專利名稱：減少反應(yīng)過渡期間生產(chǎn)的不合格產(chǎn)品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制反應(yīng)(例如，烯烴聚合反應(yīng))以進(jìn)行從初始反應(yīng)(其
中生產(chǎn)滿足第一規(guī)格集合(specification set)的產(chǎn)品)到目標(biāo)反應(yīng)(其中 生產(chǎn)滿足第二規(guī)格集合的產(chǎn)品)的過渡。更具體地，本發(fā)明涉及減少(或 最小化)進(jìn)行這種過渡時(shí)產(chǎn)生的不合格產(chǎn)品的量。
背景技術(shù)：
對(duì)于由連續(xù)反應(yīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品，產(chǎn)品性質(zhì)的"瞬時(shí)"值在這里是指最近 生產(chǎn)的一定量產(chǎn)品的性質(zhì)值。最近生產(chǎn)的一定量的產(chǎn)品通常與先前生產(chǎn)的 一定量的產(chǎn)品進(jìn)行混合，然后，最近和先前生產(chǎn)的產(chǎn)品的混合物離開反應(yīng) 器。比較而言，對(duì)于由連續(xù)反應(yīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品，性質(zhì)的"平均"(或"床層 平均")值(在時(shí)間"T"時(shí))在這里是指在吋間T離開反應(yīng)器的產(chǎn)品的 性質(zhì)的值。
在本文中，縮寫"Ml"表示熔融指數(shù)，縮寫"FI"表示流動(dòng)指數(shù)。 在本文中(包括在權(quán)利要求中)，短語"不合格產(chǎn)品"(例如，"不 合格"聚合物樹脂)假設(shè)產(chǎn)品在反應(yīng)器中被生產(chǎn)以企圖使其滿足一規(guī)格集 合(對(duì)產(chǎn)品的一個(gè)或更多個(gè)性質(zhì)的一個(gè)或更多個(gè)規(guī)格的集合)，并表示該 產(chǎn)品有至少一個(gè)性質(zhì)不滿足該規(guī)格集合的至少一個(gè)規(guī)格。例如，如果該規(guī) 格集合要求產(chǎn)品的樹脂流動(dòng)性質(zhì)(例如，MI)在規(guī)定的第一范圍內(nèi)，并且 密度在規(guī)定的密度范圍內(nèi)，則當(dāng)該產(chǎn)品的樹脂流動(dòng)性質(zhì)(例如，熔融指 數(shù))在該第一范圍之外和/或其密度在該密度范圍之外時(shí)，該產(chǎn)品即為不合 格產(chǎn)品。
在本文中(包括在權(quán)利要求中)，在過渡期間產(chǎn)品性質(zhì)變化的"時(shí)間 常數(shù)"以寬泛意義使用，表示決定過渡期間性質(zhì)變化速度的一個(gè)或更多個(gè) 參數(shù)，或者決定過渡期間產(chǎn)品性質(zhì)曲線(作為時(shí)間函數(shù)的值)的一個(gè)或更
多個(gè)參數(shù)。雖然性質(zhì)在這里被描述成在過渡期間以"時(shí)間常數(shù)"變化，但
這并不必然意味著該性質(zhì)根據(jù)指數(shù)函數(shù)變化(例如，根據(jù)Ke"/T，其中K 為過渡開始時(shí)的初始值，過渡開始時(shí)的時(shí)間參數(shù)t=0， T為時(shí)間常數(shù))， 盡管在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，產(chǎn)品的一個(gè)或更多個(gè)性質(zhì)可在過渡期間 根據(jù)指數(shù)函數(shù)變化。雖然性質(zhì)在這里被描述成在過渡期間以"時(shí)間常數(shù)" 變化，但這并不必然意味著該性質(zhì)以固定或隨時(shí)間變化的速率改變。
制備聚合物的一種常用方法是氣相聚合。在通過聚合制備聚烯烴的操 作中，常規(guī)的氣相流化床反應(yīng)器包括流化密相床，該流化密相床包括反應(yīng) 氣體、聚合物(樹脂)顆粒、催化劑和催化劑改性劑的混合物。通常，可 以控制幾個(gè)工藝控制變量以使反應(yīng)產(chǎn)物具有期望特性。
從制備一個(gè)等級(jí)的聚合物到另一個(gè)等級(jí)的聚合物的轉(zhuǎn)變通常需要聚合 反應(yīng)器的過渡期來切換成新的樹脂規(guī)格以及相應(yīng)的工藝條件，例如反應(yīng)溫 度、反應(yīng)物和反應(yīng)物比率。在從制備一種樹脂產(chǎn)品到另一種樹脂產(chǎn)品的過 渡期間，生產(chǎn)了不合格的聚合物材料，該材料不具有期望的樹脂流動(dòng)特性 (例如，熔融指數(shù))、密度或初始產(chǎn)品或期望的目標(biāo)產(chǎn)品的其它性質(zhì)。此 外，在"穩(wěn)態(tài)"條件下運(yùn)行的聚合反應(yīng)可能遇到可能導(dǎo)致生產(chǎn)不合格聚合 物材料的變化，這可以造成收益損失和反應(yīng)器停產(chǎn)。由于不合格聚合物材 料的產(chǎn)生意味著經(jīng)濟(jì)損失，因此希望使反應(yīng)器產(chǎn)生這種材料的時(shí)間長度以 及產(chǎn)生的這種材料的量最小化。
己經(jīng)存在一些減少過渡、不合格聚合物材料的方法。這些方法涉及將 聚合阻滯劑或催化劑毒物(例如，(302或02)進(jìn)料到反應(yīng)器中，將自動(dòng)流 量比控制器調(diào)節(jié)至新的值，從反應(yīng)器去除反應(yīng)物氣體，減少催化劑水平， 調(diào)節(jié)流化床的量和/或添加諸如氮?dú)獾姆欠磻?yīng)性氣體(還包括其它補(bǔ)救性措 施)。
盡管存在限制不合格材料的方法，但一直以來仍存在如下需要和期 望，即提供更可行且高效的工藝來減少在過渡到新產(chǎn)品期間或由于穩(wěn)態(tài)生 產(chǎn)期間的波動(dòng)所產(chǎn)生的不合格聚合物材料的量。
1997年5月6日授權(quán)的美國專利5627242公開了用于控制氣相流化床
聚合反應(yīng)以進(jìn)行從初始反應(yīng)(其中生產(chǎn)滿足第一規(guī)格集合的產(chǎn)品)到目標(biāo)
反應(yīng)(其中生產(chǎn)滿足第二規(guī)格集合的產(chǎn)品)的過渡的方法。其中的某些實(shí) 施方式通過以下方法進(jìn)行這種過渡將反應(yīng)參數(shù)(例如，溫度和反應(yīng)物分 壓)改變成預(yù)定的中間值，然后將這些參數(shù)改變成目標(biāo)值(用于生產(chǎn)滿足 第二規(guī)格集合的產(chǎn)品)，從而減少過渡期間產(chǎn)生的不合格材料的量。然
而，美國專利5627242并未教導(dǎo)或啟示，為了減少(或最小化)在過渡期
間產(chǎn)生的不合格材料的量，而在進(jìn)行這種過渡之前設(shè)定反應(yīng)條件(在進(jìn)行 預(yù)過渡反應(yīng)期間，在該預(yù)過渡反應(yīng)中生產(chǎn)滿足第一規(guī)格集合的產(chǎn)品并且不 生產(chǎn)不合格材料)。
2005年1月25日授權(quán)的美國專利6846884公開了用于在制備聚烯烴 期間控制樹脂性質(zhì)的方法。在某些實(shí)施方式中，該方法進(jìn)行從初始反應(yīng) (其中生產(chǎn)滿足第一規(guī)格集合的產(chǎn)品)到目標(biāo)反應(yīng)(其中生產(chǎn)滿足第二規(guī) 格集合的產(chǎn)品)的快速過渡。某些這樣的實(shí)施方式采用了反應(yīng)溫度結(jié)合第 二工藝變量的協(xié)同操控來控制樹脂流動(dòng)性質(zhì)，從而快速且以使在過渡期間 生產(chǎn)的不合格材料的量最小的方式進(jìn)行過渡(例如，從制備一個(gè)等級(jí)的聚 合物變?yōu)橹苽淞硪粋€(gè)等級(jí)的聚合物)。
美國專利6846884描述了一種用于減少在從制備第一種聚烯烴到制備 第二種聚烯烴的過渡期間(在連續(xù)聚合反應(yīng)過程中)生產(chǎn)的不合格聚烯烴 的量的方法，其中第二聚烯烴以不同于第一聚烯烴的反應(yīng)溫度被制備。將 目標(biāo)反應(yīng)溫度(用于制備第二聚烯烴)與初始反應(yīng)溫度比較，然后改變反 應(yīng)溫度(適當(dāng)?shù)刈優(yōu)楦哂诨虻陀谀繕?biāo)溫度的值)，并調(diào)整反應(yīng)物氣體的流 入量。在過渡開始時(shí)，將反應(yīng)溫度降至低于目標(biāo)反應(yīng)溫度約20°C (如果目 標(biāo)溫度較低)，或者升至高于目標(biāo)溫度約20°C (如果目標(biāo)溫度較高)，同 時(shí)調(diào)整一種或更多種氣體的流入量，以改變反應(yīng)器中的氣體組成。然后， 當(dāng)平均樹脂流動(dòng)值向目標(biāo)值接近時(shí)，使反應(yīng)溫度向著目標(biāo)溫度移動(dòng)。如果 需要，可以將改變的反應(yīng)溫度和氣體組成保持在最初改變的水平，直到反 應(yīng)器中全部聚烯烴的平均樹脂流動(dòng)值在第二種聚烯烴的可接受的目標(biāo)樹脂 流動(dòng)值范圍內(nèi)，然后可以在平均樹脂流動(dòng)值向目標(biāo)樹脂流動(dòng)值接近時(shí)使反 應(yīng)溫度向著目標(biāo)反應(yīng)溫度移動(dòng)。
然而，美國專利6846884并未教導(dǎo)或啟示，為了減少(或最小化)在
過渡期間產(chǎn)生的不合格材料的量，而在進(jìn)行到另一個(gè)反應(yīng)的過渡之前設(shè)定 反應(yīng)條件(在進(jìn)行預(yù)過渡反應(yīng)期間，在該預(yù)過渡反應(yīng)中生產(chǎn)滿足規(guī)格集合 的產(chǎn)品并且不生產(chǎn)不合格材料)。
