專利名稱：聚丙烯粉料后處理方法
技術領域：
本發(fā)明屬于石油化工領域。
背景技術：
本發(fā)明的內容是關于生產聚丙烯的工藝中，將離開聚合反應器之后的聚合物粉料中攜帶的烴類物質加以脫除，并使得聚丙烯粉料中殘留的催化劑失活的方法。
眾所周知，合成聚丙烯之后，離開聚合系統(tǒng)的聚丙烯粉料中攜帶有一定量的烴類，其中一部分是溶解于聚合物中的、一部分是游離的，聚丙烯粉料后處理的目的就是要將這些攜帶的烴類加以脫除，同時使得粉料中殘留的催化劑(包括Ti系催化劑及烷基鋁)失活。上述脫除烴類及將殘留的催化劑去活的過程一般稱為脫氣或脫揮(或者稱為干燥)和汽蒸(或者稱為去活)。現(xiàn)分述如下(1)先汽蒸、后干燥。日本專利特開昭58-216735所述的環(huán)管聚合工藝就是采用這一后處理方法。離開聚合反應器的聚合物粉料首先進入一臺汽蒸器的上部，與自下而上的水蒸氣逆流相接觸。聚合物中攜帶的烴類被水蒸氣置換出來，從汽蒸器的上部離開加以回收；聚合物在汽蒸器中接觸水蒸氣的同時，其殘留的催化劑被分解去活。帶有水份的聚合物從汽蒸器的底部離開，進入一臺流化床干燥器脫除水份。先汽蒸、后干燥方法的優(yōu)點是可以很方便的將離開汽蒸器的氣相中的烴類和水蒸氣加以分離，從而可以徹底的回收烴類物質。其缺點是流程比較長、能耗相對較高、在干燥過程中有少量廢水排出。此法雖然烴類的回收比較徹底，但是為了避免聚合系統(tǒng)中丙烷的積累，必須將回收的部分烴類送出聚合系統(tǒng)。
(2)先干燥、后汽蒸。日本專利特開昭58-157807，昭56-139520(三井油化)所述的聚合工藝就是采用這一后處理方法。離開聚合反應器的聚合物粉料首先進入一臺臥式的干燥器，干燥器的夾套、攪拌軸、攪拌葉片內部都可以通入水蒸氣進行加熱。在加熱和通入氮氣的雙重作用下，聚合物中攜帶的烴類被大部分置換出來。聚合物粉料再進入一臺汽蒸器，與含有水蒸氣的氮氣相接觸，聚合物中攜帶的烴類被進一步置換出來，殘留的催化劑被水蒸氣分解去活。離開干燥器的含有大量烴類的氮氣去火炬燒掉，離開汽蒸器的含有微量烴類的氮氣直接排放大氣。此法的優(yōu)點是流程比較簡短、能耗相對較低。其缺點是離開干燥器的烴類中含有大量的氮氣，回收比較困難，一般直接去火炬排放，增加了聚合單體的單耗。
(3)在脫氣倉中同時進行干燥、去活。日本專利昭59-230010(Amoco/Chisso)所述的聚合工藝就是采用這一后處理方法。離開聚合系統(tǒng)的聚合物粉料進入一臺立式的脫氣倉，脫氣倉不帶有攪拌，移動床操作。向脫氣倉通入氮氣和微量的水蒸氣。聚合物中的烴類被置換出來，殘留的催化劑被水蒸氣分解去活。此法的優(yōu)點是流程比較簡短、能耗相對較低。其缺點是離開脫氣倉的氣相中的烴類中含有大量的氮氣，回收比較困難。
上述先“先汽蒸、后干燥”的后處理方法，雖然可以避免在氮氣中回收烴類的這一困難的步驟，但是流程較長、能耗較高、產生廢水；而其它的2種工藝有一個共同點均沒有先將聚合物粉料中的烴類盡量脫除之后再與氮氣或氮氣及水蒸氣相接觸。由于與氮氣混合之后的烴類很難回收，不可避免的增加了聚合單體的單耗。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提出一個經(jīng)過改進的聚丙烯粉料后處理方法。即在聚丙烯粉料接觸氮氣之前，先盡可能多的回收烴類，然后再與氮氣或者氮氣和水蒸氣的混合物相接觸，進行深層的脫揮和去活。這樣既可以經(jīng)濟地回收粉料中攜帶的相當一部分的烴類、又可以減少深層脫揮時的氮氣消耗量，即使取消在大量的氮氣中回收烴類的這一困難而又不經(jīng)濟的步驟也不會造成明顯的損失，仍然可以保持較低的丙烯單耗。
