[发明专利]一种超高分子量聚乙烯连续化生产方法

说明书

本发明提供一种超高分子量聚乙烯连续化生产方法，包括以下步骤：将氢气、乙烯和反应介质于微通道反应器中反应，制得超高分子量聚乙烯；所述反应介质包括Z‑N催化剂、抗静电剂和分散剂。本发明通过采用微通道反应器使得氢气、乙烯和反应介质在反应通道内形成湍流得到充分混合，结合抗静电剂有效去除聚乙烯产品表面的静电，避免在生产过程中聚乙烯产品在管路内发生团聚或结垢，实现连续化生产；通过控制氢气与乙烯气体的流量比实现超高分子量聚乙烯分子量的控制，合成的超高分子量聚乙烯具有相对更窄的分子量分布宽度以及更高的堆积密度。

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域，特别是涉及一种超高分子量聚乙烯连续化生产方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是指粘均分子量在150万以上的线性结构聚乙烯，通常是使用Z-N催化剂通过淤浆法生产工艺合成的。但是普通的淤浆法在生产超高分子量聚乙烯的过程中由于传质过程的影响会存在聚合物的分子量分布较宽、堆积密度低、团聚、结垢等问题。

中国专利文献上公开了“一种超高分于量聚乙烯的制备方法”，其公告号为CN103772537A，该发明通过将镁化合物溶解在一种环氧化合物、一种有机磷化合物、有机醇化合物和一种惰性稀释剂的溶剂体系中，形成均匀溶液，加入析出剂在一定温度下滴加钛化合物，控制Mg/Ti催化剂的平均粒径在1～10μm，随使用淤浆法聚合。聚合物分子量较大，达到200万以上。

中国专利文献上公开了“一种注塑级超高分子量聚乙烯的制备方法”，其公告号为CN 106117756A，通过在聚合体系中加入分散剂、溶剂油和催化剂，采用淤浆法得到含有溶剂油的超高分子量聚乙烯树脂。这种含溶剂油的超高分子量聚乙烯的粘均分子量在100～800万。但由于溶剂油分散在聚合物内容易与超高分子量聚乙烯发生相分离，使材料存在缺陷，令使用寿命降低。

上述使用常规淤浆法制备超高分子量聚乙烯均存在聚合物分子量分布宽、聚合物粒径分布较宽等问题，在连续反应时均需要对反应器定期进行停工清理，以防止管路堵塞。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种超高分子量聚乙烯连续化生产方法，用于解决现有技术中超高分子量聚乙烯合成工艺由于传质不均导致有团聚、结垢以及聚合物的分子量分布较宽、堆积密度较低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过包括以下技术方案获得的。

本发明提供一种超高分子量聚乙烯连续化生产方法，包括以下步骤：将氢气、乙烯和反应介质于微通道反应器中反应，制得超高分子量聚乙烯；所述反应介质包括Z-N催化剂、抗静电剂和分散剂。

优选地，所述微通道反应器内设有反应通道，所述反应通道的内径为4～6mm。

优选地，所述微通道反应器的反应温度为60～85℃。

优选地，所述微通道反应器的反应压力为0.1～1.1Mpa。

优选地，所述微通道反应器内的气液混合物的流速为15～30mL/min，所述气液混合物为氢气、乙烯和反应介质的混合物。

优选地，所述反应时间为300～600s。

优选地，反应后还依次包括气液分离工序和纯化工序。

优选地，所述气液分离工序采用气液分离器，所述气液分离器的压力为0.1～1.1MPa。

优选地，所述纯化工序采用滤膜去除所述反应介质。更优选地，所述滤膜的孔径为35～45μm。

优选地，进料时，所述乙烯、氢气和反应介质的流量比为(3～9)：1：(15～30)。

优选地，所述Z-N催化剂、分散剂和抗静电剂的质量比为0.01：(2000～4000)：(5～20)。