CN103285785B - 喷动流化床反应器及其聚合物制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷动流化床反应器及其聚合物制备方法。封闭外壳设有相连接的扩大段、直筒段，扩大段顶部设有气体出口，扩大段内部设有锥形挡板，直筒段侧壁上设有催化剂进料口，直筒段下部设有缩径段，缩径段上设有出料管线、辅助气体入口，缩径段底部设有喷动流化气入口；气体出口、第一管线，旋风分离器、压缩机、换热器、气液分离器、分流器、第四管线与喷动流化器入口顺次相连，旋风分离器底部与直筒段相连，气液分离器、第二管线、液体喷射器、直筒段顺次相连，液体喷入使反应器存在第一反应区域和第二反应区域。本发明的喷动气体和辅助气体进行合理分配，对反应器中的颗粒团聚、结块现象实现调控，并能生产出宽分子量分布的聚合物产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷动流化床反应器及其聚合物制备方法。
背景技术
工业上生产聚烯烃的方法主要有淤浆聚合、溶液聚合和气相聚合方法。其中，气相法工艺利用流化床、卧式搅拌釜、立式搅拌床等反应器形式进行生产，具有流程简单、生产灵活性强、耗能低和安全性高等优点，因而成为聚烯烃生产工艺中的主流。而流化床反应器工艺是气相法中应用最为普遍工艺。随着技术的不断进步，烯烃聚合流化床反应器中出现了冷凝态操作技术，受到业界广泛的关注。冷凝态操作通过向流化床反应器引入冷凝液，加强反应器内的移热能力，从而实现大幅度提高反应器时空收率的效果。
随着聚烯烃工业的不断发展，如今通用的聚烯烃产品的产量已经能够满足人们日常生活需要，故聚烯烃工业界关注的焦点已不再停留在产品的产量上，而是如何提高聚合物产品的性能。为了改进聚合物产品的性能，人们也一直在研究和开发更先进的工艺技术。在现有的烯烃聚合反应器及其工艺中，典型的方法是采用了双串联和多串联反应器技术，使烯烃聚合形成的聚合物呈现双/宽峰的分子量分布特征。即在不同的反应环境（包括反应温度、气氛、催化剂和聚合方法）下，烯烃聚合形成分子量大小不同的聚合物，从而使分子量分布变宽。例如，国际公开专利WO2009/076733A1公布了在两个串联的反应器中进行烯烃聚合反应的方法，其中一个反应器在较高的温度下操作，形成较低分子量的聚合物；而第二个反应器在较低的温度下操作，形成较高分子量的聚合物。然而，这种多反应器串、并联来制备双/宽峰聚合物产品的方法存在工艺复杂、设备投资高、操作难度大、并且生产连续性和稳定性较差等缺点。因此，如何开发单反应器技术来生产双/宽分子量分布的聚合物，是目前聚烯烃领域的研究难点和热点。
中国公开专利CN20111290787.6公布了一种多温区流化床聚合工艺，通过在单个流化床反应器中有效地分配液体将反应器分为较低温度和较高温度的两个反应区域，进而控制两个反应区域之间的温度差异，以生产分子量分布较宽的聚合物。但是在多温区流化床聚合工艺中，较低温度区域内液体含量相比冷凝态工艺中液体含量更大，颗粒间易形成液体架桥，颗粒间的粘性力会增强，从而加剧结块的形成，而这些结块若不及时被破碎，将进一步破坏床层的流化质量，出现去流态化现象、床层塌落甚至导致反应器停车。如果能够对结块现象进行有效地调控和防止，将对多温区流化床及工艺的安全和稳定生产起到至关重要的作用。
喷动流化床作为反应器，除了具有喷动床的操作压降低、气固接触效率高、适合处理粒径较大颗粒、粘性较强物料等优点外，还具有以下特点：
1. 通过设置辅助气流，可以加强床层内颗粒的循环和混合速率，改善轴向和径向的颗粒运动。
2. 相比喷动床和流化床反应器，喷动流化床使颗粒流化所需的气体量要更小一些。有文献报道，用喷动流化床流化平均直径为1.08mm的沙粒，可以省36%的气体流量。
