專利名稱：通過使柱塔頂液體返回到反應(yīng)器的單體回收的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及聚烯烴生產(chǎn)，更具體地說，涉及提高從 聚烯烴反應(yīng)器排出的未反應(yīng)烯烴單體的回收。 相關(guān)技術(shù)描述這一部分意欲向讀者介紹可能與在以下描述和/或要求保 護的本發(fā)明的各方面相關(guān)的技術(shù)方面。這種討論據(jù)信有助于給讀者提 供背景技術(shù)信息以利于更好地理解本發(fā)明的各個方面。因此，應(yīng)理解， 這些陳述應(yīng)按此目的進行閱讀，而不是作為對現(xiàn)有技術(shù)的確認。隨著化學(xué)和石化技術(shù)的發(fā)展，這些技術(shù)的產(chǎn)品在社會中已 變得日益普遍。特別地，因為將筒單的分子構(gòu)建塊結(jié)合到較長的鏈(或 聚合物)中的技術(shù)已經(jīng)取得進展，聚合物產(chǎn)品(通常呈各種塑料的形 式)已經(jīng)被越來越多地引入到各種日常生活用品中。例如，聚烯烴聚 合物，如聚乙烯、聚丙烯和它們的共聚物，被用于零售和藥物包裝、 食品和飲料包裝(如果汁和碳酸飲料瓶)、家用容器(如桶和盒)、 家用物品(如用具、家具、地毯、和玩具)、汽車部件、管道、導(dǎo)管 和各種工業(yè)產(chǎn)品。特定類型的聚烯烴，如高辯度聚乙烯(HDPE),在制備吹 塑和注塑商品如食品和飲料容器、薄膜和塑料管中具有特殊的用途。 其它類型的聚烯烴，如低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯 (LLDPE )、等規(guī)聚丙烯(iPP )和間規(guī)聚丙烯(sPP )，也適合類似的 應(yīng)用。所述應(yīng)用的機械要求如拉伸強度和密度，和/或化學(xué)要求如熱穩(wěn) 定性、分子量和化學(xué)反應(yīng)性，通常決定了何種聚烯烴或何種類型的聚
烯烴是適用的。如從以上所列用途中可推論的，聚烯烴構(gòu)造的一個益處是， 它通常不與它所接觸的物品或產(chǎn)品反應(yīng)。這允許聚烯烴產(chǎn)品可以被用 于居住、商業(yè)和工業(yè)范圍，包括食品和飲料貯存及運輸、消費電子產(chǎn) 品、農(nóng)業(yè)、海運和車輛制造。聚烯烴的廣泛的居住、商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用 已轉(zhuǎn)化為對可擠出、注塑、吹塑或以其它方式形成最終消費產(chǎn)品或元 件的原料聚烯烴的相當(dāng)大的需求。為滿足這種需求，已存在可將烯烴聚合來形成聚烯烴的各 種方法。通常，這些方法在可容易獲得短鏈烯烴分子(單體和共聚單 體)如乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯、癸烯和長得多的聚烯 烴聚合物的其它構(gòu)建單元的石化裝置處或附近實施。這些單體和共聚 單體可在液相聚合反應(yīng)器和/或氣相聚合反應(yīng)器中聚合，以形成包含聚 合物(聚烯烴)固體微粒(通常被稱為松散物(fluff )或顆粒)的產(chǎn) 物。所述松散物可以具有一種或多種令人感興趣的熔融、物理、流變 學(xué)和/或機械性能，例如密度、熔體指數(shù)(MI)、熔體流動速率(MFR)、 共聚物含量、共聚單體含量、模量和結(jié)晶度。在反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)條件， 如溫度、壓力、化學(xué)品濃度、聚合物生產(chǎn)率等可以被選擇，以達到所 需的松散物性能。除所述一種或多種烯烴單體以外，可向反應(yīng)器中添加促進 單體聚合的催化劑。例如，所述催化劑可以是經(jīng)反應(yīng)器進料流添加的 顆粒，且一旦被添加，則懸浮在反應(yīng)器內(nèi)的流體介質(zhì)中。這樣的催化
劑的一個實例是在二氧化硅載體上的含有六價鉻的氧化鉻。另外，可 向所述反應(yīng)器中引入稀釋劑。所述稀釋劑可以是在反應(yīng)條件下為液體 的惰性烴，如異丁烷、丙烷、正戊烷、異戊烷、新戊烷和正己烷，然 而，某些聚合方法可以不采用單獨的稀釋劑，例如在其中丙烯單體本 身起稀釋劑作用的聚丙烯生產(chǎn)的所選擇的實例的情況下。反應(yīng)器的排出物通常包括聚合物松散物以及非聚合物組 分，如未反應(yīng)的烯徑單體(和共聚單體)、稀釋劑等。在液相反應(yīng)器 例如環(huán)管漿料反應(yīng)器中生產(chǎn)聚乙烯的情況下，非聚合物組分通常主要
包括稀釋劑，如異丁烷，具有少量未反應(yīng)的乙烯(如5wt。/。)。對于聚 丙烯生產(chǎn)，非聚合物組分通常主要包括未反應(yīng)的丙烯單體。這些排出 物料流通常被加工，例如通過稀釋劑/單體回收系統(tǒng)，以使所述非聚合 物組分與所述聚合物松散物分離。從所述回收系統(tǒng)回收的稀釋劑、未 反應(yīng)的單體和其它非聚合物組分可以被處理，例如通過分餾系統(tǒng)處理， 并最終作為純化或處理過的原料返回到所述反應(yīng)器。在一些情形下， 一些組分可以被燒掉或返回給供給裝置，例如返回到烯烴制造廠或煉 油廠。至于回收的聚合物(固體)，在將所述聚合物發(fā)送給消費者之 前，所述聚合物可以被處理以使殘余的催化劑鈍化，除去夾帶的徑， 干燥所述聚合物，并在擠出機中將所述聚合物造粒等。竟?fàn)幍木巯N生產(chǎn)業(yè)持續(xù)驅(qū)動制造商改進其方法以降低生 產(chǎn)成本。在每年生產(chǎn)數(shù)十億磅聚烯烴產(chǎn)品的工業(yè)中，例如在催化劑活 性、單體產(chǎn)率和稀釋劑回收方面的小增量的改進，可在聚烯烴生產(chǎn)中
產(chǎn)生顯著的成本節(jié)約。幸運的是，這些年來，在原料、催化劑生產(chǎn)率、 能量效率、設(shè)備設(shè)計和操作等方面的技術(shù)進步已在降低聚烯烴生產(chǎn)系 統(tǒng)的資本、操作和固定成本上提供了很大的進展。例如，催化劑研究 已生產(chǎn)出活性值比二十至三十年前的催化劑的活性高數(shù)個數(shù)量級的商 業(yè)催化劑，導(dǎo)致每磅聚合物消耗的催化劑量顯著減少，并且還減少了 用來將在聚合物產(chǎn)品中的殘余催化劑鈍化和/或除去的下游加工(和設(shè) 備)。另外，在設(shè)備設(shè)計和操作方面的發(fā)展也極大地增加了稀釋劑的 回收率，使得使用極少的新鮮稀釋劑補充。技術(shù)上的發(fā)展還改進了單體產(chǎn)率，這是單體如乙烯或丙烯 向聚合物或聚烯烴如聚乙烯或聚丙烯的轉(zhuǎn)化率的度量。理想地， 一磅 單體產(chǎn)生一磅聚烯烴，但是工業(yè)中的典型的單體產(chǎn)率值(表示為產(chǎn)生 的聚合物的磅數(shù)與消耗的單體的磅數(shù)的比例)通常為大約9冗。單體產(chǎn) 率的進一步提高提供降低聚烯烴制造成本的最大機遇之一。實際上， 烯烴單體通常是聚烯烴生產(chǎn)中的最大成本，單體產(chǎn)率的小增量的改進 導(dǎo)致相當(dāng)大的成本節(jié)約。然而，單體產(chǎn)率方面的此種所需改進是聚烯 烴工業(yè)中的重要挑戰(zhàn)。聚烯烴工業(yè)對進一步提高單體產(chǎn)率的努力部分地歸因于在 整個聚烯烴工藝期間，例如在聚烯經(jīng)工廠的稀釋劑/單體回收和分餾部 分中，難以將夾帶在輕組分料流和排氣/吹洗料流中的少量單體分離。 夾帶的單體與這些輕料流的分離通常因種種原因是不可行的。如本領(lǐng)
域普通技術(shù)人員所領(lǐng)會的那樣，理論限制，例如分離平衡中的共沸物、 夾點等可能阻礙分離。另外，當(dāng)理論上可能時，夾帶的單體與排出料 流的分離通常將要求資本密集型投資，而不具有對應(yīng)的經(jīng)濟收益，即 使在回收的乙烯方面具有顯著節(jié)約。例如，夾帶單體的分離和回收可 能要求安裝分餾柱，其具有令人驚奇的大設(shè)計尺寸(例如，直徑、高 度、階段或塔板數(shù)、回流物流速等)。因此，這些具有低單體例如乙
置。、 ，'， 、 '、、, 、，"。在火炬焚燒排出料流遇到的問題是夾帶的單體損失。將單 體再循環(huán)到烯烴供給裝置遇到的問題是供給裝置通常不能有效地加工 返回料流，原因在于存在不希望的組分，例如惰性組分。事實上，聚 烯烴生產(chǎn)者通常收到返回的單體的降低的貢獻，這歸因于供給裝置經(jīng) 歷的困難加工要求。甚至更不幸的是供給裝置本身可能必須燒掉返回 料流，歸因于它們不能加工該料流，并因此聚烯烴生產(chǎn)者沒有收到再 循環(huán)料流中夾帶的單體的貢獻。


在閱讀以下的詳細說明及參考附圖后，可以明顯地看出本 發(fā)明的優(yōu)點，在附圖中圖l是是描迷用于按照本技術(shù)的一個實施方案生產(chǎn)聚烯烴 的示例性聚烯烴制造系統(tǒng)的方框流程圖；圖2是按照本技術(shù)一個實施方案的圖1的聚烯烴制造系統(tǒng)的 反應(yīng)器分系統(tǒng)(包括聚合反應(yīng)器)的工藝流程圖；圖3是按照本技術(shù)一個實施方案的圖1的聚烯烴制造系統(tǒng)的 稀釋劑/單體回收分系統(tǒng)的工藝流程圖；圖4是按照本技術(shù)一個實施方案的圖1的聚烯烴制造系統(tǒng)的
