RU2761055C1 - Суспензионный способ получения сополимеров этилена в каскаде реакторов - Google Patents

Суспензионный способ получения сополимеров этилена в каскаде реакторов Download PDF

Info

Publication number
RU2761055C1
RU2761055C1 RU2020141914A RU2020141914A RU2761055C1 RU 2761055 C1 RU2761055 C1 RU 2761055C1 RU 2020141914 A RU2020141914 A RU 2020141914A RU 2020141914 A RU2020141914 A RU 2020141914A RU 2761055 C1 RU2761055 C1 RU 2761055C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactors
cascade
polymerization reactor
suspension
recovered
Prior art date
Application number
RU2020141914A
Other languages
English (en)
Inventor
Эльке ДАММ
Рейнхард КУЭЛЬ
Родриго КАРВАХАЛЬ
Original Assignee
Базелл Полиолефин Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Базелл Полиолефин Гмбх filed Critical Базелл Полиолефин Гмбх
Application granted granted Critical
Publication of RU2761055C1 publication Critical patent/RU2761055C1/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/001—Multistage polymerisation processes characterised by a change in reactor conditions without deactivating the intermediate polymer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/01—Processes of polymerisation characterised by special features of the polymerisation apparatus used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/12—Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/14—Organic medium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/12—Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16—Aqueous medium
    • C08F2/18—Suspension polymerisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00—Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/02—Ethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00—Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/14—Monomers containing five or more carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00—Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/16—Copolymers of ethene with alpha-alkenes, e.g. EP rubbers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F6/00—Post-polymerisation treatments
    • C08F6/24—Treatment of polymer suspensions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2500/00—Characteristics or properties of obtained polyolefins; Use thereof
    • C08F2500/05—Bimodal or multimodal molecular weight distribution
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Abstract

