CN219024320U - 一种连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种连续化工业生产高等规度聚丁烯‑1的设备。该设备包括：聚合单元、聚合物分离单元、单体回收单元以及聚合物造粒单元；聚合单元包括聚合釜；聚合物分离单元包括脱活罐、升压泵、第一换热器、第一脱单体塔、第二换热器、第二脱单体塔和真空泵；聚合物造粒单元包括挤出机和造粒机。本实用新型的设备是一种液相聚合制备高等规聚丁烯‑1的连续化工业生产设备，能够制备得到具有低单体含量的高等规聚丁烯‑1。

Description

一种连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备

技术领域

本实用新型涉及石油化工领域，具体涉及的是一种连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备。

背景技术

聚丁烯-1是以丁烯-1单体为原料，在催化剂存在下采用淤浆法、气相法或液相法聚合而制成的。它是一种半结晶聚烯烃热塑性树脂，具有良好的机械性能；突出的耐环境应力开裂性和耐热压性；优良的抗蠕变性，反复绕缠而不断，即使在提高温度时也具有良好的抗蠕变性；良好的抗化学腐蚀性；以及与超高分子量聚乙烯相近的耐磨性；高填料填充性等。因此聚丁烯-1可用于生产管道、薄膜、板材和各种容器等，特别是它可在90-100℃的温度下长期使用。

目前高等规聚丁烯-1的制备方法主要有淤浆法、液相法和气相法。淤浆法生产聚丁烯-1主要是Huels工艺，US3944529采用δ-TiCl₃/AlEt₂Cl为催化体系，异丁烷为反应介质，在50-70℃淤浆聚合合成H-iPB(等规度99.1％)，聚丁烯-1粒径120μm。US5037908采用TiCl₄/MgCl₂/邻苯二甲酸二丁酯/AlEt₃/苯基三乙氧基硅烷催化体系，以异丁烷为溶剂，催化丁烯-1淤浆聚合，得到堆积密度为0.30g/cm³的高等规度聚丁烯-1，催化活性为2.7kgPB/gcat。该方法采用惰性烃类溶剂作为反应介质，具有操作简便、聚合热容易导出以及反应控制方便等特点；但是其缺点也是明显的，在反应结束回收单体后，还要面临惰性稀释剂和未反应单体的分离这一过程，丁烯和异丁烯的沸点非常接近，分离和精制工艺复杂、效率低、成本高。

气相法生产聚丁烯-1使用的催化剂多为SiO₂负载的Ti系催化剂、聚丙烯活性粒子催化剂、活性聚4-甲基-1-戊烯聚合物催化剂等。如US4503203中采用SiO₂负载的Ti系催化剂，在流化床中进行聚合7.8h，可合成出等规度为95.0％聚丁烯-1，产物粒径为56μm，堆积密度为0.29g/cm³，但是产物中催化剂残留量较高；EP0294767A1中采用聚丙烯活性粒子催化剂在流化床中反应，合成了等规度为98％，堆积密度为0.36g/cm³的管材级高等规聚丁烯-1。CN1032172A中报道了采用聚4-甲基-1-戊烯聚合物催化剂催化丁烯-1聚合，催化剂活性达到了386kgPB/gTi，聚合物等规度达到了99.0％，堆积密度为0.41g/cm³，产物中氯化物含量仅为44ppm，可见使用活性聚合物催化剂可提高聚合物颗粒的流动性，改善聚合物颗粒与反应器的粘着性，产物的堆积密度提高。但相对于乙烯和丙烯来说，丁烯-1单体对于烃类溶剂有更好的亲和性，因此，在气相聚合体系中即使存在极少量的溶剂，产物自身也会发生团聚，因此整个反应将无法在设备上长期稳定运行，故气相法聚丁烯-1生产工艺只存在于研究领域，并没有工业化生产实例。

