CN117339539A - 聚烯烃制造装置和制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚烯烃制造装置和制造方法。本发明的课题在于在减少从气相聚合反应器中排出的单体气体的量的同时将聚烯烃粉体从气相聚合反应器转移到相对低压的气固分离器中。聚烯烃制造装置具有:通过将烯烃单体聚合而生成聚烯烃粉体的气相聚合反应器(10);气固分离器(20);两端与气固分离器连接并且设置有第一压缩机(CP1)的循环管(LC);料斗(30);将气相聚合反应器与料斗连接并且在中间设置有第一阀(V1)的第一粉体输送管(L1);和将料斗的出口与循环管连接并且在中间设置有第二阀(V2)的第二粉体输送管(L2)。
Description
技术领域
本发明涉及聚烯烃制造装置。
背景技术
以往,例如已知专利文献1所示的聚烯烃制造装置。在以往的聚烯烃制造装置中,在气相聚合反应器中生成的聚烯烃粉体通过夹带在单体气体中而被输送到气固分离器中,所述单体气体根据气相聚合反应器内的气体的压力与压力比其低的的气固分离器内的气体的压力的压力差而从气相聚合反应器流向气固分离器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-284548号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是,在以往的装置中,在输送聚烯烃粉体时,大量的烯烃单体从气相反应器中被排出。在该情况下,为了再利用被排出的单体气体,需要再次升压并返回到气相反应器中、或者将单体纯化并按单体种类分离后再次作为原料单体使用,效率不高。
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供一种能够在减少从气相聚合反应器中排出的单体气体的量的同时将聚烯烃粉体从气相聚合反应器转移至相对低压的气固分离器中的聚烯烃制造装置和方法。
用于解决问题的手段
<方式1>
一种聚烯烃制造装置,其中,所述聚烯烃制造装置具有:
气相聚合反应器,所述气相聚合反应器通过将烯烃单体聚合而生成聚烯烃粉体;
气固分离器;
循环管,所述循环管的两端与所述气固分离器连接,并且设置有第一压缩机;
料斗;
第一粉体输送管,所述第一粉体输送管将所述气相聚合反应器与所述料斗连接,并且在中间设置有第一阀;和
第二粉体输送管,所述第二粉体输送管将所述料斗的出口与所述循环管连接,并且在中间设置有第二阀。
<方式2>
如方式<1>所述的聚烯烃制造装置,其中,所述第一粉体输送管以所述料斗侧的开口比所述气相聚合反应器侧的开口低的方式配置。
<方式3>
如方式1或2所述的聚烯烃制造装置,其中,所述聚烯烃制造装置还具有第一回气管,所述第一回气管将所述气相聚合反应器与所述料斗连通,并且设置有第三阀。
<方式4>
如方式1~3中任一项所述的聚烯烃制造装置,其中,所述聚烯烃制造装置还具有连通管,所述连通管将所述料斗的上部与所述循环管连通,并且设置有第四阀。
<方式5>
如方式1~4中任一项所述的聚烯烃制造装置,其中,所述聚烯烃制造装置还具有:
第二回气管,所述第二回气管将所述气固分离器与所述气相聚合反应器连接;和
第二压缩机,所述第二压缩机设置在所述第二回气管上。
<方式6>
如方式5所述的聚烯烃制造装置,其中,所述第一压缩机的气体排出量[Nm3/小时]大于所述第二压缩机的气体排出量。
<方式7>
如方式1~6中任一项所述的聚烯烃制造装置,其中,所述循环管的内径为0.025m~0.75m。
<方式8>
如方式1~7中任一项所述的聚烯烃制造装置,其中,在所述循环管上仅设置有一个所述第一压缩机。
<方式9>
一种聚烯烃制造方法,所述聚烯烃制造方法使用<方式1>~<方式8>中任一项所述的聚烯烃制造装置,其中,所述聚烯烃制造方法具有以下工序:
在所述气相聚合反应器内将烯烃单体聚合而生成聚烯烃粉体的工序;
将所述气相聚合反应器内的聚烯烃粉体输送至料斗的工序;
