專利名稱：處理從烯烴聚合反應器中排出的聚烯烴的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及處理從烯烴聚合反應器中排出的聚烯烴，同時最大程度減少從反應器中轉移到烴吹掃倉(hydrocarbon purge bin)中的稀釋劑的量和最大程度提高從吹掃倉中回收稀釋劑的效率的一種方法。
在另一個方面，本發(fā)明還包括處理從吹掃倉中流出的吹掃排放料流的方法。
根據(jù)實際的實施方案，本發(fā)明的方法包括，在粗聚合物從聚合反應器中轉移的過程中，最大程度減少從烯烴聚合反應器下游的在中等壓力下操作的閃蒸器中轉移到烴吹掃倉中的氣態(tài)稀釋劑的過量。
在典型的所謂的“淤漿”烯烴聚合方法中，從在較高壓力(10-40巴)和溫度(一般在60-110℃之間)下操作的聚合反應器流出的粗聚合物材料經歷壓降或壓力釋放以及大部分的回收氣體通過在收集容器中的潷析或離心處理來分離。然而，該氣體中的一些，典型地10-20wt％沒有被分離和被轉移到在較低壓力下操作的所謂的吹掃倉中。這意味著來自聚合反應器中的大量氣態(tài)烴類必須在它們再循環(huán)到聚合反應器中之前-在一個費時和消耗能量的步驟中-被壓縮回到高壓。
另一方面，當從聚合反應器中排出時，該粗聚合物淤漿呈現(xiàn)含有大量稀釋劑、較少量未反應烯烴單體的物料形式并且它可含有少量的催化劑、助催化劑，其它烴類和取決于所使用的制造方法的任何其它物質(下面總稱為“污染物”)。在壓力釋放之后，粗聚合物樹脂在大約大氣壓力下被通入到上述吹掃倉中，其中氮氣用于將這些污染物吹掃出來。來自這一步驟中的吹掃排放料流含有氮氣，稀釋劑，烯烴單體，和其它為方法所特定的物質。
已知有不同的技術來分離吹掃排放料流的各成分并將它們再循環(huán)到聚合方法中。
在US 5,769,927中公開了以選擇性膜型氣體分離為基礎的分離該排出氣體的各成分的方法和裝置。
分離和再循環(huán)該排出氣體的各成分的另一個常用方法是在壓力下的冷凝。
雖然這些技術獲得了對于性能而言的可接受的結果，但是排出氣體的處理是繁重的和消耗能量的，部分地歸因于以下事實大量的排出氣體在低壓(接近大氣壓力)下同流換熱(recuperated)和主要成分象單體和稀釋劑必須在它們再循環(huán)到聚合反應器中之前被壓縮到高壓。
本發(fā)明的目的是提供一種最大程度地減少被再循環(huán)到聚合方法中的在低壓下存在的有用產物的量的方法。
因此，在本發(fā)明的第一方面提供了處理從烯烴聚合反應器中排出的聚烯烴的方法，它包括下面步驟序列從聚合反應器中排出包括聚烯烴和稀釋劑的淤漿；讓淤漿進行壓力釋放，以使稀釋劑被蒸發(fā)和形成聚烯烴/氣體混合物；將聚烯烴/氣體混合物排入到收集器中；控制在收集容器內的沉降聚烯烴的量；非連續(xù)地將收集容器中的聚烯烴/氣體混合物轉移到濃縮容器中；將濃縮容器泄料，要求該聚烯烴/氣體混合物轉移到烴吹掃倉中。
下面強調在本發(fā)明說明書中使用的下列術語的意義。
該術語“氣體”指氣體或蒸氣。
該術語“稀釋劑”指在正常情況(25℃，1巴)下的液體或氣態(tài)烴，優(yōu)選含C3-C8的不可聚合的飽和烴，在“淤漿”反應器中用作聚合物的載體。
該術語“淤漿”指聚合物顆粒在液體或氣體中的懸浮體。
該術語“吹掃倉”指被設計來將粗聚合物脫除在聚合物粒子中包含的氣體或液體的一種設備；它包括傳統(tǒng)的吹掃倉，干燥機或具有相當長的停留時間的任何其它合適設備。
根據(jù)本發(fā)明的方法，該收集容器，任選連續(xù)地，填裝來自聚合反應器出口的減壓聚烯烴/氣體混合物。