3. 喷动流化床流量的操作范围较宽，宽的操作范围能减少结块、节涌等现象，特别是对反应过程中粒径和密度持续变化的颗粒。
对于烯烃聚合反应来说，催化剂加入反应器后增长到较大的尺寸，这个过程粒径增长是很明显的。同时在液体存在的工艺中，颗粒之间液体形成架桥，粘性力显著增加，导致颗粒粘结形成结块或聚团，颗粒在此过程进一步增长。此外，针对液体存在时易团聚结块的现象，不仅能够通过喷动流化床喷动区流股的强大剪切力进行破碎，也可采用环隙区中辅助气体流股来控制和消除。例如，当反应器床层环隙区结块现象明显的情况下，通过提高辅助气体的流量，加剧气流对颗粒结块的冲击作用，达到破碎结块的作用。综上所述，喷动流化床反应器适用于烯烃聚合生产，特别是冷凝态及类似持液操作的烯烃聚合技术，通过改变喷动流化床的喷动流股和辅助流股的流量，可以调控和消除持液操作过程中产生的结块、聚团。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种喷动流化床反应器及其聚合物制备方法。
喷动流化床反应器包括封闭外壳、出料管线、催化剂进料口、扩大段、锥形挡板、气体出口、第一管线、旋风分离器、压缩机、换热器、气液分离器、第二管线、液体喷射器、分流器、第三管线、第四管线、直筒段、第一阀门、第二阀门、缩径段、辅助流化气入口、喷动流化气入口、第一反应区域、第二反应区域；
封闭外壳设有相连接的扩大段、直筒段，扩大段顶部设有气体出口，扩大段内部设有锥形挡板，直筒段内部为聚合反应区域，直筒段的侧壁上设有催化剂进料口，直筒段下部设有缩径段，缩径段上设有出料管线、辅助气体入口，缩径段底部设有喷动流化气入口，出料管线上设有第一阀门、第二阀门；气体出口、第一管线，旋风分离器、压缩机、换热器、气液分离器、分流器、第四管线与喷动流化器入口顺次相连，旋风分离器底部与直筒段相连，气液分离器、第二管线、液体喷射器、直筒段顺次相连，通过液体喷射器向喷动流化床内喷入冷凝液体，使反应器形成有液体存在的第一反应区域和无液体存在的第二反应区域。
所述的第一反应区域和第二反应区域的高度比为1:8～8：1。所述的液体喷射器与缩径段底端距离占直筒段高度的10～80%。所述的液体喷射器排布的数量为1～32个。
聚合物制备方法：反应循环气从喷动流化床扩大段顶部气体出口导出，经旋风分离、压缩后、经换热器冷凝后形成气液混合物，其中液相的质量分数为5-80%，所述的气液混合物通过气液分离器进行分离，其中所分离出的液相经液体喷射器进入喷动流化床第一反应区域，而分离出的气体通过分流，从反应器底部经由辅助气体入口和喷动流化气入口进入反应器单元，在催化剂进料口通入的催化剂作用下反应生成第一固体聚合物质，第一反应区域为气-液-固三相反应区域，操作温度范围为60～80℃；所述分离出的液相吸收反应热量蒸发为气态，与进入第一反应区域未反应的气体共同进入第二反应区域，在此反应生成第二固体聚合物质，第二反应区域为气-固两相反应区域，操作温度范围为80～95℃；第一固体聚合物之和第二固体聚合物质在第一反应区域和第二反应区域之间不断交换进而反应及混合，形成最终聚合物，从出料管线出料，烯烃单体、冷凝介质均可以向喷动流化气入口和辅助流化气入口加入。
所述第一反应区域内的温度比所述第二反应区域内的温度至少低10℃。所述反应循环气经换热器冷凝后形成气液混合物，其中液相的质量分数为10～70%。所述气液分离器出口气体通过喷动气体入口和辅助气体分布器进入反应器，流量比率在1:10～10:1可调。