Изобретение относится к способам получения сополимеров этилена в суспензии в каскаде реакторов. Предложен способ получения мультимодального сополимера этилена в суспензии в каскаде реакторов, содержащем первый реактор полимеризации и один или несколько последующих реакторов полимеризации, включающий: разделение суспензии, образованной в каскаде реакторов, на частицы мультимодального сополимера этилена и рекуперированную суспензионную среду; очистку части рекуперированной суспензионной среды в секции очистки для получения очищенных компонентов рекуперированной суспензионной среды; повторную подачу по меньшей мере некоторых или части очищенных компонентов рекуперированной суспензионной среды в первый реактор полимеризации каскада реакторов; в котором очищенные компоненты рекуперированной суспензионной среды повторно подаются в первый реактор полимеризации, который содержит разбавитель, и подвергаются каталитической гидрогенизации перед подачей в первый реактор полимеризации. Предложено также устройство для полимеризации олефиновых мономеров в суспензии в каскаде реакторов. Технический результат – предложенный способ является экономичным и позволяет получать мультимодальные сополимеры этилена, имеющие хорошее сочетание свойств продукта и технологичности. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Предлагается способ получения мультимодального сополимера этилена в суспензии в каскаде реакторов. В частности предлагается способ получения мультимодального сополимера этилена в суспензии в каскаде реакторов, в котором суспензия из частиц мультимодального сополимера этилена, образованная в каскаде реакторов переносится в сепаратор и разделяется на частицы мультимодального сополимера этилена и рекуперированную суспензионную среду, часть рекуперированной суспензионной среды очищается в секции очистки для получения очищенных компонентов рекуперированной суспензионной среды, и, по меньшей мере, некоторые или часть очищенных компонентов рекуперированной суспензионной среды повторно подаются в первый реактор полимеризации каскада реакторов.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способы получения сополимеров этилена в суспензии в каскаде реакторов представляют собой давно существующие способы получения полимеров этилена и, например, раскрыты в патентах EP 0 905 152 A1 или WO 2012/028591 A1. Данные способы позволяют устанавливать разные режимы реакции в реакторах полимеризации и получать различные полимерные композиции в отдельных реакторах полимеризации. Соответственно, полученные мультимодальные сополимеры этилена характеризуются наличием, например, хороших комбинаций свойств продукта с технологичностью. В суспензионных способах получения полимеров этилена обычно в качестве разбавителя используется углеводород или углеводородная смесь. Суспензионная среда, которая образует жидкую или сверхкритическую фазу суспензии, однако содержит, помимо разбавителя в качестве основного компонента, также и дополнительные компоненты, например, растворенный этилен, сомономеры, алкилы алюминия и водород или растворенные продукты реакции, например, олигомеры или твердые углеводороды. Основы получения мультимодального сополимера этилена в суспензии в каскаде ректоров, например, раскрыты в работе F. Alt et al., Macromol. Symp. 2001, 163, 135-143.
Хорошо известно, что свойства полимера из полученных сополимеров этилена зависят не только от молекулярно-массового распределения или содержания сомономера, но также и от введенного в состав сомономера. С ростом длины цепи сомономера свойства продукта, в частности, характеристики пленки или стойкость к растрескиванию под воздействием окружающей среды (ESCR) обычно улучшаются. Тем не менее, сополимеры этилена, имеющие относительно короткоцепочечный сомономер, например, такой как сополимеры этилена/1-бутена, все еще являются товарно-значимыми полимерами.
Для коммерчески успешной реализации способа полимеризации этилена необходимо, чтобы непрореагировавшие мономеры, которые выгружаются из реактора полимеризации вместе с полученным полимером, повторно подавались в указанный технологический процесс полимеризации. В способах суспензионной полимеризации также необходимо осуществлять повторную подачу других компонентов суспензионной среды с наименьшими затратами. Следовательно, это прямая повторная подача суспензионной среды без разделения компонентов. Однако для получения мультимодальных сополимеров этилена, обладающих хорошими механическими свойствами, например, высоким ESCR, часто требуется, чтобы одна из реакций полимеризации в одном из реакторов полимеризации представляла собой гомополимеризацию этилена. Это означает, что все потоки продукта, которые подаются в такой реактор полимеризации, не должны содержать сомономеров. Общеизвестным методом удаления нежелательных компонентов жидкой композиции из смеси является перегонка. Однако, для эффективного разделения перегонкой, точки кипения компонентов должны находиться достаточно далеко друг от друга.
Соответственно, в обычных технологиях получения полимеров этилена в суспензии используются конкретные комбинации сомономера и разбавителя. Комбинации, используемые в промышленности, представляют собой, например, 1-гексен в качестве сомономера и изобутан в качестве разбавителя или 1-бутен в качестве сомономера и гексан в качестве разбавителя. Однако эти технологии не позволяют использовать сомономеры, точка кипения которых очень близка к точке кипения разбавителя, для получения сополимеров этилена, содержащих компонент гомополимера этилена, в одной установке для производства полиэтилена при экономически выгодных режимах.
Соответственно, существует потребность в устранении недостатков известного уровня техники и в создании способа, который позволяет получать мультимодальные сополимеры этилена, имеющие хорошее сочетание свойств продукта и технологичности, в каскаде реакторов с сомономерами с любой точкой кипения и, тем не менее, позволяет экономично повторно подавать компоненты суспензионной среды в реакторы каскада реакторов.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предлагается способ получения мультимодального сополимера этилена в суспензии в каскаде реакторов, содержащем первый реактор полимеризации и один или несколько последующих реакторов полимеризации, включающий: полимеризацию, в каскаде реакторов, этилена и одного или нескольких C3-C12-1-алкенов при температуре, составляющей от 40 до 150 °C, и давлении, составляющем от 0,1 до 20 МПа, в присутствии катализатора полимеризации; и образование суспензии частиц мультимодального сополимера этилена в суспензионной среде, содержащей разбавитель;
перенос суспензии из частиц мультимодального сополимера этилена в сепаратор, в котором суспензия разделяется на частицы мультимодального сополимера этилена и рекуперированную суспензионную среду;
очистку части рекуперированной суспензионной среды в секции очистки для получения очищенных компонентов рекуперированной суспензионной среды; и
повторную подачу, по меньшей мере, некоторых или части очищенных компонентов рекуперированной суспензионной среды в первый реактор полимеризации каскада реакторов,
в котором очищенные компоненты рекуперированной суспензионной среды повторно подаются в первый реактор полимеризации, который содержит разбавитель, подвергаются каталитической гидрогенизации перед подачей в первый реактор полимеризации.
В некоторых вариантах осуществления, очищенные компоненты рекуперированной суспензионной среды, которые повторно подаются в первый реактор полимеризации, составляют от 5 до 70 мас. % от рекуперированной суспензионной среды.
В некоторых вариантах осуществления, гомополимер этилена получают в первом реакторе полимеризации, а сополимер этилена получают в последующем реакторе полимеризации.
В некоторых вариантах осуществления, разница между точкой кипения при нормальных условиях одного из сомономеров, поданных в каскад реакторов, и точкой кипения при нормальных условиях разбавителя или, если разбавитель представляет собой смесь компонентов, разница между точкой кипения при нормальных условиях одного из сомономеров, поданных в каскад реакторов, и начальной точкой кипения при нормальных условиях или конечной точкой кипения при нормальных условиях разбавителя составляет не более 15 °C, точки кипения при нормальных условиях определяются как точки кипения при 1013,25 гПа.
В некоторых вариантах осуществления, мультимодальный сополимер этилена представляет собой сополимер этилена и 1-гексена.
В некоторых вариантах осуществления, мультимодальный сополимер этилена содержит, по меньшей мере, два сомономера.
Мультимодальный сополимер этилена содержит, по меньшей мере, 1-гексен и 1-бутен в качестве сомономеров.
В некоторых вариантах осуществления, часть рекуперированной суспензионной среды повторно подается напрямую в последующий реактор полимеризации.
В некоторых вариантах осуществления, способ получения очищенной части рекуперированной суспензионной среды включает стадию испарения части рекуперированной суспензионной среды, а затем повторного конденсирования испаренной части суспензионной среды.
В некоторых вариантах осуществления, способ получения очищенной части рекуперированной суспензионной среды включает стадию перегонки.
В некоторых вариантах осуществления, способ получения очищенной компонент рекуперированной суспензионной среды включает стадию извлечения твердых углеводородов.
В некоторых вариантах осуществления, суспензия из частиц полиэтилена, отобранная из первого реактора полимеризации каскада реакторов, подается в сепаратор, в котором часть суспензионной среды отделяется от суспензии и повторно подается в первый реактор полимеризации каскада реакторов, а сконцентрированная суспензия частиц полиэтилена переносится в следующий реактор полимеризации каскада реакторов.