該聚烯烴/氣體混合物優(yōu)選在流向收集容器的反應器排出管道中被加熱，優(yōu)選在解壓縮后。聚烯烴/氣體混合物的溫度理想地被加熱到高于氣體混合物的結露點，最優(yōu)選比結露點高5-10。本發(fā)明的目的是在收集容器內獲得盡可能干燥的粉末物，既減少下游系統(tǒng)的脫氣負荷又改進在該容器內和從收集容器到濃縮容器中的粉末流動性。收集容器經過設計來避免在該容器內的聚合，冷凝和/或固體積聚的潛在性。進入收集容器的聚烯烴/氣體混合物入口優(yōu)選與容器壁相切和最優(yōu)選地還指向下與水平面構成5度和25度之間的角度，最優(yōu)選與水平面構成約10度的角度，以便優(yōu)化該收集容器的壁的清掃。該收集容器優(yōu)選是絕熱的并且進行跟蹤，既維持粉末溫度又避免在任何冷容器壁上的任何冷凝潛力。容器也進行設計，通過錐角、表面光潔度和出口噴嘴尺寸/構型的合適設計，在該容器的底部實現(xiàn)固體的均勻的截面流動。
在收集容器中的停留時間可以是在樹脂的脫氣需要和最大程度減少連續(xù)聚合的潛力的愿望之間的平衡。這一最適宜點將取決于樹脂特性(例如密度，無定形物含量，溫度)和烴類型和存在量。當使用己烷-1共聚用單體和異丁烷稀釋劑處理來自淤漿方法中的高密度聚乙烯時，在收集容器的圓錐形底部區(qū)域內優(yōu)選控制固體水平，理想地將收集容器中的最佳固體水平維持稍微高于為了完全地充滿單個下游濃縮容器所需要的固體體積，優(yōu)選比為了完全地充滿該單個濃縮容器所需要的固體體積不多出50％以上(最優(yōu)選不多出25％以上)。在這種情況下在收集容器內的固體停留時間典型地是在20和400秒之間，最優(yōu)選在40和200秒之間，理想地在約60到100秒之間。
在收集容器中的固體水平優(yōu)選使用連續(xù)核子儀器(continuousnuclear device)來測量，理想地補償在該容器中的氣體密度。一旦聚烯烴/氣體混合物在收集容器內達到預定水平，在濃縮容器內的進口閥被打開和收集在收集容器中的預定體積的聚烯烴/氣體混合物被轉移到濃縮容器中。當聚烯烴/氣體混合物的體積使得濃縮容器基本上完全地填滿時，即來自反應器中的最低量的排放氣被轉移到該濃縮容器中時，實現(xiàn)了本發(fā)明的全部益處?；旧希瑑H僅在聚合物粒子之間的空隙和在該粒子本身中的空腔填充氣體。理想地，濃縮容器的基本上整個體積被聚合物顆粒占據(jù)。優(yōu)選地，引導至較低壓力容器(如合適的平行濃縮容器或吹掃倉)的小排放管道(具有球閥(例如2.5cm直徑))可以在填充該濃縮容器時和最優(yōu)選在填充周期中的某一點(當流入濃縮容器中的固體開始減少或將減少時)被開通。在濃縮容器已經填充聚烯烴/氣體混合物之后，將濃縮容器的進口閥關閉和將濃縮容器的排出閥開通。將濃縮容器的內容物轉移到吹掃倉中而使容器清空。小流量的任選的較高壓力氣體(例如來自收集容器)可用來協(xié)助固體從濃縮容器轉移到吹掃倉中，然而這在設計得很好的系統(tǒng)中是不必要的。
理想地該系統(tǒng)被設計成快周期時間，使得濃縮容器能夠在幾秒或不足幾秒的時間就能夠充滿。任選地，一旦濃縮容器已經充滿，接下來需要打開收集容器另外5-20秒，以使固體完全地沉淀在濃縮容器中，和因此在沒有任何壓縮的情況下將同樣多的氣體排放回到較高壓力系統(tǒng)中。濃縮容器的入口閥和出口閥的次序優(yōu)選通過計時器來控制，然而它另外以系統(tǒng)狀態(tài)如液面和/或壓力指示的測量的初級(或附加)使用為基礎。
安全聯(lián)鎖優(yōu)選安裝在系統(tǒng)中以防止當排出閥開通時濃縮器入口閥也開通，反之亦然。這些閥門的狀態(tài)能夠進一步從在收集容器，濃縮容器和吹掃倉之間的壓力檢驗來證實。
