[发明专利]间歇法淤浆工艺制备超高分子量聚乙烯的生产系统及工艺

说明书

本发明公开了一种间歇法淤浆工艺制备超高分子量聚乙烯的生产系统及工艺，其中，系统由聚合釜、催化剂料斗、活化剂料斗、冷凝液分离罐、冷凝器、循环风机、闪蒸釜、乙烯进料流量控制系统、丙烷进料系统、反应控制系统、丙烯进料系统以及活化剂计量进料系统组成；工艺包括原辅材料进料流程、聚合流程、回收处理流程以及产品处理流程。该生产系统及工艺避免了传统超高分子量聚乙烯淤浆工艺使用己烷、溶剂油、丁烷等传统溶剂所需过滤、烘干、精制等工序，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及一种超高分子量聚乙烯的制备系统及工艺，尤其是一种间歇法淤浆工艺制备超高分子量聚乙烯的生产系统及工艺。

背景技术

超高分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene)，简称UHMW-PE，是分子量150万以上的聚乙烯。1957年美国联合化工公司首先制备出UHMW-PE，随后德国于1958年实现产业化生产，之后美国和日本三井化学工业相继从树脂销售转向UHMW-PE的生产，并着力开拓其应用领域。我国上海高桥化工于1964年研制成功并实现工业化量产，20世纪70年代后，安徽化工研究院，广州塑料厂，北京助剂二厂均开始实现UHMW-PE的工业化生产。但是限制于当时的生产技术，分子量只能达到150万。经过技术不断发展，目前国内厂家已经能够做到分子量200万以上。

UHMW-PE树脂生产工艺与普通的高密度聚乙烯HDPE生产相似，可采用HDPE的生产技术生产，不同之处在于UHMW-PE生产无造粒工序，产品为粉末状。其主要生产工艺路线有：溶液法、淤浆法、气相法。

其中淤浆法是技术比较成熟，产品质量较好，也是目前主要UHMW-PE生产企业的主要生产工艺。淤浆法中Ziegler低压淤浆法以β-TiCL3/Al(C2H5)2Cl或TiCL4/Al(C2H5)2Cl为催化剂，以60～120℃馏分的饱和烃为分散介质(或以庚烷、汽油为溶剂)，在常压，75～85℃的条件下聚合，得到相对分子质量100～500万的UHMW-PE。Phillips淤浆法以CrO3/硅胶为高效催化剂，在1.96～2.94MPa和125～175℃下聚合，也可得到相对分子质量为100～500万的UHMW-PE。索尔维法是将Phillips法采用的环型反应器与以CrO3/硅胶为载体的Ziegler-Natta高效催化剂相结合的生产工艺。

但是，传统的淤浆法生产超高分子量聚乙烯存在溶剂脱除复杂的缺点，且制备出的高分子聚乙烯产品加工性能差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是传统的淤浆法生产超高分子量聚乙烯存在溶剂脱除复杂的缺点。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种间歇法淤浆工艺制备超高分子量聚乙烯的生产系统，包括聚合釜、催化剂料斗、活化剂料斗、冷凝液分离罐、冷凝器、循环风机、闪蒸釜、乙烯进料流量控制系统、丙烷进料系统、反应控制系统、丙烯进料系统以及活化剂计量进料系统；丙烷进料系统分别与催化剂料斗以及活化剂料斗的进料口管路连接；活化剂计量进料系统与活化剂料斗的另一进料口管路连接；催化剂料斗和活化剂料斗的出料口均与聚合釜的进料口管路连接；在聚合釜的外围设有反应热控制系统；乙烯进料流量控制系统与聚合釜的气相回流口管路连接；冷凝液分离罐的进气口与聚合釜顶部气相出口管路连接；冷凝液分离罐的出液口与聚合釜的液相回流口管路连接；冷凝液分离罐的顶部出气口与循环风机的进气口相连；循环风机的出气口与冷凝器的进气口相连；冷凝器的气相出口以及液相出口分别与聚合釜的气相回流口以及液相回流口管路连接；反应控制系统与冷凝器的循环水进口管路连接，用于控制冷凝器的循环水量；聚合釜的出料口与闪蒸釜的进料口管路连接。

作为系统的进一步地限定方案，还包括与聚合釜顶部气相出口管路连接的丙烷高压冷凝回收系统和丙烷中压冷凝回收系统。

作为系统的进一步地限定方案，还包括一个与聚合釜顶部气相出口管路连接的安全泄放系统。

作为系统的进一步地限定方案，反应热控制系统为设置在聚合釜外围的夹套。