發(fā)明概述
在一類實(shí)施方式中，本發(fā)明是一種確定用于從初始反應(yīng)到目標(biāo)反應(yīng)過 渡的初始條件從而顯著減少(優(yōu)選最小化或基本上最小化)在過渡期間生 產(chǎn)的不合格產(chǎn)品的量的方法。在本文中，生產(chǎn)的不合格產(chǎn)品的量的"顯著 減少"是指與隨機(jī)確定過渡初始條件(或隨機(jī)確定條件的平均值)所生產(chǎn) 的不合格產(chǎn)品的量相比明顯減少。本發(fā)明的方法的某些實(shí)施方式還確定用 于進(jìn)行過渡的優(yōu)選工藝控制變量。某些實(shí)施方式還包括以下步驟將反應(yīng) 條件設(shè)定為初始反應(yīng)條件，以至少基本上最小化不合格材料的產(chǎn)生(在進(jìn) 行過渡之前)，然后進(jìn)行過渡(以根據(jù)本發(fā)明確定的方式)，從而在過渡 結(jié)束時(shí)達(dá)到目標(biāo)反應(yīng)條件。
在初始反應(yīng)過程中，制備的產(chǎn)品具有滿足初始規(guī)格集合的性質(zhì)。在目 標(biāo)反應(yīng)過程中，準(zhǔn)備的產(chǎn)品具有滿足目標(biāo)規(guī)格集合的性質(zhì)。在過渡期間， 制備的產(chǎn)品可以由于不符合(該初始規(guī)格集合中的) 一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè) 產(chǎn)品性質(zhì)而開始不再滿足該初始規(guī)格集合。我們有時(shí)使用以下表述來表示 因?yàn)樾再|(zhì)A不再符合初始規(guī)格集合而使產(chǎn)品不再符合該初始規(guī)格集合在 過渡期間制備的產(chǎn)品由于性質(zhì)A而"變得不合格"，或者性質(zhì)A "導(dǎo)致" 產(chǎn)生不合格產(chǎn)品(性質(zhì)"A"為該初始規(guī)格集合所規(guī)定的任何性質(zhì))。
某些實(shí)施方式將產(chǎn)品的一個(gè)性質(zhì)確認(rèn)為"第一"性質(zhì)，該性質(zhì)比其它 任何性質(zhì)在過渡期間導(dǎo)致產(chǎn)生更多的不合格產(chǎn)品，即，相比于任何其它產(chǎn) 品性質(zhì)不符合初始規(guī)格集合和目標(biāo)規(guī)格集合，由于第一性質(zhì)(不符合初始 規(guī)格集合和目標(biāo)規(guī)格集合)導(dǎo)致在過渡期間生產(chǎn)了更多的既不符合初始規(guī) 格集合也不符合目標(biāo)規(guī)格集合的產(chǎn)品。
在某些實(shí)施方式中，產(chǎn)品的一個(gè)性質(zhì)被確認(rèn)為第一性質(zhì)，并且本發(fā)明 的方法確定了進(jìn)行過渡的工藝控制變量，以使過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品由于第 一性質(zhì)而在第一時(shí)間變得不合格，并由于至少一個(gè)非第一性質(zhì)中的每一個(gè)而在等于(或基本上等于)第一時(shí)間的時(shí)間變得不合格，第一性質(zhì)在第二 時(shí)間開始符合目標(biāo)規(guī)格集合，并且每個(gè)非第一性質(zhì)在至少基本上等于但不 遲于第二時(shí)間的時(shí)間開始符合目標(biāo)規(guī)格集合。通過根據(jù)這樣的工藝控制變 量來進(jìn)行過渡，每個(gè)非第一性質(zhì)可在受到本發(fā)明所施加的其它約束(例 如，生產(chǎn)的不合格材料的量的減少或最小化)的過渡期間相對(duì)緩慢地變化 (例如，每個(gè)非第一性質(zhì)的變化的時(shí)間常數(shù)被最大化)。
在典型的實(shí)施方式中，樹脂在初始和目標(biāo)反應(yīng)中被制備。根據(jù)本發(fā) 明，通過在過渡開始時(shí)制備具有一組選定的樹脂產(chǎn)品性質(zhì)(在初始規(guī)格集 合所容許的范圍內(nèi))的樹脂，可以顯著減少(優(yōu)選最小化)在從制備初始 樹脂產(chǎn)品(具有由初始規(guī)格集合確定的性質(zhì))到最終樹脂產(chǎn)品(具有由目 標(biāo)規(guī)格集合確定的性質(zhì))的過渡期間所產(chǎn)生的不合格樹脂的量。在典型實(shí) 施方式中，(在過渡開始時(shí))選定的初始樹脂產(chǎn)品性質(zhì)包括樹脂密度和樹 脂流動(dòng)性質(zhì)(例如，MI或FI)。通過在過渡開始時(shí)對(duì)初始樹脂產(chǎn)品性質(zhì) 進(jìn)行優(yōu)化選擇，通?？墒共缓细癞a(chǎn)品的量比通過在過渡開始時(shí)隨機(jī)確定初 始樹脂產(chǎn)品性質(zhì)(在該初始規(guī)格集合所容許的范圍內(nèi))所生產(chǎn)的量減少
35%?？梢曰诜磻?yīng)器約束、工藝動(dòng)力學(xué)和最終(目標(biāo))產(chǎn)品性質(zhì)來預(yù)先
確定(過渡開始時(shí))選定的初始樹脂產(chǎn)品性質(zhì)?？梢允褂梅治龊蛿?shù)值方法 對(duì)反應(yīng)器約束、工藝動(dòng)力學(xué)和目標(biāo)產(chǎn)品性質(zhì)建模。根據(jù)本發(fā)明(例如，通 過數(shù)值、圖形和/或分析方法)確定的最優(yōu)初始樹脂產(chǎn)品性質(zhì)(過渡開始 時(shí))通常并不直觀，而是通常與常規(guī)觀點(diǎn)不一致。
在某些實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法確定了用于從制備產(chǎn)品(具有由初 始集合規(guī)格確定的性質(zhì))的第一反應(yīng)到制備目標(biāo)產(chǎn)品(具有由目標(biāo)規(guī)格集 合確定的性質(zhì))的目標(biāo)反應(yīng)的過渡的參數(shù)，包括開始過渡的初始反應(yīng)參數(shù) 以及過渡期間產(chǎn)品參數(shù)的變化的時(shí)間常數(shù)。該方法包括如下步驟
(a) 確定產(chǎn)品的第一性質(zhì)(從初始規(guī)格集合和目標(biāo)規(guī)格集合所規(guī)定 的性質(zhì)中)；
(b) 確定第一性質(zhì)的初值(過渡開始時(shí))，其使在過渡期間生產(chǎn)的 不合格產(chǎn)品的量最小化或基本上最小化，使過渡期間所生產(chǎn)的產(chǎn)品由于第 一性質(zhì)不符合初始規(guī)格集合而在第一時(shí)間(在過渡開始時(shí)或過渡期間)不
再符合初始規(guī)格集合，并使在過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品在第二時(shí)間(在過渡結(jié) 束時(shí))開始符合目標(biāo)規(guī)格集合；以及
(C)在過渡開始時(shí)確定產(chǎn)品的至少一個(gè)非第一性質(zhì)(每個(gè)非第一性 質(zhì)是除第一性質(zhì)以外的一個(gè)性質(zhì)，由初始規(guī)格集合和目標(biāo)規(guī)格集合規(guī)定) 中的每一個(gè)的初值，并且確定在過渡期間每個(gè)所述非第一性質(zhì)的變化的時(shí) 間常數(shù)，以使在過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品由于每個(gè)所述非第一性質(zhì)不符合初始 規(guī)格集合而在至少基本上與第一時(shí)間同時(shí)的時(shí)間不再符合初始規(guī)格集合。
優(yōu)選地，步驟(C)還包括以下步驟確定每個(gè)所述非第一性質(zhì)的變 化的時(shí)間常數(shù)，以使過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品的每個(gè)所述非第一性質(zhì)在至少基 本上與第二時(shí)間同時(shí)的時(shí)間開始符合目標(biāo)規(guī)格集合。在--個(gè)實(shí)施例中，確 定產(chǎn)品的第二性質(zhì)和第三性質(zhì)(還可選產(chǎn)品的其它性質(zhì))中的每一個(gè)的開 始條件(以及時(shí)間常數(shù))，以使在過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品由于第一性質(zhì)、第 二性質(zhì)和第三性質(zhì)(還可選其它性質(zhì))中的每一個(gè)不符合初始規(guī)格集合而 (在至少基本上與第一時(shí)間同時(shí)的時(shí)間)不再符合初始規(guī)格集合，并且使 得在過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品的第一性質(zhì)、第二性質(zhì)和第三性質(zhì)(還可選其它 性質(zhì))中的每一個(gè)在至少基本上與第二時(shí)間同時(shí)的時(shí)間開始符合目標(biāo)規(guī)格 集合。每個(gè)非第一性質(zhì)優(yōu)選與第一性質(zhì)在相同(或基本上相同)的時(shí)間變 得"不合格"，并且每個(gè)非第一性質(zhì)盡可能遲地(但不遲于第一性質(zhì)達(dá)到
符合目標(biāo)規(guī)格集合的值的時(shí)間)達(dá)到符合目標(biāo)規(guī)格集合的值，從而使每個(gè) 非第一性質(zhì)的變化的時(shí)間常數(shù)最大化。通常優(yōu)選的是(例如，為了簡化對(duì) 反應(yīng)的控制)，在不增加生產(chǎn)的不合格產(chǎn)品的量的條件下，在過渡期間相 對(duì)緩慢地改變每個(gè)非第一產(chǎn)品性質(zhì)。