将气固分离器内的至少一部分的气体经由循环管排出,然后将所述一部分的气体再次返回至所述气固分离器内的工序;和
将从所述料斗排出的聚烯烃粉体供给至所述循环管内,并通过使所述聚烯烃粉体夹带在流过所述循环管的气体中而将其输送至所述气固分离器中的工序。
发明效果
根据本发明,提供能够在减少从气相聚合反应器中排出的单体气体的量的同时将聚烯烃粉体从气相聚合反应器转移至相对低压的气固分离器中的聚烯烃制造装置和方法。
附图说明
图1为一个实施方式的聚烯烃制造装置的工艺流程图。
标号说明
10……气相聚合反应器,20……气固分离器,30……料斗,100……聚烯烃制造装置,CP1……第一压缩机,CP2……第二压缩机,L1……第一粉体输送管,L1A、L1B……开口,L2……第二粉体输送管,L2A……开口,L2B……开口(连接部),L3……第一回气管,L4……连通管,L6……第二回气管,LC……循环管,V1……第一阀,V2……第二阀,V3……第三阀,V4……第四阀。
具体实施方式
参照附图对实施方式的聚烯烃制造装置进行说明。
图1为实施方式的聚烯烃制造装置100的工艺流程图。
本实施方式的聚烯烃制造装置100主要具有气相聚合反应器10、气固分离器20、料斗30、循环管LC、第一粉体输送管L1和第二粉体输送管L2。
气相聚合反应器10为通过在内部使烯烃单体气体聚合而生成聚烯烃粉体的反应器。在本实施方式中,气相聚合反应器具有筒状容器10a和设置在筒状容器10a内的气体分散板10b,为所谓的流化床型反应器。
气相聚合反应器10还具有将筒状容器10a的顶部与底部之间连接的气体循环管线L10。在气体循环管线L10上设置有压缩机CP10和除热用的热交换器HE10。
从单体气体源S1经由管线L11向气体循环管线L10供给单体气体。
聚合催化剂供给源S2经由线路L12与筒状容器10a连接,所述聚合催化剂供给源S2供给聚烯烃聚合催化剂、或在前一级的反应器中聚合得到的聚烯烃粉体、或包含聚烯烃粉体的浆料。
从气相聚合反应器10的顶部排出的单体气体利用热交换器HE10进行除热,与从单体气体源S1经由管线L11供给的单体气体混合,利用压缩机CP10进行加压,并供给到筒状容器10a内,进行聚烯烃粒子的流化。
气固分离器20为将粒子与气体分离的装置。在本实施方式中,使用气固分离转鼓作为气固分离器。当向气固分离转鼓中供给粒子与气体的混合物时,粒子在重力的作用下被分离和储存至下方,另一方面,气相残留在上部。
气固分离器20具有两端与气固分离器20连接的循环管LC。
在循环管LC上设置有第一压缩机CP1。当驱动第一压缩机CP1时,将气固分离器20内的气体从循环管LC的一端LC-out排出,通过循环管LC内,并从循环管LC的另一端LC-in返回到气固分离器20内,从而能够形成气体的循环流。
循环管LC的两端LC-out、LC-in与气固分离器20的上部连接,以使得不易将气固分离器20中的粉体从气固分离器20排出到循环管LC,或者气固分离器20内的粉体不易因从循环管LC流入的气体而飞扬。
气固分离器20的底部呈锥形,在最下部设置有具有阀V20的粉体排出管线L22,能够将回收的聚烯烃粉体转移至后续工序。
料斗30为能够储存粉体、还能够密闭气体的容器。当向料斗30中供给粉体或粉体与气体的混合物时,粉体在重力的作用下被分离并储存在下部。料斗30的容积相对于气相聚合反应器10的容积优选小至约0.1%~约20.0%,更优选为约0.3%~约5%。另外,料斗30可以并列设置多个。在此情况下,优选第一粉体输送管L1、第二粉体输送管L2和第一回气管L3设置在各自的料斗中,并且循环管LC对于各料斗30是共用的。另外,为了抑制单体气体从料斗30向气固分离器20的夹带,可以向料斗30的下部除了供给单体以外,还供给例如烷烃和氮气等对聚合反应为惰性的气体。
