一種多功能烯烴聚合裝置的制作方法
1.本實(shí)用新型涉及烯烴聚合技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，是一種多功能烯烴聚合裝置。
背景技術(shù)：
2.聚丙烯作為五大通用塑料的一種，是一種性能優(yōu)良的熱塑性合成樹脂，為無(wú)半透明的熱塑性輕質(zhì)通用塑料，具有耐化學(xué)性、耐熱性、電絕緣性、高強(qiáng)度機(jī)械性能和良好的高耐磨加工性能等，已成為合成樹脂中產(chǎn)量和用量?jī)H次于聚乙烯的通用塑料品種。
3.聚丙烯的生產(chǎn)工藝按聚合類型分類主要有三種，即本體法工藝、氣相法工藝和本體-氣相法串聯(lián)工藝。典型的聚丙烯生產(chǎn)技術(shù)主要有以下三種：1)basell公司的spheripol工藝技術(shù)：采用兩個(gè)串聯(lián)的環(huán)管反應(yīng)器生產(chǎn)均聚物和無(wú)規(guī)共聚物，采用一個(gè)或兩個(gè)串聯(lián)的氣相流化床進(jìn)行抗沖共聚反應(yīng)，其優(yōu)點(diǎn)有傳熱系數(shù)大、反應(yīng)器時(shí)-空產(chǎn)率高、反應(yīng)條件易控制、產(chǎn)品牌號(hào)范圍廣，缺點(diǎn)為設(shè)計(jì)投資高、建設(shè)周期長(zhǎng)，后處理工藝復(fù)雜、有大型轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備；2)dow化學(xué)公司的unipol工藝技術(shù)：采用氣相流化床反應(yīng)器系統(tǒng)，第一反應(yīng)器用于生產(chǎn)均聚物、無(wú)規(guī)共聚物和抗沖共聚物的均聚物部分，第二反應(yīng)器生產(chǎn)抗沖共聚物，其優(yōu)點(diǎn)有產(chǎn)品種類齊全、裝置操作彈性大、裝置規(guī)模高、產(chǎn)品穩(wěn)定性好，缺點(diǎn)為設(shè)備尺寸大、投資高、設(shè)備效率低；3)三井化學(xué)的hypol工藝：采用液相本體-氣相法串聯(lián)工藝，采用兩個(gè)液相反應(yīng)釜和兩個(gè)氣相流化床反應(yīng)釜，其優(yōu)點(diǎn)有可生產(chǎn)無(wú)規(guī)共聚物和嵌段共聚物，缺點(diǎn)為反應(yīng)器體積受限、裝置規(guī)模小、反應(yīng)系統(tǒng)復(fù)雜、投資成本高。
4.另外，我國(guó)也自主開發(fā)了幾種聚丙烯生產(chǎn)工藝，例如間歇法工藝和spg工藝等，其中，間歇法工藝是適應(yīng)中國(guó)國(guó)情由國(guó)內(nèi)自主開發(fā)的一種聚丙烯生產(chǎn)技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是原料來(lái)源豐富、生產(chǎn)工藝可靠操作簡(jiǎn)單、產(chǎn)品牌號(hào)切換靈活，缺點(diǎn)是生產(chǎn)規(guī)模小、自動(dòng)化程度低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、原料消耗定額高、產(chǎn)品牌號(hào)少、檔次低、用途窄；spg工藝為國(guó)內(nèi)自主開發(fā)的液相本體與臥式釜?dú)庀啾倔w組合式連續(xù)聚合工藝，其優(yōu)點(diǎn)是投資小、適應(yīng)能力強(qiáng)、生產(chǎn)效率高，缺點(diǎn)是只能生產(chǎn)均聚物和共聚物，無(wú)法生產(chǎn)抗沖共聚物。
5.在有液相的丙烯聚合工藝中，聚合反應(yīng)是在液相中發(fā)生的，為了控制反應(yīng)溫度和聚合度，一般都設(shè)有預(yù)聚工藝；在氣相聚合工藝中，催化劑和丙烯原料直接加入到反應(yīng)中，一般不設(shè)預(yù)聚工藝。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