一部分進料和分餾分系統(tǒng)的方塊流程圖；圖5是按照本技術(shù)一個實施方案的圖1的聚烯烴制造系統(tǒng)的 一部分進料和分餾分系統(tǒng)的工藝流程圖；和圖6按照本技術(shù)一個實施方案的提高聚烯烴生產(chǎn)中單體產(chǎn) 率的方法的方框圖。 本發(fā)明的最佳實施方式以下將描述本發(fā)明的一個或多個具體的實施方案。為了努 力提供對這些實施方案的簡要描述，所以在說明書中沒有描述實際實 施中的所有特征。不言而喻的是，在任何這樣的實際實施的開發(fā)中， 如在任何工程或設(shè)計項目中，必須做出許多實施專一的決定以實現(xiàn)開 發(fā)者的具體目標(biāo)，例如順應(yīng)與系統(tǒng)相關(guān)和與商業(yè)有關(guān)的限制，這些限
制在一種實施與另一種實施間可能不同。此外，不言而喻的是，這樣 一種開發(fā)努力可能是復(fù)雜的和耗時的，但對那些具有本公開內(nèi)容的益 處的普通技術(shù)人員來說，這樣一種開發(fā)努力不過是設(shè)計、制造和制備 的常規(guī)事務(wù)。本技術(shù)涉及在聚烯經(jīng)制造系統(tǒng)中烯烴單體的提高的回收。 該技術(shù)可以解決聚烯烴工業(yè)在回收少量包含在輕質(zhì)末端料流中的單體 方面的困難，該輕質(zhì)末端料流在聚烯烴工廠的單體/稀釋劑回收和分餾
部分中。具有低的夾帶單體，例如乙烯或丙烯濃度的此種排氣/吹洗料 流通常被燒掉，導(dǎo)致完全損失包含的單體，或被再循環(huán)到烯烴供給裝 置用于進一步加工，這可能是成問題的和/或昂貴的。作為響應(yīng)，本技術(shù)避免了將單體與輕組分料流分離的可行 性問題并且，作為替代，規(guī)定將在分餾系統(tǒng)內(nèi)的具有少量單體的液體 轉(zhuǎn)移到聚合反應(yīng)器，例如環(huán)管漿料反應(yīng)器。該技術(shù)回收單體(即到反 應(yīng)器)，同時避免了將夾帶的單體與排出的輕組分料流分離的困難和 昂貴的途徑。該技術(shù)有利地替換單體原料，同時減少可能在分餾系統(tǒng) 中積聚并且可能排出到火炬或返回到供給裝置的單體的量。具體來說，
分轉(zhuǎn)移到聚烯烴反應(yīng)器中。該柱塔頂液體和液體料流可以包含未反應(yīng)
的單體，該未反應(yīng)的單體在聚烯烴反應(yīng)器的經(jīng)回收的排出物中進入分 餾系統(tǒng)。在聚乙烯生產(chǎn)的一個實施方案中，將到稀釋劑再循環(huán)柱的并 且主要包含稀釋劑以及少量乙烯的回流料流的一部分轉(zhuǎn)移到稀釋劑儲 槽，該儲槽將稀釋劑供給環(huán)管漿料反應(yīng)器。該經(jīng)轉(zhuǎn)移的稀釋劑料流中 的乙烯替換供給反應(yīng)器的乙烯原料。因此，該轉(zhuǎn)移的料流中的乙烯被 回收。最后，應(yīng)該指出的是，盡管論述有時可能集中于聚乙烯生
產(chǎn)，但是本技術(shù)適用于其它聚合和聚烯烴工藝，它們通常從聚合反應(yīng)
器的排出物回收未反應(yīng)的組分。例如，該技術(shù)可以應(yīng)用于聚丙烯生產(chǎn)，
其采用布置在聚合反應(yīng)器下游的回收和/或分餾系統(tǒng)來從離開聚合反
應(yīng)器的排出物中回收未反應(yīng)的組分，例如稀釋劑、溶劑和/或未反應(yīng)的 丙烯單體等。為了方便對本技術(shù)的討論，公開內(nèi)容被分節(jié)提供。I節(jié)介紹 示例性聚烯烴生產(chǎn)工藝，該生產(chǎn)工藝包括進料和分餾分系統(tǒng)，反應(yīng)器 分系統(tǒng)，稀釋劑/單體回收分系統(tǒng)和擠出/裝載分系統(tǒng)。I節(jié)還給出了聚 烯烴應(yīng)用和終端用途的實例，以及簡短論述了聚烯烴生產(chǎn)工藝的示例 性控制。II節(jié)更詳細地論述了示例性反應(yīng)器分系統(tǒng)。III節(jié)論述了接收 反應(yīng)器排放物(排出物)的示例性稀釋劑/單體回收分系統(tǒng)。IV節(jié)論述 了在示例性進料和分餾分系統(tǒng)中將從稀釋劑/單體回收系統(tǒng)回收的稀 釋劑加工，包括在分餾分系統(tǒng)中的稀釋劑純化和示例性分餾柱(例如， 重組分柱和輕組分柱)的論述。V節(jié)提供了在分餾分系統(tǒng)中回收附加的 單體(例如，乙烯)的技術(shù)的綜述。VI節(jié)更詳細地論述了分餾和附加
單體的示例性回收方法。vn節(jié)概括了經(jīng)由將分餾分系統(tǒng)中積累的液體
的一部分再循環(huán)到反應(yīng)器來提高單體產(chǎn)率的示例性方法。vin節(jié)提供
了由于提高單體產(chǎn)率的示例性方法引起的乙烯產(chǎn)率提高獲得的節(jié)約的
樣品計算。
i.聚烯烴生產(chǎn)工藝綜述現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，先參看圖l，方框圖描述了用于生產(chǎn)聚烯烴 如聚乙烯、聚丙烯和/或它們的共聚物的一種示例性制造工藝10。該制 造工藝10通常是連續(xù)操作，但是可以包括連續(xù)和間歇系統(tǒng)。該示例性 制造工藝10的典型的標(biāo)稱生產(chǎn)能力為大約400-800百萬磅生產(chǎn)的聚烯 烴/年。示例性小時設(shè)計速率為約50， 000-100， 000磅聚合的/擠出的聚 烯烴/小時。然而，應(yīng)該強調(diào)，本技術(shù)適用于標(biāo)稱生產(chǎn)能力和設(shè)計速率 在這些示例性范圍外的聚烯烴制造工藝。各種供給裝置12可以通過管線、卡車、圓筒、桶等提供反 應(yīng)器原料14給制造系統(tǒng)10。供給裝置12可以包括廠區(qū)外的(off-site) 和/或在現(xiàn)場的(on-site)設(shè)施，包括烯烴廠、煉油廠、催化劑廠等。 可能的原料的實例包括烯烴單體和共聚單體(如乙烯、丙烯、丁烯、 己烯、辛烯和癸烯)、稀釋劑(如丙烷、異丁烷、正己烷和正庚烷)、 鏈轉(zhuǎn)移劑(如氫氣)、催化劑(如齊格勒-納塔催化劑、鉻催化劑、鎳 和金屬茂催化劑)、助催化劑(如三乙基鋁、三乙基硼和甲基鋁氧烷) 和其它添加劑。
A.進料和分餾分系統(tǒng)供給裝置12通常提供原料14到進料和分餾分系統(tǒng)16，在此 所述原料14可以被儲存，例如儲存在單體儲存和進料槽、稀釋劑容器、 催化劑槽、助催化劑筒和槽等中。在所述分系統(tǒng)16中，原料14可以在 引入到聚合反應(yīng)器之前被處理或加工。例如，原料14如單體、共聚單 體和稀釋劑，可以經(jīng)由處理床和分餾柱傳送以除去催化劑毒物，例如
氧氣和水分，和除去不希望的重質(zhì)和輕質(zhì)組分。所述烯烴單體和共聚 單體可以是液體、氣體或超臨界流體，這取決于正被進料的反應(yīng)器類 型。分系統(tǒng)16可以制備或調(diào)節(jié)添加到聚合反應(yīng)器的其它原料14，如催
化劑。例如，催化劑可以被活化并然后在催化劑制備槽中與稀釋劑(如 異丁烷或己烷)或礦物油混合。另外，進料和分餾分系統(tǒng)16通常用于 計量和控制加入到聚合反應(yīng)器中的原料l4的添加速率，以維持所需的 反應(yīng)器穩(wěn)定性和/或達到所需的聚烯烴性能或生產(chǎn)率。此外，如下面論 述那樣，該分系統(tǒng)16還可以純化或處理所回收的反應(yīng)器流出物以便再 循環(huán)到反應(yīng)器。實際上，再循環(huán)的稀釋劑和單體的分餾和處理通常對 聚烯烴生產(chǎn)的經(jīng)濟狀況是重要的。原料14和回收的反應(yīng)器流出物在進
料和分餾分系統(tǒng)16中被加工并作為進料流18 (如單體、共聚單體、稀 釋劑、催化劑、助催化劑、氫氣、添加劑或它們的結(jié)合物的料流)離 開并進入反應(yīng)器分系統(tǒng)20。分系統(tǒng)16的進料部分通常認為在聚合反應(yīng)器的上游，并且 通常主要涉及原料和分餾的再循環(huán)材料的儲存，加工和計量。分系統(tǒng) 16的分餾部分可以認為在聚合反應(yīng)器的下游并且可以涉及從反應(yīng)器回 收的反應(yīng)器流出物的加工。在一些情形下，分餾部分中加工的回收排 出物可以經(jīng)由分系統(tǒng)16的進料部分再循環(huán)到反應(yīng)器。分系統(tǒng)16的進料 和分餾部分通常在設(shè)備和加工步驟中重疊，并且兩者都可以最終為聚 合反應(yīng)器提供進料。
1. 回收的反應(yīng)器流出物的分餾涉及分系統(tǒng)16的分餾部分的本技術(shù)實施方案為那些回收技 術(shù)提供相對更多利益，該回收技術(shù)將從反應(yīng)器排出的回收組分的較大 部分(即，更少直接再循環(huán)到反應(yīng)器)分餾。在一些技術(shù)中，回收組 分的高達大約90。/?？梢岳@過分系統(tǒng)16的分餾部分。然而，在其它技術(shù)中， 從聚合反應(yīng)器排出的漿料排出物中回收的基本上全部稀釋劑和未反應(yīng) 的單體可以通過分系統(tǒng)16的分餾部分加工，然后再循環(huán)到反應(yīng)器。通 常，在某些構(gòu)造中，反應(yīng)器液態(tài)排出物的至少一些(例如，10%)可以 經(jīng)分餾而提供無烯烴稀釋劑，例如，待用于催化劑制備/輸送到聚合反 應(yīng)器。
