[发明专利]在气相流化床反应器快速建立乙烯聚合/共聚合反应的方法

说明书

一种在气相流化床反应器快速建立乙烯聚合/共聚合反应的方法，其特征在于，在填装合适的种子床后，通入氮气置换反应系统中的微量水氧后，切换成乙烯、氢气、共聚单体进行组分调整，接着采用有机铬系S‑2型催化剂引发建立聚合反应，然后切换成常规铬系催化剂，同时停止加入有机铬系S‑2型催化剂，采用常规铬系催化剂进行催化乙烯聚合/共聚合生产相应聚合物。本发明提供了一种无需更改聚合反应参数、无需切换种子床、置换反应系统时使用的原料少能耗低的乙烯聚合/共聚合气相流化床反应器快速建立聚合反应方法，避免了反应系统结片、聚合装置静电大、聚合物细粉含量高、装置停车等生产事故，缩短了生产周期。

技术领域

本发明是一种在气相流化床反应器快速建立乙烯聚合/共聚合反应的方法。属于聚乙烯的制备方法。特别涉及常规铬系催化剂催化乙烯聚合/共聚合制备相应聚合物的方法。

背景技术

气相法聚乙烯工艺具有流程短、装置占地面积小、设备投资低、操作条件温和、生产单耗和环境污染小等优点，因此，自上世纪70年代开发出来，经 30年的迅猛发展，现已成为聚乙烯生产的技术主流。目前世界上比较先进成熟的全密度气相法工艺主要包括Univation公司的Uniopl工艺、Ineos公司的 Innovene G工艺、Basell公司的Spherilene工艺和Borealis公司Borstar工艺。

气相法工艺主要采用干粉或浆液催化剂在气相流化床反应器中生产全密度聚乙烯。产品为自由流动粒料，通过选择合适的催化剂和调节反应条件控制树脂的MI和分子量分布，通过控制共聚单体来控制产品密度。由于催化剂的高活性，不需脱除催化剂，投资和操作费用较低，对环境污染较少。乙烯、共聚单体和催化剂进入流化床反应器，操作条件为约75～110℃和2.0-2.8MPa。产品密度为0.915～0.970g/cm³，MFR为0.1～200g/10min。

气相工艺在开车或产品牌号切换时，为了给催化剂和新生成的细粉提供足够的停留时间，需在反应器中添加种子床。而种子床往往吸附大量的杂质，导致开车或产品牌号切换困难，为清除这些杂质用会浪费大量的原料气。因此 Univation公司发明了一种种子床快速切换技术。该技术主要在脱挥罐去造粒系统的出料线上新增一种子床缓冲罐，在停车或产品切换之前，种子床树脂会自动从脱挥罐中进入种子床缓冲罐并通氮气保护，造粒系统仍正常工作。当反应器中的物料完全排净后，种子床缓冲罐会通过氮气的输送自动加入到反应器中。由于是直接从反应器中取得种子床，这就节省了置换和滴定的时间。Univation公司声称采用种子床快速切换技术可将开车或产品牌号切换时间节约2/3以上。种子床快速切换技术也可用于装置维修停车时使用。

众所周知催化剂是聚烯烃工业的核心技术，催化剂的改进可以有效地提高聚烯烃生产装置的能力，优化生产工艺，节约成本，避免原材料的浪费和减少环境污染，显著提高聚烯烃工业的经济效益和社会效益。铬系催化剂作为乙烯聚合催化剂的一个重要品种，最早应用于聚乙烯生产且由于铬系催化剂活性高、制备工艺简单、助剂原料易得、制备的聚乙烯树脂产品中不含腐蚀性元素氯，自50年代问世以来，就一直受到广泛关注。经过不断改进和开发，铬基催化剂已被广泛应用于Phillips环管淤浆工艺和Dow化学的Unipol气相工艺，最初仅用于乙烯均聚生产HDPE，后来被改进，也可用于乙烯和α-烯烃的共聚反应。用这种催化剂生产的乙烯和α-烯烃的共聚物有非常宽的分子量分布 (MWD)，聚合物中往往含有少量的高分子量组分及长支链。