6.為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型提供了一種多功能烯烴聚合裝置，裝置存在多種靈活的組合方式，可適用于烯烴聚合的多種聚合工藝，滿足多種不同層次的聚烯烴產(chǎn)品的工藝需求，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。
7.為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：一種多功能烯烴聚合裝置，包括預(yù)聚合單元a、液相聚合單元b、氣相聚合單元c和后處理單元d。
8.預(yù)聚合單元a包括一個(gè)預(yù)聚釜，預(yù)聚釜入口與助催化劑進(jìn)料管線、主催化劑進(jìn)料管線、丙烯進(jìn)料管線相連，出口與液相聚合單元b的立式液相本體釜和環(huán)管反應(yīng)釜相連，預(yù)聚
合單元a用于將烯烴、主催化劑和助催化劑進(jìn)行預(yù)聚合。
9.優(yōu)選地，預(yù)聚合單元a采用連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料的預(yù)聚方式。
10.液相聚合單元b包括一個(gè)立式液相本體釜、一個(gè)高壓閃蒸罐和一個(gè)環(huán)管反應(yīng)釜，用于進(jìn)行液相烯烴均聚、液相烯烴與其它液相或氣相烯烴的無(wú)規(guī)共聚。
11.其中，立式液相本體釜和環(huán)管反應(yīng)釜可分別單獨(dú)設(shè)置，也可串聯(lián)設(shè)置。
12.其中，立式液相本體釜中進(jìn)行烯烴的均聚反應(yīng)，其原料入口與丙烯管線、乙烯管線、氫氣管線、其它α烯烴管線及預(yù)聚釜出料管線相連接，出口與高壓閃蒸罐、環(huán)管反應(yīng)釜分別連接，也可與氣相聚合單元c的臥式氣相反應(yīng)釜直接連接。
13.其中，高壓閃蒸罐將聚合完成的物料進(jìn)行氣固分離，其入口與立式液相本體釜出料管線和環(huán)管反應(yīng)釜出料管線相連，出口與氣相聚合單元c的臥式氣相反應(yīng)釜相連接。
14.其中，環(huán)管反應(yīng)釜入口與立式液相本體釜出料管線、丙烯管線、乙烯管線、氫氣管線、其它α烯烴管線及預(yù)聚釜出料管線相連接，出口與高壓閃蒸罐相連接或直接與氣相聚合單元c的臥式氣相聚合釜相連接。
15.氣相聚合單元c包括一個(gè)臥式氣相反應(yīng)釜和一個(gè)低壓閃蒸釜，用于進(jìn)行氣相烯烴均聚或氣相丙烯無(wú)規(guī)共聚。
16.其中，臥式氣相反應(yīng)釜原料入口與立式液相本體釜出料管線、高壓閃蒸罐出料管線、環(huán)管反應(yīng)釜出料管線、丙烯管線、乙烯管線、氫氣管線及其它α烯烴管線相連接，出口與低壓閃蒸釜相連接。
17.其中，低壓閃蒸釜原料入口與臥式氣相反應(yīng)釜和高壓閃蒸罐相連接，出口與后處理單元d相連接。
18.后處理單元(d)包括分離儲(chǔ)罐、濕氮?dú)膺M(jìn)料組分和固體輸送組分，用于進(jìn)行聚合產(chǎn)物與烯烴的分離、殘余催化劑的脫活和干燥，得到最終聚合物產(chǎn)品。
19.本實(shí)用新型的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：
20.1、本實(shí)用新型存在多種靈活的組合方式，可適用于烯烴聚合的多種聚合工藝，滿足多種不同層次的聚烯烴產(chǎn)品的工藝需求，特別適用于丙烯均聚物、丙烯共聚物及抗沖共聚聚丙烯等產(chǎn)品的生產(chǎn)。
附圖說(shuō)明
21.圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
22.圖中：1、預(yù)聚釜；2、立式液相本體釜；3、高壓閃蒸罐；4、環(huán)管反應(yīng)釜；5、臥式氣相反應(yīng)釜；6、低壓閃蒸釜。
具體實(shí)施方式
23.下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
