[发明专利]基于溶液法制备聚乙烯的强化系统及工艺

权利要求书

1.一种基于溶液法制备聚乙烯的强化系统，其特征在于，包括：

乙烯储罐，用以存储乙烯气体；

反应器，其与所述乙烯储罐相连，用以为乙烯的聚合反应提供反应空间；

微界面发生器，其设置在所述反应器内部底端并与所述乙烯储罐相连，将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给乙烯气体，使乙烯气体破碎形成直径≥1μm、且＜1mm的微米级气泡以提高相界传质面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，并在破碎后将物料混合形成气液乳化物，以在预设操作条件范围内强化相界间的传质效率和反应效率；

杀死器，其设置在所述反应器出口，当系统内反应温度高于指定值时，杀死器会向系统管路内输出杀死剂以对系统进行杀死；

脱溶剂罐，其设置在所述闪蒸塔出口处并与其相连，用以分离反应后物料中溶剂；

精馏塔，其设置在所述脱溶剂罐出口处并与其相连，用以对反应后物料进行精馏；

闪蒸罐，其设置在所述混合器出口处并与其相连，通过降低反应后物料的压力，以降低物料的沸点，对物料进行蒸发，并在蒸发后将物料分别输送至所述脱溶剂罐和所述精馏塔；

分离罐，其设置在所述精馏塔出料口并与其相连，用以对精馏后物料进行分离，所述分离罐出口处与所述乙烯储罐相连，用以将分离出的乙烯气体输出系统或回流至乙烯储罐；

第一干燥塔，其与所述精馏塔相连，用以去除所述精馏塔输出溶剂中水分并将溶剂回流至所述反应器；

第二干燥塔，其与所述分离罐相连，用以去除所述分离罐输出溶剂中水分并将溶剂回流至所述反应器。

2.根据权利要求1所述的基于溶液法制备聚乙烯的强化系统，其特征在于，所述反应器为一搅拌釜，搅拌釜侧壁设有进料口，用以接收液相溶剂，搅拌釜底部设有出料口，用以输出反应后物料。

3.根据权利要求2所述的基于溶液法制备聚乙烯的强化系统，其特征在于，所述反应器包括第一反应器和第二反应器，其中：

所述第一反应器与所述乙烯储罐相连，用以接收乙烯储罐输出的乙烯气体；

所述第二反应器进料口与第一反应器出料口相连，用以对第一反应器输出的物料进行二次反应。

4.根据权利要求1所述的基于溶液法制备聚乙烯的强化系统，其特征在于，所述脱溶剂罐包括第一脱溶剂罐和第二脱溶剂罐，其中：

所述第一脱溶剂罐与所述闪蒸罐相连，用以将所述闪蒸罐输出物料中溶剂分离，并分别将溶剂输出至所述第二脱溶剂罐和精馏塔；

所述第二脱溶剂罐与所述第一脱溶剂罐相连，用以进一步分离所述第一脱溶剂罐输出物料中的溶剂并将溶剂输出至所述精馏塔，所述第二脱溶剂罐底部设有聚合物出口，用以输出聚乙烯。

5.根据权利要求4所述的基于溶液法制备聚乙烯的强化系统，其特征在于，所述精馏塔包括轻组分塔和重组分塔，其中：

所述轻组分塔分别与所述闪蒸罐、第一脱溶剂罐和第二脱溶剂罐相连，用以对物料进行一次精馏并在精馏后将上层物料输出至所述分离罐，将下层物料输出至所述重组分塔；

所述重组分塔与所述轻组分塔出料口相连，用以接收轻组分塔输出的液相物料并对物料进行二次精馏并在精馏后将上层物料输出至所述第一干燥塔，将下层重组份物料排出系统。

6.根据权利要求5所述的基于溶液法制备聚乙烯的强化系统，其特征在于，所述第二脱溶剂罐与所述轻组分塔之间管路中设有真空泵，用以将第二脱溶剂罐分离出的溶剂输出至轻组分塔内。

7.根据权利要求1所述的基于溶液法制备聚乙烯的强化系统，其特征在于，所述分离罐出口管路中设有压缩机，用以将分离罐分离出的乙烯气体输出系统或回流至所述乙烯储罐。

8.根据权利要求1所述的基于溶液法制备聚乙烯的强化系统，其特征在于，所述系统中还设有多个换热器，换热器分别设置在系统内的指定位置，用以对系统中物料进行换热以调节系统内的运行温度。

9.一种基于溶液法制备聚乙烯的强化工艺，其特征在于，包括：

步骤1：在系统运行前，通入氮气，使氮气沿管路流动并充满系统以置换系统内的水分和氧气，置换完成后，向物料进料管道内通入氢气以继续进行置换；

步骤2：置换完成后，将催化剂、助催化剂和给电子体分别加入至第一反应器和第二反应器内，并通过进料口将溶剂输送至第一反应器内部，溶剂经第一反应器出料口流入至第二反应器内部；

步骤3：系统开始运行，将乙烯储罐内乙烯气体分别输送至第一微界面发生器和第二微界面发生器，各微界面发生器会分别对乙烯气体进行破碎形成微米级气泡，并在破碎后将微米级气泡分别输出至第一反应器和第二反应器；

步骤4：微米级气泡分别输出至第一反应器和第二反应器后，微米级气泡与溶剂混合形成气液乳化物，气液乳化物在催化剂、助催化剂和给电子体的作用下发生聚合反应生成聚乙烯，反应完成后，第二反应器将含有聚乙烯的混合物料输出至闪蒸罐；

步骤5：闪蒸罐会降低物料的压力，从而降低物料的沸点，以对物料进行蒸发，蒸发完成后，闪蒸罐会将上层物料输出至轻组分塔，将下层物料输出至脱溶剂罐；

步骤6：第一脱溶剂罐接收所述闪蒸罐输出的物料后，对物料中溶剂进行分离，在分离后将溶剂输出至所述轻组分塔并将下层物料输出至第二脱溶剂罐，第二脱溶剂罐在接收所述第一脱溶剂罐接收的物料后，会对物料进行二次脱离，将溶剂输出至所述轻组分塔并将下层聚乙烯产物输出系统；

步骤7：溶剂输送至所述轻组分塔后，轻组分塔对溶剂进行精馏，精馏后将上层物料输出至分离罐，将下层物料输出至重组分塔，物料输送至重组分塔后，重组分塔对物料进行二次精馏，精馏后将上层物料输出至第一干燥塔，将下层重组份物料排出系统；

步骤8：所述分离罐在接受物料后对物料进行分离，分离后压缩机将上层物料输出系统或回流至所述乙烯储罐，下层物料会输送至第二干燥塔进行干燥，并在干燥后回流至所述第一反应器；

步骤9：所述第一干燥塔会对重组份塔输出的上层物料进行干燥，并在干燥后回流至所述第一反应器。