a至图2d的实施例,步骤A)中关于含有聚合物的冷凝蒸气流的修改方案可以结合起来。作为根据图3的本发明的方法的特别优选的实施例,关于含有聚合物的冷凝蒸气流(e)的所有修改方案都被合并。
根据图4a的筛分方法
在根据图4a的本发明的方法的另一个优选实施例中,在步骤C)中,清洁的蒸气流(d)被冷凝并至少部分地送入第二冷凝蒸气流(g)。优选地,清洁的蒸气流的一部分作为清洁的蒸气相(k)被抽出。
根据图4a的优选实施例的普遍优点是,至少有部分清洁的蒸气流(d)被循环回到第二冷凝蒸气流(g)中。第二冷凝蒸气流(g)用于在贫聚合物蒸气流(c)和一冷凝蒸气流之间提供第二接触步骤,以去除仍存在于贫聚合物蒸气流(c)中的聚合物。通过循环清洁的蒸气流(d)的一部分,不仅减少了对额外输入新鲜的冷凝蒸气成分的需求,而且清洁的蒸气流(d)从系统中抽出的能量也至少部分返回到筛分装置(3)。
根据图4b的筛分方法
在根据图4b的本发明的方法的更优选的实施例中,清洁的蒸气流(d)在被冷凝后被储存在容器中。优选的是,清洁的蒸气流(d)在被从容器送至第二冷凝蒸气流(g)后被压缩。
这个实施例的优点是,清洁的蒸气流(d)的储存确保了可靠的冷凝蒸气供应。
根据图5的筛分方法
根据图5的本发明的方法的优选实施例是根据图3的本发明的方法的实施例和根据图4a和图4b的本发明的方法的实施例中所示的对含有聚合物的流(e)的修改方案的组合。
本发明的方法的一般特点
在根据本发明的优选方法中,步骤A)使用闪蒸分离器进行。
更优选的是,本发明的方法的步骤B)和/或C)是使用洗涤柱进行的。
优选的是,根据本发明的方法,在洗涤柱中的温度在30℃至240℃之间进行,优选100℃至220℃,最优选是130℃至200℃。一般来说,本发明的方法优选在能够确保聚合物在整个过程中在第一洗涤柱中处于熔融状态的温度条件下进行。
优选的是,根据本发明的方法是在洗涤柱的压力在0.0表压至15.0表压之间进行的。
优选的是,根据本发明的方法,清洁的蒸气流(d)的温度在90℃至200℃之间,优选100℃至180℃之间,最优选是120℃至160℃之间。
在本发明的更优选的实施例中,步骤B)是多次串联进行的。在本发明的特别优选的实施例中,步骤B)的执行方式是,第一洗涤柱的清洁的蒸气流(d)被选择性地再次加热并送入新的分离器,在那里再次用一洗涤柱处理贫聚合物蒸气相。
一般来说,本发明的方法优选在能够确保聚合物在整个过程中在第二洗涤柱中处于熔融状态的温度条件下进行。
此外,优选地,根据本发明的方法是对在根据本发明的下一个分离装置(2')中产生的贫气相进行处理。来自分离装置(2)的富聚合物流(b)被再次压缩,加热,并送入下一个分离装置(2),产生下一个贫聚合物蒸气流(c')。由于去到下一个分离装置(2')的富聚合物蒸气流(b)的成分与去到分离装置(2)的流出物流(a)不同,所以下一个分离装置(2')的处理条件也不同,其中闪蒸步骤和洗涤步骤是在第三洗涤柱中的压力下进行的,压力在0.0表压至6.0表压之间,优选的是0.1表压至2.0表压之间,更优选在0.2表压至1.0表压之间。这些与第一洗涤柱中应用的压力相比降低的压力的好处是,具有较高分子量的挥发物也可以有效地从贫聚合物蒸气流中去除。优选地,在第三洗涤柱的下一个清洁的蒸气流(d')的一定温度下进行该方法,所述温度在50℃至130℃之间,优选的是在55℃至120℃之间,最优选是在60℃至110℃之间。
本发明的筛分组件的使用
本发明还涉及根据本发明的筛分组件在聚合工艺中防止结垢的用途。
示例
本示例采用了带有洗涤柱的竖直设置,以在冷凝蒸气流和贫聚合物蒸气流之间形成密集接触。已经使用了根据图5的设置,其中分离步骤是使用闪蒸分离器进行的。聚合物夹带物在重力作用下通过含有聚合物的冷凝蒸气流(e)从洗涤柱底部排出。清洁的蒸气流(d)从洗涤柱的顶部离开。
在洗涤柱之前,要进行溶剂喷射,以确保蒸气处于其冷凝点,因为贫聚合物蒸气流是过热的。