本发明提出用喷动流化床的反应器技术，在颗粒团聚、结块的控制和消除上有明显的优势。由于喷动流化床分为底部中心的喷动气体流股和四周的辅助气体流股，喷动气体流股使得喷动流化床内的颗粒循环呈现从中间上升从两边下落的形式，也能加强喷动流股气体对喷射区部分颗粒的冲击作用；而辅助气体流股不仅可以促进液体和颗粒之间的传热、传质，还能有效地防止环隙区底部出现死区和某些易粘结颗粒在环隙区的团聚。综上所述，本发明的喷动气体流股和辅助气体流股能对颗粒团聚、结块实现较好的控制，特别是液体存在时的操作。具体地，如果喷动流化床反应器环隙区的结块现象加剧，可以通过增加环隙区部分气体的分率或在辅助气体流股中增加气体流量，一方面可以加强此区域内颗粒的运动活跃程度，另一方面加强对团聚结块的破碎作用。
本发明中，由于两个反应区域条件不同，可以生产不同分子量的聚烯烃产品。在液体存在的低温的第一反应区域，有利于生产高分子量的聚合物产品；没有液体存在的高温的第二反应区域，有利用生产低分子量的聚合物产品；聚烯烃产品颗粒在两个区域内循环流动，产品达到微观混合。故通过在反应器内提供两个温度不同的反应区域，就能够生产出分子量分布较宽的聚合物，产品结构和性能优异。
附图说明
图1是喷动流化床反应器结构示意图；
图2是喷动流化床反应器的不同冷凝液量下床层的温度分布图。
具体实施方式
如图1所示，喷动流化床反应器包括封闭外壳1、出料管线2、催化剂进料口3、扩大段4、锥形挡板5、气体出口6、第一管线7、旋风分离器8、压缩机9、换热器10、气液分离器11、第二管线12、液体喷射器13、分流器14、第三管线15、第四管线16、直筒段17、第一阀门18、第二阀门19、缩径段20、辅助流化气入口21、喷动流化气入口22、第一反应区域23、第二反应区域24；
封闭外壳1设有相连接的扩大段4、直筒段17，扩大段4顶部设有气体出口6，扩大段4内部设有锥形挡板5，直筒段17内部为聚合反应区域，直筒段17的侧壁上设有催化剂进料口3，直筒段17下部设有缩径段20，缩径段20上设有出料管线2、辅助气体入口21，缩径段20底部设有喷动流化气入口22，出料管线2上设有第一阀门18、第二阀门19；气体出口6、第一管线7，旋风分离器8、压缩机9、换热器10、气液分离器11、分流器14、第四管线16与喷动流化器入口22顺次相连，旋风分离器8底部与直筒段17相连，气液分离器11、第二管线12、液体喷射器13、直筒段17顺次相连，通过液体喷射器13向喷动流化床内喷入冷凝液体，使反应器形成有液体存在的第一反应区域23和无液体存在的第二反应区域24。
所述的第一反应区域23和第二反应区域24的高度比为1:8～8：1。所述的液体喷射器13与缩径段20底端距离占直筒段17高度的10～80%。所述的液体喷射器排布的数量为1～32个。
聚合物制备方法：反应循环气从喷动流化床扩大段4顶部气体出口6导出，经旋风分离器8、压缩机9、换热器10，循环气的压力和温度调节在适当的范围内，一方面将形成的气液混合物的液体含量控制在一定范围，另一方面将气液混合物的温度保持在适当的范围内。压缩机9可以是往复式、离心式或者螺杆式压缩机，优选为螺杆式压缩机。换热器10所使用的介质可以为水或者化学冷却剂，优选为水。气液混合物中液相的质量分数为5～80%，所述的气液混合物通过气液分离器11进行分离，其中所分离出的液相经液体喷射器11，优选以雾化的方式，喷入喷动流化床第一反应区域23，而分离出的气体通过分流，从反应器底部经由辅助气体入口21和喷动流化气入口22进入反应器单元，在催化剂进料口3通入的催化剂作用下反应生成第一固体聚合物质，第一区域23为气-液-固三相反应区域，操作温度范围为60～80℃；所述分离出的液相吸收反应热量蒸发为气态，与进入第一反应区域23未反应的气体共同进入第二反应区域24，在此反应生成第二固体聚合物质，第二反应区域24为气-固两相反应区域，操作温度范围为80～95℃；第一固体聚合物之和第二固体聚合物质在第一反应区域和第二反应区域之间不断交换进而反应及混合，形成最终聚合物，从出料管线2出料，烯烃单体、冷凝介质均可以向进料管线15和16中加入。冷凝介质可以是碳原子数大于4的多碳直链或带支链的烷烃或环烷烃，如戊烷、己烷、庚烷、辛烷等。