2. 分餾的工藝分餾或蒸餾柱系統(tǒng)，例如用于分系統(tǒng)16的那些，可以包括 為熱和材料轉(zhuǎn)移提供的各種設(shè)備和操作。 一般而言，分餾或蒸餾是通 過優(yōu)先煮沸進料混合物當(dāng)中的更揮發(fā)性組分將進料混合物分離成具有 不同沸點的兩種或更多種料流的工藝。當(dāng)加熱兩種揮發(fā)性材料的液體 進料混合物時，所得的蒸氣通常具有比從中放出更揮發(fā)性(即，更低 沸點)材料的液體高的更揮發(fā)性材料濃度。相反地，如果將蒸氣冷卻， 更低揮發(fā)性(即，更高沸點)材料具有以比更揮發(fā)性材料更大的比例 冷凝的傾向。
a. 分餾柱的進料包含待分離的化學(xué)組分的進料通常在沿著柱的直線側(cè)的一 點進入。這一進料點沿著該柱的位置可能是該柱設(shè)計中的重要變量。 在聚烯烴工藝的分餾系統(tǒng)中，分餾柱的示例性進料是從聚烯烴反應(yīng)器 排出的排出物中回收的蒸氣和/或液體。分餾柱的這種示例性進料可以 包含稀釋劑、未反應(yīng)的單體及其它組分。分餾系統(tǒng)中的分離可以包括 從稀釋劑中分離組分，或換言之，將稀釋劑純化。
b. 蒸餾階段在該柱內(nèi)，當(dāng)液體流下該柱并且蒸氣從該柱上升時，液體 和蒸氣通常在整個柱中按逆流接觸。在每一蒸餾"階段"，沿柱向上移 動的一些蒸氣被冷凝并且這又可以使沿柱往下移動的一些液體蒸發(fā)。 對于原料流中兩種組分的實例，更大量的更低揮發(fā)性組分將在每一階 段冷凝并且更大量的更揮發(fā)性組分將蒸發(fā)。"精餾段"和"濃縮段"是給 予柱內(nèi)進料點上方的階段的示例性名稱，其中更揮發(fā)性組分的濃度在 液體和蒸氣中都提高。'，汽提段"是給予進料點下方的階段的示例性名
稱，其中更揮發(fā)性組分的濃度在液體和蒸氣中都降低。各種柱內(nèi)部結(jié) 構(gòu)，例如塔板、平臺和/或填料可以提供分離階段。分餾柱可以包括各種設(shè)計的塔板，該塔板用來阻擋液體以 提供蒸氣和液體之間的更好接觸，并因此提供更好分離。塔板的類型 包括例如，泡帽塔板、浮閥塔板、篩板塔板等。每個塔板通常具有稱 作"下水管"的導(dǎo)管(例如，兩個導(dǎo)管，塔板的每一側(cè)上一個導(dǎo)管)。 液體可以經(jīng)由該下水管通過重力從一個塔板下降到下面的塔板。塔板 上的堰可以促進液體在塔板上的積累或"阻擋"。向上流經(jīng)柱的蒸氣流 過塔板上的液體。分餾柱還可以包括填料，該填料通常是設(shè)計用來提 高蒸氣-液體接觸的界面面積的無源裝置。因為蒸氣和液體接觸的方 式，填充柱可以稱作連續(xù)接觸柱(提供理論階段)，而塔盤柱可以稱 作階段接觸柱。 c.柱塔頂離開柱頂部的塔頂蒸氣，例如用于分系統(tǒng)16的那些，通常
包含進料的最揮發(fā)性組分。塔頂蒸氣通常進入冷凝器，例如管殼式換 熱器，其可以采用冷卻介質(zhì)，例如冷卻塔水或海水，以使該塔頂蒸氣
冷凝或部分冷凝成液體。冷凝器的液體可以分流成至少兩個部分(1) 通常在柱頂部附近送回到該柱的回流物，其中該液體回流物然后與沿 柱向上流動的蒸氣逆流地往下移到柱內(nèi)部；和(2)塔頂餾出物或頂部 產(chǎn)物或"蒸餾物"，其包含具有柱設(shè)計中規(guī)定的組成的液體。回流物流
和操作中的重要參數(shù)。此外，如下面論述那樣，離開冷凝器的冷凝液 可以在回流鼓、儲器或其它容器中收集，然后作為回流物和/或產(chǎn)物使 用或泵送。
d. 4主底部流出物離開柱基部的底部液體通常包含最小揮發(fā)性組分并且通常 供給一般稱作重沸器的換熱器。在該重沸器中，加熱介質(zhì)，例如蒸汽 或蒸汽冷凝液可用來使底部液體的一部分蒸發(fā)。離開重沸器的蒸氣通 常在柱的底部附近送回到柱并且與沿柱內(nèi)部往下移動的液體逆流地沿 該柱向上流動。輸入重沸器的熱量可以決定沿柱向上流動的蒸氣流速。 沒有經(jīng)過重沸器發(fā)送的那部分底部液體可以作為第二產(chǎn)物料流(或廢 料流)從分餾柱收集。
e. 柱側(cè)料流另外， 一種或多種副產(chǎn)物料流可以離開分餾柱。副產(chǎn)物料 流的位置和組成可以例如，取決于所需的分離組分和/或組分的濃度。 側(cè)料流沿著柱的位置還可以取決于側(cè)料流的所需沸點范圍等。 B.反應(yīng)器分系統(tǒng)反應(yīng)器分系統(tǒng)20可以包括一個或多個反應(yīng)器容器，例如液 相或氣相反應(yīng)器。反應(yīng)器分系統(tǒng)20還可以包括液相和氣相反應(yīng)器的組 合。如果多級反應(yīng)器包括反應(yīng)器分系統(tǒng)20，則反應(yīng)器可以按串聯(lián)、并 聯(lián)或一些組合構(gòu)造來排布。在聚合反應(yīng)器容器中， 一種或多種烯烴單 體進行聚合而形成包含聚合物微粒(通常被稱為松散物或顆粒)的產(chǎn) 物。所述松散物可以具有一種或多種令人感興趣的熔融、物理、流變
學(xué)和/或機械性能，例如密度、熔體指數(shù)(MI)、熔體流動速率(MFR)、 共聚物或共聚單體含量、模量和結(jié)晶度。反應(yīng)條件如溫度、壓力、流 速、機械攪拌、產(chǎn)物取出、組分濃度、聚合物生產(chǎn)率等可以經(jīng)選擇， 以實現(xiàn)所需的松散物性能。除一種或多種烯烴單體以外，通常向所述反應(yīng)器中添加使 單體聚合的催化劑。所述催化劑可以是懸浮在反應(yīng)器內(nèi)的流體介質(zhì)中 的顆粒。這樣的催化劑的一個實例是在二氧化硅載體上的含有六價鉻 的氧化鉻。另外，可以將稀釋劑供入反應(yīng)器，通常是液相反應(yīng)器中。 所述稀釋劑可以是在反應(yīng)條件下為液體的惰性經(jīng)，如異丁烷、丙烷、 正戊烷、異戊烷、新戊烷和正己烷。稀釋劑的目的通常是使催化劑顆 粒和聚合物懸浮在反應(yīng)器內(nèi)。 一些聚合方法可以不采用單獨的稀釋劑， 例如在其中丙烯單體本身可用作稀釋劑的所選的聚丙烯生產(chǎn)的情況 下。在反應(yīng)器分系統(tǒng)20中的反應(yīng)器內(nèi)可存在運動裝置。例如， 在液相反應(yīng)器如環(huán)管漿料反應(yīng)器內(nèi)，葉輪可以在流體介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生湍流 混合區(qū)。所述葉輪可以由電動機驅(qū)動，來推動流體介質(zhì)以及懸浮在流 體介質(zhì)中的任何催化劑、聚烯烴松散物或其它固體顆粒通過所述反應(yīng) 器的封閉回路。類似地，在氣相反應(yīng)器如流化床反應(yīng)器或活塞流反應(yīng) 器內(nèi)，可以使用 一個或多個槳葉或攪拌器來混合在所述反應(yīng)器內(nèi)的固 體顆粒。
C.稀釋劑/單體回收分系統(tǒng)系統(tǒng)20內(nèi)的反應(yīng)器的排出物22可以包括聚合物松散物以及 非聚合物組分，如稀釋劑、未反應(yīng)的單體/共聚單體和殘余的催化劑。 所述排出物22隨后可以被加工，例如通過稀釋劑/單體回收系統(tǒng)24加 工，以將非聚合物組分26與所述聚合物松散物28分離。所述未處理的 回收的非聚合物組分22可以被進一步處理，例如通過進料和分餾分系 統(tǒng)16處理，并返回到反應(yīng)器分系統(tǒng)20或返回到供給裝置12。松散物28 可以在回收分系統(tǒng)24內(nèi)和在擠出/裝載分系統(tǒng)29中被進一步加工，以將 其制得適于運輸?shù)较M者31。最后，雖然未圖示，在回收分系統(tǒng)24中
并通常含有活性殘余催化劑的聚合物顆粒中間體可以被返回到反應(yīng)器
分系統(tǒng)20中，用于進一步的聚合，例如在不同類型的反應(yīng)器中或在不 同的反應(yīng)條件下。
D. 擠出/裝載分系統(tǒng)在擠出/裝載分系統(tǒng)29中，松散物28可以被儲存并通常對松 散物28進行擠出以生產(chǎn)具有所需的機械、物理和熔融特性的聚合物粒 料33。擠出機進料可包含添加劑，如UV抑制劑和過氧化物，它們被添 加到所述松散物產(chǎn)物28中來賦予擠出的聚合物粒料所需的特性。擠出 機/造粒機接收擠出機進料，該進料包含一種或多種松散物產(chǎn)物2 8以及 任何被添加的添加劑。擠出機/造粒機加熱并熔化擠出機進料，所述擠 出機進料隨后可以在壓力下經(jīng)造粒機模頭擠出而形成聚烯烴粒料。這 樣的粒料通常在設(shè)置在或接近造粒機排出口的水系統(tǒng)中冷卻(并運輸)。所述聚烯烴粒料然后可以被輸送到產(chǎn)物裝載區(qū)，在該處所 述粒料可以被儲存、與其它粒料共混和/或裝載到有軌車、卡車、袋等 中，以便分配給消費者31。在聚乙烯的情況下，運送給消費者31的粒 料33可以包括低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、 中密度聚乙烯(MDPE )、高密度聚乙烯(HDPE )和強化聚乙烯(enhanced polyethylene)。各種類型和級別的聚乙烯粒料33例如可以以 Chevron-Phillips Chemical Company, LP, Woodlands, Texas, USA 的商標(biāo)名Marlex⑧聚乙烯或MarFlexTM聚乙烯來銷售。