液相法是以液相丁烯-1单体或采用烃类有机化合物作为溶剂或反应介质，在催化剂作用下催化丁烯-1聚合，根据聚丁烯-1产品形式分为均相溶液法、均相本体法和非均相本体法。US3944529采用了异丁烯惰性溶剂作为稀释剂进行溶液聚合，US5237013中采用正己烷作为溶剂，实现了丁烯-1溶液聚合，都得到了全同立构含量大于94％的等规聚丁烯-1；CN1590417A采用茂金属催化剂溶液聚合法合成了等规度96％以上的全同聚丁烯-1。采用惰性烃类溶剂作为反应介质，具有操作简便、聚合热容易导出以及反应控制方便等特点；但是其缺点也是明显的，溶液法聚合由于聚丁烯-1在其单体中溶胀溶解，从而使体系发粘，造成传质、传热的困难，这就限制了聚合过程中只能在低转化率时终止或采用反应挤出技术进一步提高转化率并对未反应的单体进行脱除。同时还要面临惰性稀释剂和未反应单体的分离这一过程，生产效率降低，同时生产工艺的复杂性和生产成本增加。为了避免惰性溶剂和单体分离造成的复杂工艺和高成本，CN101020728A采用本体沉淀法制备了高全同的聚丁烯-1，克服了溶液法需要回收溶剂和后处理的缺点，但该技术仅公开了聚丁烯-1的本体沉淀聚合的合成方法和材料，并没有涉及到工业化生产的生产方法、工艺流程和实施设备等。CN103897080A公开一种高等规聚丁烯-1的生产方法及实施该方法的装置，该生产工艺是将液相丁烯-1单体在聚合釜中于-10℃至70℃，在负载型Ti系催化剂存在下，催化丁烯-1本体聚合合成高等规聚丁烯-1，聚合3-6h后将部分未反应的丁烯-1经过一次减压回收到丁烯-1气柜中，然后将高等规聚丁烯-1从聚合釜中转移到闪蒸釜，经过减压闪蒸，进一步将未反应的丁烯-1单体回收至丁烯-1气柜中，向闪蒸釜先后通入氮气和空气置换，颗粒状的高等规聚丁烯-1产品通过釜底放料阀出料并包装，产品堆积密度最高为0.418g/cm³，催化剂活性最高为2666gPB/(gcat·h)，但是产品灰份含量较高。CN105482009A公开了一种连续法生产聚丁烯-1的工艺，包括预聚、淤浆聚合、气相聚合、气固分离等步骤，得到聚丁烯-1粉料。该工艺是在预聚釜中加入计量的丁烯-1为原料、钛催化剂、烷基铝助催化剂、硅烷给电子体、氢气分子量调节剂，预聚合5-15分钟后进入淤浆聚合反应釜，在25-55℃、0.6-1.6MPa下进行淤浆聚合3-5h，然后将淤浆聚合的浆液依靠压差进入气相卧式反应釜，在30-60℃、0.5-1.5MPa下进行气相聚合3-5h，通过冷凝器将气化的丁烯-1冷凝送回气相卧式反应釜；最后使气相聚合的浆液进入受料罐，减压，分离得到聚丁烯-1粉料，而丁烯-1气体经过滤、洗涤后，冷凝成液体，再送入预聚釜回用。虽然非均相液相本体法聚丁烯-1生产工艺简单，但是聚合温度高于30℃时，聚丁烯-1在其单体中溶胀，从而体系发粘，造成传热、传质困难，需要严格控制每段反应温度，反应时间较长，生产效率较低，且产品质量也难以保证。

US3944529、US6306996公开了采用包括内含给电子体的钛系催化剂体系，丁烯-1单体作为反应介质的液相本体聚合工艺，得到了全同含量在最优化条件下99％以上的聚丁烯-1，催化剂活性是14000gPB/gcat。CN106832070A公开了一种聚丁烯-1的连续生产方法。该生产方法以1-丁烯单体为原料在催化剂、助剂等存在下发生聚合反应，然后从反应物料中去除包含未反应1-丁烯单体的混合物，得到聚丁烯-1，其中，助剂在加入到聚合反应器中之前预先用溶剂溶解，从包含未反应丁烯-1单体的混合物中回收溶剂，将包含未反应1-丁烯单体的混合物进行精馏分离，将得到的第一塔底组分进行精馏分离，将得到的第二塔顶组分进行液液萃取清洗，得到回收的溶剂，所述回收的溶剂返回用于溶解所述助剂，解决了聚合过程中由于助剂的加入而带入溶剂对产品的影响，然而此工艺对于产品脱灰不彻底，导致产品发黄，难以保证产品质量。