喷动床流化床反应器的扩大段4内部设置锥形挡板5，目的是将喷动气体流股夹带的颗粒阻挡下来，同时扩大段4也有降低床层表观气速从而减少扬析的作用。为了进一步防止扬析的细粉堵塞后续的压缩机9和换热器10，扩大段出口后设置旋风分离器8将颗粒分离出来。
所述第一反应区域23内的温度比所述第二反应区域24内的温度至少低10℃。所述反应循环气经换热器10冷凝后形成气液混合物，其中液相的质量分数为10～70%。所述气液分离器11出口气体通过喷动流化气入口和辅助流化气入口进入反应器，流量比率在1:10～10:1可调。
根据本发明，此喷动流化床反应器是用来进行烯烃聚合的反应器，包括乙烯聚合和丙烯聚合，可以是乙烯或丙烯的均聚，也可以是乙烯或丙烯与α-烯烃的共聚。其中，聚合单体为C1-C10的烯烃，优选乙烯或丙烯；而共聚单体包含乙烯和α-烯烃，且α-烯烃为选自丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯中的至少一种。
根据本发明，聚合催化剂可以根据流化床聚合反应器中的聚合条件的不同而变化。通常情况下，聚合催化剂可以是齐格勒-纳塔催化剂、茂金属催化剂和非茂金属催化剂中的一种或者几种的复合催化剂，优选温敏性催化剂，即随反应温度会对催化性能产生显著影响的催化剂。
气相法聚合反应器中的常见问题就是反应器结块。由于喷动流化床反应器中，中心喷动气流量足够大，对结块的冲击作用足够强烈，此处的颗粒运动剧烈，故不易产生结块。一般地，结块易产生的区域是环隙区，特别是靠近壁面处区域，颗粒活跃性不高，尤其是在液体存在的时候，颗粒间的液体架桥现象导致粘性力增加，从而结块的趋势增加，严重时会造成分布板或出料口堵塞甚至停车。因此有必要加强此环隙区域的颗粒运动，从而对此处的结块进行调控和消除。主要是通过加大环隙区辅助流股来进行调控：一方面，通过增大环隙区辅助流股与喷动区流股的比例，即总气流量向环隙区辅助流股进行转移。另一方面，通过增加循环气总流量，维持辅助流股较高的流率比，实现加强环隙区的颗粒运动从而调控和消除结块。在实施例中就考察了辅助气体部分流量的增加对G-L-S区域中结块的调控作用。而下面通过具体的实施例对本发明作进一步说明。
本发明中，喷动流化床反应器中的多温度区域，是通过冷凝液体喷入反应器底部控制第一反应区域23和第二反应区域24形成一定的温度差从而实现的。冷凝液体主要是在气液分离器11分离之后，通过喷射泵13优选以雾化的形式喷入反应器中，冷凝液体从反应器较底部位置通入，维持反应器底部第一反应区域存在液体，这里称为G-L-S三相反应区域。液体在第一反应区域吸收反应热蒸发，达到一定高度位置液体已经蒸发完全，故认为上部区域不存在液体，这里称为G-S两相反应区域。随着床层增高，冷凝液量逐渐减少，并在某床层高度液体量小于某一特定值，如总冷凝液含量的1%。此时认为达到了G-L-S和G-S区域的分界面。具体的分界面高度也可以由喷动流化床测得的床层温度分布曲线来确定。