當根據(jù)本發(fā)明操作時不是必要的，或甚至一般特別令人想望的，總是在該排出過程中維持在收集容器和濃縮容器之間的氣封。當希望在收集容器中維持氣封(例如用一定的固體料面)時的唯一時間是當使用環(huán)繞該濃縮容器進入吹掃倉中的任何任選的固體旁通管路時。這一旁通管路甚至對于有合適氣封的下游系統(tǒng)增大氣體滲漏，然而在本發(fā)明的范圍內的是需要考慮進入到吹掃倉中的附加固體流。
收集容器，濃縮容器和吹掃倉的整個組系優(yōu)選經過設計和安裝后允許在這些容器之間有可靠的重力作用的固體流動。在這種情況下這些容器不一定需要直接垂直地位于彼此之上，然而，這些連接管道的任何傾斜優(yōu)選依據(jù)引起該傾斜的重力流動，管內部構件和粉末特性(包括它的濕度)來設計。盡管優(yōu)選對于重力流動來設計，但這不是本發(fā)明的要求。可以認識到，完全有可能考慮在容器之間的固體的氣動轉移的可靠使用，而其它考慮如成本、布局等使得單個提升(elevation)的使用不太有吸引力。
本發(fā)明的方法能夠適用于任何聚合物制造方法。
本發(fā)明的方法特別可用于從選自含有2到18個碳原子的α-烯烴(下面稱作“烯烴”)，優(yōu)選含有2到8個碳原子的α-烯烴中的單體衍生的聚合物的制造。這些聚合物可以是均聚物，如高和低密度聚乙烯；聚丙烯；聚丁烯；聚(4-甲基-戊烯-1)；這些單體與至少一種不同共聚用單體的共聚物，該共聚用單體選自含有2-18個碳原子，優(yōu)選2-8個碳原子的單烯烴，和含有4-18個碳原子的二烯烴。本領域中公知的這些共聚物的實例是具有超過50％摩爾比的乙烯與丁烯、己烯和/或辛烯的共聚物，以及具有超過50％摩爾比的丙烯與乙烯和/或丁烯的無規(guī)和嵌段共聚物。本發(fā)明的方法特別適合于乙烯和丙烯的均聚物和共聚物的制造，和更特別適合于高密度聚乙烯的制造。
本發(fā)明的方法特別可用于上述聚合物的制造中，其中異丁烷，戊烷，丙烷或己烷用作漿液反應器中的液體稀釋劑。對于高密度聚乙烯的制造，己烷和異丁烷是優(yōu)選的液體稀釋劑。
本發(fā)明的方法的相當大的優(yōu)點在于以下事實不是直接從聚合反應器中-分別地直接從收集容器中-將聚烯烴/氣體混合物與來自聚合反應器的較大量氣體一起轉移到吹掃倉中，而是在聚合反應器(分別在收集容器)與吹掃倉之間使用濃縮容器。從聚合反應器轉移到吹掃倉中的氣體的量因此最小化。通常，聚合反應器處于高壓(10-40巴)，而吹掃倉處于與大氣壓力接近的壓力下。較少的排出氣體從收集容器中抽出，該較少氣體必須再循環(huán)和增壓到在聚合反應器中所需的較高壓力。如上所述的濃縮容器的使用允許減少被轉移到低壓側即吹掃倉的氣體量。例如，當異丁烷用作聚合的稀釋劑時和當造本發(fā)明方法的第二步驟中的壓力降至約5-11bara，典型地10bara時，轉移到吹掃倉中的氣體量減少至約2-5wt％，典型地2.5wt％，其中wt％是在轉移氣流的總質量中的氣體的百分質量。因此該壓縮機能夠具有較小尺寸，它們因此不需花費太大去購買和操作。此外，因此必須再循環(huán)的未反應單體和溶劑的量是較小的，下游再循環(huán)設備可以是較小的和消耗較低能量的。
根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施方案，不是使用一個濃縮容器，將兩個或多個濃縮容器平行操作。對于本說明書的目的，這些濃縮容器分別命名為“第一濃縮容器”和“平行濃縮容器”或“第二濃縮容器”。
因此，在該周期的第一部分中，第一濃縮容器填充聚烯烴/氣體混合物和將第一濃縮容器的進口閥關閉。在第一濃縮器容器的內容物轉移到吹掃倉中使容器清空之前，連接兩個濃縮容器的壓力補償閥門被開通。在第一濃縮容器中所含的氣體被轉移到平行濃縮容器中，直到在兩個濃縮容器中的壓力是大約相同的為止。在濃縮容器之間的壓力補償閥門然后關閉，第一濃縮容器的內容物轉移到吹掃倉中使容器清空。在第一濃縮容器內的壓力降到在吹掃倉內的壓力，而在平行濃縮容器中的壓力高于在吹掃倉中的壓力但低于在收集容器中的壓力，即比后者低約30-50％。