可選地，上述包括步驟(a) 、 (b)和(C)的方法還包括歩驟 (d)通過控制工藝控制變量來進(jìn)行過渡，以使第一性質(zhì)在過渡開始 時(shí)具有在步驟(b)中確定的初值，并使在過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品由于第一 性質(zhì)不符合初始規(guī)格集合而在所述第一時(shí)間不再符合初始規(guī)格集合，并且 由于每個(gè)所述非第一性質(zhì)不符合初始規(guī)格集合而在過渡期間的至少基本上 與第一時(shí)間同時(shí)的時(shí)間不再符合初始規(guī)格集合。
在本發(fā)明的包括(從初始規(guī)格集合和目標(biāo)規(guī)格集合中)確認(rèn)反應(yīng)器中
生產(chǎn)的產(chǎn)品的第一性質(zhì)的步驟的方法的某些實(shí)施方式中，確認(rèn)第一性質(zhì)的 步驟可以包括步驟
在過渡之前、期間和之后獲取表示許多不同的產(chǎn)品性質(zhì)中的每一個(gè)的 瞬時(shí)和平均產(chǎn)品性質(zhì)(例如，在流化床反應(yīng)器中制備的產(chǎn)品的床層平均性 質(zhì))的數(shù)據(jù)(例如，歷史數(shù)據(jù)、模擬數(shù)據(jù)或模型數(shù)據(jù))，在過渡開始時(shí)所 述不同性質(zhì)中的每一個(gè)均符合初始規(guī)格集合。
根據(jù)所述數(shù)據(jù)，將產(chǎn)品性質(zhì)中的一個(gè)確認(rèn)為第一性質(zhì)，該性質(zhì)比其它 性質(zhì)可能在過渡期間導(dǎo)致產(chǎn)生更多的不合格產(chǎn)品。這可以如下進(jìn)行確定 在由于第一性質(zhì)不符合(初始規(guī)格集合和目標(biāo)規(guī)格集合)而產(chǎn)生第一量的 既不符合初始規(guī)格集合也不符合目標(biāo)規(guī)格集合的不合格產(chǎn)品的情況下，可 以進(jìn)行過渡；而且確定在由于產(chǎn)品的任何其它性質(zhì)不符合初始規(guī)格集合和 目標(biāo)規(guī)格集合而產(chǎn)生等于或大于第一量的既不符合初始規(guī)格集合也不符合 目標(biāo)規(guī)格集合的不合格產(chǎn)品的情況下，無法進(jìn)行過渡。
在其它實(shí)施方式中，本方法包括如下步驟
(a) 確定第一產(chǎn)品性質(zhì)(例如，MI和密度中的-一個(gè))、第二產(chǎn)品性
質(zhì)(例如，MI和密度中的另一個(gè))以及可選的一個(gè)或更多個(gè)另外的(例
如，第三)產(chǎn)品性質(zhì)的(反應(yīng)過渡開始時(shí)的)最優(yōu)初值和(開始改變每個(gè) 產(chǎn)品性質(zhì)的)初始改變時(shí)間和(在過渡期間每個(gè)產(chǎn)品性質(zhì)的變化的)時(shí)間
常數(shù)；以及
(b) 確定操作參數(shù)(例如，溫度、氣體組成、共聚單體組成、乙烯 分壓和/或催化劑組成)，用于將產(chǎn)品性質(zhì)的瞬時(shí)值設(shè)定成在步驟(a)中 確定的最優(yōu)初值，并且確定如何改變作為時(shí)間的函數(shù)的每個(gè)操作參數(shù)，從 而以與在歩驟(a)中確定的初始改變時(shí)間和時(shí)間常數(shù)一致的方式實(shí)施過
^通常，使用將產(chǎn)品性質(zhì)與操作參數(shù)的瞬時(shí)值關(guān)聯(lián)起來的反應(yīng)工藝模型 來執(zhí)行步驟(b)。優(yōu)選地，該方法還包括步驟
(C)按如下來進(jìn)行過渡控制操作參數(shù)將瞬時(shí)產(chǎn)品性質(zhì)設(shè)定成在步
驟(a)中確定的最優(yōu)初值，并且以與在步驟(a)中確定的各初始改變時(shí) 間和時(shí)間常數(shù)一致的方式改變瞬時(shí)產(chǎn)品性質(zhì)。


圖1為包括其操作可根據(jù)本發(fā)明控制的流化床反應(yīng)器(10)的系統(tǒng)的 簡化剖面圖。
圖2為其操作可根據(jù)本發(fā)明控制的另一個(gè)流化床反應(yīng)器的簡化剖面圖。
圖3為其操作可根據(jù)本發(fā)明控制的另一個(gè)流化床反應(yīng)器的簡化剖面圖。
圖4為在流化床反應(yīng)器中制備的聚烯烴的模擬瞬時(shí)和床層平均熔融指 數(shù)(MI)(單位為g/10min)圖。
圖5為在流化床反應(yīng)器中制備的聚烯烴的模擬瞬時(shí)和床層平均密度 (單位為g/cc)圖。
圖6為在不同于圖4的初值下在流化床反應(yīng)器中制備的聚烯烴的模擬 瞬時(shí)和床層平均MI圖。
圖7為在不同于圖5的初值下在流化床反應(yīng)器中制備的聚烯烴的模擬 瞬時(shí)和床層平均密度圖。
圖8為在不同于圖7的初值下在流化床反應(yīng)器中制備的聚烯烴的模擬 瞬時(shí)和床層平均密度圖。
圖9為在不同于圖7或圖8的初值和變化時(shí)間常數(shù)下在流化床反應(yīng)器 中制備的聚烯烴的模擬瞬時(shí)和床層平均密度圖。
圖IO為本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式的流程圖。
具體實(shí)施例方式
將參照圖1描述其操作可根據(jù)本發(fā)明控制的反應(yīng)器系統(tǒng)。圖1的系統(tǒng) 包括流化床反應(yīng)器10。反應(yīng)器IO具有底端11、頂部19、底端11與頂部 19之間的柱狀(直段)部分14以及部分14內(nèi)的分布板12。部分19的任 意水平截面的直徑大于直段部分14的直徑。操作中，密相表面18是反應(yīng) 器10中存在的疏相材料(在密相表面18上方)與反應(yīng)器10中的密相材料 16 (部分14、板12和表面18所包圍的體積)之間的邊界。操作時(shí)，反應(yīng) 器IO的緣高表面(freeboard) 20包括頂部19的內(nèi)表面以及部分14的內(nèi)表
面的高出表面18的部分。
圖1的系統(tǒng)還具有冷卻控制回路，該回路包括如圖所示與反應(yīng)器10
連接的循環(huán)氣體冷卻器30和壓縮機(jī)32。在操作過程中，經(jīng)冷卻的循環(huán)氣 體從冷卻器30流出，通過進(jìn)口 34進(jìn)入反應(yīng)器10，然后向上行進(jìn)穿過床 層，經(jīng)由出口 33流出反應(yīng)器10。冷卻流體(其溫度在其流過反應(yīng)器10的 過程中已升高)被壓縮機(jī)32從出口 33泵送回冷卻器30。冷卻器30的進(jìn) 口和出口附近的溫度傳感器(未示出)向冷卻器30和/或壓縮機(jī)32提供反 饋，以控制冷卻器30降低進(jìn)入其進(jìn)口的流體的溫度和/或通過壓縮機(jī)32的 流率的量。
反應(yīng)器10可為mLLDPE (茂金屬催化的線性低密度聚乙烯)反應(yīng) 器，其直段部分14的高度為47英尺6英寸(從A點(diǎn)到B點(diǎn))，分布板12 位于A點(diǎn)上方3英尺l英寸處。
圖1的系統(tǒng)還包括表面溫度傳感器5、 6、 7和8 (通常為具有快速響 應(yīng)設(shè)計(jì)的熱電偶傳感器)，這些傳感器安裝在沿著反應(yīng)器壁面的直段部分 14的位置上，從反應(yīng)器壁面伸入床層一小部分(例如，1/8英寸)。配置 和定位傳感器5-8來在反應(yīng)器操作期間檢測表面溫度(即，十分接近于反 應(yīng)器10的壁面處的床層溫度)。
圖1的系統(tǒng)還包括電阻式溫度傳感器9，其被定位和配置用于在反應(yīng) 器操作期間在反應(yīng)器10內(nèi)遠(yuǎn)離反應(yīng)器壁的位置上檢測床層溫度。電阻式 溫度傳感器9安裝成比傳感器5、 6、 7或8伸入床層的程度更深(例如， 離反應(yīng)器壁面8-18英寸)。通常，電阻式溫度傳感器9設(shè)置在伸入床層足 夠量的合適的溫度計(jì)套管中。這種溫度計(jì)套管可以保護(hù)傳感器9不被磨損 (否則傳感器9會(huì)在反應(yīng)器操作其間暴露于磨損性條件)，并且無需反應(yīng) 器停產(chǎn)即可拆卸和更換傳感器9。
可以利用其它傳感器在操作過程中測量圖1的系統(tǒng)的其它特性，并且 可以使用各種傳感器和其它裝置來測量由圖1的系統(tǒng)制備的產(chǎn)品的瞬時(shí)和 床層平均產(chǎn)品性質(zhì)。
眾所周知的是，如何控制各種工藝控制變量(例如，控制反應(yīng)器10 中的氣相組成、引入反應(yīng)器10的共聚單體濃度、引入反應(yīng)器的至少一種
反應(yīng)物(例如，乙烯)的分壓以及引入反應(yīng)器10的每種催化劑的類型和 性質(zhì)，并且以上述方式使用元件30和32來控制溫度)，從而控制由圖1 的系統(tǒng)實(shí)施的各種反應(yīng)。在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，通過控制工藝控制
變量來進(jìn)行反應(yīng)器(例如，圖1、 2或3的反應(yīng)器)操作期間的過渡，以
使產(chǎn)品的第一性質(zhì)在過渡開始時(shí)具有最優(yōu)初值，過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品由于 第一性質(zhì)的瞬時(shí)值不符合初始規(guī)格集合而在第一時(shí)間不再符合初始規(guī)格集 合，并且反應(yīng)期間生產(chǎn)的產(chǎn)品由于至少一個(gè)非第一性質(zhì)的每一個(gè)的瞬時(shí)值 不符合初始規(guī)格集合而在過渡期間的至少基本上與第一 時(shí)間同時(shí)的時(shí)間不 再符合初始規(guī)格集合。