优选气固分离器20在水平方向上的位置离气相聚合反应器10比离料斗30远和/或气固分离器20设置在比气相聚合反应器10的气体分散板10b的位置高的位置。优选气固分离器20的容积比料斗30的容积大,并且相对于料斗30的容积设定为110%~5000%。此外,更优选气固分离器20的容积相对于料斗30的容积设定为200%~3000%。
气相聚合反应器10的下部、具体而言、比气体分散板10b靠上的部分(存在粉体的流化床的部分)和料斗30的上部通过在中间设置有第一阀V1的第一粉体输送管L1连接。优选第一粉体输送管L1的料斗30侧的开口L1B比第一粉体输送管L1的气相聚合反应器10侧的开口L1A低。当第一粉体输送管L1具有从开口L1A向开口L1B向下倾斜的倾斜部和/或铅垂向下的铅垂部时,能够在重力的作用下将粉体从气相聚合反应器10输送到料斗30,因此是优选的。第一粉体输送管L1的内径能够设定为25mm~1000mm。另外,对第一阀V1的种类没有限制,优选在管道中的粉体的分隔方面优异的球阀、V口阀。
需要说明的是,在本说明书中,“在重力的作用下”是指至少利用重力的作用,还包括利用除重力以外的压力差等。
气相聚合反应器10的下部、具体而言、比气体分散板10b靠上的部分(存在粉体的流化床的部分)和料斗30的上部还通过在中间设置有第三阀V3的第一回气管L3连接。第一回气管L3的气相聚合反应器10侧的开口L3A比第一粉体输送管L1的气相聚合反应器10侧的开口L1A高。由此,能够使通过第一粉体输送管L1供给到料斗的气体从料斗30内顺畅地返回到气相聚合反应器10中。另外,开口L3A优选比存在粉体的流化床的部分高。需要说明的是,开口L3A也可以与气体循环管线L10连接,而不与气相聚合反应器10的筒状容器10a连接,也可以与第二回气管L6连接只要该第二回气管L6为第二压缩机CP2的下游。另外,对第三阀V3的种类没有限制,优选能够迅速地进行开闭动作、在管道中的流体的分隔方面优异的球阀。
料斗30下部的开口(粉体出口)L2A和循环管LC通过在中间设置有第二阀V2的第二粉体输送管L2连接。第二粉体输送管L2的内径可以设定为25mm~750mm。另外,对第二阀V2的种类没有限制,优选能够进行流量调节的V口阀。另外,还优选同样能够进行流量调节的旋转阀。
第二粉体输送管L2的循环管LC侧的开口L2B优选配置在循环管LC中的第一压缩机CP1的排出侧的部分。由此,粉体不易被供给到第一压缩机CP1中。
在本实施方式中,第二粉体输送管L2的循环管LC侧的开口L2B比第二粉体输送管L2的料斗30侧的开口L2A低。第二粉体输送管L2具有从开口L2A向开口L2B向下倾斜的倾斜部和/或铅垂向下的铅垂部,能够在重力的作用下将粉体从料斗30输送到循环管LC。
料斗30的上部和循环管LC通过设置有第四阀V4的连通管L4连接。连通管L4的循环管LC侧的开口L4B优选为在循环管LC中的第一压缩机CP1的排出侧的部分。另外,对第四阀V4的种类没有限制,优选能够迅速地进行开闭动作、在管道中的流体的分隔方面优异的球阀。
气固分离器20的上部的出口和气相聚合反应器10的气体循环管线L10通过具有第二压缩机CP2的第二回气管L6连接。第二回气管L6和循环管LC的连接部L6B优选位于热交换器HE10的上游侧。需要说明的是,第二回气管L6也可以与气相聚合反应器10的筒状容器10a连接。
在气固分离器20的上部还设置有排出气体的管线L7。管线L7可以直接与气固分离器20连接。另外,在下游工序中利用精馏塔等对从管线L7排出的气体进行单体纯化而再利用单体的情况下,如图1所示,管线L7优选在第二回气管L6中从压力比第二压缩机CP2的上游侧高的第二压缩机CP2的下游侧分支。需要说明的是,管线L7也可以在第二回气管L6中从第二压缩机CP2的上游侧分支。
循环管LC的第一压缩机CP1的气体排出量优选设定得大于第二回气管L6的第二压缩机CP2的气体排出量。由此,能够使足够量的气体经由循环管LC循环。气体排出量能够以将每单位时间、例如每1小时从抽吸侧供给到排出侧的气体的量换算成0℃、湿度0%、大气压的空气的量[Nm3/小时]进行比较。