以上现有技术大多仅公开了丁烯-1本体均相法的聚合合成方法、材料和回收工艺，鲜少有文献涉及到聚丁烯-1的工业化生产设备等，特别是丁烯-1聚合后产物脱挥工艺的设备。因此，研发出一种新型的连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备，成为了本领域亟待解决的问题之一。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备。本实用新型的设备是一种液相聚合制备高等规聚丁烯-1的连续化工业生产设备，能够制备得到具有低单体含量的高等规聚丁烯-1。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备，所述设备包括：聚合单元、聚合物分离单元、单体回收单元以及聚合物造粒单元；

所述聚合单元包括聚合釜，所述聚合釜至少设置有反应体系入口和聚合物溶液出口；

所述聚合物分离单元包括脱活罐、升压泵、第一换热器、第一脱单体塔、第二换热器、第二脱单体塔和真空泵；所述脱活罐至少设置有聚合物入口、终止剂入口和出料口；所述第一脱单体塔和所述第二脱单体塔至少分别设置有进料口、气体出口和出料口；

所述聚合物造粒单元包括挤出机和造粒机；

所述聚合釜的聚合物溶液出口通过管线与所述脱活罐的聚合物入口连接；所述脱活罐的出料口通过管线、升压泵和第一换热器连接于所述第一脱单体塔的进料口；所述第一脱单体塔的出料口通过管线和第二换热器连接于所述第二脱单体塔的进料口，所述真空泵通过管线连接于所述第二脱单体塔的气体出口；

所述第一脱单体塔的气体出口通过管线连接于所述单体回收单元；所述第二脱单体塔的气体出口通过管线和所述真空泵连接于所述单体回收单元；

所述第二脱单体塔的出料口通过管线依次连接于所述挤出机和所述造粒机。

在上述的设备中，优选地，所述聚合釜的反应体系入口包括：单体入口、催化剂体系入口、氢气入口和惰性气体入口；更优选地，所述单体入口包括液态丁烯-1入口以及可选择是否设置的α-烯烃共聚单体入口。

在上述的设备中，所述聚合釜可以为本领域常规的聚合反应釜，其内部可以设置有搅拌装置，本实用新型不对其具体结构进行限定。

在上述的设备中，优选地，所述聚合单元还包括一个或几个计量器，用于使单体，和/或催化剂体系、和/或氢气，和/或惰性气体分别通过计量器进入所述聚合釜中。

在上述的设备中，优选地，所述聚合单元还包括：精制系统，所述精制系统与所述聚合釜的单体入口连通，用于对来自于外部的原料丁烯-1进行精制。所述的精制系统可以采用本领域常规的精制系统，以去除原料丁烯-1中存在的微量水、氧气等杂质，以使原料丁烯-1中的水、氧等杂质的含量为2ppm以下。

在上述的设备中，所述的脱活罐可以是带有搅拌的釜式设备，也可以是静态混合器，其可以采用本领域的常规混合装置，本实用新型不对其具体结构进行限定。

在上述的设备中，优选地，所述第一脱单体塔和所述第二脱单体塔的塔体内部在垂直方向上设置有若干层圆锥面，所述若干层圆锥面包括在垂直方向上相邻设置的开口向下的分散面和开口向上的接收面；塔顶设置有所述进料口和所述气体出口；塔底设置有所述出料口。更优选地，所述若干层圆锥面的锥角为130°-150°。更优选地，塔体内部的圆锥面的数量为5-9中的奇数，并且在垂直方向上第一层圆锥面为开口向下的分散面。进一步优选地，塔体内部的圆锥面的数量为七层，并且在垂直方向上第一层圆锥面为开口向下的分散面。更优选地，所述第一脱单体塔和所述第二脱单体塔的塔体侧壁还可以分别设置有视镜。本实用新型的第一脱单体塔和第二脱单体塔的结构可以完全相同也可以不同，只要符合本实用新型的上述限定即可。

