[发明专利]烯烃聚合反应器、聚烯烃生产系统以及聚烯烃生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用喷动床和聚烯烃生产系统的烯烃聚合用反应器，以及使用它们生产聚烯烃如聚乙烯或聚丙烯的方法。

背景技术

能够形成流化床的气相聚合反应器作为在存在固体催化剂的情况下聚合烯烃以获得聚烯烃颗粒的烯烃聚合反应器是已知的。此反应器被设置成具有包括一个聚合级的单级气相聚合反应器，热交换器和导管，所述热交换器冷却并部分冷凝从该反应器回收的含未反应的烯烃的气体，以便将热量从反应器的内部移除，而所述导管用于向反应器再次供应冷却的气体和冷凝液(例如，参见专利文献1)。

能够形成流化床的另一种已知的气相聚合反应器是多级气相聚合反应器，该多级气相聚合反应器被划分为两个以上的聚合级并且被配置成将聚烯烃颗粒从初始级移动到最终级并且将包含烯烃单体的气体从最终级供应到初始级(例如，参见专利文献2和3)。用于移除多级气相聚合反应器中热量的通常已知的设备是具有热交换器和导管的设备，所述热交换器用于降低从聚合反应器的初始级回收的含未反应的烯烃的气体的温度，而所述导管用于将温度降低的气体再次供应到聚合反应器的最终级。

此外，用于烯烃聚合反应的已知的反应器还包括使用喷动床的烯烃聚合用反应器(例如，参见专利文献4和5)，而用于移除喷动床式烯烃聚合反应器中的热量的已知设备是这样的设备：其被构造成将液体单体引入反应区并且通过利用它的蒸发潜热来移除热量。

引用清单

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开号2000-302807

专利文献2：美国专利号5,235,009

专利文献3：日本专利申请公开号2003-277412

专利文献4：日本专利申请公开号2009-161735

专利文献5：日本专利申请公开号2009-161734

发明内容

本发明人对描述于以上的专利文献4和5中的反应器进行了进一步研究和改进，并且发现了这样的反应器：该反应器能适合于专利文献4、5的反应器的放大，能适合于应用于使用该反应器的烯烃聚合的不同聚合条件，并且能适合于反应器的不同运行条件，并且能够更有效地进行反应器中热量的移除，即使颗粒相对长时期地保留在位于喷动床底部并且远离进气口的区域中(例如，图1中的区域R)。

本发明的目的是提供喷动床式烯烃聚合反应器、聚烯烃生产系统以及能够达到更高热量移除效率的聚烯烃生产方法。

根据本发明的喷动床式烯烃聚合反应器包括：垂直延伸的第一圆筒；在所述第一圆筒中形成的第一锥形圆柱构件，所述第一锥形圆柱构件的内径向下逐渐减小，并且所述第一锥形圆柱构件在它的底部端具有进气口；第一液体供应部件，所述第一液体供应部件供应液体以致所述液体可以与所述第一锥形圆柱构件的外表面发生接触；以及气体供应部件，所述气体供应部件将含烯烃的气体经由所述进气口供应到第一反应区中从而在所述第一反应区中形成喷动床，所述第一反应区被所述第一锥形圆柱构件的内表面和所述第一圆筒的在所述第一锥形圆柱构件上方的内表面包围。供应的液体蒸发以使所述锥形圆柱构件冷却。

在上述反应器中，自外部供应的液体在所述锥形圆柱构件的外表面上蒸发从而有效地冷却所述锥形圆柱构件，由此实现足够高的热量移除效率。因为温度上升在锥形圆柱构件处得到抑制，所以聚合反应的过度进展得到充分防止，即使在所述锥形圆柱构件的内表面上移动的颗粒的传送速率低；所得的聚烯烃颗粒的均一性得到改善，并且诸如聚烯烃对锥形圆柱构件的内表面的粘附之类的问题得到充分地抑制。

当第一锥形圆柱构件的外表面与第一锥形圆柱构件的进气口相互连接时，液体优选为液体烯烃。

本发明的烯烃聚合反应器优选地具有多个上述反应区并且优选地被构造成使聚烯烃颗粒相继地经过所述反应区。本发明的反应器优选地还包括：垂直延伸的第二圆筒；放置在所述第二圆筒内的第二锥形圆柱构件，所述第二锥形圆柱构件的内径向下逐渐减小，并且所述第二锥形圆柱构件在它的底部端具有进气口；第二液体供应部件，所述第二液体供应部件供应液体以使所述液体可以与所述第二锥形圆柱构件的外表面发生接触；以及相互连接结构体，所述相互连接结构体将从所述第一圆筒排出的气体经由所述第二锥形圆柱构件的进气口供应到第二反应区中，所述第二反应区被所述第二锥形圆柱构件的内表面和所述第二圆筒的在所述第二锥形圆柱构件上方的内表面包围。所述反应器优选地包括传送设备，所述传送设备用于将聚烯烃颗粒从所述第二反应区传送到所述第一反应区。