循环管LC的内径优选为0.025m~0.75m。由此,容易抑制经由循环管LC通过使气体夹带聚烯烃粉体而转移所述聚烯烃粉体时的堵塞等。
(聚烯烃的制造方法)
接着,对本实施方式的聚烯烃的制造方法进行说明。
首先,从聚合催化剂供给源S2向气相聚合反应器10中供给聚烯烃聚合催化剂。聚烯烃聚合催化剂优选为包含聚烯烃聚合催化剂的聚烯烃粉体,进一步优选为包含含有聚烯烃聚合催化剂的聚烯烃粉体和单体液体的浆料。
例如,能够将在未图示的预聚合反应器中预先在催化剂的存在下聚合制造聚烯烃粒子而得到的、包含催化剂的聚烯烃粒子供给到气相聚合反应器10中。作为预聚合的方法,没有特别限制,可以列举被称为本体聚合的、在液化烯烃中将烯烃聚合的方法,在此情况下,将包含液化烯烃和聚烯烃粒子的浆料从管线L12供给到气相聚合反应器10中。或者,预聚合的方法也可以为气相聚合。在此情况下,将包含聚烯烃粒子和单体的气体从管线L12供给到气相聚合反应器10中。或者,可以直接向气相聚合反应器10中供给预聚合催化剂或固体催化剂作为聚合催化剂。
接着,将从单体气体源S1供给的包含烯烃单体的气体在压缩机CP10中压缩,并经由气体循环管线L10供给至气相聚合反应器10中。需要说明的是,包含烯烃单体的气体可以供给到压缩机CP10的下游的气体循环管线L10中,也可以直接供给到气相聚合反应器10的筒状容器10a中。
由此,在气相聚合反应器10内,烯烃单体聚合而在气相聚合反应器10内生成聚烯烃,聚烯烃粉体的质量增加。另外,在气相聚合反应器10内形成流化床。单体的聚合反应为放热反应,因此将从气相聚合反应器10中排出的包含未反应的烯烃的气体在热交换器HE10中冷却,同时经由气体循环管线L10循环,并再次供给到气相聚合反应器10中,从而控制流化床的温度。
气相聚合反应器10的压力只要设定在烯烃在气相聚合反应器10内能够以气相的形式存在的范围内即可,通常为0.3MPaG以上,优选为0.5MPaG以上,更优选为0.8MPaG以上,特别优选为1.0MPaG以上。对压力的上限没有特别限制,例如可以为10MPaG、8MPaG、5MPaG。通常优选为4MPaG以下。另外,更优选为3MPaG以下。
气相聚合反应器10的温度通常能够设定为0℃~120℃,优选为20℃~100℃,更优选为40℃~100℃。
接着,进行将气相聚合反应器10内的聚烯烃粉体抽出到气固分离器20中的操作。气固分离器20内的压力设定得比气相聚合反应器10内的压力小。气固分离器20内的压力能够设定为大气压~0.2MPaG,为了减少向气固分离器20中的单体的夹带量,气固分离器20内的压力优选设定为大气压~0.05MPaG,另外,位于气相聚合反应器10与气固分离器20之间的料斗30的压力根据操作的工序在气相聚合反应器10的压力与气固分离器20的压力之间变化。通常,在粉体的抽出结束的时刻,料斗30的压力与气固分离器的压力为同等程度。在开始该操作的时刻,第一阀V1~第四阀V4被关闭。
首先,驱动第一压缩机CP1。由此,将气体从气固分离器20中抽出,并经由循环管LC返回到气固分离器20内。即,形成通过循环管LC和气固分离器20的循环流。循环流的气体能够以单体气体作为主要成分。气体的流量能够在能够在循环管LC内进行聚烯烃的气流输送的范围内适当设定。
接着,打开第一阀V1和第三阀V3。由此,将气相聚合反应器10内的聚烯烃粉体经由第一粉体输送管L1输送到料斗30中。另外,在第一粉体输送管L1中,伴随粉体的转移,气体也与粉体一起被转移到气相聚合反应器10内。另外,根据来自气相聚合反应器10的粉体的供给,需要将对应体积的气体从料斗30返回到气相聚合反应器10中。料斗30内的气体能够经由第一回气管L3返回到气相聚合反应器10中,因此能够顺畅且定量地进行经由第一粉体输送管L1的粉体的输送。
在规定量的聚烯烃粉体向料斗30中的转移结束后,关闭第一阀V1和第三阀V3。关闭的时机可以基于第一阀V1的打开时间而进行控制,也可以通过监控在料斗30内储存的粉体的量而进行管理。