E. 消費者、應(yīng)用和最終用途聚烯經(jīng)(如聚乙烯)粒料33可用于制造各種各樣的產(chǎn)品、 元件、家用物品和其它物品，包括粘合劑(如熱熔粘合劑應(yīng)用)、電 線和電纜、農(nóng)用薄膜、收縮薄膜、拉伸薄膜、食品包裝薄膜、食品軟 包裝、奶容器、冷凍食品包裝、垃圾和罐襯里、食品雜貨袋、重質(zhì)包 裝袋、塑料瓶、安全設(shè)備、涂料、玩具和大量容器和塑料制品。另外， 應(yīng)強調(diào)的是，除聚乙烯以外的聚烯烴，如聚丙烯，可以通過以下討論 的方法形成這樣的元件和產(chǎn)品。最終，由聚烯烴(如聚乙烯)粒料33形成的產(chǎn)品和元件可 以-故進一步加工和組裝，以分配和銷售給消費者。例如，聚乙烯奶瓶 可用奶裝填以分配給消費者，或者可以將燃料槽裝配到汽車中以分配 和銷售給消費者。為了從所述粒料33形成最終產(chǎn)品或元件然后進行分 配， 一般使所述粒料經(jīng)歷加工，例如吹塑、注塑、旋轉(zhuǎn)模塑、吹塑薄 膜、流延薄膜、擠出(如片材擠出、管和波紋件擠出、涂層/層合擠出
等)等。
1. 吹塑、注塑和旋轉(zhuǎn)模塑吹塑是用來制備中空塑料部件的一種方法。所述方法通常 采用吹塑設(shè)備，例如往復(fù)式螺桿機器、蓄積頭機器(accumulator head machines)等?？蓪Υ邓芊椒ㄟM行調(diào)節(jié)以滿足消費者的要求，和制造 出上述從塑料奶瓶到汽車燃料槽的產(chǎn)品。類似地，在注塑中，可模塑 出用于寬范圍用途的產(chǎn)品和元件，僅舉幾個例子，包括容器、食品和 化學(xué)品包裝、玩具、汽車、板條箱、蓋帽和封閉物。旋轉(zhuǎn)模塑是用來通過對雙軸旋轉(zhuǎn)模具進行加熱來形成中空 部件的高溫、低壓方法。通?？蓱?yīng)用于這種方法的聚乙烯粒料樹脂是 當(dāng)被熔化時在不存在壓力下可一起流動而形成無泡部件的那些樹脂。 粒料33,如某些Mar 1 ex HDPE和MDPE樹脂提供了這種流動性能以及寬 的加工范圍。再有，適合于旋轉(zhuǎn)模塑的這些聚乙烯樹脂可具有希望的 低溫沖擊強度、良好的承載性能和良好的紫外線(UV)穩(wěn)定性。因此， 旋轉(zhuǎn)模塑的Marlex⑧樹脂的應(yīng)用包括農(nóng)用槽、工業(yè)化學(xué)品槽、便攜式 l&水槽、工業(yè)廢物容器、娛樂設(shè)備、航海產(chǎn)品以及許多其它應(yīng)用。
2. 下游擠出方法還可以使用擠出方法。例如，聚乙烯管可以從聚乙烯粒料 樹脂擠出，并由于其耐化學(xué)品性、較容易安裝、耐久性和成本優(yōu)勢等 而用于很多種應(yīng)用中。實際上，僅舉幾個例子，塑料聚乙烯管路已實 現(xiàn)了在供水總管、氣體分配、暴雨和生活污水排水管、內(nèi)部管件、電 纜、電源和通訊導(dǎo)管、冷卻水管路、套筒中的重要應(yīng)用。具體來說， 通常構(gòu)成管道用塑料的聚烯烴組的最大部分的高密度聚乙烯(HDPE)
是堅韌的、耐磨的和柔性的(甚至在水點以下的溫度)。另外，HDPE 管道既可呈小直徑管材來使用也可呈高達超過8英尺直徑的管道來使 用。 一般地，可將聚乙烯粒料(樹脂)提供給壓力管道市場如天然氣 分配，以及無壓力管道市場如導(dǎo)管和波紋管。片材擠出是用于由各種粒料33樹脂來制備平坦塑料片材的 技術(shù)。較薄規(guī)格的片材通常熱成型成包裝用途，例如飲料杯、熟食品 容器、制品盤、嬰兒擦布容器和人造黃油桶。聚烯烴片材擠出的其它 市場包括利用較厚的片材用于工業(yè)和娛樂應(yīng)用，如卡車座(truck bed) 襯墊、貨架、汽車墊板、運動場設(shè)備和船。擠出片材的第三種用途例 如是在土工用膜中，其中平板狀聚乙烯材料被焊接成用于采礦應(yīng)用和 城市廢物處理的大的容器系統(tǒng)。最后，還可以將聚烯烴粒料提供給擠 出涂覆和層合工業(yè)。
3.吹塑薄膜和流延薄膜吹塑薄膜方法是用于聚乙烯的一種相對多樣化的轉(zhuǎn)化系 統(tǒng)。美國材料和實驗協(xié)會(ASTM)將薄膜定義為厚度小于O. 254毫米 (IO密耳)。然而，吹塑薄膜方法可制備出厚達0.5毫米(20密耳)和 更高的材料。另外，與單層和/或多層共擠出技術(shù)相結(jié)合的吹塑構(gòu)成了 數(shù)種應(yīng)用的基礎(chǔ)。僅舉幾個例子，吹塑產(chǎn)品的有利的性能可以包括透 明度、強度、易撕裂性、光學(xué)性能和韌性。應(yīng)用可包括食品和零售包 裝、工業(yè)包裝和非包裝用途，如農(nóng)用薄膜、衛(wèi)生用薄膜等。流延薄膜方法可以與吹塑薄膜方法不同，可表現(xiàn)在快速淬 火和實質(zhì)上的單向取向能力。這些特性允許流延薄膜生產(chǎn)線例如可在 產(chǎn)生有益的光學(xué)性的同時以較高的生產(chǎn)率進行操作。在食品和零售包 裝中的應(yīng)用利用了這些強度。 F.聚烯烴生產(chǎn)的示例性控制制造系統(tǒng)10中的過程變量可以經(jīng)由閥門構(gòu)造、控制系統(tǒng)等 自動地和/或人工地控制。 一般而言，控制系統(tǒng)，例如處理器基系統(tǒng)可 以促進聚烯烴制造系統(tǒng)10中的操作(例如圖1中表示的那些)的范圍控 制。聚烯烴制造設(shè)施可以包括中央控制室或場所，以及中央控制系統(tǒng)，
例如分布控制系統(tǒng)(DCS)和/或可編程邏輯控制器(PLC)。當(dāng)然，反 應(yīng)器分系統(tǒng)20通常采用處理器基系統(tǒng)，例如DCS，并且還可以采用本4頁 域中已知的高級工藝控制。處理器基系統(tǒng)，例如DCS還可以促進其它操 作，例如稀釋劑回收和分餾系統(tǒng)(例如，輕組分和重組分分餾柱)的 控制。在工廠的干燥端，擠出機和/或粒料裝載操作也可以經(jīng)由處理器 基系統(tǒng)(例如，DCS或PLC)控制。制造工藝10中的控制系統(tǒng)可以包括合適的硬件，軟件邏輯 和碼，以與各種工藝設(shè)備、控制閥、導(dǎo)管、儀表設(shè)備等接口，以促進
過程變量的測量和控制，執(zhí)行控制模式，進行計算等。本領(lǐng)域普通才支 術(shù)人員已知的各種儀表設(shè)備可以提供用來測量過程變量，例如壓力、 溫度、流速等，和傳輸信號到控制系統(tǒng)，其中測得數(shù)據(jù)可以由操作者 閱讀和/或用作各種控制功能的輸入。取決于應(yīng)用及其它因素，過程變 量的示值可以由操作者在當(dāng)?shù)鼗蜻h程閱讀，并且經(jīng)由控制系統(tǒng)用于各 種控制目的?？刂葡到y(tǒng)可以是有線和/或無線的，并且可以提供集中控制 的優(yōu)點，同時保持分散或局部控制的能力。元件可以包括儀表設(shè)備， 遙控發(fā)射機，遙控盤(例如，遠程傳輸單元或RTU)，輸入/輸出(I/O) 裝置，通訊介質(zhì)(例如，電纜或無線電線路，網(wǎng)絡(luò)等)，中央控制盤 或設(shè)施等。遙控盤、1/0裝置及其它轉(zhuǎn)譯裝置可以與在一側(cè)上的工藝或 設(shè)備接口，同時與另一側(cè)上的控制系統(tǒng)接口。此外，如所示，控制系 統(tǒng)通常包括硬件/軟件用于控制、接口、數(shù)據(jù)庫管理等。在操作中，控 制系統(tǒng)可以使用通信協(xié)議例如Etherne t或其它開放標(biāo)準(zhǔn)，或?qū)＠麡?biāo)準(zhǔn) 傳送數(shù)據(jù)和命令，這例如取決于DCS出售商。專利協(xié)議可能要求專用設(shè)
備來履行它們的功能。DCS可以簡單到為一個PLC,其與位于外地辦事處的計算機 遠程連接。較大系統(tǒng)可以是PLC基的，但是還由專門設(shè)計的機根構(gòu)成， 該機拒包含用來提供I/0和通信的設(shè)備。如果中央控制設(shè)施離線或損失 通信能力，則分布系統(tǒng)可以允許遠程結(jié)點來獨立于中央控制設(shè)施操作。 如果此類失效發(fā)生，遠程結(jié)點可以儲存用來操作的過程數(shù)據(jù)。聚烯烴制造設(shè)施通常具有控制室，工廠經(jīng)理、工程師、技 師、管理者和/或操作者等從該控制室監(jiān)測和控制工藝。當(dāng)使用DCS時， 控制室可以是活動中心，從而便于對工藝或設(shè)施的有效監(jiān)測和控制。 控制室可以包含人機接口 (HMI),其可以是計算機，例如，該計算機 運行專門化軟件來提供控制系統(tǒng)的用戶界面。HMI可以由出售商改變并 且為用戶提供遠程過程的圖解型式?？梢源嬖诙鄠€HMI控制臺或工作 站，對數(shù)據(jù)具有不同的進入程度。授權(quán)方案可以提供安全程度，確保 僅適當(dāng)訓(xùn)練和授權(quán)的人員經(jīng)由HMI和控制系統(tǒng)操作設(shè)施的各個部分。