В некоторых вариантах осуществления, каскад реакторов содержит, по меньшей мере, 3 реактора полимеризации, а суспензия из частиц полиэтилена, отобранная из второго реактора полимеризации, подается в сепаратор, в котором часть суспензионной среды отделяется от суспензии и повторно подается во второй реактор полимеризации, а сконцентрированная суспензия из частиц полиэтилена переносится в третий реактор полимеризации.
В некоторых вариантах осуществления, предлагается устройство для полимеризации олефиновых мономеров в суспензии в каскаде реакторов, содержащее:
- по меньшей мере, два последовательно соединенных реактора полимеризации, образующих каскад реакторов;
- сепаратор для разделения суспензии на полиолефиновые частицы и рекуперированную суспензионную
среду;
- трубопроводы для переноса суспензии из полиолефиновых частиц в суспензионной среде из одного реактора полимеризации каскада реакторов в следующий реактор полимеризации каскада реакторов и от последнего реактора полимеризации каскада реакторов в сепаратор;
а также
- рециркуляционный трубопровод для повторной подачи частей рекуперированной суспензионной среды в первый реактор полимеризации каскада реакторов;
при этом рециркуляционный трубопровод для повторной подачи частей рекуперированной суспензионной среды в первый реактор полимеризации каскада реакторов оборудован установкой каталитической гидрогенизации.
В некоторых вариантах осуществления, устройство, трубопровод для переноса суспензии из полиолефиновых частиц из первого реактора полимеризации каскада реакторов в следующий реактор полимеризации каскада реакторов оборудовано сепаратором для отделения части суспензионной среды из суспензии, перенесенной из первого реактора полимеризации каскада реакторов к следующему реактору полимеризации каскада реакторов, а устройство дополнительно содержит рециркуляционный трубопровод для повторной подачи суспензионной среды, отделенной от суспензии в сепараторе, установленном между первым реактором полимеризации каскада реакторов и следующим реактором полимеризации каскада реакторов в первый реактор полимеризации каскада реакторов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Рисунке 1 представлено схематическое изображение установки для получения мультимодальных сополимеров этилена в соответствии со способом по настоящему изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предлагается способ получения мультимодального сополимера этилена
в суспензии в каскаде реакторов. Термин «мультимодальный» здесь относится к модальности полученного сополимера этилена и указывает на то, что сополимер этилена содержит, по меньшей мере, две фракции полимера, которые получают при различных режимах реакции, независимо от того, можно или нет распознать эту модальность в виде выделенного максимума на кривой гель-проникающей хроматографии (ГПХ). Различные режимы полимеризации можно получать, например, в результате использования разных концентраций водорода и/или в результате использования разных концентраций сомономера в разных реакторах полимеризации. Термин «мультимодальный», используемый здесь, также включает в себя понятие «бимодальный».
Сополимеры этилена получают полимеризацией этилена и одного или нескольких C3-C12-1-алкенов в присутствии катализатора полимеризации. C3-C12-1-алкены могут быть линейными или разветвленными. Предпочтительные C3-C12-1-алкены представляют собой С3-С10 1-алкены, в частности, пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-гептен, 1-октен или 1-децен, или разветвленные С2-С10-1-алкены, в частности, 4-метил-1-пентен. Кроме того, можно осуществлять полимеризацию этилена со смесью двух или более C3-C12-1-алкенов. Предпочтительные сомономеры представляют собой C3-C8-1-алкены, в частности, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-гептен и/ил 1-октен. Количество звеньев в полученном мультимодальном сополимере этилена, которые являются производными включенных сомономеров, предпочтительно составляют от 0,01 мас. % до 25 мас. %, более предпочтительно от 0,05 мас. % до 15 мас. % и, в частности, от 0,1 мас. % до 12 мас. %. Особое предпочтение отдается способам, в которых этилен сополимеризуется с 1-гексеном и/или 1-бутеном в количестве, составляющем от 0,1 мас.% до 12 мас.% и 1-особенно с 1-гексеном в количестве, составляющем от 0,1 мас.% до 12 мас. % и 1-особенно.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, мультимодальный сополимер этилена представляет собой сополимер этилена и 1-гексена, т. е. сополимер этилена, который получают в результате сополимеризации этилена в качестве основного мономера и 1-гексена в качестве сомономера.
В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения мультимодальный сополимер этилена содержит, по меньшей мере, два сомономера, т. е. мультимодальный сополимер этилена представляет собой терполимер или сополимер, содержащий более двух видов сомономеров. Особенно предпочтительные сополимеры этилена содержат, по меньшей мере, 1-гексен и 1-бутен в качестве сомономеров.
Полимеризацию можно осуществлять с использованием обычных катализаторов полимеризации олефина. Это означает, что полимеризацию можно проводить, например, с использованием катализаторов Филлипса на основе оксида хрома, катализаторов Циглера на основе титана или катализаторов Циглера-Натта с единым центром полимеризации на металле или смесей таких катализаторов. Для целей настоящего изобретения, катализаторы с единым центром полимеризации на металле представляют собой катализаторы на основе химически однородных координационных соединений переходных металлов. Кроме того, возможно использование смесей из двух или нескольких указанных катализаторов для полимеризации олефинов. Такие смешанные катализаторы часто называются гибридными катализаторами. Способы подготовки и применения данных катализаторов для полимеризации олефинов общеизвестны.
Предпочтительными катализаторами являются катализаторы Циглера, предпочтительно содержащие соединение титана или ванадия, соединение магния и, необязательно, электронодонорное соединение и/или дисперсный неорганический оксид в качестве носителя.
Катализаторы Циглера обычно полимеризуются в присутствии сокатализатора. Предпочтительными сокатализаторами являются металлоорганические соединения металлов групп 1, 2, 12, 13 или 14 Периодической таблицы элементов, в частности металлорганические соединения металлов Группы 13 и особенно алюминийорганические соединения. Предпочтительными сокатализаторами, например, являются металлорганические алкилы, металлорганические алкоксиды или металлорганические галогениды.
Предпочтительными металлоорганическими соединениями являются алкилы лития, алкилы магния или цинка, галогениды алкила магния, алкилы алюминия, алкилы кремния, алкоксиды кремния и галогениды алкила. Наиболее предпочтительно, чтобы металлоорганические соединения содержали алкилы алюминия и алкилы магния. Еще более предпочтительно, чтобы металлоорганические соединения содержали алкилы алюминия, более предпочтительно соединения триалкилалюминия или соединения этого типа, в которых алкильная группа замещена атомом галогена, например, хлорида или бромида. Примерами таких алкилов алюминия являются: триметилалюминий, триэтилалюминий, триизобутилалюминий, три-н-гексилалюминий или диэтилалюминийхлорид или их смеси.
Способ, в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой реакцию полимеризации, которая осуществляется в среде, так называемой суспензионной среде, которая находится в жидком или в сверхкритическом состоянии в условиях соответствующего реактора полимеризации, и в котором полученный полимер этилена нерастворим и образует твердые частицы. Содержание твердых веществ в суспензии обычно составляет от 10 до 80 мас. %, предпочтительно составляет от 20 до 40 мас. %.
Суспензионная среда, которая образует жидкую или сверхкритическую фазу суспензии, обычно содержит в качестве основного компонента разбавитель, но также содержит и дополнительные компоненты, например, растворенные мономеры или сомономеры, растворенные сокатализаторы или раскислители, например, алкилы алюминия, растворенные вспомогательные вещества, например, водород или растворенные продукты реакции полимеризации, например, олигомеры или твердые углеводороды. Подходящие разбавители должны быть инертными, то есть не подлежащими разложению в условиях реакции. Например, такие разбавители представляют собой углеводороды, имеющие от 3 до 12 атомов углерода, и, в частности, насыщенные углеводороды, такие как изобутан, бутан, пропан, изопентан, пентан, гексан, октан или их смеси. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, разбавитель представляет собой углеводородную смесь. Для получения углеводородных смесей из сырья требуется меньшее разделение компонентов сырья, чем при получении специального углеводорода, и, соответственно, углеводородные смеси экономически более привлекательны в качестве разбавителя, так как показывают такие же разбавляющие свойства, что и специальные углеводороды. Однако у углеводородных смесей может быть некоторый разброс точек кипения.
При проведении сополимеризации этилена с сомономером, точка кипения которого близка к точке кипения разбавителя или находится в пределах диапазона точек кипения разбавителя, отделение сомономера от разбавителя путем испарения или перегонки невозможно с экономической точки зрения. При использовании смеси компонентов в качестве разбавителя это может даже означать, необходимость разделения разбавителя на компоненты с более высокой точкой кипения и компоненты с более низкой точкой кипения. Соответственно, способ, в соответствии с настоящим изобретением, особенно пригоден, когда точки кипения разбавителя и одного из сомономеров близки друг к другу или совпадают, потому что способ позволяет повторно подавать разбавитель в реактор полимеризации, в котором осуществляется гомополимеризация этилена, без отделения сомономера от разбавителя.
Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения разница между точкой кипения при нормальных условиях одного из сомономеров, поданных в каскад реакторов, и точкой кипения при нормальных условиях разбавителя или, если разбавитель представляет собой смесь компонентов, разница между точкой кипения при нормальных условиях одного из сомономеров, поданных в каскад реакторов, и начальной точкой кипения при нормальных условиях или конечной точкой кипения при нормальных условиях разбавителя составляет не более 15 °C, предпочтительно не более чем на 10 °C, и, в частности, не более чем 6 °C, где точки кипения при нормальных условиях определяется как точки кипения при 1013,25 гПа
Способ в соответствии с настоящим изобретением можно осуществлять с использованием всех известных в промышленности способов суспензионной полимеризации при температуре, составляющей от 40 до 150 °C, предпочтительно от 50 до 130 °C, особенно предпочтительно от 60 до 90 °C, и при давлении, составляющем от 0,1 до 20 МПа и особенно предпочтительно от 0,3 до 5 МПа. Способы данного типа, как правило, известны специалистам в отрасли техники, к которой относится данное изобретение.
Способ, в соответствии с настоящим изобретением, осуществляют в каскаде реакторов, состоящем, по меньшей мере, из двух соединенных последовательно реакторов полимеризации. Каскад реакторов состоит из первого реактора полимеризации и одного или нескольких последующих реакторов полимеризации. Данные реакторы не ограничиваются какой-либо конкретной конструкцией, однако предпочтительным является использование петлевых реакторов или реакторов с мешалкой. Представляется возможным осуществление способа в соответствии с настоящим изобретением в каскаде из двух реакторов: первом реакторе полимеризации и втором реакторе полимеризации, как последующем реакторе. Однако также возможно расположение двух или более последующих реакторов полимеризации вниз по потоку от первого реактора полимеризации. Предпочтительной является установка в каждом из реакторов полимеризации разных режимов полимеризации. Каскад реакторов может также содержать один или несколько дополнительных реакторов полимеризации, например, реакторы полимеризации вверх по потоку от первого реактора полимеризации.
В предпочтительном варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, гомополимер этилена получают в первом реакторе полимеризации, а сополимер этилена получают в последующем реакторе полимеризации. Для получения гомополимера этилена в первом реакторе полимеризации, в первый реактор полимеризации не подают сомономер ни напрямую, ни в качестве компонента сырьевого потока или возвратного потока, который вводят в первый реактор полимеризации каскада реакторов. Если каскад реакторов содержит один или несколько реакторов предварительной полимеризации, то предварительную полимеризацию предпочтительно проводят без добавления сомономеров.
Реакторы полимеризации для способа по настоящему изобретению предпочтительно представляют собой отдельные реакторы. Однако возможно, особенно для первого реактора полимеризации, иметь два или несколько реакторов, расположенных параллельно или последовательно, для работы в идентичных режимах или по существу в идентичных режимах и функционировать в качестве первого реактора полимеризации для способа по настоящему изобретению.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, мультимодальный сополимер этилена получают в каскаде из первого реактора и одного последующего реактора полимеризации, при этом полиэтилен, полученный в первом реакторе полимеризации, представляет собой гомополимер этилена, предпочтительно гомополимер этилена с низкой молекулярной массой, а полиэтилен, полученный в последующем реакторе полимеризации, представляет собой сополимер этилена, предпочтительно сополимер с высокой молекулярной массой. Полученные таким образом мультимодальные сополимеры этилена предпочтительно содержат от 35 до 65 мас.% гомополимера этилена, полученного в первом реакторе полимеризации, и от 35 до 65 мас.% сополимера этилена, полученного в последующем реакторе полимеризации.
В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, мультимодальный сополимер этилена получают в каскаде из трех реакторов полимеризации, т. е. в первом реакторе полимеризации и двух последующих реакторах полимеризации, в которых полиэтилен, полученный в первом реакторе полимеризации, представляет собой гомополимер этилена, предпочтительно гомополимер этилена с низкой молекулярной массой, полиэтилен, полученный в одном из последующих реакторов полимеризации представляет собой сополимер этилена, предпочтительно сополимер с высокой молекулярной массой, а полиэтилен, полученный в другом последующем реакторе полимеризации, представляет собой сополимер этилена с более высокой молекулярной массой, предпочтительно сополимер со сверхвысокой молекулярной массой. Полученные таким образом мультимодальные сополимеры этилена предпочтительно содержат: от 30 до 60 мас. %, более предпочтительно от 45 до 55 мас. % гомополимера этилена, полученного в первом реакторе полимеризации; от 30 до 65 мас. %, более предпочтительно от 20 до 40 мас. % сополимера этилена, полученного в одном последующем реакторе полимеризации; и от 1 до 30 мас. %, более предпочтительно от 15 до 30 мас. % сополимера этилена с более высокой молекулярной массой, полученного в другом последующем реакторе полимеризации.
В указанном способе суспензия из частиц мультимодального сополимера этилена, образованная в каскаде реакторов, переносится в сепаратор, в котором частицы мультимодального сополимера этилена отделяются от суспензионной среды. Это разделение на частицы мультимодального сополимера этилена и рекуперированную суспензионную среду можно осуществлять во всех подходящих устройствах разделения, например, центрифугах, декантерах, фильтрах или их комбинации. Предпочтительно сепаратор представляет собой центрифугу. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения суспензия, отобранная из каскада реакторов, сначала переносится в питающую емкость сепаратора и перемещается из питающей емкости сепаратора в сепаратор.
Обычно рекуперированная суспензионная среда сдержит более чем 80 мас. % разбавителя. Другими компонентами рекуперированной суспензионной среды являются этилен, сомономеры, алюминий алкилы, водород и растворенные продукты реакции, в частности, олигомеры и твердые углеводороды.
Предпочтительно, большая часть рекуперированной суспензионной среды повторно подается в каскад реакторов. Предпочтительно, все реакторы полимеризации каскада реакторов обеспечиваются повторно поданным частями рекуперированной суспензионной среды. Предпочтительно в каскад реакторов повторно подается от 90 до 99,99 мас. %, более предпочтительно от 95 до 99,5 мас. % и, в частности, от 98 до 99 мас. % рекуперированной суспензионной среды. Части рекуперированной суспензионной среды, которые повторно не подаются в каскад реакторов, содержат, например, осадок от непрерывной промывки насосов, отходящий газ, сбрасываемый для удаления газообразных примесей из сырьевых потоков или газообразных побочных продуктов реакции полимеризации или растворенных продуктов реакции, таких как твердые углеводороды, которые намеренно удаляются из рекуперированной суспензионной среды.
Рекуперированную суспензионную среду, предпочтительно, сначала подают в сборную емкость суспензионной среды для повторной подачи в реакторы полимеризации каскада реакторов, а рекуперированная суспензионная среда отбирается из сборной емкости суспензионной среды.
Частицы мультимодального сополимера этилена, полученные в сепараторе, обычно еще влажные и, предпочтительно, имеют содержание суспензионной среды, составляющее от 15 до 40 мас. %, более предпочтительно, составляющее от 20 до 35 мас.%. Частицы отделенного мультимодального сополимера этилена соответственно подают в секцию двухстадийной сушки, в которой остаточная суспензионная среда отделяется от частиц мультимодального сополимера этилена горячим азотом в замкнутых контурах. Высушенные частицы мультимодального сополимера этилена, предпочтительно пневматически, транспортируют в секцию экструзии, в которую добавляют подходящие количества присадок, смесь расплавляют, гомогенизируют и гранулируют. Предпочтительно большую часть компонентов суспензионной среды, которые отделяют от частиц мультимодального сополимера этилена в процессе сушки, собирают и повторно подают в каскад реакторов.
В способе, в соответствии с настоящим изобретением, часть рекуперированной суспензионной среды очищают в секции очистки для получения очищенных компонентов рекуперированной суспензионной среды. В контексте настоящего изобретения, очистка означает, что композицию разделяют на одну или несколько отдельных композиций или из композиции удаляют один или несколько компонентов композиции, и таким образом получают очищенную композицию, лишенную удаляемого компонента (ов) или, по меньшей мере, существенно им обедненную. Однако очистка может зайти так далеко, что выделяют отдельные компоненты композиции. Такой процесс очистки может, например, включать удаление компонентов рекуперированной суспензионной среды, которые имеют значительно более низкую точку кипения, чем разбавитель из рекуперированной суспензионной среды и/или удаление компонентов суспензионной среды, которые имеют значительно более высокую точку кипения, чем разбавитель, например, олигомеры или твердые углеводороды из рекуперированной суспензионной среды. Количество рекуперированной суспензионной среды, которая проходит секцию очистки, предпочтительно составляет от 1 до 90 мас. %, более предпочтительно от 5 до 80 мас.% от рекуперированной суспензионной среды повторно поданной в каскад реакторов. В предпочтительном варианте осуществления процесса очистки, рекуперированная суспензионная среда разделяется на два или более компонентов, которые повторно подаются в каскад реакторов по отдельным рециркуляционным трубопроводам. После разделения каждый из отдельных рециркуляционных трубопроводов может включать дополнительные стадии очистки. Компоненты рекуперированной суспензионной среды, которые могут подаваться обратно в каскад реакторов по отдельным рециркуляционным трубопроводам, могут представлять собой, помимо разбавителя, этилен и сомономеры. Очищенные компоненты рекуперированной суспензионной среды могут подаваться в любой из реакторов каскада реакторов.