圖2為其操作可根據(jù)本發(fā)明控制的另一個(gè)流化床反應(yīng)器的簡化剖面 圖。圖2的反應(yīng)器在其底端與頂部之間具有柱狀(直段)部分以及在該直 段部分內(nèi)的分布板12。操作時(shí)，密相表面88是反應(yīng)器中存在的疏相材料 (在密相表面88上方)與反應(yīng)器中的密相材料86 (直段部分、板12和表 面88所包圍的體積)之間的邊界。
圖3為其操作可根據(jù)本發(fā)明控制的另一個(gè)流化床反應(yīng)器的簡化剖面 圖。圖3的反應(yīng)器在其底端與頂部之間具有柱狀(直段)部分以及在該直 段部分內(nèi)的分布板12。頂部的任意水平截面的直徑大于直段部分的直徑， 但是圖3的反應(yīng)器的頂部的形狀不同于圖1的反應(yīng)器10的頂部。在圖3的 反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)，密相表面98是反應(yīng)器中存在的疏相材料(在密相表面98 上方)與反應(yīng)器中的密相材料96 (直段部分、板12和表面98所包圍的體 積)之間的邊界。
下面參照圖4-9描述本發(fā)明的幾種實(shí)施方式。圖4-9為模擬從第一反 應(yīng)(其中產(chǎn)品的MI (熔融指數(shù))和密度由初始規(guī)格集合確定)到目標(biāo)反 應(yīng)(其中產(chǎn)品的MI和密度由目標(biāo)規(guī)格集合確定)的過渡的數(shù)據(jù)圖。具體 地，初始規(guī)格集合要求MI的范圍為22-26 g/10min，密度范圍為0.922-0.926 g/cc，而目標(biāo)規(guī)格集合要求MI范圍為0.80-1.20 g/10min，密度范圍 為0.916-0.920 g/cc。模擬假定過渡期間不允許MI過沖，過渡期間最大允 許密度過沖為0.915 g/cc，并且生產(chǎn)率為7.0 Mlb/h，床層重量為30 Mlb。
圖4的曲線50表示床層平均MI (單位為g/10min)，圖4的曲線51
表示瞬時(shí)MI (單位為g/10min)，兩者均假定MI的初始床層平均值(過 渡開始時(shí))為22.00 g/10min。曲線50和51表明過渡開始于t=450 min (MI開始不再符合初始規(guī)格)，曲線50表明產(chǎn)品的MI在t=1345 min時(shí) 開始符合目標(biāo)規(guī)格。圖4假定MI的瞬時(shí)值在過渡期間以0.5 h的時(shí)間常數(shù) 變化。
圖5的曲線52表示床層平均密度(單位為g/cc)，圖5的曲線53表 示瞬時(shí)密度(單位為g/cc)，兩者均假定密度的初始床層平均值(過渡開 始時(shí))為0.922 g/cc。曲線52表明產(chǎn)品的密度在t=580 min時(shí)開始不再符 合初始規(guī)格，產(chǎn)品的密度在—735 min時(shí)開始符合目標(biāo)規(guī)格。曲線52和53 表明密度的瞬時(shí)值和床層平均值在t=450 min時(shí)首先開始改變。圖5假定 密度的瞬時(shí)值在過渡期間以0.75 h的時(shí)間常數(shù)變化。
圖6的曲線54表示床層平均MI (單位為g/10min)，圖6的曲線55 表示瞬時(shí)MI (單位為g/10min)，兩者均假定MI的初始床層平均值(過 渡開始時(shí))為26.00 g/10min。曲線54表明MI在t=560 min時(shí)開始不再符 合初始規(guī)格，MI在t=1370 min時(shí)開始符合目標(biāo)規(guī)格。圖6假定MI的瞬時(shí) 值在過渡期間以0.5 h的時(shí)間常數(shù)變化。
圖7的曲線56表示床層平均密度(單位為g/cc)，圖7的曲線57表 示瞬時(shí)密度(單位為g/cc)，兩者均假定密度的初始床層平均值(過渡開 始時(shí))為0.926 g/cc。曲線56表明產(chǎn)品的密度在t=730 min時(shí)開始不再符 合初始規(guī)格，產(chǎn)品的密度在t=855 min時(shí)開始符合目標(biāo)規(guī)格。圖7假定密 度的瞬時(shí)值在過渡期間以0.75 h的時(shí)間常數(shù)變化。
圖8的曲線60表示床層平均密度(單位為g/cc)，圖8的曲線61表 示瞬時(shí)密度(單位為g/cc)，兩者均假定密度的初始床層平均值(過渡開 始時(shí))為0.9228 g/cc。曲線60表明產(chǎn)品的密度在1=560 min時(shí)開始不再符 合初始規(guī)格，產(chǎn)品的密度在t=725 min時(shí)開始符合目標(biāo)規(guī)格。圖8假定密 度的瞬時(shí)值在過渡期間以0.75 h的時(shí)間常數(shù)變化。
圖9的曲線64表示床層平均密度(單位為g/cc)，圖9的曲線65表 示瞬時(shí)密度(單位為g/cc)，兩者均假定密度的初始床層平均值(過渡開 始時(shí))為0.9221 g/cc。曲線64表明產(chǎn)品的密度在1=560 min時(shí)開始不再符
合初始規(guī)格，產(chǎn)品的密度在t-1370 min時(shí)開始符合目標(biāo)規(guī)格。圖9假定密 度的瞬時(shí)值在過渡期間以7.40h的時(shí)間常數(shù)變化。
在一類實(shí)施方式中，本發(fā)明是一種確定用于(從初始反應(yīng)到目標(biāo)反 應(yīng))過渡的初始條件從而減少(優(yōu)選最小化或基本上最小化)在過渡期間 生產(chǎn)的不合格材料的量的方法。本發(fā)明的方法的某些實(shí)施方式還確定用于 進(jìn)行過渡的優(yōu)選工藝控制變量。某些實(shí)施方式還包括以下歩驟將反應(yīng)條 件設(shè)定為優(yōu)選的初始反應(yīng)條件(在進(jìn)行過渡之前)，然后進(jìn)行過渡(以根 據(jù)本發(fā)明確定的方式)，從而在過渡結(jié)束時(shí)達(dá)到目標(biāo)反應(yīng)條件。
在本發(fā)明的典型實(shí)施方式中，產(chǎn)品的一個(gè)性質(zhì)(有初始規(guī)格集合和目 標(biāo)規(guī)格集合兩者規(guī)定)可以在過渡期間比任何其它性質(zhì)導(dǎo)致產(chǎn)生更多的不 合格產(chǎn)品，該性質(zhì)被稱為"第一"性質(zhì)。例如，根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方 式，為了進(jìn)行其初始和目標(biāo)規(guī)格在圖4-9中提出的過渡，可以通過以下方
法確認(rèn)第一性質(zhì)確定較之由于產(chǎn)品的其它性質(zhì)不符合初始規(guī)格集合和目
標(biāo)規(guī)格集合，由于產(chǎn)品的一個(gè)性質(zhì)(例如，第一性質(zhì))不符合初始規(guī)格集 合和目標(biāo)規(guī)格集合，而在過渡期間生產(chǎn)更多的既不符合初始規(guī)格集合也不 符合目標(biāo)規(guī)格集合的產(chǎn)品。
考慮以下的具體實(shí)施例(其中MI被確認(rèn)為過渡的第一性質(zhì)，其初始 和目標(biāo)規(guī)格在圖4-9中提出)?；趫D4-9的模擬表明
假定MI如圖4變化并且密度如圖5變化的模擬表明，過渡期間生產(chǎn) 的不合格產(chǎn)品的總量為104.4 Mlbs， MI不合格產(chǎn)品的量(過渡期間生產(chǎn)的 由于MI不符合初始和目標(biāo)規(guī)格集合而既不符合初始規(guī)格集合也不符合目 標(biāo)規(guī)格集合的不合格產(chǎn)品的量)為104.4 Mlbs，密度不合格產(chǎn)品的量(過 渡期間生產(chǎn)的由于密度不符合初始和目標(biāo)規(guī)格集合而既不符合初始規(guī)格集 合也不符合目標(biāo)規(guī)格集合的不合格產(chǎn)品的量)為18.1Mlbs;
假定MI如圖6變化并且密度如圖7變化的模擬表明，過渡期間生產(chǎn) 的不合格產(chǎn)品的總量為94.5 Mlbs， MI不合格產(chǎn)品的量為94.5 Mlbs，密度 不合格產(chǎn)品的量為14.6Mlbs;
假定MI如圖6變化并且密度如圖8變化的模擬表明，過渡期間生產(chǎn) 的不合格產(chǎn)品的總量為94.5 Mlbs， MI不合格產(chǎn)品的量為94.5 Mlbs，密度
不合格產(chǎn)品的量為19.3Mlbs;以及
假定MI如圖6變化并且密度如圖9變化的模擬表明，過渡期間生產(chǎn) 的不合格產(chǎn)品的總量為94.5 Mlbs， MI不合格產(chǎn)品的量為94.5 Mlbs，密度 不合格產(chǎn)品的量為94.5 Mlbs。
因此，基于圖4-9的模擬表明，由于MI不符合初始和目標(biāo)規(guī)格集合 比由于密度不符合這兩個(gè)規(guī)格集合在過渡(以各種不同的方式進(jìn)行)期間 生產(chǎn)更多的既不符合初始規(guī)格集合也不符合目標(biāo)規(guī)格集合的產(chǎn)品。這說明 MI (而非密度)是產(chǎn)品的第一性質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明，通過其它模擬(假定其 它過渡開始時(shí)的初始條件以及過渡期間的其它的MI和密度的變化的時(shí)間 常數(shù)值)，可以(通常能夠)證實(shí)MI確實(shí)是產(chǎn)品的第一性質(zhì)。