贫聚合物蒸气流在液池液面(17)上方进入洗涤柱,并向上移动,与下降的冷凝蒸气流形成逆流。洗涤柱在液体分配器10和气体分配器11之间填充有填料,以改善贫聚合物蒸气流和冷凝蒸气流之间的接触。在本示例中,在底部应用了高流量的冷凝蒸气流,以确保彻底去除颗粒(进行清洁)。
洗涤柱在蒸气成分的沸点处运作。
为了提高分离效率,使用第二洗涤柱,其与第一洗涤柱的清洁的蒸气流(e)串联。
第一洗涤柱
操作条件被设定为具有高于聚合物熔化温度的温度。
对于由辛烯单体生产的聚合物,其熔化温度为从最低密度的40℃左右到密度为940千克/立方米左右的130℃。
因此,如果第一洗涤柱的压力保持在5表压以上,它将始终以熔融聚合物的状态运行(参见表1)。
表格1:洗涤柱的工作温度
底部温度 顶部温度
辛烯等级 160-200 ℃ 140-180℃
条款
1.一种从贫聚合物流中筛分聚合物的方法,其中所述方法包括以下步骤:
A)将包括所述聚合物和烃类混合物的流出物流(a)分离成富聚合物流(b)和所述贫聚合物蒸气流(c);
B)使所述贫聚合物蒸气流(c)与第一冷凝蒸气流(f)接触,
其中所述第一冷凝蒸气流(f)的流动方向与所述贫聚合物蒸气流(c)的流动方向呈逆流,以产生清洁的蒸气流(d)和含有聚合物的冷凝蒸气流(e)。
2.根据条款1所述的方法,进一步包括以下步骤:
C)相对于所述贫聚合物蒸气流(c)的流动方向,将所述贫聚合物蒸气流(c)与步骤B)的接触下游的第二冷凝蒸气流(g)接触,其中所述第二冷凝蒸气流(g)的流动方向与所述贫聚合物蒸气流(c)的流动方向呈逆流。
3.根据前面任何一项条款所述的方法,其中相对于所述贫聚合物蒸气流(c)的流动方向,在步骤B)的接触的上游且在步骤A)的分离的下游,使用喷射冷凝蒸汽气流(i)将包括烃类混合物的冷凝蒸气成分喷入所述贫聚合物蒸气流(c),其中所述第二冷凝蒸气流(e)被部分送入所述喷射冷凝蒸气流(i)。
4.根据前面任何一项条款所述的方法,其中在步骤B)中,将所述含有聚合物的冷凝蒸气流(e)送入所述第一冷凝蒸气流(f)。
5.根据前面任何一项条款所述的方法,其中将循环冷凝蒸气流(j)引入步骤A),其中所述含有聚合物的冷凝蒸气流(e)至少部分地被送入所述循环冷凝蒸气流(j),并且其中所述循环冷凝蒸气流(j)使用加热器(13)进行加热。
6.根据前面任何一项条款所述的方法,其中加热的冷凝蒸气流(h)与所述贫聚合物蒸气流(c)接触,其中所述加热的冷凝蒸气流(h)的流动方向与所述贫聚合物蒸气流(c)的流动方向呈逆流,其中所述含有聚合物的冷凝蒸气流(e)至少部分被送入所述加热的冷凝蒸气流(h),并且其中所述加热的冷凝蒸气流(h)可选地使用加热器(13)进行加热。
7.根据前面条款2至6中的任何一项所述的方法,其中在步骤C)中,所述清洁的蒸气流(d)被冷凝并送入所述第二冷凝蒸气流(g)。
8.一种筛分组件,包括
-分离装置(2),所述分离装置与用于包括烃类混合物的流出物流(a)的导管相连,其中所述分离装置(2)被配置为将所述流出物流(a)分离为富聚合物流(b)和贫聚合物蒸气流(c),其中所述第一分离装置(2)包括入口,用于抽取富聚合物流(b)的第一出口,以及用于抽取贫聚合物蒸气流(c)的第二出口,
-经由用于所述贫聚合物蒸气流(c)的导管而与所述分离装置(2)相连的筛分装置(3),其中所述筛分装置(3)包括:
第一入口(4),与用于所述贫聚合物蒸气流(c)的所述导管相连,
第一出口(5),用于抽取清洁的蒸气流(d),
第二出口(6),用于抽取含有聚合物的冷凝蒸气流(e),以及
至少一个第二入口(7,8),用于引入冷凝蒸气流(f,g),
其中相对于所述筛分装置(3)的高度而言,所述至少一个第二入口(7,8)位于所述第一入口(4)之上且位于所述第一出口(5)之下,并且
其中相对于所述筛分装置(3)的高度而言,所述第一入口(4)位于所述第二出口(6)之上且位于所述至少一个第二入口(7,8)之下。
9.根据条款8所述的筛分组件,其中所述至少一个第二入口(7,8)包括
-第一个第二入口(7),用于引入第一冷凝蒸气流(f),和
-第二个第二入口(8),用于引入第二冷凝蒸气流(g),