本發(fā)明的主要內容為(1)脫氣離開聚合系統(tǒng)的聚合物粉料首先盡可能多的回收烴類。其方法有下列幾種——加熱、攪拌(機械攪拌或者流化床、氣流輸送)、延長粉料停留時間，以及這些方法的組合。本發(fā)明對于脫氣裝置具體的設備形式并沒有限制，可以為立式攪拌設備、臥式攪拌設備、槳葉干燥器、回轉干燥器；可以為流化床、氣流輸送、也可以為靜置容器。也沒有規(guī)定脫氣裝置的操作形式，即脫氣可以采用連續(xù)操作、也可以采用多臺脫氣器批量交替操作。在后一種批量交替操作的情況下，也可以采用靜置的容器作為脫氣器，進料后粉料在降低壓力下靜置一段時間使得大部分烴類得以回收。需要說明的是上述用循環(huán)的回收烴類作為吹掃介質的脫氣方式(包括流化一氣流輸送，或者非流化狀態(tài))，雖然并不能減少聚丙烯粉料孔隙間攜帶的丙烯氣，但是有利于脫除溶解在粉料中的丙烯。
其共同特點是將離開連續(xù)聚合系統(tǒng)、經(jīng)初步氣/固分離的聚丙烯粉料，在不通入氮氣(或者包括水蒸氣)介質的條件下，在機械攪拌或者在機械攪拌與加熱(包括設備回轉與加熱)的雙重作用下，或者用循環(huán)的回收烴類作為吹掃介質(包括流化、、氣流輸送，或者非流化狀態(tài))，或者在低壓下長時間靜置的條件下，。。。總之，是在不接觸氮氣的條件下先將聚合物粉料中的大部分烴類脫除出來。
(2)汽蒸、去活脫除烴類之后的聚合物再進入汽蒸器或者脫氣倉，加入氮氣和水蒸氣脫除其余的烴類并使殘留的催化劑去活。此汽蒸器可以是一臺帶有加熱和攪拌(或者流化)的設備，也可以是上述背景技術(3)中所述的脫氣倉，也可以是回轉干燥器。不管脫氣為批量操作還是連續(xù)操作，汽蒸、去活可以為批量操作也可以為連續(xù)操作。
本發(fā)明的主要特點為首先將離開聚合釜的聚合物在不接觸氮氣(或者氮氣加水蒸氣)的條件下，進行加熱和翻動，使得溶解、吸附在聚合物粉料中的烴類被脫除出來并加以回收；然后再與氮氣(或者氮氣加水蒸氣)相接觸，脫除殘余的烴類并將殘留催化劑去活。從而可以以方便、經(jīng)濟的方法回收聚合物粉料中攜帶的相當一部分烴類，減少汽蒸、去活時的氮氣消耗量，減少需要從氮氣和烴類的混合物中回收烴類的數(shù)量和能耗，即使取消從氮氣中回收微量的烴類的這一步驟，烴類的損失也很小。


附圖1為本發(fā)明所述的離開聚合釜的聚丙烯粉料后處理示意圖。11為脫氣器，12為攪拌軸，13為攪拌葉片。加熱蒸汽由104進入11的夾套，蒸汽凝液由105離開11的夾套。12和13的內部也可以通入加熱蒸汽、排出蒸汽凝液(圖上未表示)。攜帶有~2.5％(wt)烴類的聚丙烯粉料由101進入脫氣器11，脫氣器11的操作壓力接近于常壓，在加熱和攪拌雙重作用下被脫除的烴類(揮發(fā)份)由102離開脫氣器11，并加以回收。脫除烴類(揮發(fā)份)之后的聚丙烯粉料由104離開、進入汽蒸器14，15為攪拌軸，16為攪拌葉片。加熱蒸汽由109進入14的夾套，蒸汽凝液由110離開14的夾套。攜帶有~0.5％(wt)烴類的聚丙烯粉料由103進入汽蒸器14，氮氣及微量水蒸氣由106進入汽蒸器14。在加熱、攪拌和氮氣置換的作用下，聚丙烯中殘留的烴類被脫除，由107離開汽蒸器14。