Предпочтительно, способ получения очищенных компонентов рекуперированной суспензионной среды включает стадию испарения части рекуперированной суспензионной среды, а затем повторную конденсацию испаренной части суспензионной среды. Обычно испаренная часть рекуперированной суспензионной среды содержит этилен, водород и те сомономеры, которые имеют более низкую или схожую точку кипения, чем используемый разбавитель, и части разбавителя. Это означает, что, например, при использовании н-гексана или смеси изомеров гексана в качестве разбавителя, и при использовании 1-бутена в качестве сомономера, большая часть 1-бутена, содержащегося в рекуперированной суспензионной среде, образует часть испарившейся части суспензионной среды. Предпочтительно, большую часть испаренной части рекуперированной суспензионной среды повторно подают в один или несколько реакторов полимеризации по отдельным рециркуляционным трубопроводам, наиболее предпочтительно после прохождения одной или нескольких дополнительных стадий очистки.
В особенно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, способ получения очищенных компонентов рекуперированной суспензионной среды включает стадию перегонки. Предпочтительно, чтобы компонент с более низкой точкой кипения, полученный при перегонке, включал этилен, водород и те сомономеры, которые имеют более низкую или схожую точку кипения, чем используемый разбавитель и части разбавителя. Это означает, что при использовании, например, н-гексана или смеси изомеров гексана в качестве разбавителя, и при использовании 1-бутена в качестве сомономера, большая часть 1-бутена, содержащегося в рекуперированной суспензионной среде, образует часть компонента с более низкой точкой кипения, полученного при перегонке. Предпочтительно, что полученная при перегонке большая часть компонента с более низкой точкой кипения повторно подается в один или несколько реакторов полимеризации по отдельным рециркуляционным трубопроводам и наиболее предпочтительно после прохождения одной или нескольких дополнительных стадий очистки.
Предпочтительно, что полученный при перегонке компонент с более высокой точкой кипения включает большую часть разбавителя и тех сомономеров, которые имеют точку кипения, схожую с точкой кипения используемого разбавителя или превышающую ее. Предпочтительно, что полученная при перегонке большая часть компонента с более высокой точкой кипения повторно подается в один или несколько реакторов полимеризации, наиболее предпочтительно после прохождения одной или нескольких дополнительных стадий очистки.
Предпочтительно, процесс получения очищенных компонентов рекуперированной суспензионной среды в секции очистки включает стадию извлечения твердых углеводородов. Твердые углеводороды, отобранные из процесса полимеризации могут сжигаться для получения тепловой энергии или могут продаваться как побочный продукт процесса полимеризации.
Процесс получения очищенных компонентов рекуперированной суспензионной среды может дополнительно включать дополнительные стадии очистки, например, очистку адсорбцией, очистку абсорбцией или мембранную очистку.
В способе, в соответствии с настоящим изобретением, по меньшей мере, некоторые или часть очищенных компонентов рекуперированной суспензионной среды повторно подают в первый реактор полимеризации каскада реакторов. Компоненты рекуперированной суспензионной среды, которые предпочтительно подают в первый реактор полимеризации каскада реакторов, представляют собой разбавитель и этилен. Эти компоненты предпочтительно повторно подают по отдельным рециркуляционным трубопроводам.
Предпочтительно от 5 до 70 мас. % рекуперированной суспензионной среды повторно подают в качестве очищенных компонентов рекуперированной суспензионной среды в первый реактор полимеризации каскада реакторов, более предпочтительно от 10 до 60 мас. % и, в частности, от 15 до 50 мас. % рекуперированной суспензионной среды повторно подают в первый реактор полимеризации каскада реакторов.
В соответствии со способом по настоящему изобретению очищенные компоненты рекуперированной суспензионной среды, повторно поданной в первый реактор полимеризации, которые содержат разбавитель, подвергаются каталитической гидрогенизации перед подачей в первый реактор полимеризации. Каталитическая гидрогенизация представляет собой химическую реакцию, в которой ненасыщенное химическое соединение вступает в реакцию с водородом в присутствии катализатора гидрирования. Ненасыщенные химические соединения, которые могут содержаться в суспензионной среде, подлежащей повторной подаче в первый реактор полимеризации, могут представлять собой различные химические соединения, которые вводятся в каскад реакторов в виде примесей потоков сырья или которые образовались в побочных реакциях процесса полимеризации. Однако основные части ненасыщенных химических соединений, которые гидрогенизируются в соответствии с настоящим изобретением, представляют собой оставшийся этилен и, преимущественно, сомономер или сомономеры.
Каталитическая гидрогенизация может осуществляться в жидкой фазе или в газовой фазе и предпочтительно осуществляется в жидкой фазе.
В качестве катализаторов гидрирования могут использоваться обычные для гидрогенизации катализаторы, например катализаторы на основе платины, палладия, родия или переходных металлов, в частности, молибдена, вольфрама, хрома или железа, кобальта, меди и никеля, которые могут использоваться по отдельности или в смеси, обычно на носителях, таких как активированный уголь, керамика и т. д. Гидрогенизация обычно проводится при температуре, составляющей от 50 до 300 °C, предпочтительно от 100 до 250 °C.
Примерами катализаторов гидрирования для гидрогенизации в газовой фазе являются композиции на основе платины или палладия, особенно предпочтительными являются платина или палладий на окиси алюминия. Примерами катализаторов гидрирования для способа гидрогенизации в жидкой фазе являются: катализаторы на основе кобальта или никеля, активированные триалкилалюминием, в частности, кобальт (ацетилацетонат) или никель (октаноат); родиевые катализаторы, в частности, катализатор Уилкинсона (Rh(PPh3)3Cl); рутениевые катализаторы, в частности, Ru(H)CI(PPh3)3. Кроме того, гетерогенные катализаторы на основе платины, оксида платины или палладия можно использовать в виде суспензии в реакционной среде. Катализаторы гидрирования, которые можно использовать для способов 1) и 2), описаны в работе "Catalytic Hydrogenation" (R.L. Augustine, publisher Dekker, New York, 1965) и в работе "Advanced Organic Chemistry", 4 th Edition, p. 771- 780 (J. March, publisher Wiley, New York, 1992).
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, часть рекуперированной суспензионной среды повторно подается напрямую в последующий реактор полимеризации. Предпочтительно, чтобы все последующие реакторы полимеризации каскада реакторов предусматривали прямую повторную подачу частей рекуперированной суспензионной среды. Это означает, что, предпочтительно, части рекуперированной суспензионной среды повторно подаются во второй и, необязательно, в дополнительные последующие реакторы полимеризации, все еще содержащие, помимо разбавителя, непрореагировавший этилен и сомономеры, сокатализаторы или раскислители, например, алкилы алюминия, растворенные вспомогательные вещества, например, водород или растворенные продукты продукты реакции полимеризации, такие как олигомеры или твердые углеводороды. Прямая повторная подача отделенной суспензионной среды экономит затраты по обработке материалов и позволяет повторно использовать содержащийся сокатализатор и сомономер или сомономеры, тем самым снижая общие эксплуатационные расходы. Предпочтительно, чтобы от 10 до 99 мас. % и более предпочтительно от 20 до 95 мас.% рекуперированной суспензионной среды повторно подавалось напрямую в каскад реакторов.
Предпочтительно, чтобы первичный разбавитель, который вводится в каскад реакторов для восполнения потерь разбавителя, не подавался напрямую в один из реакторов полимеризации, но подавался как компонент в секцию очистки или добавлялся к части рекуперированной суспензионной среды, которая переносится в секцию очистки.