为了减少从气相聚合反应器10向气固分离器20中的单体气体的夹带量,相对于料斗30的容积,储存在料斗30内的粉体的体积优选为50%以上,更优选为70%以上,进一步优选为80%以上。另外,为了从气相聚合反应器10的筒状容器10a向料斗30中稳定地转移聚烯烃粒子,相对于料斗30的容积,储存在料斗30内的粉体的体积优选为95%以下,更优选为90%以下。
转移结束时的料斗30内的粉体的量优选为粉体的粉体表面低于连通管L4的连接部的高度的量。
接着,打开连通管L4的第四阀V4,将料斗30内的气体向循环管LC释放,从而取得循环管LC和气固分离器20与料斗30的压力平衡。
接着,打开第二粉体输送管L2的第二阀V2,在重力的作用下将料斗30内的粉体经由第二粉体输送管L2供给到循环管LC。供给量能够通过第二阀门V2的打开的量进行调节。
从料斗30供给到循环管LC的粉体通过夹带在循环管LC内流动的循环气体中而被转移到气固分离器20中。另外,用于补偿因从料斗30内供给粉体而产生的空隙体积的气体经由连通管L4从循环管LC被供给到料斗30中,因此能够经由第二粉体输送管L2顺畅地排出。
将规定量、例如料斗30内的全部粉体经由第二粉体输送管L2和循环管LC转移到气固分离器20中,然后关闭第二粉体输送管L2的第二阀V2和连通管L4的第四阀V4,结束转移作业。
在从料斗30向气固分离器20中转移聚烯烃粉体的期间,可以根据需要将气固分离器20内的单体气体的一部分通过第二回气管L6和第二压缩机CP2返回到气相聚合反应器10中,从而调节气固分离器20内的压力。另外,可以适当地将气固分离器20内的气体经由管线L7排出到外部。
然后,能够根据需要对转移到气固分离器20后的聚烯烃粉体进行干燥、催化剂失活、制成颗粒、颗粒干燥、包装等。
(作用)
根据本实施方式,能够在关闭第二粉体输送管L2的第二阀V2和连通管L4的第四阀V4的状态下,经由第一粉体输送管L1将气相聚合反应器10的聚烯烃粉体输送到料斗30中,然后关闭第一阀V1和第三阀V3,接着,打开第二阀V2和第四阀V4,将料斗30内的聚烯烃粉体经由第二粉体输送管L2转移到循环管LC内,然后通过使转移到循环管LC内的粉体夹带在循环管LC内循环的气体中而将所述转移到循环管LC内的粉体供给到气固分离器20中。
而且,在将聚烯烃粉体从气相聚合反应器10转移到料斗30中时,料斗30与循环管LC之间被封闭,因此气相聚合反应器10的高压气体不会逸散到气固分离器20中。另外,在从料斗30向气固分离器中转移聚烯烃粉体时,气相聚合反应器10与料斗30之间被封闭,因此气相聚合反应器10的气体也不会经由料斗30流入到气固分离器20中。
另外,在将聚烯烃粉体从气相聚合反应器10转移到气固分离器20中时,首先将聚烯烃粉体从气相聚合反应器10转移到料斗30中。在料斗30内,能够形成聚烯烃粉体的浓厚的填充状态,换言之,能够使在料斗30内的气体的体积分数与通常的气流输送的状态相比充分低。因此,即使之后将聚烯烃粉体从料斗30气流转移到气固分离器20中,与直接将聚烯烃粉体从气相聚合反应器10气流输送到气固分离器20相比,也能够减少夹带的单体气体的量。
因此,能够在不使大量的高压气体从气相聚合反应器10逸散到气固分离器20中的情况下,利用在循环管LC内循环的气体将聚烯烃粉体从气相聚合反应器10输送到位于远离该气相聚合反应器10的水平位置和/或比该气相聚合反应器10高的位置的气固分离器20中。由此,能够抑制伴随粉体的转移而产生大量低压的烯烃单体气体,因此能够抑制单体气体的再加压等能量损失。
另外,在本实施方式中,由于具有带有第三阀V3的第一回气管L3,因此在打开第一阀V1而将聚烯烃粉体从气相聚合反应器10转移到料斗30中时,能够将料斗30的气体从另外的管线返回到气相聚合反应器中,因此能够顺畅地进行利用第一粉体输送管L1的聚烯烃粉体的转移。