24.實(shí)施例1：茂金屬抗沖共聚聚丙烯的制備
25.預(yù)聚釜1與立式液相本體釜2連接，立式液相本體釜2與環(huán)管反應(yīng)釜4連接，環(huán)管反應(yīng)釜4通過(guò)高壓閃蒸罐3與臥式氣相反應(yīng)釜5連接，臥式氣相反應(yīng)釜5通過(guò)低壓閃蒸釜6與后處理單元d連接。物料流動(dòng)方向?yàn)椋?br/>26.預(yù)聚釜1
→
立式液相本體釜2
→
環(huán)管反應(yīng)釜4
→
高壓閃蒸罐3
→
臥式氣相反應(yīng)釜5
→
低壓閃蒸釜6
→
后處理單元d；
27.具體步驟如下：將茂金屬催化劑、助催化劑及部分液相丙烯注入到預(yù)聚釜1中進(jìn)行預(yù)聚，混合均勻后輸送到立式液相本體釜2，其余液相丙烯通過(guò)管線輸送到立式液相本體釜2。在立式液相本體釜2中進(jìn)行丙烯均聚，出來(lái)的物料通過(guò)管線輸送到環(huán)管反應(yīng)釜4繼續(xù)聚合，聚合完成的物料進(jìn)入高壓閃蒸罐3進(jìn)行氣固分離，聚丙烯固體顆粒進(jìn)入臥式氣相反應(yīng)釜5與新注入乙烯、丙烯進(jìn)行共聚反應(yīng)，聚合結(jié)束后物料經(jīng)低壓閃蒸釜6進(jìn)入后處理單元d，最終得到茂金屬抗沖共聚聚丙烯。
28.實(shí)施例2：抗沖共聚聚丙烯的制備
29.預(yù)聚釜1與立式液相本體釜2連接，立式液相本體釜2通過(guò)高壓閃蒸罐3與臥式氣相反應(yīng)釜5連接，臥式氣相反應(yīng)釜5通過(guò)低壓閃蒸釜6與后處理單元d連接。物料流動(dòng)方向?yàn)椋?br/>30.預(yù)聚釜1
→
立式液相本體釜2
→
高壓閃蒸罐3
→
臥式氣相反應(yīng)釜5
→
低壓閃蒸釜6
→
后處理單元d；
31.具體步驟如下：將催化劑、助催化劑及部分液相丙烯注入到預(yù)聚釜1中進(jìn)行預(yù)聚，混合均勻后輸送到立式液相本體釜2，其余液相丙烯通過(guò)管線輸送到立式液相本體釜2。在立式液相本體釜2中進(jìn)行丙烯均聚，聚合完成的物料通過(guò)管線進(jìn)入高壓閃蒸罐3進(jìn)行氣固分離，聚丙烯固體顆粒進(jìn)入臥式氣相反應(yīng)釜5與新注入乙烯、丙烯進(jìn)行共聚反應(yīng)，聚合結(jié)束后物料經(jīng)低壓閃蒸釜6進(jìn)入后處理單元d，最終得到抗沖共聚聚丙烯。
32.實(shí)施例3：乙丙無(wú)規(guī)共聚物的制備
33.預(yù)聚釜1與環(huán)管反應(yīng)釜4連接，環(huán)管反應(yīng)釜4通過(guò)高壓閃蒸罐3與臥式氣相反應(yīng)釜5連接，臥式氣相反應(yīng)釜5通過(guò)低壓閃蒸釜6與后處理單元d連接。物料流動(dòng)方向?yàn)椋?br/>34.預(yù)聚釜1
→
環(huán)管反應(yīng)釜4
→
臥式氣相反應(yīng)釜5
→
低壓閃蒸釜6
→
后處理單元d；
35.具體步驟如下：將催化劑、助催化劑及部分液相丙烯注入到預(yù)聚釜1中進(jìn)行預(yù)聚，混合均勻后輸送到環(huán)管反應(yīng)釜4，其余液相丙烯及乙烯通過(guò)管線輸送到環(huán)管反應(yīng)釜4。在環(huán)管反應(yīng)釜4中進(jìn)行乙烯/丙烯無(wú)規(guī)共聚，聚合完成的物料通過(guò)管線進(jìn)入臥式氣相反應(yīng)釜5繼續(xù)進(jìn)行共聚反應(yīng)，聚合結(jié)束后物料經(jīng)低壓閃蒸釜6進(jìn)入后處理單元d，最終得到乙丙無(wú)規(guī)共聚物。
36.實(shí)施例4：雙峰分布聚丙烯的制備
37.預(yù)聚釜1與立式本體聚合釜2連接，再與環(huán)管反應(yīng)釜4連接，環(huán)管反應(yīng)釜4通過(guò)高壓閃蒸罐3與低壓閃蒸釜6連接，低壓閃蒸釜6與后處理單元d連接。物料流動(dòng)方向?yàn)椋?br/>38.預(yù)聚釜1
→
立式本體聚合釜2
→
環(huán)管反應(yīng)釜4