其中,相对于所述筛分装置(3)的所述高度而言,所述第一个第二入口(7)位于所述第一入口(4)之上,所述第二第二入口(8)之下,并且其中,相对于所述筛分装置(3)的所述高度而言,所述第二个第二入口(8)位于所述第一第二入口(7)之上,所述第一出口(5)之下。
10.根据前面条款8或9任何一项所述的筛分组件,其中所述第一入口(4)被配置为将冷凝蒸气喷入所述贫聚合物蒸气流(c)中,并且连接到所述第二出口(6)的所述含有聚合物的冷凝蒸气流(e)和喷入所述贫聚合物蒸气流(c)中的喷射冷凝蒸气流(i)是流体连接的,优选经由所述泵(12)流体连接。
11.根据前面条款8至10中任何一项所述的筛分组件,其中连接到所述第二出口(6)的所述含有聚合物的冷凝蒸气流(e)和连接到所述第一个第二入口(7)的所述冷凝蒸气流(f)是流体连接的,优选经由泵(12)流体连接。
12.根据前面条款8至11中任何一项所述的筛分组件,其中连接到所述第二出口(6)的所述含有聚合物的冷凝蒸气流(e)和连接到所述分离装置(2)的循环冷凝蒸气流(j)是流体连接的,优选经由所述泵(12)和加热器(13)流体连接。
13.根据前面条款8至12中任何一项所述的筛分组件,进一步包括用于引入加热的冷凝蒸气流(h)的第三入口(9),并且其中连接到所述第二出口(6)的所述含有聚合物的冷凝蒸气流(e)和连接到所述第三入口(9)的所述加热的冷凝蒸气流(h)是流体连接的,优选经由所述泵(12)和所述加热器(13)流体连接。
14.根据前面条款8至13中任何一项所述的筛分组件,进一步包括包括入口和出口的冷凝器(12),其中所述第一出口(5)经由用于所述清洁的蒸气流(d)的导管与所述冷凝器(14)的入口流体连接,其中所述冷凝器(14)的出口经由用于所述第二冷凝蒸气流(g)的导管与所述第二个第二入口(8)流体连接。
15.根据前面条款8至14中的任何一项所述的筛分组件的用途,用于防止结垢。

Claims (7)

1.一种从贫聚合物流中筛分聚合物的方法,其中所述方法包括以下步骤:
A)将包括所述聚合物和烃类混合物的流出物流(a)分离成富聚合物流(b)和所述贫聚合物蒸气流(c);
B)使所述贫聚合物蒸气流(c)与第一冷凝蒸气流(f)接触,其中所述第一冷凝蒸气流(f)的流动方向与所述贫聚合物蒸气流(c)的流动方向呈逆流,以产生清洁的蒸气流(d)和含有聚合物的冷凝蒸气流(e),其中,所述流出物流中的聚合物是熔融的。
2.根据权利要求1所述的方法,进一步包括以下步骤:
C)相对于所述贫聚合物蒸气流(c)的流动方向,将所述贫聚合物蒸气流(c)与步骤B)的接触下游的第二冷凝蒸气流(g)接触,其中所述第二冷凝蒸气流(g)的流动方向与所述贫聚合物蒸气流(c)的流动方向呈逆流。
3.根据前面任何一项权利要求所述的方法,其中相对于所述贫聚合物蒸气流(c)的流动方向,在步骤B)的接触的上游且在步骤A)的分离的下游,使用喷射冷凝蒸汽气流(i)将包括烃类混合物的冷凝蒸气成分喷入所述贫聚合物蒸气流(c),其中所述第二冷凝蒸气流(e)被部分送入所述喷射冷凝蒸气流(i)。
4.根据前面任何一项权利要求所述的方法,其中在步骤B)中,将所述含有聚合物的冷凝蒸气流(e)送入所述第一冷凝蒸气流(f)。
5.根据前面任何一项权利要求所述的方法,其中将循环冷凝蒸气流(j)引入步骤A),其中所述含有聚合物的冷凝蒸气流(e)至少部分地被送入所述循环冷凝蒸气流(j),并且其中所述循环冷凝蒸气流(j)使用加热器(13)进行加热。
6.根据前面任何一项权利要求所述的方法,其中加热的冷凝蒸气流(h)与所述贫聚合物蒸气流(c)接触,其中所述加热的冷凝蒸气流(h)的流动方向与所述贫聚合物蒸气流(c)的流动方向呈逆流,其中所述含有聚合物的冷凝蒸气流(e)至少部分被送入所述加热的冷凝蒸气流(h),并且其中所述加热的冷凝蒸气流(h)可选地使用加热器(13)进行加热。
7.根据前面权利要求2至6中的任何一项所述的方法,其中在步骤C)中,所述清洁的蒸气流(d)被冷凝并送入所述第二冷凝蒸气流(g)。
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