在該周期的第二部分中，平行濃縮容器用來自收集容器的聚烯烴/氣體混合物填充，在兩個濃縮容器之間的壓力通過開通連通這兩個濃縮容器的壓力補償閥門來平衡。平行濃縮容器的內容物最后轉移到吹掃倉中使容器清空。
并行使用兩個或多個濃縮容器的方法會減少從聚合反應器中-分別地從收集容器中-更進一步轉移到低壓側即轉移到吹掃倉的氣體的量。例如，當異丁烷用作聚合的稀釋劑時和當在步驟(b)中的壓力降到約5-11bara，典型地10bara時，轉移到吹掃倉中的氣體的量減少至約0.75-1.75wt％，典型地1wt％。這些數(shù)字取決于聚合物的體積密度和氣體的密度和類型。
根據(jù)另一個方面，本發(fā)明進一步包括處理從以上工藝中流出的吹掃排放料流的方法。
在本發(fā)明方法的實際的實施方案中，根據(jù)本發(fā)明的方法進一步包括處理來自吹掃倉的吹掃排放料流的下面步驟壓縮和冷卻來自吹掃倉的吹掃排放料流，導致了料流的部分冷凝，因此將該料流分成富含單體的冷凝部分和富含吹掃氣體的不冷凝部分；將不冷凝部分分成兩個部分，將不冷凝部分的第一部分再循環(huán)到吹掃倉中；在分離裝置中處理不冷凝部分的第二部分，產生更富集的吹洗氣流和混合料流；將來自分離裝置中的富集吹洗氣流再循環(huán)到吹掃倉的底部或中間水平和通過將來自分離裝置中的混合料流返回到該壓縮步驟上游的吹掃排放料流中，將該混合料流再循環(huán)到冷凝步驟中。
處理吹掃排放料流的方法是非常經濟的。實際上，因為來自吹掃倉的單體和其它可回用的產品的量和濃度不小于在傳統(tǒng)方法中的相應值，該設備即壓縮/冷卻和分離裝置不必是非常大的。它們以較少的花費購買和操作。
此外，將不冷凝部分的第一部分直接再循環(huán)到吹掃倉中會進一步降低設備的尺寸、成本和能量消耗。
冷凝步驟優(yōu)選在約8到20巴之間的壓力下進行；當異丁烷用作聚合的稀釋劑時，該壓力典型地是在12和16巴之間。該冷凝步驟優(yōu)選另外在-30℃和+50℃之間的溫度下進行；當異丁烷用作聚合的稀釋劑時，該溫度典型地是在5℃和30℃之間，優(yōu)選在10℃和15℃之間。
分離裝置可以包括膜分離裝置，深冷分離裝置，吸收裝置，等等。對于深冷分離的情況，該裝置包括具有在低溫下，例如在-50至-100℃之間的溫度下操作的冷凝器的蒸餾塔。
利用薄膜的分離是優(yōu)選的。優(yōu)選通過使用對于比其它組分(即吹掃氣體)更快速滲透的組分(即烯烴)有至少約5的選擇性的薄膜來進行。
應該指出的是，最大程度減少從聚合反應器中轉移到烴吹掃倉中的氣體的量的上述方法能夠用于任何聚合物制造操作中。
本發(fā)明提供了優(yōu)化的脫氣方法，它最大程度減少了隨聚烯烴從聚合反應器中排出的烴類的量，使聚合反應器降至低于7bara，優(yōu)選5bara的壓力。它另外使得對于整個脫氣方法和最特別地吹掃倉系統(tǒng)而言的能量和新鮮補充吹掃氣體要求得以降低。本發(fā)明提供了處理聚烯烴的方法，其中隨聚烯烴從烯烴聚合反應器中排出的烴類的大于95wt％，優(yōu)選大于97wt％作為液體被再循環(huán)到聚合反應器中，和其中排入到吹掃倉中的聚烯烴氣體混合物含有低于2.5wt％氣體，優(yōu)選低于1wt％氣體。在優(yōu)選的實施方案中該吹掃倉主要使用再循環(huán)的吹掃氣體和具有低于5Nm3/te的聚烯烴，更優(yōu)選低于1Nm3/te的聚烯烴的新鮮補充吹掃氣體要求，最優(yōu)選在吹掃倉中使用的全部吹掃氣體被再循環(huán)。當任何新鮮的補充吹掃氣體被引入到吹掃倉中時，它優(yōu)選是惰性氣體，最優(yōu)選氮氣。本發(fā)明提供了實現(xiàn)上述性能，同時處理離開吹掃倉的聚烯烴的方法，使得它含有低于100ppm，最優(yōu)選低于40ppm揮發(fā)性有機化合物(VOC)并消耗低于15kW/te，優(yōu)選低于10kW/te的所生產聚合物的能量來提純和在吹掃倉周圍再循環(huán)該吹掃氣體。