→
高壓閃蒸罐3
→
低壓閃蒸釜6
→
后處理單元d；
39.具體步驟如下：將催化劑、助催化劑及部分液相丙烯注入到預(yù)聚釜1中進(jìn)行預(yù)聚，混合均勻后輸送到立式液相本體釜2，其余液相丙烯及氫氣通過(guò)管線輸送到立式液相本體釜2。在立式液相本體釜2中進(jìn)行丙烯均聚，然后物料進(jìn)入液相環(huán)管反應(yīng)釜4，聚合結(jié)束后物料經(jīng)高壓閃蒸罐3進(jìn)行氣固分離，聚丙烯固體顆粒經(jīng)低壓閃蒸釜6進(jìn)入后處理單元d，最終得到雙峰聚丙烯。
40.實(shí)施例5：窄分布高熔指聚丙烯的制備
41.預(yù)聚釜1與立式液相本體釜2連接，立式液相本體釜2通過(guò)高壓閃蒸罐3與低壓閃蒸
釜6連接，低壓閃蒸釜6與后處理單元d連接。物料流動(dòng)方向?yàn)椋?br/>42.預(yù)聚釜1
→
立式液相本體釜2
→
高壓閃蒸罐3
→
低壓閃蒸釜6
→
后處理單元d；
43.具體步驟如下：將催化劑、助催化劑及部分液相丙烯注入到預(yù)聚釜1中進(jìn)行預(yù)聚，混合均勻后輸送到立式液相本體釜2，其余液相丙烯及氫氣通過(guò)管線輸送到立式液相本體釜2。在立式液相本體釜2進(jìn)行丙烯均聚，聚合完成后物料經(jīng)高壓閃蒸罐3進(jìn)行氣固分離，聚丙烯固體顆粒經(jīng)低壓閃蒸釜6進(jìn)入后處理單元d，最終得到高熔指聚丙烯。
44.實(shí)施例6：超高分子量聚丙烯的制備
45.預(yù)聚釜1與環(huán)管反應(yīng)釜4連接，環(huán)管反應(yīng)釜4通過(guò)高壓閃蒸罐3與低壓閃蒸釜6連接，低壓閃蒸釜6與后處理單元d連接。物料流動(dòng)方向?yàn)椋?br/>46.預(yù)聚釜1
→
環(huán)管反應(yīng)釜4
→
高壓閃蒸罐3
→
低壓閃蒸釜6
→
后處理單元d；
47.具體步驟如下：將催化劑、助催化劑及部分液相丙烯注入到預(yù)聚釜1中進(jìn)行預(yù)聚，混合均勻后輸送到環(huán)管反應(yīng)釜4，其余液相丙烯通過(guò)管線輸送到環(huán)管反應(yīng)釜4，在環(huán)管反應(yīng)釜4進(jìn)行丙烯均聚，聚合完成后物料經(jīng)高壓閃蒸罐3進(jìn)行氣固分離，聚丙烯固體顆粒經(jīng)低壓閃蒸釜6進(jìn)入后處理單元d，最終得到超高分子量聚丙烯。
48.綜上，本實(shí)用新型提供的一種多功能烯烴聚合裝置，存在多種靈活的組合方式，適用于烯烴聚合尤其是丙烯聚合的多種聚合工藝，滿足多種不同層次的聚烯烴產(chǎn)品的工藝需求，特別適用于丙烯均聚物、丙烯共聚物及抗沖共聚聚丙烯產(chǎn)品的生產(chǎn)。
技術(shù)特征：
1.一種多功能烯烴聚合裝置，其特征在于，包括以下結(jié)構(gòu)單元：1)預(yù)聚合單元a，將烯烴、主催化劑和助催化劑進(jìn)行預(yù)聚合；2)液相聚合單元b，進(jìn)行液相烯烴均聚、液相烯烴與其它液相或氣相烯烴的無(wú)規(guī)共聚；3)氣相聚合單元c，進(jìn)行氣相烯烴均聚或氣相丙烯無(wú)規(guī)共聚；4)后處理單元d，進(jìn)行聚合產(chǎn)物與烯烴的分離、殘余催化劑的脫活和干燥，得到最終聚合物產(chǎn)品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能烯烴聚合裝置，其特征在于，所述預(yù)聚合單元a包括預(yù)聚釜(1)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能烯烴聚合裝置，其特征在于，所述液相聚合單元b包括立式液相本體釜(2)、高壓閃蒸罐(3)及環(huán)管反應(yīng)釜(4)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能烯烴聚合裝置，其特征在于，所述氣相聚合單元c包括臥式氣相反應(yīng)釜(5)和低壓閃蒸釜(6)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能烯烴聚合裝置，其特征在于，所述后處理單元d包括分離儲(chǔ)罐、濕氮?dú)膺M(jìn)料裝置和固體輸送裝置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能烯烴聚合裝置，其特征在于，所述預(yù)聚合單元a采用連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料的預(yù)聚方式。