II.聚合反應(yīng)器分系統(tǒng)參照圖2，描繪了示例性聚合反應(yīng)器分系統(tǒng)20 (圖l)的工 藝流程圖。如上所討論，反應(yīng)器分系統(tǒng)20本身可以包括一個或多個聚 合反應(yīng)器，它們又可以具有相同或不同的類型。另外，在多反應(yīng)器分 系統(tǒng)中，反應(yīng)器可以串聯(lián)或并聯(lián)的排列。無論包括反應(yīng)器分系統(tǒng)20的 反應(yīng)器類型如何，都產(chǎn)生聚烯烴顆粒產(chǎn)物(本文一般稱為"松散物")。 為了便于說明，以下實施例在范圍上限于相信為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 所熟悉的特定的反應(yīng)器類型，并限于單一反應(yīng)器或簡單的組合。然而， 對使用本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，本技術(shù)可簡單和容易 地應(yīng)用于更復(fù)雜的反應(yīng)器排布，例如涉及附加反應(yīng)器、不同反應(yīng)器類 型和/或反應(yīng)器或反應(yīng)器類型的可供選擇的排序的那些排布。這些排布 認為完全在本發(fā)明的范圍內(nèi)。—種反應(yīng)器類型包括在其中聚合在液相中發(fā)生的反應(yīng)器。 這樣的液相反應(yīng)器的實例包括高壓釜、沸騰液池反應(yīng)器(boiling liquid-pool reactors)、環(huán)管漿料反應(yīng)器等。為簡化起見，在本技 術(shù)上下文中將討論生產(chǎn)聚乙烯(和其共聚物)的環(huán)管漿料反應(yīng)器30， 但應(yīng)理解，本技術(shù)可類似地應(yīng)用于其它類型的液相反應(yīng)器。環(huán)管漿料反應(yīng)器30—般由通過平滑彎頭或肘管連接的管段 組成，并且可以沿垂直或水平方向取向。反應(yīng)器30可以用來在漿料條 件下進行聚乙烯聚合，其中聚烯烴例如聚乙烯或聚丙烯的不溶性顆粒 在流體介質(zhì)中形成并且懸浮為漿料，直到被除去。運動裝置如泵32使 流體漿料在所述反應(yīng)器30中循環(huán)。泵32的一個實例是在線軸流泵，所 述泵的葉輪設(shè)置在所述反應(yīng)器30的內(nèi)部，以保持固相顆粒，例如催化 劑或聚烯烴產(chǎn)物懸浮在流體介質(zhì)內(nèi)的足夠速度推動該流體介質(zhì)穿過反 應(yīng)器30的閉合回路。在這一實例中，泵32還在流體介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生湍流混 合區(qū)。所述葉輪可以由電動機34或其它動力來驅(qū)動。此外，可以采用 其它類型的泵32，例如徑流泵、混流泵(例如，軸流和徑流的結(jié)合) 等。此外，導(dǎo)翼及其它零件可以與泵32結(jié)合使用。在反應(yīng)器30內(nèi)的流體介質(zhì)可以包括烯經(jīng)單體和共聚單體、 稀釋劑、助催化劑(如三乙基硼、曱基鋁氧烷、烷基化物例如三乙基 鋁等)、分子量控制劑(如氫氣)和任何其它所需的共反應(yīng)物或添加 劑。這樣的烯烴單體和共聚單體一般是每個分子具有至多IO個碳原子 且通常沒有比4-位更接近雙鍵的支鏈的1-烯烴。單體和共聚單體的實 例包括乙烯、丙烯、丁烯、l-戊烯、l-己烯、l-辛烯和l-癸烯。再次， 典型的稀釋劑是惰性的且在反應(yīng)條件下為液體的烴，并且包括例如異 丁烷、丙烷、正戊烷、異戊烷、新戊烷、正己烷、環(huán)己烷、環(huán)戊烷、 甲基環(huán)戊烷、乙基環(huán)己烷等。這些組分經(jīng)在指定位置的入口或?qū)Ч芴?加到反應(yīng)器內(nèi)部，例如在原料流36所示的位置，所述原料流36—般對 應(yīng)于圖1的原料流18之一。類似地，催化劑(例如前面所討論的那些)可以經(jīng)在適當(dāng) 位置的導(dǎo)管添加到反應(yīng)器30中，例如在原料流38所示的位置，所述原 料流38可以包括稀釋劑栽體并也通常對應(yīng)于圖1的原料流18之一。存在 的使乙烯單體和共聚單體聚合的催化劑的實例包括在二氧化硅載體上 包含六價鉻(或&+2)的氧化鉻。應(yīng)該說明，在某些實施方案中，催化 劑原料中的鉻在聚烯烴設(shè)施處作為Cr"接收。該催化劑可以經(jīng)受一氧化 碳(CO)活化過程處理，導(dǎo)致在活化催化劑中價態(tài)變到Cr"。隨后，在 反應(yīng)器中的聚合期間，活化催化劑中的Cr"價由于反應(yīng)器中的聚合內(nèi)容 物中的單體(例如，乙烯)的存在改變成&+2。有利地，催化劑中的()1:+2
部位對聚合是活性的?？傮w來說，反應(yīng)器中的添加的組分一般包括在反應(yīng)器30內(nèi)
的流體介質(zhì)，在所述介質(zhì)內(nèi)催化劑是懸浮的顆粒。反應(yīng)條件如溫度、 壓力和反應(yīng)物濃度經(jīng)調(diào)節(jié)，以便于反應(yīng)器中聚烯烴的所需的性能和生 產(chǎn)率，以控制反應(yīng)器的穩(wěn)定性等。通常將溫度保持在低于聚合物產(chǎn)物 將進入溶液的溫度值。如所指出，由于聚合反應(yīng)的放熱性質(zhì)，可以使
冷卻流體經(jīng)圍繞部分環(huán)管漿料反應(yīng)器30的夾套40循環(huán)以除去過量的熱 量，從而將溫度保持在所需的范圍內(nèi)，通常在150下-250T ( 65。C-121 ■c )。類似地，可以將壓力調(diào)節(jié)在所需的壓力范圍內(nèi)，通常為 100-800psig，典型的范圍是450-700psig。隨著聚合反應(yīng)在反應(yīng)器30中進行，單體(如乙烯)和共聚 單體(如l-己烯)聚合形成聚烯烴(如聚乙烯)聚合物，所述聚合物 在反應(yīng)溫度下基本上不溶于所述流體介質(zhì)中，從而形成在所述介質(zhì)中 的固體顆粒的漿料。這些固體聚烯烴顆?？梢越?jīng)沉降腿或其它裝置如 連續(xù)取料口從所述反應(yīng)器30中除去，如排出料流22所示。在下游加工 中，從反應(yīng)器排出的聚烯烴可以從漿料中提取并純化。
III.稀釋劑/單體回收分系統(tǒng)參照圖3，描繪了圖l的示例性稀釋劑/單體回收系統(tǒng)24的工 藝流程圖。當(dāng)然，本領(lǐng)域扶術(shù)人員將承認其它構(gòu)造可以與本技術(shù)同時 使用。
A.高壓閃蒸在這一實例中，反應(yīng)器排放物22流經(jīng)在線閃蒸加熱器42并 進入高壓閃蒸室44。在線閃蒸加熱器42可以是使用例如蒸汽或蒸汽冷 凝物作為加熱介質(zhì)來對排出物22進行間接加熱的環(huán)繞導(dǎo)管。因此，環(huán) 管漿料反應(yīng)器30的排出物在引入高壓閃蒸室44之前被加熱。此外，在 所述排出物22 (反應(yīng)器流出物)進入高壓閃蒸室44之前，可以將水或 其它催化劑毒物注入到所述排出物22中，以使在所述排出物28料流中 的任何殘余催化劑鈍化。因為這些注入的組分從定義上來說是催化劑 毒物，所以它們通常從再循環(huán)到反應(yīng)器30(圖2)的任何回收的材料(例 如單體或稀釋劑)中完全除去或至少基本上除去。在高壓閃蒸室44中，反應(yīng)器排出物22的大部分非固體組分作為在高壓閃蒸氣體46中的蒸氣由塔頂取出。在聚乙烯生產(chǎn)中，這種 蒸氣通常主要是稀釋劑，例如異丁烷。它還可以含有大部分未反應(yīng)的 單體(如乙烯)和其它輕組分，以及未反應(yīng)的共聚單體(如l-己烯) 和其它重組分(如己烷和低聚物)。閃蒸氣體46的一種示例性近似組 成為90-95wt。/。稀釋劑(例如異丁烷)、4-8wt^單體(例如乙烯)和l-2wt。/。 的其它組分。當(dāng)然，其它范圍和組分可以構(gòu)成閃蒸氣體46，這例如取 決于特定的應(yīng)用，上游聚合反應(yīng)器30中產(chǎn)生的聚烯烴的類型，反應(yīng)器 30的操作條件等。類似地，應(yīng)該強調(diào)本技術(shù)適用于組分范圍在所述示 例性范圍外的閃蒸氣體46的加工。至于在高壓閃蒸室44中的固體(聚合物)，它們連帶少量 夾帶的稀釋劑(和單體)排出并經(jīng)由固體排放導(dǎo)管48輸送到低壓閃蒸 室50。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的那樣，固體排放導(dǎo)管48可以包 括閥門和/或設(shè)備構(gòu)造，其允許聚合物向下流經(jīng)導(dǎo)管，同時減少蒸氣在 低壓閃蒸室50和高壓閃蒸室44之間流動的可能性。
B. ^f氐壓閃蒸低壓閃蒸室50提供通常處于顯著更低壓力的第二閃蒸區(qū)， 其中固體進一步與夾帶的稀釋劑和單體分離。閃蒸液體和蒸氣作為低 壓閃蒸氣體52從低壓閃蒸室50塔頂離開到加壓裝置，例如多級閃蒸氣 體壓縮機54，其可以包括例如級間冷卻器。含痕量其它材料(低聚物、 氫氣、甲垸、丙烷、水)的所得壓縮和冷卻氣體(主要是稀釋劑、單 體、氮氣、丁烷和己烷)是加壓的低壓閃蒸氣體56并且與高壓閃蒸氣 體46結(jié)合(即，在點58)而獲得結(jié)合的閃蒸氣體流60。在進入進料和 分餾分系統(tǒng)16(圖1)之前，該結(jié)合的閃蒸氣體流60可以進一步被加工， 例如穿過脫氧床或防護過濾器以除去氧氣或水分，穿過旋風(fēng)分離器和/ 或袋濾器以除去夾帶的固體顆粒等。任何分離的顆?？梢运偷较旅嬲?述的吹掃柱64。還應(yīng)指出，固體顆粒也可以經(jīng)由位于閃蒸氣體46和52 導(dǎo)管中的旋風(fēng)分離器或袋濾器在上游被除去，并且該分離的固體顆粒 也引入吹掃柱64。