在本实用新型的一具体实施方式中，对来自聚合釜的聚合物溶液进行催化剂失活后，采用泵进行升压，再采用换热器进行升温后，使聚合物溶液达到第一脱单体塔的操作压力和温度，然后进入第一脱单体塔进行单体脱除，在第一脱单体塔中，聚合物溶液依靠重力作用，经过塔内设置的若干层圆锥面，使其平铺变薄，充分使单体(主要是丁烯-1气体)和熔融的聚丁烯-1分离，聚丁烯-1熔体沉降至第一脱单体塔的底部并借助泵从塔底出料口排出，而含单体的气体从塔顶的气体出口流出；之后采用换热器使第一次脱单体后的聚丁烯-1熔体升温至第二脱单体塔中的操作温度，进入第二脱单体塔，采用第二脱单体塔的塔顶外部设置的真空泵将第二脱单体塔的操作压力控制在真空状态，进行单体脱除，得到第二次脱单体后的聚丁烯-1熔体并借助泵从塔底出料口排出，含单体的气体从塔顶的气体出口流出。

在上述的设备中，优选地，所述升压泵包括齿轮泵或螺杆泵，更优选为齿轮泵。

在上述的设备中，优选地，所述第一换热器和所述第二换热器分别包括多管式换热器。

在上述的设备中，优选地，所述第一脱单体塔的出料口设置有输送泵，用于使塔底物料从出料口排出并输送至所述第二换热器。更具体地，所述输送泵包括齿轮泵或螺杆泵，优选为齿轮泵。

在上述的设备中，优选地，所述第二脱单体塔的出料口设置有输送泵，用于使塔底物料从出料口排出并输送至所述挤出机。更具体地，所述输送泵包括齿轮泵或螺杆泵，优选为齿轮泵。

在上述的设备中，优选地，所述单体回收单元至少包括分离塔，所述分离塔设置有物料入口、单体气体出口和终止剂出口；所述第一脱单体塔的气体出口通过管线连接于所述分离塔的物料入口，所述第二脱单体塔的气体出口通过管线和所述真空泵连接于所述分离塔的物料入口；用于使第一脱单体塔和第二脱单体塔流出的含单体的气体至少经分离塔进行分离后，分离出单体气体和终止剂。

在上述的设备中，优选地，所述单体回收单元还包括缓冲罐，所述缓冲罐分别设置于所述第一脱单体塔的气体出口与所述分离塔相连接的管线上，以及所述第二脱单体塔外部的所述真空泵的出口与所述分离塔相连接的管线上；用于使第一脱单体塔和第二脱单体塔流出的含单体的气体先分别经缓冲罐后，再进入分离塔进行分离。

在上述的设备中，优选地，所述单体回收单元还包括冷凝器、洗涤器和干燥塔中的一种或几种的组合；冷凝器、洗涤器和干燥塔中的一种或几种的组合设置于所述分离塔的后方，用于使经分离塔分离出的单体气体经冷凝、洗涤和干燥中的一种或几种的组合进行处理后，得到处理后的单体。本实用新型不对冷凝器、洗涤器和干燥塔的前后位置进行具体限定，可以由本领域技术人员进行常规调整。

在上述的设备中，优选地，所述单体回收单元还包括单体储罐，所述单体储罐设置于所述冷凝器、洗涤器和干燥塔中的一种或几种的组合的后方，用于储存所述处理后的单体。更优选地，所述单体储罐可以为液体丁烯-1储罐。

在上述的设备中，优选地，所述单体回收单元还包括单体循环管线，所述单体循环管线的一端与所述聚合釜的反应体系入口(单体入口)连通，另一端连接于所述洗涤器的出口，或者所述冷凝器的出口，或者所述干燥塔的出口，或者所述单体储罐的出口；用于对单体进行重复利用。

在上述的设备中，优选地，所述单体回收单元还包括终止剂循环管线，所述终止剂循环管线的一端连接于所述脱活罐的终止剂入口，另一端连接于所述分离塔的终止剂出口，用于对经分离塔分离出的终止剂进行重复利用。