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多功能烯烴聚合裝置，其特征在于，所述預(yù)聚釜(1)入口與助催化劑進(jìn)料管線、主催化劑進(jìn)料管線、丙烯進(jìn)料管線相連接，出口與立式液相本體釜(2)和環(huán)管反應(yīng)釜(4)相連接。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能烯烴聚合裝置，其特征在于，所述立式液相本體釜(2)和環(huán)管反應(yīng)釜(4)可分別單獨(dú)設(shè)置，也可串聯(lián)設(shè)置。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能烯烴聚合裝置，其特征在于，所述立式液相本體釜(2)原料入口與丙烯管線、乙烯管線、氫氣管線、其它α烯烴管線和預(yù)聚釜(1)出料管線相連接，出口與高壓閃蒸罐(3)、環(huán)管反應(yīng)釜(4)分別連接，也可與臥式氣相反應(yīng)釜(5)直接連接。10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能烯烴聚合裝置，其特征在于，所述高壓閃蒸罐(3)入口與立式液相本體釜(2)出料管線和環(huán)管反應(yīng)釜(4)出料管線相連接，出口與臥式氣相反應(yīng)釜(5)相連接。11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能烯烴聚合裝置，其特征在于，所述環(huán)管反應(yīng)釜(4)入口與立式液相本體釜(2)出料管線、丙烯管線、乙烯管線、氫氣管線、其它α烯烴管線和預(yù)聚釜(1)出料管線相連接，出口與高壓閃蒸罐(3)相連接或直接與臥式氣相反應(yīng)釜(5)相連接。12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多功能烯烴聚合裝置，其特征在于，所述臥式氣相反應(yīng)釜(5)原料入口與立式液相本體釜(2)出料管線、高壓閃蒸罐(3)出料管線、環(huán)管反應(yīng)釜(4)出料管線、丙烯管線、乙烯管線、氫氣管線及其它α烯烴管線相連接，出口與低壓閃蒸釜(6)相連接。13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多功能烯烴聚合裝置，其特征在于，所述低壓閃蒸釜(6)原料入口與臥式氣相反應(yīng)釜(5)和高壓閃蒸罐(3)相連接，出口與后處理單元d相連接。
技術(shù)總結(jié)
本實(shí)用新型公開了一種多功能烯烴聚合裝置，具體涉及烯烴聚合技術(shù)領(lǐng)域，包括以下結(jié)構(gòu)單元：1)預(yù)聚合單元A，將烯烴、主催化劑和助催化劑進(jìn)行預(yù)聚合；2)液相聚合單元B，進(jìn)行液相烯烴均聚、液相烯烴與其它液相的無(wú)規(guī)共聚或氣相烯烴的無(wú)規(guī)共聚；3)氣相聚合單元C，進(jìn)行氣相烯烴均聚或氣相丙烯無(wú)規(guī)共聚；4)后處理單元D，進(jìn)行聚合產(chǎn)物與烯烴的分離、殘余催化劑的脫活和干燥，得到最終聚合物產(chǎn)品。本實(shí)用新型存在多種靈活的組合方式，可適用于烯烴聚合的多種聚合工藝，滿足多種不同層次的聚烯烴產(chǎn)品的工藝需求，特別適用于丙烯均聚物、丙烯共聚物及抗沖共聚聚丙烯等產(chǎn)品的生產(chǎn)。沖共聚聚丙烯等產(chǎn)品的生產(chǎn)。沖共聚聚丙烯等產(chǎn)品的生產(chǎn)。