图2示出了本发明反应器在不同的冷凝液体流量下的温度分布曲线图。由于反应器床层底部处于G-L-S区域中有液体大量蒸发，故温度较低且温度梯度较大，而床层上部处于G-S区域无液体蒸发，温度较高而梯度较小。根据模拟分析研究，认为液体存在于80℃以下区域，称此区域为G-L-S三相区域，即前面提到的第一反应区域，而80℃以上区域不存在液体，此区域为G-S两相区域，即前面提到的第二反应区域。由图可知，随着液体含量的增加，较低温度区域高度增加，而较高温度区域的高度减少。原本温度分布均匀的喷动流化床床层，随着液体含量的逐渐增加，出现了低温区域和高温区域共存这样的分化。低温区域到高温区域转变有个临界点，温度在此点从剧烈变化过渡到恒定不变，此点所对应的高度我们称之为两区域分界面的高度HL，即图中80℃所在的转变点。综上所述，随着液体含量的增加，分界面高度逐渐上移，即区域分界面高度HL随之升高。
根据本发明，此喷动流化床聚合反应器中，第一反应区域和第二反应区域条件主要在以下方面存在区别：
第一，不同反应区域的相态存在区别。反应器底部为G-L-S三相区域，反应器上部为G-S两相区域。所存在的反应相态的区别将导致聚合反应动力学、单体浓度、溶解度信息等方面有所区别。
第二，不同反应区域的温度存在差别。反应器底部为较低温度区域，低温有利于分子量较高的聚合物在此形成；而反应器上部为较高温度区域，高温有利于分子量较低的聚合物在此形成。同时，温度对聚合反应动力学，单体在聚合物上的吸、脱附动力学均有所影响。
第三，不同反应区域的流化条件存在差别。反应器底部区域由于存在液态，液态蒸发后变为气体进入上部区域，这样就使得上部区域的流化气体量增加，即流化气速增加。因此，上部区域会保持更为良好的流化状态。
由于以上几个方面存在的差别，导致第一反应区域和第二反应区域两个区域的反应条件形成较大的区别。在这样不同的环境下，生成不同分子量的聚合物产品。具体地，在喷动流化床底部的低温G-L-S区域，生成分子量较高的聚合物分子链；在喷动流化床上部的高温G-S区域，生成分子量较低的聚合物分子链。两种聚合物在反应器的上部和底部区域循环流动，形成最终的聚合物。这样得到的产品同时兼有高分子量和低分子量部分的链段，从而具有良好的使用性能和加工性能。因此，本发明提供了一种新的合成双/宽峰分子量分布的聚烯烃产品。
根据本发明的流化床聚合物反应器，所得聚合物的分子量分布指数（PDI）在4-20之间，粘均分子量在1—1500万之间。
实施例1
反应循环气体从反应器顶部气体出口6流出，经旋风分离器8分离出夹带的细粉颗粒，通过压缩机9使循环气具有足够的压头，再通过换热器10将循环气冷却，冷却器出口的气液混合流股经气液分离器11分为液相流股和气相流股两部分，液相流股通过管道12和设置在喷动流化床较低位置的液体喷射器13进入反应器床层中形成两个反应区域，底部是有液相存在的G-L-S三相流化区域，上部是无液相存在的G-S两相流化区域。而气相流股通过分流器14被分成喷动气体流股16和辅助气体流股15，流股16通过反应器底部的喷动气入口进入喷射区，流股15通过反应器底部辅助气入口进入环隙区。流化气体主要由单体乙烯和共聚单体1-己烯、异戊烷、氮气等组分组成，催化剂为齐格勒-纳塔催化剂，使乙烯和1-己烯在喷动流化床反应器中发生共聚反应。通过调节换热器出口的温度，将气液混合物中的液相质量分率控制在50%。再结合控制催化剂加入量，使底部G-L-S三相区域的平均温度维持在75℃，而上部G-S两相区域的平均温度维持在85℃。反应区域内的压力调节为2MPa。与此同时，调节下部喷射区和环隙区的流量分别为气液分离器11出口的气体总量的60%和40%。
在上述反应过程进行6h之后，通过管线2取出聚乙烯颗粒，通过凝胶渗透色谱柱对所得聚乙烯颗粒进行分析，结果如表1。
实施例2
采用与实施例1相同的喷动流化床聚合反应器来制备聚烯烃。主要是改变以下条件来实现对产品分子量分布的调控。通过调节换热器出口的温度，将气液混合物中的液相质量分率控制在60%。再结合控制催化剂加入量，使底部G-L-S三相区域的平均温度维持在70℃，而上部G-S三相区域的平均温度维持在88℃。反应区域内的压力调节为2.1MPa。