本發(fā)明從參考附圖的非限制性的實施方案的下面敘述變得更清楚，其中

圖1(Fig.1)是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的聚合物濃縮器的示意性視圖；圖2(Fig.2)是根據(jù)本發(fā)明的處理吹掃排放料流的方法的示意性視圖。
圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的聚合物濃縮器。
所示的聚合物濃縮器10包括從聚合反應器(未顯示)中接收原料聚合物和排出氣體的收集容器12，并行的第一14和第二16濃縮容器，各具有進口閥18和18’和排泄閥20和20’，連接兩個濃縮容器的壓力補償閥門22，測量在收集容器裝置中的粗聚合物的預定量/體積的測量設備(未顯示)和操作進口閥和排泄閥的轉換器24-例如液面轉換器。
來自聚合反應器(未顯示)中的粗聚合物顆粒和排出氣體的淤漿被連續(xù)地轉移到收集容器12中。讓粗聚合物和排出氣體的淤漿在收集容器12中沉降和一旦淤漿達到在收集容器12中的預定水平，轉換器24開通第一濃縮容器14的進口閥18和第一濃縮容器14填充來自收集容器12的淤漿。轉移到收集容器中的粗聚合物的量/體積應使得濃縮容器14用粗聚合物填充至頂部，在濃縮容器14中的排出氣體的量減到最少。一旦第一濃縮容器14充滿，進口閥18關閉和連接兩個濃縮容器14、16的壓力補償閥22被開通。包含在第一濃縮容器14中的排出氣體被轉移到第二濃縮容器16中。當在兩個濃縮容器14、16之間的壓力得到平衡時，壓力補償閥22關閉和轉換器24開通第一濃縮容器14的排泄閥20。粗聚合物轉移到吹掃倉(未顯示)中。在第一濃縮容器14中的壓力降至吹掃倉的壓力，而在第二濃縮容器16中的壓力是收集容器12/聚合反應器的壓力的約30％-50％。
同時，該收集容器12再次填充粗聚合物和排出氣體，和轉換器24開通第二濃縮容器16的進口閥18’，第二濃縮容器16用來自收集容器12中的粗聚合物和排出氣體填充至頂部。因為在第二收集容器16中仍然有一定量的排出氣體，較少的排出氣體從收集容器12中轉移。關閉進口閥18和開通壓力補償閥22。來自第二濃縮容器16中的排出氣體被轉移到第一濃縮容器14。關閉壓力補償閥22，將第二濃縮容器16的排泄閥20’開通以便將粗聚合物與排出氣體一起轉移到吹掃倉中。在第二濃縮容器16中的壓力降至吹掃倉的壓力，而在第一濃縮容器14中的壓力是收集容器/聚合反應器的壓力的約30％-50％。
該周期可以再次來一遍。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的吹掃排放料流的處理的示意性視圖。
來自聚合物制造過程中的吹掃排放料流典型地從樹脂吹掃倉中流出，其中氣體用于從新形成的聚合物顆粒中吹掃出污染物。這些污染物是方法特定的，取決于所要制造的聚合物，起始成分的純度，和該方法是否是氣相過程，淤漿過程或在中等壓力(5-25巴)下產生氣體/固體混合物的任何其它方法。該污染物可以包括未反應的單體和共聚用單體，溶劑，催化劑，穩(wěn)定劑，其它烴類，或在聚合反應器中使用或存在的任何其它物質。僅僅給出一個特定的例子，如果氮氣用于吹掃和吹掃排放料流來自淤漿聚乙烯制造過程，則它-除了較大量的乙烷-還含有乙烯，氫氣，稀釋劑和氮氣和有時其它污染物。