在上述的设备中，优选地，所述挤出机包括螺杆挤出机；更优选地，所述螺杆挤出机具有真空脱气装置。所述真空脱气装置包括但不限于真空泵。

在上述的设备中，优选地，所述造粒机包括水下造粒机。

本实用新型提供了一种连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备，更具体地说，是一种液相聚合制备高等规聚丁烯-1的连续化工业生产设备。本实用新型的设备包括对聚合后的产物进行脱单体(脱挥)的设备装置，补充了现有技术的空白；同时，本实用新型的设备能够以液态丁烯-1单体作为反应介质，不存在去除溶剂的过程，具有流程简单、易于操作、单体回收效率高、聚合物产品质量高、设备运行平稳等优点；因此本实用新型的设备能够连续化工业生产高等规度聚丁烯-1，制备得到具有低单体含量的高等规聚丁烯-1。

本实用新型提供的连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备至少具有以下有益技术效果：

(1)本实用新型的技术方案能够从包含丁烯-1单体的聚合物中有效地除去未反应的丁烯-1，通过内部设置有若干层圆锥面的两个脱单体塔进行脱单体处理实现了丁烯-1单体和熔融聚丁烯-1高效、充分地分离，并且采用具有真空脱气装置的螺杆挤出机进行处理，使残留的丁烯-1进一步被脱除，最终使聚合物产品中单体含量小于35ppm，甚至小于30ppm，显著较少了由于成品聚合物颗粒中丁烯-1的释放产生的爆炸性问题；

(2)本实用新型的技术方案能够采用液态丁烯-1单体作为反应介质，不存在去除溶剂的过程，具有流程简单、易于操作、单体回收效率高、撤热效率高、运行平稳等优点，同时兼具生产能力高、催化剂利用率高，聚合物产品粒料出仓速度均衡、大小均匀、外形饱满、质量高等优点。

附图说明

图1为本实用新型一具体实施方式提供的连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备的结构示意图。

附图标记说明：1-聚合釜、2-催化剂体系混合器、3-精制系统、4-脱活罐、5-升压泵、6-第一换热器、7-第一脱单体塔、71-圆锥面、711-分散面、712-接收面、8-第一输送泵、9-第二换热器、10-第二脱单体塔、11-第二输送泵、12-真空泵、13-第一缓冲罐、14-第二缓冲罐、15-分离塔、16-干燥塔、17-冷凝器、18-单体储罐、19-螺杆挤出机、191-真空脱气装置、20-水下造粒机。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本实用新型的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本实用新型的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备，其结构如图1所示，该设备包括：聚合单元、聚合物分离单元、单体回收单元以及聚合物造粒单元；

所述聚合单元包括聚合釜1、催化剂体系混合器2和精制系统3；

所述聚合釜1至少设置有反应体系入口和聚合物溶液出口；所述反应体系入口包括单体入口、催化剂体系入口、氢气入口和惰性气体入口；

所述催化剂体系混合器2通过管线连接于所述聚合釜1的催化剂体系入口；

所述精制系统3与所述聚合釜1的单体入口连通，用于对来自于外部的原料丁烯-1进行精制；

所述聚合单元还包括一个或几个计量器(图1中未示出)，用于使单体，和/或催化剂体系、和/或氢气，和/或惰性气体分别通过计量器进入所述聚合釜1中；

所述聚合物分离单元包括脱活罐4、升压泵5、第一换热器6、第一脱单体塔7、第一输送泵8、第二换热器9、第二脱单体塔10、第二输送泵11和真空泵12；所述脱活罐4至少设置有聚合物入口、终止剂入口和出料口；所述第一脱单体塔7和所述第二脱单体塔10至少分别设置有进料口、气体出口和出料口；