Способ, в соответствии с настоящим изобретением, позволяет получать мультимодальные сополимеры этилена, имеющие хорошее сочетание свойств продукта и технологичности, в каскаде реакторов при экономически выгодных режимах, поскольку рекуперированная суспензионная среда, повторно поданная впервый реактор полимеризации каскада реакторов не содержит сомономеров, и поэтому существует возможность получения гомополимера этилена в первом реакторе полимеризации и, тем не менее, использовать повторно поданные компоненты суспензионной среды для образования основных частей суспензионной среды в первом реакторе полимеризации.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, суспензия из частиц полиэтилена, отобранная из первого реактора полимеризации каскада реакторов, подается в сепаратор, в котором часть суспензионной среды отделяется от суспензии и повторно подается в первый реактор полимеризации каскада реакторов, а сконцентрированная суспензия частиц полиэтилена переносится в следующий реактор полимеризации каскада реакторов. Подходящие сепараторы для отделения части суспензионной среды от суспензии, отобранной из первого реактора полимеризации, могут представлять собой центрифуги, фильтры, циклоны, концентраторы (загустители) или их комбинации. В результате повторной подачи части суспензионной среды из суспензии, отобранной из первого реактора полимеризации, напрямую обратно в первый реактор полимеризации, количество гидрогенизированных компонентов рекуперированной суспензионной среды, которое необходимо для замены суспензии, отобранной из первого реактора полимеризации, уменьшается и, соответственно, сокращаются эксплуатационные расходы на такой процесс.
В другом предпочтительном варианте настоящего изобретения, каскад реакторов включает, по меньшей мере, три реактора полимеризации, причем через сепаратор проходит не только суспензия, перенесенная из первогореактора полимеризации во второй реактор полимеризации, но также проходит через сепаратор и суспензия, перенесенная из второго реактора полимеризации в третий реактор полимеризации. В результате повторной подачи части суспензионной среды из суспензии, отобранной из второго реактора полимеризации, напрямую обратно во второй реактор полимеризации, количество суспензионной среды, перенесенной из второго в третий реактор полимеризации минимизируется и соответственно сводится к минимуму количество перенесенного сомономера из второго в третийреактор полимеризации. Такой подход предпочтителен для использования различных сомономеров во втором и третьем реакторах полимеризации или для использования смесей сомономеров разной композиции во втором и третьем реакторах полимеризации. Примером такого подхода может служить, прежде всего, использование 1-бутена в качестве сомономера во втором реакторе полимеризации и использование прежде всего 1-гексена в качестве сомономера в третьем реакторе полимеризации, или наоборот.
На Рисунке 1 представлено схематическое изображение установки для получения мультимодальных сополимеров этилена в соответствии со способом по настоящему изобретению, в котором полимеризация осуществляется в каскаде из трех реакторов.
Для полимеризации олефинов в суспензии в первом реакторе полимеризации (1), повторно подаваемые очищенные компоненты рекуперированной суспензионной среды подают в реактор (1) по питающему трубопроводу (2). Другие компоненты реакционной смеси, например, катализатор, этилен, возможные сомономеры и вспомогательные вещества для полимеризации, подают в реактор по одному или нескольким питающим трубопроводам (3). В результате реакции полимеризации в реакторе (1) образуется суспензия из твердых частиц полиэтилена в суспензионной среде. Данная суспензия подается по трубопроводу (4) в сепаратор (5), в котором суспензия, образованная в реакторе (1), разделяется на концентрированную суспензию, которая передается по трубопроводу (6) во второй реактор полимеризации (7), и жидкую суспензионную среду, которую повторно подают в первый реактор полимеризации (1) по трубопроводу (8).
В реакторе полимеризации (7) осуществляется дальнейшая полимеризация. Повторно подаваемая рекуперированная суспензионная среда напрямую подается в реактор (7) по трубопроводам (21), (22) и (24), а повторно подаваемые очищенные компоненты рекуперированной суспензионной среды могут подаваться в реактор (7) по трубопроводам (41) и (24). Первичный этилен, сомономер или другие компоненты реакционной смеси могут подаваться в реактор (7) по одной или нескольким питающим трубопроводам (9). Затем суспензию из реактора (7) подают по трубопроводу (10) в третий реактор (11) полимеризации, в котором осуществляется дополнительная полимеризация. Повторно подаваемая рекуперированная суспензионная среда напрямую подается в реактор (11) по трубопроводам (21) и (23), а повторно подаваемые очищенные компоненты рекуперированной суспензионной среды могут подаваться в реактор (11) по трубопроводам (41) и (22). Один или несколько питающих трубопроводов (12) позволяют дополнительно подавать этилен, сомономер или дополнительные компоненты реакционной смеси в реактор (11).
Суспензия из твердых частиц мультимодального сополимера этилена, образованная в реакторе (11), непрерывно переносится по трубопроводу (13) в питающую емкость сепаратора (14). Затем суспензия подается по трубопроводу (15) в центрифугу (16), где суспензия разделяется на твердые частицы мультимодального сополимера этилена и рекуперированную жидкую суспензионную среду. Выделенные частицы мультимодального сополимера этилена направляются по трубопроводу (17) в сушилку (не показана), а затем в установку для гранулирования (не показана).
Рекуперированная суспензионная среда переносится по трубопроводу (18) в сборную емкость (19) суспензионной среды. Оттуда рекуперированная суспензионная среда может повторно передаваться насосом (20) по трубопроводам (21) и (22) и трубопроводам (23) и (24) в реактор полимеризации (7) и/ или реактор полимеризации (11).
Часть рекуперированной суспензионной среды отводится по трубопроводу (21) и переносится по трубопроводу (25) в секцию очистки, содержащую испаритель (26), колонну (34) перегонки и установку адсорбции (37). Рекуперированная суспензионная среда, отведенная по трубопроводу (21), направляется в испаритель (26). Фракции рекуперированной суспензионной среды с более высокой точкой кипения отбираются из нижней части испарителя (26) по трубопроводу (27) и переносятся в емкость (28) для отделения твердых углеводородов. Жидкие твердые углеводороды отбираются из нижней части емкости (28) для отделения твердых углеводородов по трубопроводу (29) и переносятся в установку для сжигания (не показана), напр., для производства пара или в установку для застывания (не показана) для последующей продажи. Газообразная фракция отбирается из верхней части емкости (28) для отделения твердых углеводородов по трубопроводу (30), проходит через теплообменник (31) для конденсации и направляется по трубопроводу (25) обратно в испаритель (26).
Фракции рекуперированной суспензионной среды, испаренной в испарителе (26), отбираются из верхней части испарителя (26) по трубопроводу (32), проходят через теплообменник (33) для конденсации и переносятся в колонну ( 34) перегонки. Компоненты с низкой точкой кипения отбираются из верхней части колонны (34) перегонки по трубопроводу (35). В случае проведения полимеризации в реакторах (1), (7) и (11) с 1-бутеном в качестве сомономера, 1-бутен отбирается по трубопроводу (35) и переносится в установку для рекуперации 1-бутена (не показана) для очистки 1-бутена и повторной подачи 1-бутена в один или несколько реакторов полимеризации каскада реакторов.
Кубовый поток колонны (34) перегонки переносится по трубопроводу (36) в установку адсорбции (37) для удаления полярных примесей. После прохождения установки адсорбции (37) часть кубового потока, подлежащая повторной подаче в реакторы полимеризации (7) и (11), переносится по трубопроводу (38) в емкость (39) для сбора кубового потока. Оттуда кубовый поток повторно подают насосом (40) по трубопроводу (41) и трубопроводам (23) и (24) в реактор полимеризации (7) и/или реактор полимеризации (11).
Часть кубового потока, подлежащая повторной подаче в первый реактор полимеризации (1), переносится, после прохождения установки адсорбции (37), по трубопроводу (42) в установку (43) каталитической гидрогенизации. Гидрогенизированный кубовый поток переносится по трубопроводу (44) в емкость (45) для сбора гидрогенизированного кубового потока. Оттуда гидрогенизированный кубовый поток повторно подается насосом (46) по трубопроводу (2) в первый реактор (1) полимеризации.
Для восполнения потерь разбавителя, например, при выгрузке разбавителя вместе с частицами мультимодального сополимера этилена и неполной рекуперации разбавителя в процессе сушки частиц мультимодального сополимера этилена, первичный разбавитель подается в секцию очистки по трубопроводу (47).
Дополнительно предлагается устройство для полимеризации олефиновых мономеров в суспензии в каскаде реакторов, содержащее:
- по меньшей мере, два последовательно соединенных реактора полимеризации, образующих каскад реакторов;
- сепаратор для разделения суспензии на полиолефиновые частицы и рекуперированную суспензионную среду;
- трубопроводы для переноса суспензии из полиолефиновых частиц в суспензионной среде из одного реактора полимеризации каскада реакторов в следующий реактор полимеризации каскада реакторов и из последнего реактора полимеризации каскада реакторов в сепаратор; и
- рециркуляционный трубопровод для повторной подачи частей рекуперированной суспензионной среды в первый реактор полимеризации каскада реакторов;
при этом рециркуляционный трубопровод для повторной подачи частей рекуперированной суспензионной среды в первый реактор полимеризации каскада реакторов оборудован установкой каталитической гидрогенизации.
Предпочтительно, трубопровод для переноса суспензии из частиц полиолефина из первого реактора полимеризации каскада реакторов в следующий реактор полимеризации каскада реакторов оборудуется сепаратором для отделения части суспензионной среды от суспензии, перенесенной из первого реактора полимеризации каскада реакторов в следующий реактор полимеризации каскада реакторов, а устройство дополнительно содержит рециркуляционный трубопровод для повторной подачи суспензионной среды, отделенной от суспензии в сепараторе, установленном между первым реактором полимеризации каскада реакторов и следующим реактором полимеризации каскада реакторов, в первый реактор полимеризации каскада реакторов.