C. 吹掃柱吹掃柱64的主要固體進料通常是離開低壓閃蒸室50的固體 排放物62 (聚烯烴松散物)。吹掃塔64的一個目的是從進入的固體料 流中除去殘余的烴。在這一實例中，氮氣循環(huán)通過吹掃塔64，以經(jīng)由 塔頂排放物66除去殘余的烴。這種排放物66可以輸送通過分離單元68， 例如膜回收單元、變壓吸附單元、冷凍單元等，以通過氮氣料流70回 收氮氣，并排出結(jié)合的氮氣/烴料流72到進料和分餾分系統(tǒng)16。在本領(lǐng) 域中的某些工藝中，分離單元68可以稱為異丁烷氮氣回收單元(INRU)。 可以向氮氣回路中添加新鮮氮氣74，來補償結(jié)合料流72中的氮氣損失。 至于柱64中的固體，以聚合物松散物28的形式從吹掃塔64排放的處理 過的聚合物顆粒然后可以在擠出/裝載分系統(tǒng)29 (圖l)中在常規(guī)的整 理操作如螺桿擠出機中進行加工。 D.備選構(gòu)造如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可理解的那樣，在稀釋劑/單體回收 分系統(tǒng)24中可以采用許多種構(gòu)造。例如，可以將來自高壓閃蒸室44的 固體排放物48輸送到另一反應(yīng)器(例如氣相反應(yīng)器)而不是輸送到低 壓閃蒸室50。在這種備選構(gòu)造中，可以不在排放物22中在上游注入催 化劑毒物，并且因此殘余的活性催化劑得以保持，用于進一步的聚合。在另一種構(gòu)造中，從高壓閃蒸室44塔頂離開的閃蒸氣體46 可以不與低壓閃蒸室的閃蒸氣體56結(jié)合，而是改為例如在脫氧床中處 理并直接地再循環(huán)到反應(yīng)器(通過繞過分餾分系統(tǒng)16)。在這一實例 中，閃蒸氣體46可以在換熱器中冷凝并經(jīng)由包括儲槽和進料泵的稀釋 劑進料系統(tǒng)供給反應(yīng)器。另外，高壓閃蒸槽44可以操作更高的壓力以 促進閃蒸氣體46的下游冷凝和再循環(huán)到反應(yīng)器，或在更低壓力下操作 以將更多稀釋劑/單體閃蒸到閃蒸氣體46中等。另外或備選地，低壓閃蒸室50可以從回收分系統(tǒng)20構(gòu)造中 排除。在這種情況下，吹掃柱64容納以固體排放物48從高壓閃蒸室44 離開的全部殘余烴。因此，進入分離單元68的結(jié)合的烴/氮氣流66也將 通常包括得自排除的低壓閃蒸料流56的烴。因此，分離單元通常尺寸 較大以容納具有更多烴(例如，稀釋劑和單體)的結(jié)合的烴/氮氣流72。
另外，可以維持高壓閃蒸室44中的聚合物顆粒的水平(或更大水平) 以促進高壓閃蒸室44中的聚合物顆粒的孔隙中夾帶的烴的分離，然后 該聚合物顆粒進入吹掃柱64。相反地，吹掃柱64可以從回收分系統(tǒng)20構(gòu)造中排除。因此， 不使用吹掃柱64，低壓閃蒸槽50容納高壓閃蒸槽44的固體排放物48中 的殘余烴。另外，或備選地，擠出機/裝載分系統(tǒng)29中的下游擠出機進 料料槽系統(tǒng)，例如，可以幫助殘余烴的除去。如從上述論述可理解的那樣，各種構(gòu)造可以與閃蒸室44和 50,吹掃柱64和回收系統(tǒng)24中的各種閃蒸氣體流一起使用。此外，下 游分餾柱在分餾分系統(tǒng)16中的定尺寸和/或排列可以根據(jù)回收分系統(tǒng) 24中使用的構(gòu)造改變。無論回收分系統(tǒng)24或分餾分系統(tǒng)16的構(gòu)造如何，
規(guī)定將操作分餾分系統(tǒng)16內(nèi)的內(nèi)部再循環(huán)料流(例如，回流物流)轉(zhuǎn) 移至稀釋劑進料系統(tǒng)的本技術(shù)實施方案仍可應(yīng)用，但是單體回收的數(shù)
量和經(jīng)濟狀況可能改變。
IV.進料和分餾分系統(tǒng)中的稀釋劑再循環(huán) A.稀釋劑純化 ，在聚烯烴或聚乙烯生產(chǎn)中的進料和分餾分系統(tǒng)16的一個目 的是純化從環(huán)管漿料反應(yīng)器30排放的并在稀釋劑/單體回收分系統(tǒng)24
中閃蒸/回收的稀釋劑。閃蒸的稀釋劑可以被冷凝并穿過處理器，例如 分子篩體系，然后再進入環(huán)管漿料反應(yīng)器30。所述處理器可以除去不 希望的組分，例如在高壓閃蒸室44上游注入反應(yīng)器排放物22中的催化 劑毒物(如水)。另外， 一些或所有回收的稀釋劑可以輸送穿過分餾 柱以除去重組分，例如己烯、己烷和低聚物，以及輕組分，例如與乙 烯原料進入的乙烷，來自吹掃柱64的氮氣，來自反應(yīng)器30的未反應(yīng)乙 烯等。重組分可以記為"重組分"并且定義為比稀釋劑重的組分。輕組 分可以記為"輕組分"并且定義為比稀釋劑輕的組分。此外，取決于使用的技術(shù)，通常，離開回收分系統(tǒng)24的閃 蒸氣體的5-100% (主要由稀釋劑構(gòu)成)可以送到進料和分餾分系統(tǒng)16 的分餾部分，在那里，該稀釋劑被純化。在一種排列中，分餾分系統(tǒng)
首先在重組分塔(也稱為稀釋劑再循環(huán)柱、再循環(huán)異丁烷柱、己烷餾 除塔等)中除去重組分，并然后在隨后的輕組分塔(也稱為稀釋劑純 化柱、異丁烷純化柱、脫乙烷塔等)中除去較輕的組分。應(yīng)該指出的
是，對于其中分餾分系統(tǒng)16的進料主要是稀釋劑的技術(shù)，分餾分系統(tǒng) 16內(nèi)的大部分工藝料流通?？梢园ㄏ♂寗?B.重組分柱為了除去重組分，第一柱(重組分柱或稀釋劑再循環(huán)柱) 可以將重組分(如己烯、己烷和低聚物)由所述柱底部排出到火炬。 再次，這些重組分可以稱作"重組分"，它們是比使用的稀釋劑重的組 分。第一柱還可以生產(chǎn)稀釋劑產(chǎn)物(如異丁烷、己烷等)的側(cè)料流， 其通常含有可測量量的其它組分(如乙烯、己烯、辛烯等)，但可接 受地再循環(huán)到環(huán)管漿料反應(yīng)器30中。再循環(huán)到反應(yīng)器30的這種示例性 側(cè)料流可以包含分餾分系統(tǒng)16從稀釋劑/單體回收分系統(tǒng)24接收的大 部分回收的稀釋劑。所述第一柱還可以生產(chǎn)主要包含稀釋劑、惰性組 分和單體(例如乙烯)的塔頂輕組分料流，其可以被部分冷凝。未冷 凝的組分(如氮氣、乙烯)可以被燃燒掉或再循環(huán)到供給裝置。塔頂 料流的冷凝的組分可以用作第一柱的回流物和用作第二柱的回流物或 進料。
C.輕組分柱為了除去輕組分，第二柱(輕組分柱或稀釋劑純化柱)除 去輕組分(如乙烯、乙烷和氮氣)，而獲得更純的稀釋劑產(chǎn)物，該產(chǎn) 物可以是基本上不含烯烴的(重組分已在上游的柱中除去)。與第一 柱相比，第二柱通常加工更少量的稀釋劑。不含單體(不含烯烴)的 稀釋劑的小量料流可以由第二柱底部離開并用于催化劑制備、催化劑 輸送、催化劑沖洗、其中存在催化劑的反應(yīng)器沖洗等。不含單體的稀 釋劑的可獲得性對這些與催化劑相關(guān)的功能是有益的，因為在反應(yīng)器 30或其它聚合裝置以外諦烴單體不與催化劑接觸是重要的。這種接觸 會導(dǎo)致在所述方法的不希望的部分發(fā)生聚合，這可能阻塞設(shè)備，造成 可操作性問題，浪費催化劑等。
V.附加單體的回收-綜述參照圖4,描繪了進料和分餾分系統(tǒng)16的稀釋劑再循環(huán)部分 76的流程圖。本技術(shù)提供旁通管線78將分餾系統(tǒng)內(nèi)的稀釋劑/單體(例 如，異丁烷/乙烯)料流的一部分(例如，5-60wt%)經(jīng)由例如，包括 儲存容器和進料泵的稀釋劑進料系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到環(huán)管漿料反應(yīng)器30。旁通 管線78的引入回收附加的單體，例如乙烯，并降低到供給裝置12或火 炬的排出料流80中單體損失的量。如下面所論述，轉(zhuǎn)移的稀釋劑/單體 料流的量可以例如，取決于到來的閃蒸氣體60中的重組分的量，稀釋 劑再循環(huán)柱82的各種可操作性限制和柱82的回流物流速要求。評價經(jīng) 轉(zhuǎn)移的回流物的流速中相關(guān)的因素包括塔頂料流88中較重組分的可容 許帶出量(carry-over)，分餾分系統(tǒng)16 (下游輕組分柱)中產(chǎn)生的 無烯烴稀釋劑中可容許的共聚單體含量，反應(yīng)器再循環(huán)料流中可容許 的惰性積累等。本技術(shù)顯著地改進單體產(chǎn)率并，因此，改進制造的經(jīng)濟狀 況(參見VIII節(jié)中的實例計算)。單體產(chǎn)率可以接近100%單體轉(zhuǎn)化率， 因為更少的單體將積累在輕組分料流中并因此將要求更少的吹掃。如 果盡管一些吹掃可能保持以阻止惰性組分的積累，排出料流也將通常 包含更少單體。另外，由于分餾分系統(tǒng)16中更少積累的單體，可以按 更低的速率和/或間歇地，以及采用更低濃度的單體等吹掃排出料流。此外，當(dāng)所有閃蒸氣體60輸送穿過稀釋劑再循環(huán)柱82，而 沒有閃蒸氣體60繞過代表性的管線84 (例如，閃蒸氣體46沒有直接再 循環(huán)到反應(yīng)器30)時，經(jīng)濟狀況可能是特別有利的。在任何情況下， 本技術(shù)改進單體產(chǎn)率和降低產(chǎn)生聚烯烴，例如聚乙烯的成本。另外， 該技術(shù)使燒掉乙烯的增加的可能性和烯烴供給裝置12在處理具有惰性 物質(zhì)及其它輕組分的排出料流時經(jīng)歷的復(fù)雜性(上面討論)緩和。在所示實施方案中，閃蒸氣體料流60和烴料流72 (都來自 圖3描繪的回收分系統(tǒng)24 )進入稀釋劑再循環(huán)柱8 2 ，該稀釋劑再循環(huán)柱 可以典型地在125-225psig的示例性壓力范圍下和在100-350。F的示例 性溫度范圍下操作。該柱82分餾主要是稀釋劑的產(chǎn)物86 (例如，異丁
烷)的側(cè)料流，該側(cè)料流可以經(jīng)由再循環(huán)異丁烷儲槽和泵送到反應(yīng)器