附圖1上脫氣器11為臥式攪拌容器，但是也可以為立式攪拌容器、回轉干燥器，可以將脫除氣體經(jīng)風機加壓并且加熱后循環(huán)返回脫氣器11(流化或者非流化操作)，圖上未表示。
附圖1上汽蒸器14為臥式攪拌容器，但是也可以是立式的攪拌容器、回轉干燥器，或者是不帶機械攪拌的脫氣倉，圖上未表示。
附圖2為本發(fā)明所述的離開聚合釜的聚丙烯粉料后處理示意圖。脫氣器由21-1、21-2兩臺組成、交替批量操作。攜帶有~2.5％(wt)烴類的聚丙烯粉料先由201-1進入脫氣器21-1，被脫除的烴類由202-1離開脫氣器21-1，并加以回收。當脫氣器21-1達到一定料位之后，脫氣器21-1的201-1進料口關閉，聚丙烯粉料經(jīng)201-2轉向脫氣器21-2進料。在21-2中被脫除的烴類由202-2離開脫氣器21-2，并加以回收。當脫氣器21-1內的聚丙烯粉料達到一定料位并且粉料中攜帶的烴類大部分被脫除之后，將汽蒸器24處于負壓狀態(tài)，然后將脫氣器21-1中攜帶有~0.5％(wt)烴類的的聚丙烯粉料經(jīng)203-1放到汽蒸器24。經(jīng)206向汽蒸器24通入氮氣和水蒸氣，使得聚丙烯粉料中的揮發(fā)份降低到要求的范圍、殘留的催化劑被去活。最后將汽蒸器24內處理好的聚丙烯粉料經(jīng)208送至包裝。在汽蒸器24處理聚丙烯粉料的同時，脫氣器21-2重復上述脫氣器21-1的操作接受聚丙烯粉料并脫除、回收烴類(揮發(fā)份)。附圖2為2臺脫氣器對應1臺汽蒸器，也可以為2臺脫氣器對應2臺汽蒸器。脫氣器21-1、2若帶有機械攪拌及加熱夾套時脫氣的效果會更好，附圖上未表示。汽蒸器24若帶有機械攪拌及加熱夾套對于進一步脫除揮發(fā)份及去活的效果會更好，附圖上未表示。在脫氣器采用多臺交替批量操作的場合下，汽蒸器24采用連續(xù)操作的方式也是可以的。
具體實施例方式
實施例1如附圖1所示，離開聚合釜的聚合物經(jīng)氣/固分離后，進入脫氣器11的聚丙烯粉料為4000kg/hr，溫度為70℃，攜帶的烴類約為100kg/hr。脫氣器11為一臺雙軸攪拌的粉料加熱器，加熱面積為60平方米。12為攪拌軸，13為攪拌葉片。加熱蒸汽由104進入11的夾套，蒸汽凝液由105離開11的夾套。12和13的內部可以通入加熱蒸汽、排出蒸汽凝液(圖上未表示)。聚丙烯粉料在脫氣器11中被加熱到100℃，在加熱和攪拌雙重作用下，50％以上的烴類(揮發(fā)份)從粉料中逸出，由102離開脫氣器11，并加以回收。聚丙烯粉料由104離開脫氣器11進入汽蒸器14，汽蒸器為一臺用夾套蒸汽保溫的攪拌容器，操作溫度為100℃，操作壓力為0.01Mpag。進入汽蒸器14的聚丙烯粉料中攜帶的烴類約為20kg/hr。向汽蒸器中通入氮氣約60kg/hr，水蒸氣約0.2kg/hr。最終離開汽蒸器14的聚丙烯粉料中的揮發(fā)份約為0.04％wt。
實施例2如附圖2所示，離開聚合釜的聚合物經(jīng)氣/固分離后，流量為聚丙烯粉料4000kg/hr先進入脫氣器21-1，溫度為70℃，攜帶的烴類約為100kg/hr。脫氣器21-1為一臺帶有攪拌的12立方米容器，夾套加熱面積為22平方米。操作壓力為0.1~0.01Mpag，操作溫度為80℃，攪拌軸及攪拌葉片在附圖2上未表示，進入21-1夾套的加熱蒸汽和離開21-1夾套的蒸汽凝液在附圖2上也未表示。進入脫氣器21-1的聚丙烯粉料在加熱和攪拌雙重作用下，50％以上的烴類(揮發(fā)份)從粉料中逸出，由202-1離開脫氣器21-1，并加以回收。