本發(fā)明的某些實(shí)施方式(其中將產(chǎn)品的一個(gè)性質(zhì)確認(rèn)為第一性質(zhì))確 認(rèn)用于進(jìn)行過渡的優(yōu)選的工藝控制變量，使過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品同時(shí)(或 基本上同時(shí))由于第一性質(zhì)和由于至少一個(gè)其它產(chǎn)品性質(zhì)中的每一個(gè)性質(zhì) 而變得"不合格"。而且優(yōu)選地，優(yōu)選的工藝控制變量使每個(gè)非第一性質(zhì) 在過渡期間盡可能遲地達(dá)到符合目標(biāo)規(guī)格集合的值(但不遲于第一性質(zhì)達(dá) 到符合目標(biāo)規(guī)格集合的值的時(shí)間)。利用這樣的工藝控制變量來進(jìn)行過 渡，使每個(gè)非第一性質(zhì)在受到本發(fā)明所施加的其它約束的過渡期間相對(duì)緩 慢地變化(即，每個(gè)非第一性質(zhì)的變化的時(shí)間常數(shù)被最大化)。
例如，考慮一種實(shí)施方式，在該實(shí)施方式中，MI被確認(rèn)為過渡的第 一性質(zhì)，該過渡的初始和目標(biāo)規(guī)格集合在圖4-9中提出(如圖4-9所示， 初始規(guī)格集合要求22.00 g/10min ^MI 〈6.00 g/10min， 0.922 g/cc S密度S 0.926 g/cc，目標(biāo)規(guī)格集合要求0.80 g/10min SMI g/10min， 0.916
g/cc S密度g/cc)。圖6的曲線54和圖7的曲線56表示的過渡的 初始條件(即，初始床層平均MI=26.00 g/10min，初始床層平均密度 =0.926 g/cc)使過渡期間生產(chǎn)的不合格材料的量最小化。然而，盡管根據(jù) 本發(fā)明按照圖6和7進(jìn)行過渡(包括選擇由曲線54和56所示的初始條 件)所產(chǎn)生的不合格材料最少(僅生產(chǎn)94.5 Mlbs的不合格產(chǎn)品)，但是 卻需要MI和密度在過渡期間快速變化(即，分別以0.5 h和0.75 h的時(shí)間 常數(shù)變化)。
根據(jù)本發(fā)明，按照圖6和8 (包括選擇曲線54和60所示的初始條 件)或圖6和9 (包括選擇曲線54和64所示的初始條件)進(jìn)行過渡也使 產(chǎn)生的不合格材料最少(僅生產(chǎn)94.5 Mlbs的不合格產(chǎn)品)。根據(jù)本發(fā) 明，優(yōu)選按照圖6和9 (而非圖6和8或者圖6和7)進(jìn)行過渡，原因在于 這樣不僅使根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生的不合格材料最少，而且還不必在過渡期間快 速改變密度(即，可以以7.40h的時(shí)間常數(shù)緩慢改變密度)。相反地，無 論按照圖6和9、圖6禾Q 8還是圖6和7進(jìn)行過渡，均要求在過渡期間以 0.5h的時(shí)間常數(shù)變化MI。
用于在已經(jīng)確定了使產(chǎn)生的不合格材料最少的初始條件和工藝控制變 量(即，圖6和7所示的那些)之后確定與圖6和9一致的優(yōu)選的初始條 件和工藝控制變量的優(yōu)選方法包括以下步驟
確定如下初始條件和工藝控制變量，所述初始條件和工藝控制變量導(dǎo) 致在過渡期間所生產(chǎn)的產(chǎn)品在由于所生產(chǎn)的產(chǎn)品的第一性質(zhì)而變得不合格 的同時(shí)(或基本上同時(shí))由于每一個(gè)所考慮的非第一性質(zhì)(即密度)而變 得不合格。因此，與圖6和8—致的初始條件和工藝控制變量被確定。在 圖6中，過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品在t=560 min時(shí)由于第一性質(zhì)(MI)而變得 "不合格"。確定了該時(shí)間(t=560 min)之后，確定得到圖8的初始值和 工藝控制變量，以使過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品在相同的時(shí)間(t=560 min)由于 密度而變得不合格，而不增加過渡期間生產(chǎn)的不合格產(chǎn)品的總量；以及
然后，確定如下優(yōu)選的初始條件和工藝控制變量(即，與圖6和9一 致的那些)，所述優(yōu)選的初始條件和工藝控制變量使得每個(gè)被考慮的非第 一性質(zhì)(即，密度)盡可能遲地(但不遲于第一性質(zhì)達(dá)到符合目標(biāo)規(guī)格集 合的時(shí)間)達(dá)到符合目標(biāo)規(guī)格集合的值，并使得過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品在所 生產(chǎn)的產(chǎn)品由于第一性質(zhì)而變得不合格的同時(shí)(或基本上同時(shí))由于每個(gè) 被考慮的非第一產(chǎn)品性質(zhì)(即，密度)而變得不合格，而不增加過渡期間 生產(chǎn)的不合格產(chǎn)品的總量。在圖8中，過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品的密度在 t=725 min時(shí)開始符合目標(biāo)規(guī)格集合；在圖6中，過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品的 MI在t=1370 min時(shí)開始符合目標(biāo)規(guī)格集合。確定了這些時(shí)間之后，確定 得到圖9的初始值和工藝控制變量，以使過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品的密度在
1370 min時(shí)開始符合目標(biāo)規(guī)格集合(而不增加過渡期間生產(chǎn)的不合格產(chǎn)品 的總量)。
更一般地，本發(fā)明的方法的某些實(shí)施方式確定從制備產(chǎn)品(具有由初 始規(guī)格集合決定的性質(zhì))的第一反應(yīng)到制備目標(biāo)產(chǎn)品(具有由目標(biāo)規(guī)格集 合決定的性質(zhì))的目標(biāo)反應(yīng)的過渡的參數(shù)，包括開始過渡的初始反應(yīng)參數(shù) 以及在過渡期間產(chǎn)品參數(shù)變化的時(shí)間常數(shù)。如圖10所示，該方法包括如
下步驟
(a) 從由初始規(guī)格集合和目標(biāo)規(guī)格集合規(guī)定的性質(zhì)中確定產(chǎn)品的第 一性質(zhì)(圖10的步驟300);
(b) 確定使過渡期間生產(chǎn)的不合格產(chǎn)品的量最小化或基本上最小化 的第一性質(zhì)的初值(過渡開始時(shí))，以使過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品由于第-性 質(zhì)不符合初始規(guī)格集合而在第一時(shí)間(過渡開始時(shí)或過渡期間)不再符合 初始規(guī)格集合，并使過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品的第一性質(zhì)在過渡結(jié)束時(shí)的第二 時(shí)間開始符合目標(biāo)規(guī)格集合(圖10的步驟302);以及
(c) 確定產(chǎn)品的至少一個(gè)非第一性質(zhì)的每一個(gè)在過渡開始時(shí)的初值 (非第一性質(zhì)是除第一性質(zhì)以外的由初始規(guī)格集合和目標(biāo)規(guī)格集合規(guī)定的
性質(zhì))，并確定在過渡期間每個(gè)所述非第一性質(zhì)的變化的時(shí)間常數(shù)，以使 過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品由于每個(gè)所述非第一性質(zhì)不符合初始規(guī)格集合而在過 渡期間的至少基本上與第一時(shí)間同時(shí)的時(shí)間不再符合初始規(guī)格集合(圖10 的步驟304)。
優(yōu)選地，歩驟(c)還包括確定每個(gè)所述非第一性質(zhì)的變化的時(shí)間常 數(shù)的步驟，以使過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品的每個(gè)所述非第一性質(zhì)在至少基本上 與第二時(shí)間同時(shí)的時(shí)間開始符合目標(biāo)規(guī)格集合。在一個(gè)實(shí)施例中，確定產(chǎn) 品的第二性質(zhì)和第三性質(zhì)(還可選產(chǎn)品的其它性質(zhì))中的每一個(gè)的初始條 件(以及時(shí)間常數(shù))，以使過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品由于第一性質(zhì)、第二性質(zhì) 和第三性質(zhì)(還可選其它性質(zhì))中的每一個(gè)不符合初始規(guī)格集合而(在至 少基本上與第一時(shí)間同時(shí)的時(shí)間)不再符合初始規(guī)格集合，并且過渡期間 生產(chǎn)的產(chǎn)品的第一性質(zhì)、第二性質(zhì)和第三性質(zhì)(還可選其它性質(zhì))中的每 一個(gè)在至少基本上于第二時(shí)間同時(shí)的時(shí)間開始符合目標(biāo)規(guī)格集合。每個(gè)非
第一性質(zhì)優(yōu)選與第一性質(zhì)同時(shí)(或基本上同時(shí))變得"不合格"，并且每 個(gè)非第一性質(zhì)盡可能遲地(但不遲于第一性質(zhì)達(dá)到符合目標(biāo)規(guī)格集合的值 的時(shí)間)達(dá)到符合目標(biāo)規(guī)格集合的值，以使每個(gè)非第一性質(zhì)的變化的時(shí)間 常數(shù)最大化。通常優(yōu)選的是(例如，為了簡化對(duì)反應(yīng)的控制)，在不增加 生產(chǎn)的不合格產(chǎn)品的量的條件下，在過渡期間相對(duì)緩慢地改變產(chǎn)品的每個(gè) 非第一性質(zhì)。