30。該柱82還可以分離輕組分88 (例如，氮氣和乙烯)，它們排放到 塔頂儲罐90。此外，來自下游稀釋劑純化柱的塔頂料流89可以與輕組 分88結(jié)合。該結(jié)合的料流91可以穿過使用冷卻介質(zhì)，例如冷卻塔水或 海水的換熱器，以冷卻該料流91,然后該結(jié)合的料流91進入儲罐90。在儲罐90中，可以產(chǎn)生附加的冷凝，例如采用布置在含排 出料流80的導(dǎo)管中的具有線圏、翅片等的制冷單元，其中液體通過重 力排回到儲罐90。冷凝液可以主要是含低濃度溶解的單體(例如，2wt% 乙烯)的稀釋劑并且作為液體排放物92從塔頂儲罐90離開。這一排放 物92可以作為回流物94供給稀釋劑再循環(huán)柱82，和作為回流物96或進 料供給下游稀釋劑純化柱。在塔頂儲罐90中積累的一部分液體可以再循環(huán)到反應(yīng)器 30。例如， 一部分回流物94可以經(jīng)過旁通管線78經(jīng)由示例性稀釋劑進 料系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到反應(yīng)器30，該進料系統(tǒng)具有稀釋劑儲槽(或給料槽)和 進料泵。 一方面， 一部分回流物96 (或進料)可以經(jīng)過旁通管線轉(zhuǎn)移 到稀釋劑進料系統(tǒng)。 一般而言，此種轉(zhuǎn)移回收用于聚合的附加的單體 (例如乙烯)，否則其可能在分餾分系統(tǒng)16中累積并且最終在排出氣 體80中或在分餾分系統(tǒng)16中的其它吹掃/排出物處排放到供給裝置12
(或火炬)。
VI.回收附加單體的分餾工藝參照圖5，描繪了進料和分餾分系統(tǒng)16的部分100的工藝流 程圖。更詳述地示出了圖4的部分76并且還示出了稀釋劑(異丁烷)純 化柱102。閃蒸氣體流60(主要是稀釋劑)與經(jīng)由烴料流72從吹掃柱64 回收的烴一起在稀釋劑再循環(huán)柱82中加工，其將未反應(yīng)的乙烯和較輕 組分，以及較重組分例如己烯-l與異丁烷稀釋劑分離。料流60和72進 入柱82的進入或進料點可以取決于分餾系統(tǒng)的設(shè)計基礎(chǔ)。另外，料流 60和72可以在進入柱82之前結(jié)合。最后，柱82還可以容納不同于料流 60和72的原料流。 凝并經(jīng)由料流91輸送到儲罐90。未冷凝的蒸氣在儲罐90中被分離并且 穿過小填充柱106。柱106可以通過制冷冷凝器108回流，并且排氣冷凝 器108的氣體可以輸送到烯烴廠，例如，用于乙烯回收。用于制冷冷凝 器108的示例性致冷劑是液態(tài)丙烯、液態(tài)丙烷等。稀釋劑純化柱102還 可以從儲罐90接收作為回流物96的一部分液體以獲得無烯烴稀釋劑 (例如異丁烷)產(chǎn)物110用于反應(yīng)器沖洗和催化劑稀釋。通常，對于從冷凝器108送到供給裝置12的包含在排出氣體 80中的乙烯，聚乙烯生產(chǎn)廠可以經(jīng)濟上對于每磅純乙烯進料的價格貢 獻一部分價格。如論述的那樣，在一些位置，供給裝置(例如，石油 煉廠或烯烴工廠)不能按經(jīng)濟可行的方式回收乙烯，這歸因于排氣冷 凝器108的排出氣體80中的雜質(zhì)(例如氮氣)，并且因此，該排出氣體 80可能被送到火炬。作為響應(yīng)，本技術(shù)規(guī)定將來自儲罐90的作為回流 物94泵送(經(jīng)由泵112)的一部分液體92經(jīng)由旁通管線78送回到反應(yīng)器 30。在一個實施方案中，旁通管線78將一部分回流物94 (或回流物96) 從回流泵112轉(zhuǎn)移到再循環(huán)稀釋劑儲槽114，該儲槽114通常配備有高壓 泵116，該高壓泵設(shè)計用來使流體回到反應(yīng)器30。旁通管線78可以直接 與儲槽114或側(cè)料流86(稀釋劑產(chǎn)物)管線連接。該設(shè)施可以包括管子、 斷流閥、控制閥、流量控制回路等的部分。應(yīng)該指出的是，在將來自 儲槽114的再循環(huán)稀釋劑料流引入反應(yīng)器30之前，該料流可以經(jīng)歷附加 加工，例如穿過處理床以除去可能存在的任何氧。經(jīng)過旁通管線78從儲罐90并最終泵送到反應(yīng)器30的液體中 的溶解的乙烯替換工廠原料(例如，來自圖1的供給裝置12的一些乙烯 原料料流14)，從而為聚乙烯工廠貢獻回收的乙烯的純乙烯進料的價 格的100°/。。在某些實施方案中，可以完全地中止排出料流80。應(yīng)該指 出的是，返回到反應(yīng)器的經(jīng)轉(zhuǎn)移液體的量可以被監(jiān)測和控制以確保惰 性組分(例如，氮氣和乙烷)和乙烯不在稀釋劑回路中累積，它們可 能另外被送到乙烯廠。采用本技術(shù)，如果需要的話，惰性組分仍可以 在排出料流80中，或從作為回流物送到再循環(huán)異丁烷柱82的液體回流 物94的部分(例如，到火炬)中被清除。惰性組分也可以在聚乙烯工
藝中的其它地方被清除。此外，應(yīng)該指出的是，如果過分地降低到柱82的回流物94 的量，則己烯或比稀釋劑重的其它共聚單體可能在輕組分料流88中通 過塔頂并最終流到稀釋劑純化柱102。己烯或其它共聚單體然后將不希 望地從純化柱102的底部當(dāng)中分離并且污染無烯烴的稀釋劑產(chǎn)物110。 然而，可以容易地監(jiān)測輕組分料流88和/或無烯烴的稀釋劑產(chǎn)物110以 確保該料流不被己烯或比稀釋劑重的其它共聚單體污染。例如，該料 流的樣品可以被收集并在實驗室中試驗。另外，可以在線基本上實時 地監(jiān)測該料流。 一般而言，該料流可以經(jīng)受各種分析測量處理以測定 該料流中共聚單體的量。這些分析測量包括，例如，氣相色鐠(GC)， 紅外分光技術(shù)(IR、近IR、傅里葉變換IR、拉曼光譜等)等。為了進 一步控制工藝，可以將試驗結(jié)果輸入處理器基系統(tǒng)，該系統(tǒng)適合于促 進分餾分系統(tǒng)16和/或聚烯烴制造工藝10的其它部分的控制。此種數(shù)據(jù) 輸入可以是靜態(tài)，間歇，動態(tài)，基本上實時的等。如果試驗結(jié)果是不 希望的，則例如可以人工地或自動地增加到柱82的回流物94的量。在 某些實施方案中，到柱82的回流物94的這種增加可以例如，通過降4氐 經(jīng)過管線78的流體的量來實現(xiàn)。為了完成圖5的論述，應(yīng)該指出的是，重組分排放物120(例 如，己烷和低聚物)通常從柱82底部排出并例如送到火炬。歸根結(jié)底， 重組分或稀釋劑再循環(huán)柱82的目的是從進入的稀釋劑中除去重組分。 另外，如同大多數(shù)分餾柱的情況一樣，蒸氣再沸槽122和124通常使用 在稀釋劑柱82和102。例如，可以采用使用冷卻介質(zhì)例如冷卻水的換熱 器126將作為稀釋劑產(chǎn)物離開再循環(huán)柱82的側(cè)料流86冷卻，然后送到稀 釋劑儲槽114。最后，應(yīng)該強調(diào)，分餾分系統(tǒng)16可以使用各種沒有說明 的構(gòu)造。例如，稀釋劑純化柱102的塔頂餾出物89可以改為用制冷單元 處理，排出等，代替或還輸送到冷凝器104。
VII.增加乙烯產(chǎn)率的方法參照圖6，描繪了在聚乙烯生產(chǎn)中增加乙烯回收率，并因此 增加乙烯產(chǎn)率的方法130。起初，如方框132引用，接收來自示例性回
收分系統(tǒng)24 (如圖1和3所示)的回收的稀釋劑/乙烯料流。柱，例如稀 釋劑再循環(huán)柱82可用來分離主要是稀釋劑的料流。稀釋劑的這種分離 的料流可以被冷卻并送到稀釋劑給料槽，例如圖5的槽114，如方框134 引用。相同的柱82可用來分離輕組分排放物88中的輕組分塔頂餾 出物，其然后可以被部分地冷凝，例如，采用冷卻器以及釆用儲罐中 的制冷(例如，使用丙烯致冷劑)來冷凝(方框136)。儲罐90中沒有 被冷凝的組分，例如惰性組分和非常輕的組分可以從儲罐排放到供給 裝置12或火炬(方框138)。儲罐90中冷凝的一部分組分可以作為回流 物94送到柱82 (方框140)。在一個實施方案中，回流物94主要是含夾 帶的乙烯的稀釋劑，并且可以包括其它組分。根據(jù)本技術(shù)， 一部分這 種回流物可以經(jīng)過導(dǎo)管(例如，旁通管線78)轉(zhuǎn)移到稀釋劑給料槽， 例如異丁烷槽114 (方框142)。結(jié)果，經(jīng)過旁通管線78轉(zhuǎn)移的這一部 分回流物94中夾帶的乙烯被回收。因此，更少的乙烯被排放到供給裝 置和/或火炬(方框144)。不管是否降低或中止排出料流80，乙烯產(chǎn) 率都有利地增加(方框146)?，F(xiàn)有聚烯烴設(shè)施或聚烯烴分餾系統(tǒng)結(jié)合將分餾系統(tǒng)中積累 的塔頂液體轉(zhuǎn)移到聚烯烴反應(yīng)器的本發(fā)明技術(shù)的更新可以從新設(shè)備， 例如轉(zhuǎn)移回流物流的導(dǎo)管和控制閥中的較小投資到將分餾分系統(tǒng)16中 的積累的塔頂液體和/或內(nèi)循環(huán)料流收集，加工，轉(zhuǎn)移，加工和/或再 循環(huán)到聚烯烴反應(yīng)器30的設(shè)備和系統(tǒng)中的更大投資。如論述的那樣， 在一個實施方案中，新導(dǎo)管(例如旁通管線78)可以從示例性分系統(tǒng)
部分，該分系統(tǒng)16提供到聚烯烴或聚合反應(yīng)器30的進料。在這一實施 例中，旁通管線78的一端嵌入稀釋劑再循環(huán)柱82的回流泵112下游的回 流料流94,并且旁通管線78的另一端嵌入稀釋劑給料槽114上游的稀釋 劑再循環(huán)柱82的副產(chǎn)物料流86?？梢詫⑾♂寗慕o料槽114經(jīng)由置于給 料槽114下游的進料泵116和進料導(dǎo)管118供給聚烯烴反應(yīng)器30。此外， 閥門，例如手動閥或控制閥可以安裝在旁通管線78上以調(diào)節(jié)經(jīng)過導(dǎo)管