當202-1中的聚丙烯達到設定的料位之后，進料轉向202-2。202-2開始重復上述202-1的操作。202-1中脫除大部分烴類之后，將汽蒸器24抽為負壓，然后將202-1中的聚丙烯粉料由203-1放入汽蒸器24，汽蒸器24為一臺用夾套蒸汽保溫的攪拌容器，操作溫度約為80℃，操作壓力為-0.05~+0.01Mpag。進入汽蒸器24的聚丙烯粉料中攜帶的烴類約為20kg/hr。向汽蒸器中通入氮氣約60kg/hr，水蒸氣約0.2kg/hr。離開汽蒸器24的聚丙烯粉料中的揮發(fā)份約為0.04％wt。實施例2為連續(xù)聚合、2臺或者2臺以上的脫氣器循環(huán)進行受料、脫氣并回收烴類、放料的批量操作；然后在汽蒸器24進行抽負壓、受料、進入氮氣及氮氣與水蒸氣進行深層脫揮、去活、出料的批量操作。
權利要求
1.一種連續(xù)聚合生產的聚丙烯粉料的后處理方法。其特征在于在現(xiàn)有的聚丙烯后處理工藝“離開連續(xù)聚合系統(tǒng)的聚合物粉料經(jīng)初步的氣/固分離之后，即進入干燥器(或汽蒸器、或脫氣倉)在氮氣(或水蒸氣、或氮氣和水蒸氣)中進行脫氣和催化劑的去活”的流程基礎上，在離開連續(xù)聚合系統(tǒng)的聚合物粉料經(jīng)初步的氣/固分離之后、進入干燥器(或汽蒸器、或脫氣倉)接觸氮氣(或水蒸氣、或氮氣和水蒸氣)之前，增加一個脫氣裝置在不接觸氮氣、水蒸氣的條件下盡可能多的回收一部分烴類。其辦法有下列幾種加熱、攪拌粉料、用循環(huán)的回收烴類作為吹掃介質(包括流化、或者非流化狀態(tài))、延長停留時間，包括這些辦法的組合應用。其共同特點是在不通入氮氣(或者包括水蒸氣)介質的條件下。在機械攪拌或者在機械攪拌與加熱的雙重作用下(包括可以采用回轉干燥器)，或者用循環(huán)的回收烴類作為吹掃介質(包括流化、或者非流化狀態(tài))，或者在低壓下長時間靜置的條件下…，總之，是在不接觸氮氣(或水蒸氣、或氮氣和水蒸氣)的條件下先將聚合物粉料中的相當一部分烴類脫除出來。上述脫除相當一部分烴類之后的聚合物再進入傳統(tǒng)工藝所采用的干燥器、汽蒸器或者脫氣倉，加入氮氣和水蒸氣脫除其余的烴類、并使殘留的催化劑去活。
2.按照權利要求1.所述的方法，其特征在于連續(xù)聚合、批量脫氣。采用至少2臺脫氣器交替進行下列批量操作受料、脫氣及回收烴類、出料去汽蒸、去活。
全文摘要
聚丙烯粉料后處理方法，屬于石油化工領域。本發(fā)明的目的是提出一個經(jīng)過改進的聚丙烯粉料后處理方法，即離開連續(xù)聚合聚合釜的聚丙烯粉料經(jīng)初步的氣/固分離之后，在聚丙烯粉料接觸氮氣或水蒸氣之前增加一個脫氣的裝置(此脫氣裝置可以為連續(xù)操作、也可以為多臺批量操作)，先盡可能多的脫除并回收粉料中的烴類，然后再與氮氣或者氮氣和水蒸氣的混合物相接觸，進行深層的脫揮和去活。本發(fā)明可以經(jīng)濟地回收粉料中攜帶的相當一部分的烴類、減少深層脫揮時的氮氣消耗量、減少需要從氮氣和烴類的混合物中回收烴類的數(shù)量和能耗，即使取消了在氮氣中回收烴類的這一步驟也不會造成大量聚合單體的損失，仍然可以保持較低的聚合單體的單耗。
文檔編號C08F6/28GK1733810SQ20041005365
公開日2006年2月15日 申請日期2004年8月11日 優(yōu)先權日2004年8月11日
發(fā)明者高煦, 王繼龍 申請人:高煦