可選地，圖10的包括步驟300、 302和304的方法還包括步驟
(d)通過控制工藝控制變量來進(jìn)行過渡，以使第一性質(zhì)和每個(gè)所述 非第一性質(zhì)在過渡開始時(shí)具有在步驟(b)和(c)中確定的初值，并使過 渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品由于第一性質(zhì)不符合初始規(guī)格集合而在所述第一時(shí)間不 再符合初始規(guī)格集合，并由于每個(gè)非第一性質(zhì)不符合初始規(guī)格集合而在過 渡期間的至少基本上與第一時(shí)間同時(shí)的時(shí)間不再符合初始規(guī)格集合(圖10 的步驟306)。可以利用反應(yīng)工藝的模型來確定步驟(d)中控制的工藝控 制變量(例如，溫度、氣體組成、共聚單體組成、反應(yīng)器壓力和/或催化劑 組成)，以使所有的(瞬時(shí))產(chǎn)品性質(zhì)具有在步驟(b)和(c)中確定的 初值，并使每個(gè)工藝控制變量(這里也稱為操作參數(shù))作為時(shí)間的函數(shù)變 化，從而以與歩驟(b)和(c) 一致的方式進(jìn)行過渡。
在本發(fā)明方法的包括(從由初始規(guī)格集合和目標(biāo)規(guī)格集合規(guī)定的性質(zhì) 中)確認(rèn)在反應(yīng)器中制備的產(chǎn)品的第一性質(zhì)的步驟的某些實(shí)施方式中，該 確認(rèn)第 一性質(zhì)的步驟可以包括如下歩驟-
在過渡開始時(shí)對(duì)于許多不同的初始產(chǎn)品性質(zhì)(符合初始規(guī)格集合)， 在過渡之前、期間和之后對(duì)于N (N為任意正整數(shù))個(gè)不同的產(chǎn)品性質(zhì)中 的每一個(gè)性質(zhì)獲取表示瞬時(shí)和平均產(chǎn)品性質(zhì)(例如，在流化床反應(yīng)器中制 備的產(chǎn)品的床層平均性質(zhì))的數(shù)據(jù)(例如，歷史數(shù)據(jù)、模擬數(shù)據(jù)或模型數(shù) 據(jù))；以及
將產(chǎn)品性質(zhì)中的一個(gè)性質(zhì)確認(rèn)為第一性質(zhì)，該性質(zhì)比任何其它性質(zhì)在 過渡期間可以導(dǎo)致產(chǎn)生更多的不合格產(chǎn)品。這可以如下進(jìn)行確定在由于 第一性質(zhì)不符合(初始規(guī)格集合和目標(biāo)規(guī)格集合)而產(chǎn)生第一量的既不符 合初始規(guī)格集合也不符合目標(biāo)規(guī)格集合的不合格產(chǎn)品的情況下，可以進(jìn)行
過渡；而且確定由于產(chǎn)品的任何其它性質(zhì)不符合初始規(guī)格集合和目標(biāo)規(guī)格 集合而在產(chǎn)生等于或大于第一量的既不符合初始規(guī)格集合也不符合目標(biāo)規(guī) 格集合的不合格產(chǎn)品的情況下，無法進(jìn)行過渡。 在其它實(shí)施方式中，該方法包括如下步驟
(a) 確定第一產(chǎn)品性質(zhì)(例如，MI和密度中的一個(gè))、第二產(chǎn)品性 質(zhì)(例如，MI和密度中的另一個(gè))以及可選的一個(gè)或更多個(gè)另外的(例
如，第三)產(chǎn)品性質(zhì)的(反應(yīng)過渡開始時(shí)的)最優(yōu)初值和(開始改變每個(gè) 產(chǎn)品性質(zhì)的)初始改變時(shí)間和(在過渡期間改變每個(gè)產(chǎn)品性質(zhì)的)時(shí)間常
數(shù)；以及
(b) 確定操作參數(shù)(例如，溫度、氣體組成、共聚單體組成、反應(yīng) 器壓力和/或催化劑組成)，用于將產(chǎn)品性質(zhì)的瞬時(shí)值設(shè)定成在歩驟(a) 中確定的最優(yōu)初值，并且確定如何改變作為時(shí)間的函數(shù)的每個(gè)操作參數(shù)， 從而以與在步驟(a)中確定的初始改變時(shí)間和時(shí)間常數(shù)一致的方式進(jìn)行 過渡。
通常，使用將產(chǎn)品性質(zhì)與操作參數(shù)的瞬吋值關(guān)聯(lián)起來的反應(yīng)工藝模型 來執(zhí)行步驟(b)。優(yōu)選地，該方法還包括步驟
(c) 通過控制操作參數(shù)來進(jìn)行過渡，以將瞬時(shí)產(chǎn)品性質(zhì)設(shè)定成在歩 驟(a)中確定的最優(yōu)初值，并且以與在步驟(a)中確定的每個(gè)所述初始 改變時(shí)間和時(shí)間常數(shù)一致的方式改變瞬時(shí)產(chǎn)品性質(zhì)。
在本發(fā)明的典型實(shí)施方式中，在初始和目標(biāo)反應(yīng)中制備的產(chǎn)品是樹 脂。根據(jù)本發(fā)明，通過在過渡開始時(shí)制備具有一組選定的樹脂產(chǎn)品性質(zhì) (在初始規(guī)格集合所容許的范圍內(nèi))的樹脂，可以顯著減少(優(yōu)選最小 化)在從制備初始樹脂產(chǎn)品(具有由初始規(guī)格集合決定的性質(zhì))到最終樹 脂產(chǎn)品(具有由目標(biāo)規(guī)格集合決定的性質(zhì))的過渡期間所產(chǎn)生的不合格樹 脂的量。在典型實(shí)施方式中，(在過渡開始時(shí))選定的初始樹脂產(chǎn)品性質(zhì) 包括樹脂密度和樹脂流動(dòng)性質(zhì)(例如，MI或FI)。通過在過渡開始時(shí)對(duì) 初始樹脂產(chǎn)品性質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化選擇，通?？墒共缓细癞a(chǎn)品的量比通過在過渡 開始時(shí)隨機(jī)確定初始樹脂產(chǎn)品性質(zhì)(在初始規(guī)格集合所容許的范圍內(nèi))所 生產(chǎn)的量減少35%?？梢曰诜磻?yīng)器約束、工藝動(dòng)力學(xué)和目標(biāo)產(chǎn)品性質(zhì)來
預(yù)先確定(過渡開始時(shí))選定的初始樹脂產(chǎn)品性質(zhì)?？梢允褂梅治龊蛿?shù)值 方法對(duì)反應(yīng)器約束、工藝動(dòng)力學(xué)和目標(biāo)產(chǎn)品性質(zhì)建模。根據(jù)本發(fā)明(例 如，通過數(shù)值、圖形和/或分析方法)確定的最優(yōu)初始樹脂產(chǎn)品性質(zhì)(過渡 開始時(shí))通常并不直觀，而是通常與常規(guī)觀點(diǎn)不一致。
下面描述可以根據(jù)本發(fā)明控制的工業(yè)規(guī)模的反應(yīng)(例如，工業(yè)規(guī)模的 氣相流化床聚合反應(yīng))的實(shí)施例。某些這種反應(yīng)可以在幾何結(jié)構(gòu)如圖1的 反應(yīng)器IO和圖2或圖3的反應(yīng)器的反應(yīng)器中進(jìn)行。在本發(fā)明的不同實(shí)施方 式中，根據(jù)本發(fā)明來控制各種不同的反應(yīng)器的操作。
在某些實(shí)施方式中，當(dāng)連續(xù)氣相流化床反應(yīng)器如下操作以進(jìn)行聚合 時(shí)，根據(jù)本發(fā)明對(duì)其進(jìn)行控制。流化床由聚合物顆粒構(gòu)成。主要單體和氫 的氣體供料流與液體或氣體共聚單體一起在混合三通裝置中混合，并在反 應(yīng)器床層下方引入循環(huán)氣體管線。例如，主要單體是乙烯，共聚單體是己 烯?？刂埔蚁浜凸簿蹎误w各自的流率，以保持固定的組成目標(biāo)?？刂?乙烯濃度以保持恒定的乙烯分壓?？刂茪湟员３趾愣ǖ臍渑c乙烯的摩爾 比?？刂萍合┮员３趾愣ǖ募合┡c乙烯的摩爾比。通過在線氣相色譜來測 量所有氣體的濃度，以確保循環(huán)氣體流中的組成相對(duì)恒定。使用純化氮?dú)?作為載氣將固體或液體催化劑直接注入流化床。調(diào)節(jié)其速率以保持恒定的 生產(chǎn)率。通過使補(bǔ)充供料和循環(huán)氣體連續(xù)流過反應(yīng)區(qū)，將生長聚合物顆粒 的反應(yīng)床層保持在流化態(tài)。在某些實(shí)施方式中，這通過使用1-3 ft/s的表觀 氣速來實(shí)現(xiàn)，并且反應(yīng)器在300 psig的總壓下操作。為了保持恒定的反應(yīng)
器溫度，連續(xù)地上下調(diào)節(jié)循環(huán)氣體的溫度以適應(yīng)聚合所致的熱產(chǎn)生速率的 任何變化。通過以等于顆粒狀產(chǎn)品形成速率的速率去除一部分床層，將流 化床保持在恒定高度。通過一系列的閥將產(chǎn)品半連續(xù)地轉(zhuǎn)移到固定體積的 室中，同時(shí)使其排氣回反應(yīng)器。這樣可使產(chǎn)品高效率地轉(zhuǎn)移，同時(shí)將大部 分的未反應(yīng)氣體返回反應(yīng)器。將此產(chǎn)品凈化以去除夾帶的烴，并用少量的 濕氮?dú)饬鲗?duì)其進(jìn)行處理以使痕量的殘余催化劑失活。
在其它實(shí)施方式中，當(dāng)反應(yīng)器用各種不同工藝(例如，溶液、淤漿和 氣相工藝)來操作以進(jìn)行聚合時(shí)，根據(jù)本發(fā)明對(duì)其進(jìn)行控制。例如，反應(yīng) 器可以是通過氣相聚合工藝制備聚烯烴聚合物的流化床反應(yīng)器。這種反應(yīng)
器以及操作這種反應(yīng)器的方法是公知的。在進(jìn)行氣相聚合工藝的這樣的反 應(yīng)器的操作中，聚合介質(zhì)可以被機(jī)械攪拌或通過氣態(tài)單體和稀釋劑的連續(xù) 流動(dòng)而被流化。