Claims (25)

1. Способ получения мультимодального сополимера этилена в суспензии в каскаде реакторов, содержащем первый реактор полимеризации и один или несколько последующих реакторов полимеризации, включающий:
полимеризацию, в каскаде реакторов, этилена и одного или нескольких C3-C8-1-алкенов при температуре, составляющей от 60 до 90°C, и давлении, составляющем от 0,1 до 5 МПа, в присутствии катализатора полимеризации и образование суспензии из частиц мультимодального сополимера этилена в суспензионной среде, содержащей разбавитель;
перенос суспензии из частиц мультимодального сополимера этилена в сепаратор, в котором суспензия разделяется на частицы мультимодального сополимера этилена и рекуперированную суспензионную среду;
очистку части рекуперированной суспензионной среды в секции очистки для получения очищенных компонентов рекуперированной суспензионной среды и
повторную подачу по меньшей мере некоторых или части очищенных компонентов рекуперированной суспензионной среды в первый реактор полимеризации каскада реакторов,
в котором очищенные компоненты рекуперированной суспензионной среды повторно подаются в первый реактор полимеризации, который содержит разбавитель, подвергаются каталитической гидрогенизации перед подачей в первый реактор полимеризации.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество очищенных компонентов рекуперированной суспензионной среды, которые повторно подаются в первый реактор полимеризации, составляют от 5 до 70 мас.% от рекуперированной суспензионной среды.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что гомополимер этилена получают в первом реакторе полимеризации, а сополимер этилена получают в последующем реакторе полимеризации.
4. Способ по любому из пп. 1–3, отличающийся тем, что разница между точкой кипения при нормальных условиях одного из сомономеров, поданных в каскад реакторов, и точкой кипения при нормальных условиях разбавителя или, если разбавитель представляет собой смесь компонентов, то разница между точкой кипения при нормальных условиях одного из сомономеров, поданных в каскад реакторов, и начальной точкой кипения при нормальных условиях или конечной точкой кипения при нормальных условиях разбавителя составляет не более 15°C, а точки кипения при нормальных условиях определяются как точки кипения при 1013,25 гПа.
5. Способ по любому из пп. 1–4, отличающийся тем, что мультимодальный сополимер этилена представляет собой сополимер этилена и 1-гексена.
6. Способ по любому из пп. 1–4, отличающийся тем, что мультимодальный сополимер этилена содержит по меньшей мере два сомономера.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что мультимодальный сополимер этилена содержит, по меньшей мере, 1-гексен и 1-бутен в качестве сомономеров.
8. Способ по любому из пп. 1–7, отличающийся тем, что часть рекуперированной суспензионной среды повторно подается напрямую в последующий реактор полимеризации.
9. Способ по любому из пп. 1–8, отличающийся тем, что способ получения очищенной части рекуперированной суспензионной среды включает стадию перегонки части рекуперированной суспензионной среды, а затем повторную конденсацию испаренной части суспензионной среды.
10. Способ по любому из пп. 1–9, отличающийся тем, что способ получения очищенной части рекуперированной суспензионной среды включает стадию перегонки.
11. Способ по любому из пп. 1–10, отличающийся тем, что способ получения очищенных компонентов рекуперированной суспензионной среды включает стадию депарафинизации.
12. Способ по любому из пп. 1–11, отличающийся тем, что суспензия из частиц полиэтилена, отобранная из первого реактора полимеризации каскада реакторов, подается в сепаратор, в котором часть суспензионной среды отделяется от суспензии и повторно подается в первый реактор полимеризации каскада реакторов, а сконцентрированная суспензия из частиц полиэтилена переносится в следующий реактор полимеризации каскада реакторов.
13. Способ по любому из пп. 1–12, отличающийся тем, что каскад реакторов содержит по меньшей мере три реактора полимеризации, а суспензия из частиц полиэтилена, отобранная из второго реактора полимеризации, подается в сепаратор, в котором часть суспензионной среды отделяется от суспензии и повторно подается во второй реактор полимеризации, а сконцентрированная суспензия из частиц полиэтилена переносится в третий реактор полимеризации.
14. Устройство для полимеризации олефиновых мономеров в суспензии в каскаде реакторов для получения мультимодального сополимера этилена способом по любому из пп. 1-13, содержащее:
- по меньшей мере два последовательно соединенных реактора полимеризации, образующих каскад реакторов;
- сепаратор для разделения суспензии на полиолефиновые частицы и рекуперированную суспензионную среду;
- трубопроводы для переноса суспензии из полиолефиновых частиц в суспензионной среде из одного реактора полимеризации каскада реакторов в следующий реактор полимеризации и из последнего реактора полимеризации каскада реакторов в сепаратор и
- рециркуляционный трубопровод для повторной подачи частей рекуперированной суспензионной среды в первый реактор полимеризации каскада реакторов;
при этом рециркуляционный трубопровод для повторной подачи частей рекуперированной суспензионной среды в первый реактор полимеризации каскада реакторов оборудован установкой каталитической гидрогенизации.
15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что трубопровод для переноса суспензии из частиц полиолефина из первого реактора полимеризации каскада реакторов в следующий реактор полимеризации каскада реакторов оборудуется сепаратором для отделения части суспензионной среды от суспензии, перенесенной из первого реактора полимеризации каскада реакторов в следующий реактор полимеризации каскада реакторов, и устройство дополнительно содержит рециркуляционный трубопровод для повторной подачи суспензионной среды, отделенной от суспензии в сепараторе, установленном между первым реактором полимеризации каскада реакторов и следующим реактором полимеризации каскада реакторов, в первый реактор полимеризации каскада реакторов.
RU2020141914A 2018-06-21 2019-06-19 Суспензионный способ получения сополимеров этилена в каскаде реакторов RU2761055C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18179141.9 2018-06-21
EP18179141 2018-06-21
PCT/EP2019/066121 WO2019243384A1 (en) 2018-06-21 2019-06-19 Suspension process for preparing ethylene copolymers in a reactor cascade

