[发明专利]聚合物脱气工艺控制

说明书

本发明涉及聚合物脱气工艺控制。本发明特别涉及操作立式固定床聚合物粉末脱气器的方法。

在(共-)聚合法中，单体和共聚单体（如果有的话）可能留藏在多孔(共-)聚合物颗粒内并特别溶解在(共-)聚合物的非晶部分中，特别是在共聚单体是包含例如4至8个碳原子并特别用于制造线性低密度聚乙烯的相对重质α-烯烃时。在高密度聚乙烯的制造中，相对较高的聚合温度和用作链限制剂的大量氢可能促进二次氢化反应，特别形成含有例如4至12个碳原子的低挥发性有机化合物。此外，含有例如4至10，优选5至8个碳原子的相对较低挥发性的烷烃可用作烯烃相聚合法中的惰性成分以改进该生产。这些有机化合物和低挥发性烷烃也可能留藏和溶解在多孔聚烯烃颗粒中。出于生态学和经济原因以及出于安全原因，通常必须从制成的(共-)聚合物中除去未转化的(共聚)单体、有机化合物和相对较低挥发性的烷烃。

所有这些化合物对环境构成负荷，它们在大气氧存在下能够形成爆炸性混合物，并且由于延长聚合区外的不受控残余聚合的危险，它们不利地影响产物品质。不回收和再循环这些化合物，特别是未转化的(共聚)单体具有显著提高聚烯烃价格的影响。

此外，希望制造品质经时稳定的聚烯烃（尽管聚烯烃中含有低量催化残留物）并避免聚合物移出聚合区后的残余聚合的不合时宜和不受控的延长。寻求具有经时稳定和恒定的品质并具有尽可能最高的白度指数的聚烯烃。

在过去几十年来已经开发不同的脱气法，具有改进留藏和溶解在聚烯烃颗粒中的残余含量的未转化的(共聚)单体和有机化合物和低挥发性烷烃的减少并连续生产具有改进的品质、更经时稳定和恒定的聚烯烃的双重目的。这些方法大多倾向于通过选择适合脱气器构造的脱气条件和脱气介质而促进残余(共聚)单体在脱气器中的后聚合。

例如，US6465608公开了在流化床减压釜式反应器中在比上游聚合反应器中的主导温度高的温度下使用纯乙烯。

在他们的不断开发过程中，特别是在对高容量商业聚合设施的开发过程中，申请人已经发现，在不开发严格的控制程序的情况下，他们无法操作他们的脱气器构造。特别地，申请人已经发现，用于促进残余反应性聚合物粉末组分的后聚合的现有技术脱气条件方法无法适用于他们的立式固定床脱气器，因为其可能影响干燥聚合物的最终性质或甚至堵塞脱气器（例如由于树脂熔融），尤其是对表现出一定的残余聚合活性的聚合物粉末而言。

因此，本发明涉及连续进给由聚合反应器中的催化烯烃聚合法制成的活性聚合物粉末的立式固定床脱气器的操作方法，其中

- 脱气器中的聚合条件使得产生与进入脱气器的量的0.001至0.015倍对应的额外量的聚合物，

- 所述脱气法包括向所述脱气器中引入包含5至60体积%主要单体，优选乙烯的汽提气体，和

选择脱气条件以使脱气器内的温度保持在聚合反应器温度+或-20℃之间的温度范围内。

对本发明和所附权利要求而言，主要单体是指在聚合反应器中具有最高摩尔%浓度的单体。

本发明中所用的示例性的立式固定床脱气器可以是具有相对较高的垂直段、在顶部的盖或头、在底部的倾斜面或锥形以及聚合物粉末排放口的圆柱形容器。要脱气的聚合物粉末可以在顶部进入容器，而汽提气体可以靠近底部，例如在倾斜底面中引入该容器。在该容器中在汽提气体与聚合物粉末之间流动优选对流。在一个优选实施方案中，汽提气体经顶部开口离开立式脱气器，而脱气粉末在所述容器的底部离开。

优选地，脱气器的直径（D）为2至10米；优选选择其长度（L）以实现在30至180分钟之间的停留时间，即足以使聚合物粉末有效脱气的时间。优选的L/D比可以为0.75至8。脱气器的运行压力优选在0.1至0.3 MPa之间。

在脱气器中也可以使用内部构件，如用于引入汽提气体的分配板、减轻聚合物粉末的沟道效应的倒椎体等等；本发明优选与含有这样的内部构件的脱气器一起使用。

可以在脱气器中的一个或多个位置/高度引入汽提气体。

图1代表根据本发明的工艺特征和/或设备的图示。主要设备是立式固定床脱气器（图1中的“干燥容器”）、活性聚合物粉末引入线（图1中的“固体聚烯烃”）、汽提气体引入线（图1中的“烯烃气体”）和温度控制（图1中的“TRC”）。

图1还代表根据本发明的另一些备选和/或优选实施方案；下面更详细公开所述相应的工艺特征和/或设备。