在某些實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明來控制聚合反應(yīng)。該反應(yīng)可以是連續(xù) 氣相工藝(例如，流化床工藝)。進(jìn)行這種工藝的流化床反應(yīng)器通常包括 反應(yīng)區(qū)和所謂的減速區(qū)。反應(yīng)區(qū)包括生長聚合物顆粒、形成的聚合物顆粒 和少量催化劑顆粒的床層，該床層通過氣態(tài)單體和稀釋劑的連續(xù)流動(dòng)而被 流態(tài)化，以通過反應(yīng)區(qū)去除聚合熱?？蛇x地，部分再循環(huán)氣體可以被冷卻 和壓縮形成液體，從而提高重新進(jìn)入反應(yīng)區(qū)時(shí)循環(huán)氣流的熱量去除能力。 這種操作方法被稱為"冷凝模式"。通過簡單的實(shí)驗(yàn)可以方便地確定氣體 的合適流率。以與顆粒聚合物產(chǎn)品(以及與該產(chǎn)產(chǎn)品結(jié)合在一起的單體) 從反應(yīng)器取出的速率相等的速率使氣態(tài)單體補(bǔ)充到循環(huán)氣流，并且調(diào)節(jié)通 過反應(yīng)器的氣體的組成，以在反應(yīng)區(qū)內(nèi)保持基本上穩(wěn)態(tài)的氣態(tài)組合物。離 開反應(yīng)區(qū)的氣體被傳送至減速區(qū)，在此去除夾帶顆粒。更精細(xì)的夾帶顆粒 和粉塵可以在旋風(fēng)分離器和/或細(xì)濾器中被去除。將氣體穿過熱交換器，在 其中去除聚合熱，在壓縮機(jī)中壓縮，然后返回反應(yīng)區(qū)。
流化床工藝的反應(yīng)器溫度的范圍可為從3(TC或4(TC或5(TC至9(TC或 IO(TC或ll(TC或12(TC或150°C。 一般地，反應(yīng)器在考慮到反應(yīng)器內(nèi)聚合 物產(chǎn)品的燒結(jié)溫度情況下的最高可行溫度下操作。聚合溫度或反應(yīng)溫度通 常應(yīng)當(dāng)?shù)陀诖纬傻木酆衔锏娜廴跍囟然?燒結(jié)"溫度。因此，在一種實(shí) 施方式中，溫度上限為反應(yīng)器中生產(chǎn)的聚烯烴的熔融溫度。
在其它實(shí)施方式中，其操作根據(jù)本發(fā)明控制的反應(yīng)器通過淤漿聚合工 藝來進(jìn)行聚合。淤漿聚合工藝通常使用l-50個(gè)大氣壓甚至更高的壓力以及 0-120°C、更特別地30-10(TC的溫度。在淤漿聚合中，固體、顆粒聚合物 的懸浮液在液體聚合稀釋介質(zhì)中形成，該介質(zhì)中添加了單體和共聚單體以 及通常連同催化劑一起添加的氫。包含稀釋劑的懸浮液被間歇或連續(xù)地從 反應(yīng)器中去除，在此揮發(fā)性組分與聚合物分離，并循環(huán)(可選地在蒸餾之 后)至反應(yīng)器。聚合介質(zhì)中使用的液體稀釋劑通常為具有3-7個(gè)碳原子的 垸烴，在一種實(shí)施方式中為支化垸烴。所用介質(zhì)在聚合條件下應(yīng)為液體，
并且相對(duì)比較惰性。當(dāng)使用丙烷介質(zhì)時(shí)，工藝必須在反應(yīng)稀釋劑的臨界溫 度和臨界壓力之上操作。在一種實(shí)施方式中，使用己垸、異戊垸或異丁烷 介質(zhì)。
在其它實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明控制的反應(yīng)為(或包括)顆粒形式的 聚合或淤漿工藝，其中，溫度被保持在低于聚合物變?yōu)槿芤旱臏囟?。在?它實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明控制的反應(yīng)為環(huán)流反應(yīng)器或多個(gè)串聯(lián)、并聯(lián)的 攪拌反應(yīng)器中的一個(gè)或其組合。淤漿工藝的非限制性例子包括連續(xù)的環(huán)流 釜或攪拌釜工藝。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式控制的反應(yīng)可制備烯烴(例如乙烯)的均 聚物和/或烯烴(特別是乙烯)與至少一種其它烯烴的共聚物、三元共聚物 等。例如，在一種實(shí)施方式中，烯烴可包含2-16個(gè)碳原子；在另一種實(shí)施 方式中，為乙烯和包含3-12個(gè)碳原子的共聚單體；在另一種實(shí)施方式中， 為乙烯和包含4-10個(gè)碳原子的共聚單體；在另一種實(shí)施方式中，為乙烯和 包含4-8個(gè)碳原子的共聚單體。根據(jù)本發(fā)明控制的反應(yīng)可以制備聚乙烯。 這樣的聚乙烯可為乙烯的均聚物，以及乙烯與至少一種a-烯烴的互聚物，
其中乙烯含量為所含全部單體的至少50重量％。可用于本發(fā)明的實(shí)施方式
中的示例性烯烴為乙烯、丙烯、l-丁烯、l-戊烯、l-己烯、l-庚烯、1-辛 烯、4-甲基_1-戊烯、1_癸烯、l-十二烯、l-十六烯等。還可使用多烯，例
如1,3-己二烯、1,4-己二烯、環(huán)戊二烯、二環(huán)戊二烯、4-乙烯基-l-環(huán)己 烯、1,5-環(huán)辛二烯、5-亞乙烯基-2-降冰片烯和5-乙烯基-2-降冰片烯，以及 在聚合介質(zhì)中原位形成的烯烴。當(dāng)烯烴在聚合介質(zhì)中原位形成時(shí)，可以形 成包含長鏈支鏈的聚烯烴。
在聚乙烯或聚丙烯的制備中，共聚單體可以存在于聚合反應(yīng)器中。如 果存在，共聚單體可以以任意水平與乙烯或丙烯單體存在，條件是能使結(jié) 合到成品樹脂中的共聚單體達(dá)到期望的重量百分比。在聚乙烯制備的一種 實(shí)施方式中，存在的共聚單體與乙烯的摩爾比(共聚單體乙烯)為 0.0001-50，在另一種實(shí)施方式中為0.0001-5，在另一種實(shí)施方式中為 0.0005-1.0，在另一種實(shí)施方式中為0.001-0.5。以絕對(duì)形式表示，在制造 聚乙烯中，聚合反應(yīng)器中存在的乙烯的量在一種實(shí)施方式中可為至多iooo個(gè)大氣壓，在另一種實(shí)施方式中可為至多500個(gè)大氣壓，在另一種實(shí)施方
式中可為至多200個(gè)大氣壓，在另一種實(shí)施方式中可為至多100個(gè)大氣 壓，在另一種實(shí)施方式中可為至多50個(gè)大氣壓。
氫氣通常被用于烯烴聚合，以控制聚烯烴的最終性質(zhì)。對(duì)于某些類型 的催化劑系統(tǒng)，已知增大氫的濃度(分壓)可以提高生產(chǎn)的聚烯烴的熔體 流動(dòng)(MF)和/或熔融指數(shù)(MI)。因此，MF或MI可受氫濃度影響。聚 合中的氫量可被表示為相對(duì)于全部可聚合單體(例如乙烯或乙烯與己烯或 丙烯的混合物)的摩爾比。某些聚合工藝中所用的氫量是使最終的聚烯烴 樹脂達(dá)到期望的MF或MI所必須的量。在一種實(shí)施方式中，氫與全部單 體的摩爾比(H2:單體)大于0.00001，在另一種實(shí)施方式中大于0.0005， 在另一種實(shí)施方式中大于0.001，并且在另一種實(shí)施方式中小于10，在另 一種實(shí)施方式中小于5，在另一種實(shí)施方式中小于3，在另一種實(shí)施方式 中小于0.10，其中適宜的范圍可包括本文所述的任何摩爾比上限與下限的 任意組合。用另一種方式表示，在一種實(shí)施方式中，反應(yīng)器中的氫量在任 何時(shí)刻可為至多10 ppm，在另一種實(shí)施方式中至多100或3000或4000或 5000 ppm，在另一種實(shí)施方式中為10-5000 ppm，在另一種實(shí)施方式中為 500-2000 ppm。
根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式控制的反應(yīng)器可以是使用串聯(lián)的兩個(gè)或多 個(gè)反應(yīng)器的多級(jí)反應(yīng)器的組成部分，其中多級(jí)反應(yīng)器中的一個(gè)反應(yīng)器可以 制備例如高分子量組分，而另一個(gè)反應(yīng)器可制備低分子量組分。
根據(jù)本發(fā)明控制的反應(yīng)器可以在存在大配體茂金屬型催化劑系統(tǒng)和不 存在(或基本上不含)任何凈化劑的條件下進(jìn)行淤漿或氣相工藝，所述凈 化劑例如是三乙基鋁、三甲基鋁、三異丁基鋁和三正己基鋁以及二乙基氯 化鋁、二丁基鋅等。"基本上不含"是指這些化合物并非有意地添加到反 應(yīng)器或任何反應(yīng)器部件，并且如果存在，其在反應(yīng)器中的量小于lppm。
根據(jù)本發(fā)明控制的反應(yīng)器可以使用一種或更多種催化劑，所述催化劑 可以與基于催化劑系統(tǒng)(或其組分)重量的至多10 wty。的金屬脂肪酸化合 物(例如硬脂酸鋁)混合。其它合適的金屬包括其它2族和5-13族金屬。 在其它實(shí)施方式中，金屬脂肪酸化合物的溶液被進(jìn)料至反應(yīng)器中。在另外
的實(shí)施方式中，金屬脂肪酸化合物先與催化劑混合，然后被進(jìn)料至反應(yīng)器 中。這些試劑可以與催化劑混合，或可以包含或不包含催化劑系統(tǒng)或其組 分的溶液或淤漿形式被進(jìn)料至反應(yīng)器中。
在根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式控制的反應(yīng)器中，載體型催化劑可以與 活化劑混合，并通過滾動(dòng)和/或其它合適的方法與至多2.5 Wt% (基于催化 劑組合物的重量)的抗靜電劑混合，所述抗靜電劑例如為乙氧基化胺或甲
氧基化胺，其例子為Kemamine AS-990 (ICI Specialties, Bloomington Delaware)。其它抗靜電組合物包括Octastat族化合物，更具體為Octastat 2000、 3000和5000。
金屬脂肪酸和抗靜電劑可以作為獨(dú)立進(jìn)料以固體漿液或溶液的形式加 入反應(yīng)器。這種添加方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以在線調(diào)節(jié)添加劑的水平。