此外,在本实施方式中,由于设置有设置了第四阀V4的连通管L4,因此在打开第二粉体输送管L2的第二阀V2之前,能够使料斗30和循环管LC的压力平衡,因此在打开第二阀V2时的定量供给性提高,而且在从料斗30中排出粉体时,与粒子体积的减少相应量的气体经由连通管L4被供给到料斗30中,因此能够顺畅地进行利用第二粉体输送管L2的聚烯烃粉体的转移。
需要说明的是,在打开第二阀V2之前不一定需要打开第四阀V4,也可以在打开第二阀V2而降低料斗30的压力后打开第四阀V4。
另外,在本实施方式中,由于具有带有第二压缩机CP2的第二回气管L6,因此具有能够进一步有效利用从气相聚合反应器10中排出的单体气体的效果。
另外,在本实施方式中,当第一压缩机CP1的气体排出量大于第二压缩机CP2的气体排出量时,具有能够利用大的气体量从料斗30向气固分离器20中稳定地转移粒子的效果。
另外,在本实施方式中,当循环管LC的内径为0.025m~0.75m时,具有在使用了单体气体的循环流的粉体的输送中不易发生堵塞等并且能够保持气力输送所需要的气体线速度的效果。
此外,当在循环管LC中仅设置一个第一压缩机CP1时,具有实现顺畅转移而不会发生压缩机彼此之间的干扰的效果。
(关于在聚烯烃制造中使用的催化剂)
在本发明中,作为用于制造聚烯烃的催化剂,可以列举:齐格勒-纳塔型催化剂、茂金属类催化剂等,优选为齐格勒-纳塔型催化剂。作为齐格勒-纳塔型催化剂,例如可以列举:通过使钛化合物与镁化合物接触而得到的固体催化剂成分等Ti-Mg基催化剂;含有通过使钛化合物与镁化合物接触而得到的固体催化剂成分、有机铝化合物和根据需要的给电子性化合物等第三成分的催化剂等,优选为含有通过使钛化合物与镁化合物接触而得到的固体催化剂成分、有机铝化合物和根据需要的给电子性化合物等第三成分的催化剂,进一步优选为含有通过使卤化钛化合物与镁化合物接触而得到的固体催化剂成分、有机铝化合物和给电子性化合物的催化剂。作为催化剂,也可以使用与少量的烯烃接触并预活化后的催化剂。
例如在日本特开平7-216017号公报、日本特开2004-67850号公报中公开了这样的催化剂和制造方法的详细的一例。
(关于烯烃和聚烯烃)
向各气相聚合反应器中供给的烯烃的例子为选自由碳原子数2~12的α-烯烃构成的组中的一种以上的烯烃。例如,当向气相聚合反应器中供给乙烯时,得到包含聚乙烯的粒子,当向气相聚合反应器中供给丙烯时,得到包含聚丙烯的粒子。
向各气相聚合反应器中供给的烯烃可以含有两种以上的烯烃。例如,当供给乙烯和选自由碳原子数为3~12的α-烯烃构成的组中的一种以上的烯烃时,得到包含乙烯-α-烯烃共聚物的粒子。具体而言,当α-烯烃为丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯时,分别得到包含乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-4-甲基-1-戊烯共聚物的粒子。另外,当向气相聚合反应器中供给丙烯和选自由碳原子数为4~12的α-烯烃构成的组中的一种以上的烯烃时,得到包含丙烯-α-烯烃共聚物的粒子。具体而言,当α-烯烃为1-丁烯时,得到包含丙烯-1-丁烯共聚物的粒子。
烯烃优选包含丙烯。由此,能够得到包含以丙烯作为单体单元的聚合物或共聚物的粒子。
此外,可以向各气相聚合反应器中供给能够得到与构成由预聚合反应器供给的聚烯烃粒子的聚合物或共聚物相同的聚合物或共聚物的组成的烯烃单体,也可以供给能够得到与构成由预聚合反应器供给的聚烯烃粒子的聚合物或共聚物不同的聚合物或共聚物的组成的烯烃单体。由此,能够得到含有单体单元的种类和比例互不相同的多种聚烯烃的所谓的多相聚烯烃材料的粒子。
在此情况下,各工序中的烯烃单体优选必须包含丙烯,由此能够得到必然包含丙烯作为单体单元并且单体的种类和比率互不相同的丙烯聚合物(共聚物)的混合物、即多相丙烯聚合材料的粒子。
本实施方式的多相丙烯聚合材料的例子为:
(i)包含丙烯均聚物成分(I-1)和丙烯共聚物成分(II)的丙烯聚合材料;或