本發(fā)明的方法能夠適用于產生含有揮發(fā)性烴的吹掃排放料流的任何聚合物制造過程。最通常地，聚合物制造者使用的吹掃氣體是氮氣，它是惰性的和容易獲得的。然而應當認識到，該方法可用于分離可使用的其它吹掃氣體如空氣，或被認為適合于此目的的任何其它氣體。
該方法的這一部分的主要目標是將稀釋劑與用于吹掃粗聚合物的氣體分離，最優(yōu)選達到任何一種或兩種可以再度使用的程度。
現(xiàn)在回到圖2，能夠看出該粗聚合物淤漿從聚合反應器26中轉移到收集容器28中，然后轉移到濃縮容器30和最后轉移到吹掃倉32中。
現(xiàn)在更詳細地描述吹掃排放氣流的處理。與再循環(huán)的料流36合并形成進給料流38的吹掃排放料流34首先通過壓縮機40形成壓縮料流42，它然后通過冷凝器44或冷卻器。壓縮和冷卻的結合導致了含有稀釋劑與少量的溶解烯烴單體(和其它有機物質，如果它存在于進給原料中的話)，而且含有一些溶解或冷凝的吹掃氣體的冷凝料流46的形成，以及具有仍然含有一些稀釋劑和烯烴單體的吹掃氣體的不冷凝料流48的形成。
冷凝的料流46或冷凝物在現(xiàn)有技術中已知的可能的附加處理之后直接被再循環(huán)在聚合反應器26中。
不冷凝料流48被分成兩個部分。不冷凝料流48的一個部分50被輸送到分離裝置52(在這一具體情況下是膜分離設備)中。該膜分離設備含有相對于吹掃氣體而言對稀釋劑和單體有選擇性的薄膜。典型地，為貫穿薄膜滲透提供足夠驅動力的在薄膜的進料側和滲透側之間的足夠大的的壓差是由上游壓縮機40提供的。該膜分離設備兩股料流，即殘余料流56和滲透物料流54。殘余料流56是富含吹掃氣體的產品料流，它可以返回到吹掃倉。與薄膜進給料流50相比富含稀釋劑和單體含量的滲透物料流54通常返回到壓縮機40的進口側，以便進一步處理。
不冷凝料流48的另一部分58直接再循環(huán)到吹掃倉32。因為使用濃縮容器30或并聯(lián)的兩個濃縮容器，與粗聚合物一起轉移到吹掃倉32中的來自反應器26的量或計量是非常小的。在吹掃排放料流34中未反應單體、稀釋劑和有時其它污染物的濃度因此比在普通方法中低得多。已經發(fā)現(xiàn)，沒有必要進一步處理能夠用作在吹掃倉中的吹掃氣體的主要地含有氮氣和少量單體的不冷凝部分的至少一部分。在該吹掃倉中，“純”氮氣經底部注入和該氣體在吹掃倉內部上升穿過粗聚合物。在吹掃過程中，氮氣吹掃出夾含在粗聚合物顆粒之內和之間的含有單體、稀釋劑和其它污染物的氣體，和因此增加了該夾含的氣體。已經發(fā)現(xiàn)，不冷凝部分的一部分能夠直接注入到吹掃倉中，無需任何附加處理。不冷凝料流的這一注入是在“純”氮氣(它經由吹掃倉的底部注入)的注入處以上的某高度發(fā)生。在這一高度下，在吹掃倉內上升的吹掃氣體中單體和其它污染物的濃度與在注入的不冷凝部分中這些產物的濃度大約相同或高于后者。
在圖2中，再循環(huán)到冷凝步驟中的料流36被顯示為返回與壓縮機40上游的進給料流34混合。
冷凝步驟的目的是將進給氣流調節(jié)至超過所要回收的烯烴或其它單體的結露點的壓力/溫度條件，這樣該組分中的一部分將以液體形式從氣流中冷凝下來。以這種方法從氣流中除去的單體的量將取決于沸點，在進給料中的濃度，和進行冷凝的操作條件。
進行冷凝步驟的條件會影響冷凝和不冷凝部分兩者的組成。
為簡單起見，在圖2中的冷凝器或冷卻器由單個方框44標識，該冷凝物液體和剩余氣體被顯示作為單獨的料流從中排出。將會認識到，在實踐中，該冷凝器將常常包括冷卻器，它產生氣體/液體混合物，和相分離器，在其中分離兩相并從中將它們作為單獨的料流排出。
第二設備分離方法能夠是膜分離。該薄膜設備含有薄膜，后者顯示出對于單體氣體，與對于吹掃氣體相比，基本上不同的滲透性。它對于稀釋劑和單體是相對可滲透的但對于吹掃氣體是相對不可滲透的，或對于吹掃氣體是相對可滲透的但對于單體是相對不可滲透性的。更常見的是利用薄膜對于烴類的選擇性。