可根據(jù)本發(fā)明制備的聚合物的例子包括C2-C18 a-烯烴的均聚物和共 聚物；聚氯乙烯、乙烯-丙烯橡膠(EPR);乙烯-丙烯-二烯橡膠 (EPDM);聚異戊二烯；聚苯乙烯；聚丁二烯；丁二烯與苯乙烯的共聚 物；丁二烯與異戊二烯的共聚物；丁二烯與丙烯腈的共聚物；異丁烯與異 戊二烯的共聚物；乙烯-丁烯橡膠和乙烯-丁烯-二烯橡膠；聚氯丁二烯；降 冰片烯均聚物以及與一種或更多種C2-C18 a-烯烴的共聚物；--種或更多 種C2-C18 o;-烯烴與二烯的三元共聚物。
可存在于根據(jù)本發(fā)明控制的反應(yīng)器中的單體包括下列的一種或更多 種C2-C18o;-烯烴，例如乙烯、丙烯，和可選的至少一種二烯，例如己二 烯、二環(huán)戊二烯、辛二烯，包括甲基辛二烯(例如，l-甲基-l,6-辛二烯和 7-甲基1，6-辛二烯)，降冰片二烯和亞乙基降冰片烯；以及容易縮合的單 體，例如異戊二烯、苯乙烯、丁二烯、異丁烯、氯丁二烯、丙烯腈、環(huán)狀 烯烴(例如降冰片烯)。
可以根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式來控制流化床聚合(例如，機(jī)械攪拌 和/或氣體流化)反應(yīng)。所述反應(yīng)可以是任意類型的流化聚合反應(yīng)，并且可 以在單個(gè)反應(yīng)器或多個(gè)反應(yīng)器(例如串聯(lián)的兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器)中進(jìn)行。
在各種實(shí)施方式中，在根據(jù)本發(fā)明控制的聚合工藝中可以任意使用多
種不同類型的聚合催化劑?？梢允褂脝我坏拇呋瘎?，如果需要還可以使用 催化劑的混合物。催化劑可以是可溶性或不溶性、載體型或非載體型。催 化劑可以是用或不用填料噴霧干燥的預(yù)聚物、液體或溶液、淤漿/懸浮液或 分散體。這些催化劑與本領(lǐng)域公知的助催化劑和促進(jìn)劑一起使用。通常， 這些助催化劑和促進(jìn)劑是垸基鋁、烷基鋁鹵化物、烷基鋁氫化物以及鋁氧 烷。僅用于說明目的，合適的催化劑的例子包括齊格勒-納塔催化劑、鉻基 催化劑、釩基催化劑(例如，氧氯化釩和乙酰丙酮化釩)、茂金屬催化劑 和其它單位點(diǎn)或類單位點(diǎn)的催化劑、金屬鹵化物的陽離子形式(例如，三 鹵化鋁)、陰離子引發(fā)劑(例如，丁基鋰)、鈷催化劑及其混合物、鎳催 化劑及其混合物、稀土金屬催化劑(即，含有在元素周期表中的原子序數(shù) 為57-103的金屬的那些)，例如鈰、鑭、鐠、釓和釹的化合物。
在各種實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明控制的聚合反應(yīng)可以使用其它添加 劑，例如惰性顆粒。
應(yīng)當(dāng)理解，盡管本文說明和描述了本發(fā)明的某些實(shí)施方式，但本發(fā)明 并不限于所述的這些具體實(shí)施方式
。
權(quán)利要求
1.一種確定從初始反應(yīng)到目標(biāo)反應(yīng)的過渡參數(shù)的方法，所述初始反應(yīng)制備性質(zhì)滿足初始規(guī)格集合的產(chǎn)品，所述目標(biāo)反應(yīng)制備性質(zhì)滿足目標(biāo)規(guī)格集合的產(chǎn)品，所述方法包括步驟(a)將所述產(chǎn)品的一個(gè)性質(zhì)確認(rèn)為第一性質(zhì)，所述一個(gè)性質(zhì)比其它任何性質(zhì)在所述過渡期間導(dǎo)致產(chǎn)生更多的不合格產(chǎn)品；以及(b)確定顯著減少所述過渡期間生產(chǎn)的不合格產(chǎn)品的量的過渡初始條件，所述過渡初始條件包括所述第一性質(zhì)的初始值。
2. 如權(quán)利要求1的方法，其中在步驟(b)中確定的所述初始條件至 少基本上使所述過渡期間生產(chǎn)的不合格產(chǎn)品的量最小化。
3. 如權(quán)利要求1或2的方法，還包括如下步驟確定用于進(jìn)行從在步 驟(b)中確定的所述初始條件開始的所述過渡的工藝控制變量。
4. 如權(quán)利要求1-3中任何一項(xiàng)的方法，還包括歩驟 在進(jìn)行所述初始反應(yīng)時(shí)，建立在步驟(b)中確定的所述初始條件；以及然后，進(jìn)行到所述目標(biāo)反應(yīng)的所述過渡。
5. 如權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)的方法，其中所述初始反應(yīng)和所述目標(biāo)反應(yīng)中的每一個(gè)均為聚合反應(yīng)。
6. 如權(quán)利要求5的方法，其中所述產(chǎn)品是聚烯烴。
7. 如權(quán)利要求1-6中任何一項(xiàng)的方法，其中在所述初始反應(yīng)和所述目 標(biāo)反應(yīng)期間生產(chǎn)的所述產(chǎn)品是樹脂，并且所述第一性質(zhì)是樹脂密度和樹脂 流動(dòng)性質(zhì)中的一個(gè)。
8. 如權(quán)利要求1-7中任何一項(xiàng)的方法，還包括如下步驟 確定用于進(jìn)行從在步驟(b)中確定的所述初始條件開始的所述過渡的工藝控制變量，以使在所述過渡期間生產(chǎn)的所述產(chǎn)品由于所述第一性質(zhì) 而在第一時(shí)間變得不合格，并且由于所述產(chǎn)品的至少一個(gè)非第一性質(zhì)中的 每一個(gè)而在至少基本上等于所述第一時(shí)間的時(shí)間變得不合格，所述第一性 質(zhì)在第二時(shí)間開始符合所述目標(biāo)規(guī)格集合，并且至少一個(gè)所述非第一性質(zhì) 在至少基本上等于但不遲于所述第二時(shí)間的時(shí)間開始符合所述目標(biāo)規(guī)格集 合。
9. 如權(quán)利要求1-8中任何一項(xiàng)的方法，其中所述參數(shù)包括開始所述過 渡的初始反應(yīng)參數(shù)和在所述過渡期間改變產(chǎn)品參數(shù)的參數(shù)，并且其中步驟(b)包括如下步驟(C)確定在所述過渡期間所述第一性質(zhì)的變化的時(shí)間常數(shù)，所述時(shí) 間常數(shù)使所述過渡期間生產(chǎn)的所述產(chǎn)品由于所述第一性質(zhì)而在第一時(shí)間變 得不合格，并使所述第一性質(zhì)在第二時(shí)間開始符合所述目標(biāo)規(guī)格集合；以 及(d) 確定所述產(chǎn)品的至少一個(gè)非第一性質(zhì)的每一個(gè)的初始值和在所 述過渡期間每個(gè)所述非第一性質(zhì)的變化的時(shí)間常數(shù)，所述初始值和時(shí)間常 數(shù)使所述過渡期間生產(chǎn)的所述產(chǎn)品由于每個(gè)所述非第一性質(zhì)而在至少基本 上等于所述第 一 時(shí)間的時(shí)間變得不合格。
10. 如權(quán)利要求9的方法，其中在歩驟(d)中確定的每個(gè)所述初始值 和每個(gè)所述時(shí)間常數(shù)使每個(gè)所述非第一性質(zhì)在至少基本上等于但不遲于所 述第二時(shí)間的時(shí)間開始符合所述目標(biāo)規(guī)格集合。
11. 如權(quán)利要求9的方法，還包括如下步驟(e) 確定進(jìn)行所述過渡的操作參數(shù)。
12. 如權(quán)利要求11的方法，其中所述操作參數(shù)包括溫度、氣體組成、 共聚單體組成、反應(yīng)器壓力、催化劑組成和催化劑改進(jìn)劑中的至少一個(gè)。
13. —種確認(rèn)在反應(yīng)器中制備的性質(zhì)滿足初始規(guī)格集合的產(chǎn)品的第一 性質(zhì)的方法，其中在過渡之后，在所述反應(yīng)器中制備的所述產(chǎn)品具有滿足 目標(biāo)規(guī)格集合的性質(zhì)，所述方法包括如下步驟(a) 在所述過渡之前、期間和之后獲得表示所述產(chǎn)品的至少兩個(gè)不 同性質(zhì)中的每一個(gè)的瞬時(shí)值和平均值的數(shù)據(jù)，其中所述不同性質(zhì)中的每一 個(gè)均在所述過渡開始時(shí)符合所述初始規(guī)格集合；以及(b) 根據(jù)所述數(shù)據(jù)，將所述不同性質(zhì)中比其它任何性質(zhì)在所述過渡 期間導(dǎo)致產(chǎn)生更多的不合格產(chǎn)品的一個(gè)性質(zhì)確認(rèn)為所述第一性質(zhì)。
14. 如權(quán)利要求13的方法，其中所述反應(yīng)器是配置用于進(jìn)行聚合反應(yīng) 的流化床反應(yīng)器。
15.如權(quán)利要求14的方法，其中所述產(chǎn)品是聚烯烴。
全文摘要
一種確定從初始反應(yīng)到目標(biāo)反應(yīng)過渡的初始條件以及可選的進(jìn)行所述過渡的工藝控制變量的方法，其中所述初始條件可使過渡期間生產(chǎn)的不合格材料的量最小化(或基本上最小化)。將比任何其它性質(zhì)在過渡期間生產(chǎn)更多不合格產(chǎn)品的那個(gè)產(chǎn)品性質(zhì)確認(rèn)為第一性質(zhì)，并且確定進(jìn)行過渡的工藝控制變量，以使過渡期間生產(chǎn)的產(chǎn)品由于第一性質(zhì)并由于至少一個(gè)其它產(chǎn)品性質(zhì)中的每一個(gè)而在相同或基本上相同的時(shí)間變得不合格，并且優(yōu)選還使每個(gè)非第一性質(zhì)即可能遲地(但不遲于第一性質(zhì)達(dá)到符合目標(biāo)規(guī)定集合的值的時(shí)間)達(dá)到符合目標(biāo)規(guī)定集合的值。
文檔編號(hào)B01J8/24GK101189062SQ200680019722
公開日2008年5月28日 申請日期2006年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月3日
發(fā)明者伊萬·J·哈特利, 理查德·J·斯托爾茲, 約翰·R·帕里什 申請人:尤尼威蒂恩技術(shù)有限公司