(ii)包含丙烯共聚物成分(I-2)和丙烯共聚物成分(II)的丙烯聚合材料;或
(iii)包含丙烯均聚物成分(I-1)、丙烯共聚物成分(I-2)和丙烯共聚物成分(II)的丙烯聚合材料。
丙烯均聚物成分(I-1)是指仅包含衍生自丙烯的单体单元的丙烯均聚物成分。丙烯共聚物成分(I-2)和丙烯共聚物成分(II)更具体而言如下所述。
丙烯共聚物成分(I-2):
丙烯共聚物成分(I-2)为含有衍生自丙烯的单体单元和衍生自选自由乙烯和碳原子数为4以上且12以下的α-烯烃构成的组中的至少一种烯烃的单体单元的共聚物成分,其中,衍生自选自由乙烯和碳原子数为4以上且12以下的α-烯烃构成的组中的至少一种烯烃的单体单元的含量大于等于0.01重量%且小于15重量%,优选大于等于0.01重量%且小于12重量%,更优选大于等于3重量%且小于10重量%(其中,将丙烯共聚物成分(I-2)的总重量设为100重量%)。衍生自丙烯的单体单元的含量可以为85重量%以上,也可以为90重量%以上。
丙烯共聚物成分(II):
丙烯共聚物成分(II)为含有衍生自选自由乙烯和碳原子数为4以上且12以下的α-烯烃构成的组中的至少一种烯烃的单体单元和衍生自丙烯的单体单元的共聚物成分,其中,衍生自选自由乙烯和碳原子数为4以上且12以下的α-烯烃构成的组中的至少一种烯烃的单体单元的含量为10重量%以上且80重量%以下,优选为20重量%以上且70重量%以下,更优选为25重量%以上且60重量%以下(其中,将丙烯共聚物成分(II)的总重量设为100重量%)。衍生自丙烯的单体单元的含量可以为20重量%以上且90重量%以下。
作为丙烯共聚物成分(I-2),例如可以列举:丙烯-乙烯共聚物成分、丙烯-1-丁烯共聚物成分、丙烯-1-己烯共聚物成分、丙烯-1-辛烯共聚物成分、丙烯-1-癸烯共聚物成分、丙烯-乙烯-1-丁烯共聚物成分、丙烯-乙烯-1-己烯共聚物成分、丙烯-乙烯-1-辛烯共聚物成分、丙烯-乙烯-1-癸烯共聚物成分等,优选可以列举:丙烯-乙烯共聚物成分、丙烯-1-丁烯共聚物成分、丙烯-乙烯-1-丁烯共聚物成分。
丙烯共聚物成分(II)的例子也与上述一样。
作为本实施方式的多相丙烯聚合材料,例如可以列举:(聚丙烯)-(乙烯-丙烯共聚物)多相聚合材料、(丙烯-乙烯共聚物)-(乙烯-丙烯共聚物)多相聚合材料、(聚丙烯)-(乙烯-丙烯共聚物)-(乙烯-丙烯共聚物)多相聚合材料等。
在本实施方式的多相丙烯聚合材料中,多相丙烯聚合材料中所含的丙烯共聚物成分(II)优选为32重量%以上,更优选为35重量%以上,进一步优选为40重量%以上(其中,将多相丙烯聚合材料的总重量设为100重量%)。
在本实施方式中,作为在丙烯共聚物成分(I-2)或丙烯共聚物成分(II)中使用的碳原子数为4以上且12以下的α-烯烃,可以列举:1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、2-乙基-1-己烯、2,2,4-三甲基-1-戊烯等,优选为1-丁烯、1-己烯、1-辛烯,更优选为1-丁烯。
本发明不限于上述实施方式,可以为各种变形方式。
例如,在上述实施方式中具有第一回气管L3,但是也可以以不具有第一回气管L3的方式实施。在此情况下,例如,通过将第一粉体输送管L1的内径设定得足够大,能够在粉体的转移中经由第一粉体输送管L1使料斗30内的气体逸散到气相聚合反应器10中。在此情况下,优选以料斗30侧的开口L1B比气相聚合反应器侧的开口L1A低的方式配置第一粉体输送管L1,即使不具有第一回气管L3,也容易在重力的作用下将粉体从气相聚合反应器10的筒状容器10a转移到料斗30中。
另外,即使第一粉体输送管L1的开口L1A和开口L1B为相同的高度也能够实施,即使第一粉体输送管L1的开口L1B比开口L1A高也能够实施。在这些情况下,难以在重力的作用下将粉体从气相聚合反应器输送到料斗30中,但是能够使用气相聚合反应器10与料斗30之间的压力差等将粉体从气相聚合反应器10转移到料斗30中。在这些情况下,优选装置具有第一回气管L3。