正如早已提到的，該薄膜應該優(yōu)選具有至少約5，更優(yōu)選至少約10和最優(yōu)選至少約20的對于更快速滲透組分與另一種組分相比的選擇性。
現(xiàn)在通過在圖2所示的裝置中進行的一個特定例子來更詳細地說明吹掃排放料流的處理。這一實施例用于進一步闡明根據(jù)本發(fā)明的方法，但絕對不希望限制該范圍。
實施例淤漿料流以250kg/h的高密度聚乙烯(HDPE)，300kg/h的異丁烷(iBu)和15kg/h的未反應的乙烯(Et)的速率從聚合反應器26中連續(xù)地流出。它降壓至12bara并加入到收集容器28中，在其中發(fā)生氣體-固體分離，據(jù)此294kg/h的iBu和14,7kg/h的Et的料流從其頂部排出，同時剩余部分排入到濃縮容器30中。250kg/h的HDPE，6kg/h的iBu和15kg/h的Et的料流被轉移到吹掃倉32中，進而在其底部輸出與僅僅0.1kg/h的iBu一起的250kg/h的HDPE。在吹掃倉32的頂部輸出6.1kg/h的iBu，0.5kg/h的Et和6kg/h的氮氣(N2)(它在吹掃倉32的底部引入)的料流，后者作為料流34在1.2bara的壓力下，與再循環(huán)的料流36(見后面)一起，被傳輸通過壓縮機40，在壓縮機中壓縮至16bara，形成了15.6kg/h的iBu，3.5kg/h的Et和14kg/h的N2的料流42。料流42然后通過冷凝器44。
冷凝的料流46(5.866kg/h的iBu，0.27kg/h的Et和0.3kg/h的N2)在一種使得能夠回收N2的處理(未顯示)之后再循環(huán)到該聚合中。
從冷凝器直通管線中流出的不冷凝料流被分成一股料流50，它是供應給膜分離設備52的9.734kg/h的iBu，3.23kg/h的Et和13.7kg/h的N2。不冷凝料流48的另一部分58到再循環(huán)到吹掃倉32。
由膜分離設備生產的殘留料流56，接連在吹掃步驟(未顯示)輸出0.034kg/h的iBu，0.030kg/h的Et和5.7kg/h的N2的料流之后和在以1kg/h的速率補充N2之后，0.234kg/h的iBu，0.230kg/h的Et和5.7kg/h的N2被送回到吹掃倉32中。
由膜分離設備產生的滲透物料流54，它是9.5kg/h的iBu，3kg/h的Et和8kg/h的N2，被送回到壓縮機40的進口側。
參考編號表10聚合物濃縮器12收集容器14第一濃縮容器16第二濃縮容器18，18’進口閥20，20’排泄閥22壓力補償閥24轉換器26聚合反應器28收集容器30濃縮容器32吹掃倉34吹掃排放料流36再循環(huán)料流38進給料流40壓縮機42壓縮料流44冷凝器46冷凝料流48不冷凝料流50不冷凝料流的一部分52分離設備54滲透物料流56殘留料流58不冷凝料流的另一部分
權利要求
1.處理從烯烴聚合反應器中排出的聚烯烴的方法，包括下面次序的各步驟1)從聚合反應器中排出包括聚烯烴和稀釋劑的淤漿；2)讓淤漿進行壓力釋放，以使稀釋劑被蒸發(fā)和形成聚烯烴/氣體混合物；3)將聚烯烴/氣體混合物排入到收集器中；4)控制在收集容器內的沉降聚烯烴的量；5)非連續(xù)地將收集容器中的聚烯烴/氣體混合物轉移到濃縮容器中；6)將濃縮容器泄料，要求該聚烯烴/氣體混合物轉移到烴吹掃倉中。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中該收集容器連續(xù)地供料。
3.根據(jù)權利要求1或2的方法，其中兩個或多個濃縮容器平行操作。
4.根據(jù)任何前述權利要求的方法，其中收集容器連續(xù)地出料但該或各濃縮容器不連續(xù)供料。