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2761055C1 true RU2761055C1 (ru) 2021-12-02

Family

ID=62845942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020141914A RU2761055C1 (ru) 2018-06-21 2019-06-19 Суспензионный способ получения сополимеров этилена в каскаде реакторов

Country Status (15)

Country Link
US (1) US11834531B2 (ru)
EP (1) EP3774930B1 (ru)
JP (1) JP6955834B2 (ru)
KR (1) KR102301457B1 (ru)
CN (1) CN112154159B (ru)
AU (1) AU2019291010B2 (ru)
BR (1) BR112020023655B1 (ru)
CA (1) CA3103179C (ru)
MX (1) MX2020012619A (ru)
MY (1) MY193607A (ru)
PT (1) PT3774930T (ru)
RU (1) RU2761055C1 (ru)
SG (1) SG11202011186PA (ru)
WO (1) WO2019243384A1 (ru)
ZA (1) ZA202008036B (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115210268B (zh) * 2020-03-24 2023-01-06 巴塞尔聚烯烃股份有限公司 制备乙烯聚合物的悬浮工艺，包括悬浮介质的后处理
WO2024056466A1 (en) * 2022-09-14 2024-03-21 Sabic Global Technologies B.V. Process for preparing ethylene copolymer

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0905151A1 (en) * 1997-09-27 1999-03-31 Fina Research S.A. Production of polyethylene having a broad molecular weight distribution
EP1041090A1 (en) * 1999-03-29 2000-10-04 Fina Research S.A. Production of polyethylene having a broad molecular weight distribution
EA005738B1 (ru) * 2000-02-21 2005-06-30 Бореалис Текнолоджи Ой Способ получения полиэтиленового покрытия на подложке
WO2013154907A2 (en) * 2012-04-13 2013-10-17 Chevron Phillips Chemical Company Lp Component separations in polymerization
RU2629120C2 (ru) * 2011-12-29 2017-08-24 Инеос Олефинс & Полимерз Ю-Эс-Эй, Э Дивижн Оф Инеос Ю-Эс-Эй Ллк Бимодальные полиэтиленовые смолы высокой плотности и композиции с улучшенными свойствами, а также способы их получения и применения

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61133204A (ja) * 1984-12-04 1986-06-20 Mitsui Petrochem Ind Ltd チ−グラ−型重合用溶媒の再生法
JPS61133203A (ja) * 1984-12-04 1986-06-20 Mitsui Petrochem Ind Ltd チ−グラ−型重合用溶媒の再生方法
US4851488A (en) * 1987-04-23 1989-07-25 Shell Oil Company Process for altering hydrogenated polymer compositions from high melt flow to low melt flow
JP2891720B2 (ja) * 1989-06-27 1999-05-17 三井化学株式会社 重合溶媒の精製方法
DE19742507A1 (de) 1997-09-26 1999-04-01 Hostalen Polyethylen Gmbh Polyolefin-Suspensionspolymerisation
BE1013235A4 (fr) * 2000-01-18 2001-11-06 Solvay Procede de fabrication d'une composition de polymeres d'olefines.
EP1825910A1 (en) * 2006-02-24 2007-08-29 Total Petrochemicals Research Feluy Method for transforming a loop reactor
CN103080147B (zh) 2010-08-31 2015-07-29 巴塞尔聚烯烃股份有限公司 利用改进的蜡沉积制备聚烯烃聚合物的方法
US8987390B2 (en) * 2012-12-18 2015-03-24 Chevron Phillips Chemical Company, Lp Chain transfer agent removal between polyolefin polymerization reactors
WO2018038796A1 (en) * 2016-08-23 2018-03-01 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Olefin polymerization processes

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0905151A1 (en) * 1997-09-27 1999-03-31 Fina Research S.A. Production of polyethylene having a broad molecular weight distribution
EP1041090A1 (en) * 1999-03-29 2000-10-04 Fina Research S.A. Production of polyethylene having a broad molecular weight distribution
EA005738B1 (ru) * 2000-02-21 2005-06-30 Бореалис Текнолоджи Ой Способ получения полиэтиленового покрытия на подложке
RU2629120C2 (ru) * 2011-12-29 2017-08-24 Инеос Олефинс & Полимерз Ю-Эс-Эй, Э Дивижн Оф Инеос Ю-Эс-Эй Ллк Бимодальные полиэтиленовые смолы высокой плотности и композиции с улучшенными свойствами, а также способы их получения и применения
WO2013154907A2 (en) * 2012-04-13 2013-10-17 Chevron Phillips Chemical Company Lp Component separations in polymerization

Also Published As

Publication number Publication date
MX2020012619A (es) 2021-01-29
MY193607A (en) 2022-10-20
EP3774930A1 (en) 2021-02-17
CA3103179A1 (en) 2019-12-26
WO2019243384A1 (en) 2019-12-26
JP6955834B2 (ja) 2021-10-27
BR112020023655A2 (pt) 2021-02-17
AU2019291010A1 (en) 2021-01-21
KR20210008879A (ko) 2021-01-25
CN112154159A (zh) 2020-12-29
US11834531B2 (en) 2023-12-05
CA3103179C (en) 2021-09-28
PT3774930T (pt) 2021-11-04
SG11202011186PA (en) 2020-12-30
AU2019291010B2 (en) 2021-10-21
JP2021520441A (ja) 2021-08-19
KR102301457B1 (ko) 2021-09-10
EP3774930B1 (en) 2021-10-20
BR112020023655B1 (pt) 2023-11-21
CN112154159B (zh) 2021-07-02
US20210198387A1 (en) 2021-07-01
ZA202008036B (en) 2022-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8822609B2 (en) Method for transforming a single reactor line
RU2761055C1 (ru) Суспензионный способ получения сополимеров этилена в каскаде реакторов
KR102381810B1 (ko) 현탁 매질의 워크업을 포함하는 에틸렌 중합체의 제조를 위한 현탁 방법
KR102567106B1 (ko) 중합체 입자의 건조를 포함하는 에틸렌 중합체의 제조를 위한 현탁 방법
RU2786358C1 (ru) Суспензионный способ получения полимеров этилена на основе переработки суспензионной среды
RU2787996C1 (ru) Суспензионный способ получения полимеров этилена на основе сушки полимерных частиц
EP4097149B1 (en) Suspension process for preparing ethylene polymers comprising workup of the suspension medium
RU2786436C1 (ru) Суспензионный способ получения этиленовых полимеров, включающий переработку суспензионной среды
WO2024056466A1 (en) Process for preparing ethylene copolymer