[发明专利]丙烯/丁烯互聚物制备系统和方法

说明书

交叉引用

本专利申请要求提交于2013年3月14日、标题为Propylene/Butene Interpolymer Production System And Method(丙烯/丁烯互聚物制备系统和方法)的美国临时申请No.61/781,459的权益，该申请的公开内容据此以引用方式并入本文。

背景技术

市场持续需要新型聚丙烯产品，以满足不断扩展的应用。为了满足需求，已知的是对于与丙烯发生共聚作用的一种或多种共聚单体的选择允许在树脂特性，如硬度、抗拉强度、刚度、密度、熔点、冲击强度等方面有广泛改变。

具体地讲，包括一种、两种或更多种共聚单体(如乙烯和/或丁烯)的基于丙烯的聚合物(下文称为“丙烯互聚物”)在诸如薄膜、包装和纤维的应用中被发现具有较高的商业利润。然而，在用丁烯共聚单体和常规的“商业规模”(40千吨/年(KTA)或更大或5公吨/小时)的气相聚合设备制备基于丙烯的聚合物时面临一些障碍。

在常规的商业规模的丙烯气相聚合反应中，丙烷自然积聚在反应器系统中并协同地用作冷凝剂。当制备具有一种或多种共聚单体的基于丙烯的聚合物时，与丙烯均聚物制备相比，送入气相聚合反应器的丙烯较少。因此，丙烷在反应器系统中的积聚速度较慢，通常大约一天或多天。为了具有达到丙烯三元共聚物高制备速率所需的一定程度等同的气体密度和循环气露点，反应器中积聚的丙烷必须比制备丙烯均聚物时所用的丙烷多。

在其中向丙烯中加入一种或多种共聚单体的商业规模丙烯互聚物制备中，丙烷缓慢自然发生聚集，这存在若干缺点。由于反应器系统中的丙烷不足(即，冷凝剂不足)，在正常运行过程中无法完成冷凝模式操作。以干燥模式(无冷凝模式)运行气相聚合反应器需要非常低的反应温度，并会导致对于商业规模而言过低的制备速率。

已尝试连续添加惰性组分(通常称为“诱导冷凝剂”，如氮气或除丙烷外的烷烃)，以便将反应系统中组分的分压调整并保持在商业规模丙烯三元共聚物制备可接受的水平。添加惰性组分提高了材料成本和设备成本，使反应器控制变得复杂，并且最多达到60％的额定容量。因此，对于在常规的商业规模气相聚合反应器中制备丙烯三元共聚物而言，添加惰性组分是不实际的。

需要一种系统和方法，用于在使用常规气相聚合反应器的商业规模生产中，以额定速率制备具有一种或多种共聚单体的基于丙烯的聚合物。还需要一种系统和方法，用于缩短从商业规模丙烯均聚物生产到商业规模丙烯互聚物生产的转换时间。

发明内容

本公开提供了一种方法。在一个实施方案中，该方法包括在聚合条件下，在气相聚合反应器中制备基于丙烯的聚合物。聚合条件包括290psia至450psia的丙烯加丙烷组合分压。该方法还包括将丙烯加丙烷组合分压保持在290psia至450psia的范围内，同时：

(i)降低气相聚合反应器中的丙烯分压；

(ii)将丙烷添加到气相聚合反应器中；

(iii)将至少一种C₄-C₁₀共聚单体引入气相聚合反应器中；以及在气相聚合反应器中形成丙烯/C₄-C₁₀互聚物。

附图说明

图1为根据本公开一个实施方案的气相聚合系统的示意图。

具体实施方式

本发明的方法包括在转换过程中将初始剂量的丙烷(或其他类似惰性物质)添加到反应系统中，这可以使用外部来源的丙烷或在第一聚合物产品制备过程中从聚合过程收集的丙烷来完成。在这两种情况下，添加丙烷的目的在于改变反应系统中混合物的露点，以允许冷凝，继而促进去除反应热。在从聚合反应器系统内收集丙烷的情况下，在气相聚合反应器中进行第一聚合反应。第一聚合反应包括丙烯与任选的共聚单体的聚合反应。当制得所需量的第一聚合物产品时，条件改变为制备第二产品所需的条件。第二聚合反应包括丙烯与一种或多种共聚单体的聚合反应，它们的总量中包含较少的丙烯。本发明的方法包括在从第一基于丙烯的聚合物产品(产品1)的商业规模生产转换到不同的第二产品(即，丙烯互聚物，产品2)的商业规模生产的过程中，将丙烷引入反应器中。