5.根據(jù)任何前述權利要求的方法，其中在一個濃縮容器的填充之后，在該填充的濃縮容器的出料之前，該壓力平衡于處于較低壓力下的平行濃縮容器。
6.根據(jù)權利要求5的方法，進一步包括下列相繼步驟a)將也具有排出閥的第一濃縮容器的進口閥開通，使得預定體積的聚烯烴/氣體混合物被轉移到第一濃縮容器中；b)關閉第一濃縮容器的進口閥；c)開通將第一濃縮容器連接到平行濃縮容器的壓力補償閥，該平行容器也包括進口閥和排出閥，這樣平衡了在第一和平行濃縮容器之間的壓力；d)關閉該壓力補償閥；e)開通第一濃縮容器的排出閥，以使聚烯烴-氣體混合物轉移到烴類吹掃倉中；f)當聚烯烴-氣體混合物在該收集容器中已達到了預定水平時，開通該平行濃縮容器的進口閥；g)用聚烯烴-氣體混合物填充該平行濃縮容器；h)關閉該平行濃縮容器的進口閥；i)開通將第一濃縮容器連接到該平行濃縮容器的壓力補償閥，以便平衡在第一和第二濃縮容器之間的壓力；j)關閉該壓力補償閥；k)開通該平行濃縮容器的排出閥，以使聚烯烴-氣體混合物轉移到烴類吹掃倉中。
7.根據(jù)權利要求5或6的方法，進一步包括下面步驟l)用吹掃氣體吹掃該烴類吹掃倉和產生吹掃排放料流；m)壓縮和冷卻該吹掃排放料流，導致了料流的部分冷凝，因此將該料流分成富含稀釋劑的冷凝部分和富含吹掃氣體的不冷凝部分；n)將不冷凝部分分成兩個部分；o)將不冷凝部分的第一部分再循環(huán)到吹掃倉中；p)在分離裝置中處理不冷凝部分的第二部分，產生富含吹掃氣體的氣流和混合料流；q)將富集的吹掃氣流再循環(huán)到吹掃倉中和將混合料流送回到吹掃排放料流，在該壓縮步驟的上游。
8.根據(jù)權利要求7的方法，其中該分離設備包括膜分離設備。
9.根據(jù)權利要求8的方法，其中該膜分離設備具有至少5的對于烯烴與吹掃氣體相比的選擇性。
10.根據(jù)權利要求1或3的方法，其中從濃縮容器中排出的聚烯烴/氣體混合物含有低于2.5wt％氣體。
11.根據(jù)權利要求10的方法，其中從濃縮容器中排出的聚烯烴/氣體混合物含有低于1.75wt％氣體，優(yōu)選低于1wt％氣體。
12.根據(jù)權利要求7的方法，其中新鮮的補充吹掃氣體與在吹掃倉中使用的再循環(huán)吹掃氣體的比率是低于0.15，優(yōu)選低于0.05。
13.根據(jù)任何前述權利要求的方法，其中隨聚烯烴從烯烴聚合反應器中排出的烴類的大于95wt％作為液體再循環(huán)到聚合反應器中。
14.根據(jù)任何前述權利要求的方法，其中引入到吹掃倉中的新鮮的補充吹掃氣體的流速是低于5Nm3/te的聚烯烴，更優(yōu)選低于1Nm3/te的聚烯烴，和最優(yōu)選在吹掃倉中使用的全部吹掃氣體被再循環(huán)。
15.根據(jù)任何前述權利要求的方法，其中在提純和將吹掃氣體再循環(huán)到吹掃倉時消耗低于15kW/te所生產聚合物的能量。
16.根據(jù)任何前述權利要求的方法，其中離開吹掃倉的已處理的聚烯烴含有低于40ppm VOC。
全文摘要
處理從烯烴聚合反應器中排出的聚烯烴的方法，包括下面步驟從聚合反應器中排出包括聚烯烴和稀釋劑的淤漿；讓淤漿進行壓力釋放，以使稀釋劑被蒸發(fā)和形成聚烯烴/氣體混合物；將聚烯烴/氣體混合物排入到收集器中；控制在收集容器內的沉降聚烯烴的量；連續(xù)地將收集容器中的聚烯烴/氣體混合物轉移到濃縮容器中；和將濃縮容器泄料，要求該聚烯烴/氣體混合物轉移到烴吹掃倉中。實施方案還包括兩個互聯(lián)的濃縮容器的使用以及優(yōu)化的從吹掃倉中回收稀釋劑的方 法。
文檔編號C08F6/00GK1816569SQ200480019037
公開日2006年8月9日 申請日期2004年6月28日 優(yōu)先權日2003年7月3日
發(fā)明者D·馬里薩爾, B·沃爾沃思 申請人:英諾文尼制造比利時有限公司