所述单体回收单元包括第一缓冲罐13、第二缓冲罐14、分离塔15、干燥塔16、冷凝器17和单体储罐18；所述分离塔15设置有物料入口、单体气体出口和终止剂出口；

所述聚合物造粒单元包括具有真空脱气装置191的螺杆挤出机19和水下造粒机20；其中，所述真空脱气装置191为真空泵；

所述聚合釜1的聚合物溶液出口通过管线与所述脱活罐4的聚合物入口连接；所述脱活罐4的出料口通过管线、升压泵5和第一换热器6连接于所述第一脱单体塔7的进料口；所述第一脱单体塔7的出料口通过管线、第一输送泵8和第二换热器9连接于所述第二脱单体塔10的进料口，所述真空泵12通过管线连接于所述第二脱单体塔10的气体出口；所述第二脱单体塔10的出料口通过管线、第二输送泵11连接于所述具有真空脱气装置191的螺杆挤出机19的进料口；所述具有真空脱气装置191的螺杆挤出机19的出料口与所述水下造粒机20连通；

所述第一脱单体塔7的气体出口通过管线连接于所述第一缓冲罐13的入口，所述第二脱单体塔10的气体出口通过管线、真空泵12连接于所述第二缓冲罐14的入口，所述第一缓冲罐13和所述第二缓冲罐14的出口通过管线连接于所述分离塔15的物料入口，所述分离塔15的单体气体出口通过管线依次连接于所述干燥塔16和所述冷凝器17，所述冷凝器17的出口连接于所述单体储罐18的入口，所述单体储罐18的出口通过单体循环管线连接于所述聚合釜1的单体入口，所述分离塔15的终止剂出口通过终止剂循环管线连接于所述脱活罐4的终止剂入口；

其中，所述第一脱单体塔7和所述第二脱单体塔10的结构完全相同；所述第一脱单体塔7和所述第二脱单体塔10的塔体内部在垂直方向上设置有七层圆锥面71，该七层圆锥面71包括在垂直方向上相邻设置的开口向下的分散面711和开口向上的接收面712，并且在垂直方向上第一层圆锥面71为开口向下的分散面711，该七层圆锥面71的锥角均为135°；塔顶设置有所述进料口和所述气体出口；塔底设置有所述出料口；塔体侧壁还可以设置有视镜；

其中，所述升压泵5为齿轮泵；

其中，所述第一换热器6和所述第二换热器9均为多管式换热器；

其中，所述第一输送泵8和所述第二输送泵11均为齿轮泵。

本实施例还提供了一种连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的方法，该方法采用本实施例提供的设备进行连续化工业生产高等规度聚丁烯-1，该方法包括以下步骤：

(1)聚合：

使来自于外部的原料丁烯-1经过计量后送入精制单元3进行精制，以去除原料丁烯-1中存在的微量水、氧气等杂质，以使原料丁烯-1中的水、氧等杂质的含量为2ppm以下，纯度达到聚合要求，然后使精制后的丁烯-1进入聚合釜1；

在聚合釜中，加入4160kg精制后的液态丁烯-1单体作为原料，并加入催化剂体系，所述催化剂体系包括常规的球形无水氯化镁负载型钛系固体催化剂0.07kg(7kg催化剂溶液，溶剂为己烷，其中固含量为1wt％)、三乙基铝2.8kg和二环戊基二甲氧基硅烷0.035kg，它们是于催化剂体系混合器2中混合后再加入到聚合釜1中的，同时加入氢气0.018kg，然后用氮气保持反应压力为2.1MPa，在70℃进行聚合反应3.5小时，维持聚合釜中聚合物溶液的聚合物浓度为20％重量；