轉(zhuǎn)移到反應(yīng)器30的進料系統(tǒng)的 一部分回流料流的流速。在操作中，經(jīng)過旁通管線78轉(zhuǎn)移的那部分回流料流94的流 速可以被調(diào)節(jié)以替換供給聚烯烴反應(yīng)器30的一部分單體原料，而不會 顯著不利地影響稀釋劑再循環(huán)柱82的操作。經(jīng)過旁通管線78的那部分 回流料流的流速可以反向地調(diào)節(jié)，例如，采用稀釋劑再循環(huán)柱82的塔 頂料流(輕組分料流88)中的共聚單體濃度進行調(diào)節(jié)。如論述的那樣， 可以測量或監(jiān)測塔頂料流中共聚單體的濃度。此外，還可以采用比塔 底料流中的稀釋劑(無烯烴稀釋劑110)重的共聚單體的濃度反向地調(diào) 節(jié)經(jīng)過旁通管線78的流速，該塔底料流是置于再循環(huán)柱82下游的稀釋 劑純化柱102的塔底料流。
權(quán)利要求
1. 聚烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)，包括:設(shè)定用來將從聚合反應(yīng)器回收的包含稀釋劑和烯烴單體的原料流分餾的第一分餾柱，其中該第一分餾柱設(shè)定用來排放:包含大部分稀釋劑的副產(chǎn)物料流，包含比稀釋劑輕的組分的塔頂蒸氣料流，和包含比稀釋劑重的組分的塔底料流；設(shè)定用來接收塔頂蒸氣料流并將其部分冷凝成冷凝液的冷凝器，該冷凝液包含大量來自原料流的單體；和其中將冷凝液的第一部分輸送到聚合反應(yīng)器。
2. 權(quán)利要求1所述的聚烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)，包括設(shè)定用來將副產(chǎn)物料流 輸送到聚合反應(yīng)器的稀釋劑進料系統(tǒng)。
3. 權(quán)利要求1所述的聚烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)，包括設(shè)定用來接收和收集冷 凝器的冷凝液的儲器。
4. 權(quán)利要求1所述的聚烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)，其中將冷凝液的笫二部分作 為回流物輸送到第 一分餾柱。
5. 權(quán)利要求1所述的聚烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)，其中將冷凝液的第三部分輸 送到設(shè)定用來產(chǎn)生基本上無烯烴的稀釋劑的第二分餾柱。
6. 權(quán)利要求1所述的聚烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)，其中基本上無烯烴的稀釋劑 的使用包括用于將催化劑輸送到聚合反應(yīng)器的驅(qū)動流體、稀釋催化劑 的流體，或至少一個壓力安全閥的沖洗。
7. 權(quán)利要求3所述的聚烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)，包括 布置在儲器和聚合反應(yīng)器之間的稀釋劑容器，其中該稀釋劑容器設(shè)定用來從儲器接收冷凝液的第 一部分，其中將該冷凝液的第 一部分 從該稀釋劑容器輸送到聚合反應(yīng)器。
8. 權(quán)利要求1所述的聚烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)，其中將第一分餾柱的副產(chǎn)物 料流輸送到稀釋劑容器。
9. 權(quán)利要求1所述的聚烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)，其中該稀釋劑包括異丁烷， 該烯烴單體包括乙烯，和其中該第一分餾柱設(shè)定用來在125-225psig (861-1551kPa)的壓力和100-350下(37-176C )的溫度下操作。
10. 權(quán)利要求l所述的聚烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)，包括設(shè)定用來從聚合反應(yīng) 器接收排出物并將主要包含蒸氣的閃蒸塔頂料流排放到第一分餾柱的 閃蒸室。
11. 聚烯烴生產(chǎn)工藝的操作方法，該方法包括以下行為 在分餾系統(tǒng)中的第 一分餾柱中將稀釋劑與包含稀釋劑和單體的料流分離；將該經(jīng)分離的稀釋劑傳輸?shù)骄酆戏磻?yīng)器； 將包含單體的輕組分與該料流分離并至少部分地將該輕組分冷 凝；和將一部分經(jīng)冷凝的輕組分與正被傳輸?shù)骄酆戏磻?yīng)器的經(jīng)分離的稀 釋劑結(jié)合。
12. 權(quán)利要求11所述的方法，包括加工聚合反應(yīng)器的排出物以產(chǎn)生 包含稀釋劑和單體的料流的行為。
13. 權(quán)利要求11所述的方法，其中該聚合反應(yīng)器包括聚乙烯環(huán)管漿 料反應(yīng)器，該包含稀釋劑和單體的料流包含異丁烷和乙烯。
14. 權(quán)利要求11所述的方法，包括將來自分餾系統(tǒng)的包含單體的排 出料流的流速降低以在該分餾系統(tǒng)內(nèi)回收附加的單體的行為。
15. 權(quán)利要求14所述的方法，包括將所回收的附加單體供給聚合反 應(yīng)器的行為。
16. 權(quán)利要求ll所述的方法，包括調(diào)節(jié)經(jīng)冷凝的輕組分的部分的流 速以避免擾亂分餾系統(tǒng)的操作的行為。
17. 權(quán)利要求16所述的方法，包括以下行為監(jiān)測第一分餾柱塔頂料流中的烯烴共聚單體的濃度，其中該烯烴 共聚單體比稀釋劑重；和用塔頂料流中的烯烴共聚單體的濃度反向地調(diào)節(jié)經(jīng)冷凝的輕組分 的部分的流速。
18. 權(quán)利要求16所述的方法，包括以下行為 監(jiān)測流體布置在第一分餾柱下游的第二分餾柱的塔底料流中的烯 烴共聚單體濃度，其中該烯烴共聚單體比稀釋劑重，和其中該第二分餾柱設(shè)定用來在塔底料流中產(chǎn)生基本上無烯烴的稀釋劑；和用第二分餾柱塔底料流中的烯烴共聚單體的濃度反向地調(diào)節(jié)經(jīng)冷 凝的輕組分的部分的流速。
19. 包含聚烯烴的產(chǎn)品的制造方法，該方法包括以下行為制造其至少 一部分包含聚烯烴的產(chǎn)品，其中該聚烯烴由包括以下 行為的方法制備在聚合反應(yīng)器中在催化劑存在下使單體聚合以形成聚烯烴； 加工該聚合反應(yīng)器的排出物以產(chǎn)生包含稀釋劑和單體的料流； 在分餾系統(tǒng)中將稀釋劑與包含稀釋劑和單體的料流分離； 將該經(jīng)分離的稀釋劑傳輸?shù)骄酆戏磻?yīng)器； 將包含單體的輕組分與包含稀釋劑和單體的料流分離； 將該輕組分部分地冷凝；和將一部分經(jīng)冷凝的輕組分與正被傳輸?shù)骄酆戏磻?yīng)器的經(jīng)分離的稀 釋劑結(jié)合。
20. 權(quán)利要求19所述的方法，其中該制造行為包括將該聚烯烴加工 以形成產(chǎn)品或形成該產(chǎn)品的聚烯烴組件，或其結(jié)合物的行為。
21. 權(quán)利要求20所述的方法，其中加工行為包括以下行為共混， 加熱，熔融，配混，擠出，注塑，精密模塑，吹塑，形成薄膜，形成 涂層或引入添加劑，或它們的任何結(jié)合。
22. 權(quán)利要求19所述的方法，其中制造行為包括將由聚烯烴形成的 組件裝配到產(chǎn)品中的行為。
23. 權(quán)利要求19所述的方法，其中該聚烯烴包括高密度聚乙烯 (HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、等規(guī)聚丙烯(iPP)或間規(guī)聚丙烯(sPP)或它 們的任何結(jié)合物。
全文摘要
聚烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)，包括聚合反應(yīng)器(例如聚乙烯環(huán)管漿料反應(yīng)器)和分餾系統(tǒng)，該分餾系統(tǒng)接收在稀釋劑/單體回收系統(tǒng)中加工的用于再循環(huán)到反應(yīng)器和供給裝置的反應(yīng)器流出物。導(dǎo)管將包含單體例如乙烯的一部分回流物流從分餾系統(tǒng)內(nèi)部轉(zhuǎn)移到聚合反應(yīng)器，從而將更少的單體例如乙烯排出到供給裝置。因此，有利地提高了單體產(chǎn)率，因為返回到反應(yīng)器的單體替換反應(yīng)器的單體原料。該回流物流可以源自布置在分餾分系統(tǒng)中的稀釋劑再循環(huán)柱的經(jīng)冷凝的塔頂輕組分。該稀釋劑再循環(huán)柱可以從稀釋劑/單體回收分系統(tǒng)接收包含稀釋劑和單體的料流作為進料，并且可以接收該回流物流的非轉(zhuǎn)移部分作為回流物。
文檔編號C08F10/00GK101384625SQ200680053045
公開日2009年3月11日 申請日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
發(fā)明者A·古普塔, J·H·泰特, M·A·瓦茲, R·S·墨菲 申請人:切夫里昂菲利普化學(xué)有限責(zé)任公司