在上述反应过程进行6h之后，通过管线2取出聚乙烯颗粒，通过凝胶渗透色谱柱对所得聚乙烯颗粒进行分析，结果见表1。
实施例3
采用与实施例1相同的喷动流化床聚合反应器来制备聚烯烃。通过调节换热器出口的温度，将气液混合物中的液相质量分率控制在70%。再结合控制催化剂加入量，使底部G-L-S三相区域的平均温度维持在67℃，而上部G-S三相区域的平均温度维持在90℃。反应区域内的压力调节为2.1MPa。
在上述反应过程进行6h之后，通过管线2取出聚乙烯颗粒，通过凝胶渗透色谱柱对所得聚乙烯颗粒进行分析，结果见表1。
对比例1
采用传统流化床聚合反应器制备烯烃聚合物，该设备与图1所示的喷动流化床聚合反应器的区别在于，流化床反应器底部只有一个流股通过多孔的气体分布板进入装置，此流股是纯气体或者是气液混合物形式进料，其中的液体质量分率一般不超过30%。循环管线中没有气液分离器和分流器以及液体喷射器。此处控制反应器温度为88℃，反应器压力2MPa，表观流化速度为0.65m/s。催化剂为齐格勒-纳塔催化剂，使乙烯和1-己烯发生共聚反应。循环气中的液体质量分率为20%。
在上述反应过程进行6h之后，通过管线2取出聚乙烯颗粒，通过凝胶渗透色谱柱对所得聚乙烯颗粒进行分析，结果见表1。
实施例4
保持与实施例1相同的反应条件，如反应温度、反应压力、液相占循环气质量分率以及催化剂类型和加入量等等。通过改变喷动流股和辅助流股的流量比例，或是通过加入烯烃单体从而提高辅助流股的流量来实现对反应器中出现的团聚、结块进行有效地控制。辅助流股即环隙区的气量，占底部入口总气量的百分数从30%—50%变化，喷射区的气量随之从70%—50%变化。喷射区的气量一般不低于总气量的50%。因此，进一步增加环隙区的气量，在维持喷射区气量不变的情况下，通过增加辅助流股中气体的流量，即向循环气流股15或16加入单体或者惰性气体。
在不同的环隙区气量的条件下，在反应进行6h之后，通过管线2进行聚乙烯颗粒取样0.5h，通过筛分的方法，将当量直径为2cm＜d＜5cm的颗粒视为小结块，而d＞5cm的颗粒视为大结块。对各种结块的质量分数wt%进行统计，以此来表征环隙区气量对结块的调控作用。一方面，结块质量分数越小，说明调控越有效；另一方面，大尺寸结块越少，说明调控越有效。具体的结果见表2。
表1
| 实施例 | 产品分子量分布指数 | 粘均分子量 |
| 实施例1 | 3.85 | 320万 |
| 实施例2 | 5.78 | 316万 |
| 实施例3 | 10.64 | 305万 |
| 对比例1 | 3.16 | 289万 |
表2
| 不同环隙区流量 | wt%（2cm＜d＜5cm） | wt%（d＞5cm） |
| 30%*总气量 | 6% | 2% |
| 40%*总气量 | 4% | 1% |
| 50%*总气量 | 3% | 0.5% |
| 50%*总气量*1.2 | 1% | 0% |
| 50%*总气量*1.5 | 0.5% | 0% |
从表1可知，利用本发明的喷动流化床聚合反应器能够制备出分子量分布指数较大的聚合物。
从表2可知，利用本发明的喷动流化床聚合反应器辅助气体流量的调节方法可以有效地减少和防止结块的形成。
虽然在上文中已经参考一些实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的各个实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述，仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定的实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (8)