(2)聚合物分离：

使所述聚合物溶液从聚合釜1中流出后进入脱活罐4，与终止剂混合进行催化剂失活；然后使从脱活罐4流出的聚合物溶液进料至升压泵5，升压至3.0MPa，再采用第一换热器6升温至200℃，使聚合物溶液达到第一脱单体塔7的操作压力和温度，然后进入第一脱单体塔7进行单体脱除，在第一脱单体塔7中，聚合物溶液依靠重力作用，经过塔内设置的七层圆锥面71(包括分散面711和接收面712)，使其平铺变薄，充分使丁烯-1气体和熔融的聚丁烯-1分离，聚丁烯-1熔体沉降至第一脱单体塔7的底部并借助第一输送泵8从塔底出料口排出，而含单体的气体从塔顶的气体出口流出；之后采用第二换热器9使第一次脱单体后的聚丁烯-1熔体升温至第二脱单体塔10中的操作温度，进入第二脱单体塔10，采用第二脱单体塔10的塔顶外部设置的真空泵12将第二脱单体塔10的操作压力控制在真空状态，在210℃和0.002MPa真空条件下进行单体脱除，得到第二次脱单体后的聚丁烯-1熔体并借助第二输送泵11从塔底出料口排出，含单体的气体从塔顶的气体出口流出；所述第二次脱单体后的聚丁烯-1熔体中的丁烯-1含量为30ppm(重量)；

(3)单体回收：

使第一脱单体塔7和第二脱单体塔10流出的含单体的气体分别经过第一缓冲罐13和第二缓冲罐14后进入分离塔15进行分离，分离出丁烯-1气体和终止剂；使分离塔15塔顶的单体气体出口流出的丁烯-1气体经过干燥塔16、冷凝器17进行处理后，进入液体丁烯-1的单体储罐18；使储存于单体储罐18中的液体丁烯-1进入步骤(1)中的聚合釜1进行重复利用；使分离塔15塔顶的终止剂出口流出的终止剂进入步骤(2)中的脱活罐4进行重复利用；

(4)聚合物造粒：

使所述第二次脱单体后的聚丁烯-1熔体借助第二输送泵11从塔底出料口排出后进入具有真空脱气装置191的螺杆挤出机19，在第二次脱单体后的聚丁烯-1熔体经螺杆挤出机19挤出的过程中，使残留的丁烯-1经螺杆挤出机19的真空脱气装置191进一步被脱除，并且挤出的过程中加入添加剂，得到聚丁烯-1与添加剂的混合物，其中，所述添加剂为1.6kg的1010、1.8kg的1076和1.4kg的168；使从螺杆挤出机19的出料口排出的聚丁烯-1与添加剂的混合物输送至水下造粒机20切成粒料，得到所述的高等规度聚丁烯-1。

经检测得到，本实施例的结果为：催化剂活性为16000gPB/gcat，产物聚丁烯-1的等规度为98.5％，熔体流动速率为0.6g/10min，密度为0.930g/cm³，拉伸强度为29MPa，标称应变为300％，悬臂梁冲击强度(23℃)为42kJ/m²。

对比例1

本对比例提供了一种连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备，该设备与实施例1的设备基本相同，不同之处在于：将第一脱单体塔7和第二脱单体塔10均替换为本领域常规的脱挥装置，例如常规的闪蒸罐。

本对比例还提供了一种连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的方法，该方法采用本对比例提供的设备进行连续化工业生产高等规度聚丁烯-1，该方法所包括的步骤与实施例2相同，本对比例的两个脱挥装置的操作压力和温度也分别与实施例2中的第一脱单体塔7和第二脱单体塔10的操作压力和温度相同。

经检测得到，经第二个脱挥装置处理后的聚丁烯-1熔体中的丁烯-1含量为112ppm重量。

Claims (10)

1.一种连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备，所述设备包括：聚合单元、聚合物分离单元、单体回收单元以及聚合物造粒单元；其特征在于，

所述聚合单元包括聚合釜，所述聚合釜至少设置有反应体系入口和聚合物溶液出口；

所述聚合物分离单元包括脱活罐、升压泵、第一换热器、第一脱单体塔、第二换热器、第二脱单体塔和真空泵；所述脱活罐至少设置有聚合物入口、终止剂入口和出料口；所述第一脱单体塔和所述第二脱单体塔至少分别设置有进料口、气体出口和出料口；

所述聚合物造粒单元包括挤出机和造粒机；

所述聚合釜的聚合物溶液出口通过管线与所述脱活罐的聚合物入口连接；所述脱活罐的出料口通过管线、升压泵和第一换热器连接于所述第一脱单体塔的进料口；所述第一脱单体塔的出料口通过管线和第二换热器连接于所述第二脱单体塔的进料口，所述真空泵通过管线连接于所述第二脱单体塔的气体出口；