另外,在上述实施方式中,第二粉体输送管L2的循环管LC侧的开口L2B比第二粉体输送管L2的料斗30侧的开口L2A低,但是即使以不满足该条件的方式也能够实施。
例如,在不打开第四阀V4的情况下,在料斗30中长期保持压力比气固分离器20高的状态,因此即使开口L2A比开口L2B低,也能够将料斗30内的粒子的至少一部分从料斗30转移至气固分离器20中。
另外,在上述实施方式中,具有连通管L4,但是即使以不具有该连通管L4的方式也能够实施。例如,通过将第二粉体输送管L2的内径设定得足够大,能够将相当于从料斗30中排出的粉体的体积的气体经由第二粉体输送管L2从循环管LC补充到料斗30内,能够进行粉体的转移。
另外,对气相聚合反应器的形式没有限制,可以不是流化床,例如可以为喷动床。另外,气相聚合反应器可以为多级。
另外,对气固分离器20的形式也没有特别限制,除了能够利用转鼓以外,还能够利用料斗、旋风分离器等。气固分离器20是指:当供给气体与固体粒子的混合物(混相流)时,将该混合物分离成气体流和固体粒子的密相(固定床、移动床等),而不是利用从其它管线供给的气体使粉体流化或喷流化。另外,优选在气固分离器20内设置袋式过滤器以使得粒子不会从气固分离器20向循环管LC、第二回气管L6飞散。
另外,在本实施方式中,循环管LC和第二回气管L6独立地与气固分离器20连接,但是例如循环管LC的一端LC-out也可以从第二回气管L6的第二压缩机CP2的上游侧的部分分支。另外,第二回气管L6可以从循环管LC中的第一压缩机CP1的上游侧的部分分支。
Claims (9)
1.一种聚烯烃制造装置,其中,所述聚烯烃制造装置具有:
气相聚合反应器,所述气相聚合反应器通过将烯烃单体聚合而生成聚烯烃粉体;
气固分离器;
循环管,所述循环管的两端与所述气固分离器连接,并且设置有第一压缩机;
料斗;
第一粉体输送管,所述第一粉体输送管将所述气相聚合反应器与所述料斗连接,并且在中间设置有第一阀;和
第二粉体输送管,所述第二粉体输送管将所述料斗的出口与所述循环管连接,并且在中间设置有第二阀。
2.如权利要求1所述的聚烯烃制造装置,其中,所述第一粉体输送管以所述料斗侧的开口比所述气相聚合反应器侧的开口低的方式配置。
3.如权利要求1或2所述的聚烯烃制造装置,其中,所述聚烯烃制造装置还具有第一回气管,所述第一回气管将所述气相聚合反应器与所述料斗连通并且设置有第三阀。
4.如权利要求1或2所述的聚烯烃制造装置,其中,所述聚烯烃制造装置还具有连通管,所述连通管将所述料斗的上部与所述循环管连通并且设置有第四阀。
5.如权利要求1或2所述的聚烯烃制造装置,其中,所述聚烯烃制造装置还具有:
第二回气管,所述第二回气管将所述气固分离器与所述气相聚合反应器连接;和
第二压缩机,所述第二压缩机设置在所述第二回气管上。
6.如权利要求5所述的聚烯烃制造装置,其中,所述第一压缩机的气体排出量大于所述第二压缩机的气体排出量。
7.如权利要求1或2所述的聚烯烃制造装置,其中,所述循环管的内径为0.025m~0.75m。
8.如权利要求1或2所述的聚烯烃制造装置,其中,在所述循环管上仅设置有一个所述第一压缩机。
9.一种聚烯烃制造方法,所述聚烯烃制造方法使用权利要求1或2所述的聚烯烃制造装置,其中,所述聚烯烃制造方法具有以下工序:
在所述气相聚合反应器内将烯烃单体聚合而生成聚烯烃粉体的工序;
将所述气相聚合反应器内的聚烯烃粉体输送至料斗的工序;
将气固分离器内的至少一部分的气体经由循环管排出,然后将所述一部分的气体再次返回至所述气固分离器内的工序;和
将从所述料斗排出的聚烯烃粉体供给至所述循环管内,并通过使所述聚烯烃粉体夹带在流过所述循环管的气体中而将其输送至所述气固分离器中的工序。
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