所述第一脱单体塔的气体出口通过管线连接于所述单体回收单元；所述第二脱单体塔的气体出口通过管线和所述真空泵连接于所述单体回收单元；

所述第二脱单体塔的出料口通过管线依次连接于所述挤出机和所述造粒机。

2.根据权利要求1所述的连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备，其特征在于，所述聚合釜的反应体系入口包括：单体入口、催化剂体系入口、氢气入口和惰性气体入口；所述单体入口包括液态丁烯-1入口以及可选择是否设置的α-烯烃共聚单体入口。

3.根据权利要求1所述的连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备，其特征在于，所述第一脱单体塔和所述第二脱单体塔的塔体内部在垂直方向上设置有若干层圆锥面，所述若干层圆锥面包括在垂直方向上相邻设置的开口向下的分散面和开口向上的接收面；塔顶设置有所述进料口和所述气体出口；塔底设置有所述出料口；所述若干层圆锥面的锥角为130°-150°。

4.根据权利要求3所述的连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备，其特征在于，塔体内部的圆锥面的数量为5-9中的奇数，并且在垂直方向上第一层圆锥面为开口向下的分散面。

5.根据权利要求4所述的连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备，其特征在于，塔体内部的圆锥面的数量为七层，并且在垂直方向上第一层圆锥面为开口向下的分散面。

6.根据权利要求1所述的连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备，其特征在于，所述升压泵包括齿轮泵或螺杆泵；

所述第一换热器和所述第二换热器分别包括多管式换热器；

所述第一脱单体塔的出料口设置有输送泵，用于使塔底物料从出料口排出并输送至所述第二换热器；

所述第二脱单体塔的出料口设置有输送泵，用于使塔底物料从出料口排出并输送至所述挤出机。

7.根据权利要求1所述的连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备，其特征在于，所述单体回收单元至少包括分离塔，所述分离塔设置有物料入口、单体气体出口和终止剂出口；所述第一脱单体塔的气体出口通过管线连接于所述分离塔的物料入口，所述第二脱单体塔的气体出口通过管线和所述真空泵连接于所述分离塔的物料入口；用于使第一脱单体塔和第二脱单体塔流出的含单体的气体至少经分离塔进行分离后，分离出单体气体和终止剂；

所述单体回收单元还包括缓冲罐，所述缓冲罐分别设置于所述第一脱单体塔的气体出口与所述分离塔相连接的管线上，以及所述第二脱单体塔外部的所述真空泵的出口与所述分离塔相连接的管线上；用于使第一脱单体塔和第二脱单体塔流出的含单体的气体先分别经缓冲罐后，再进入分离塔进行分离；

所述单体回收单元还包括冷凝器、洗涤器和干燥塔中的一种或几种的组合；冷凝器、洗涤器和干燥塔中的一种或几种的组合设置于所述分离塔的后方，用于使经分离塔分离出的单体气体经冷凝、洗涤和干燥中的一种或几种的组合进行处理后，得到处理后的单体。

8.根据权利要求7所述的连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备，其特征在于，所述单体回收单元还包括单体储罐，所述单体储罐设置于所述冷凝器、洗涤器和干燥塔中的一种或几种的组合的后方，用于储存所述处理后的单体。

9.根据权利要求8所述的连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备，其特征在于，所述单体回收单元还包括单体循环管线，所述单体循环管线的一端与所述聚合釜的反应体系入口连通，另一端连接于所述洗涤器的出口，或者所述冷凝器的出口，或者所述干燥塔的出口，或者所述单体储罐的出口；用于对单体进行重复利用；

所述单体回收单元还包括终止剂循环管线，所述终止剂循环管线的一端连接于所述脱活罐的终止剂入口，另一端连接于所述分离塔的终止剂出口，用于对经分离塔分离出的终止剂进行重复利用。

10.根据权利要求1所述的连续化工业生产高等规度聚丁烯-1的设备，其特征在于，所述挤出机包括具有真空脱气装置的螺杆挤出机；所述造粒机包括水下造粒机。

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