1.一种喷动流化床反应器，其特征在于包括封闭外壳（1）、出料管线（2）、催化剂进料口（3）、扩大段（4）、锥形挡板（5）、气体出口（6）、第一管线（7）、旋风分离器（8）、压缩机（9）、换热器（10）、气液分离器（11）、第二管线（12）、液体喷射器（13）、分流器（14）、第三管线（15）、第四管线（16）、直筒段（17）、第一阀门（18）、第二阀门（19）、缩径段（20）、辅助流化气入口（21）、喷动流化气入口（22）、第一反应区域（23）、第二反应区域（24）；
封闭外壳（1）设有相连接的扩大段（4）、直筒段（17），扩大段（4）顶部设有气体出口（6），扩大段（4）内部设有锥形挡板（5），直筒段（17）内部为聚合反应区域，直筒段（17）的侧壁上设有催化剂进料口（3），直筒段（17）下部设有缩径段（20），缩径段（20）上设有出料管线（2）、辅助流化气入口（21），缩径段（20）底部设有喷动流化气入口（22），出料管线（2）上设有第一阀门（18）、第二阀门（19）；气体出口（6）、第一管线（7），旋风分离器（8）、压缩机（9）、换热器（10）、气液分离器（11）、分流器（14）、第四管线（16）与喷动流化器入口（22）顺次相连，旋风分离器（8）底部与直筒段（17）相连，气液分离器（11）、第二管线（12）、液体喷射器（13）、直筒段（17）顺次相连，通过液体喷射器（13）向喷动流化床内喷入冷凝液体，使反应器形成有液体存在的第一反应区域（23）和无液体存在的第二反应区域（24）。
2.根据权利要求1所述的一种喷动流化床反应器，其特征在于，所述的第一反应区域（23）和第二反应区域（24）的高度比为1:8～8：1。
3.根据权利要求1所述的一种喷动流化床反应器，其特征在于，所述的液体喷射器（13）与缩径段（20）底端距离占直筒段（17）高度的10～80%。
4.根据权利要求1所述的一种喷动流化床反应器，其特征在于，所述的液体喷射器（13）排布的数量为1～32个。
5.一种使用权利要求1所述喷动流化床反应器的聚合物制备方法，其特征在于：反应循环气从喷动流化床扩大段（4）顶部气体出口（6）导出，经旋风分离、压缩后、经换热器（10）冷凝后形成气液混合物，其中液相的质量分数为5-80%，所述的气液混合物通过气液分离器（11）进行分离，其中所分离出的液相经液体喷射器（13）进入喷动流化床第一反应区域（23），而分离出的气体通过分流，从反应器底部经由辅助流化气入口（21）和喷动流化气入口（22）进入反应器单元，在催化剂进料口（3）通入的催化剂作用下反应生成第一固体聚合物质，第一反应区域（23）为气-液-固三相反应区域，操作温度范围为60～80℃；所述分离出的液相吸收反应热量蒸发为气态，与进入第一反应区域（23）未反应的气体共同进入第二反应区域（24），在此反应生成第二固体聚合物质，第二反应区域（24）为气-固两相反应区域，操作温度范围为80～95℃；第一固体聚合物之和第二固体聚合物质在第一反应区域和第二反应区域之间不断交换进而反应及混合，形成最终聚合物，从出料管线（2）出料，烯烃单体、冷凝介质均可以向第三管线（15）和第四管线（16）加入。
6.根据权利要求5中所述的聚合物制备方法，其特征在于，所述第一反应区域（23）内的温度比所述第二反应区域（24）内的温度至少低10℃。
7.根据权利要求5中所述的聚合物制备方法，其特征在于，所述反应循环气经换热器（10）冷凝后形成气液混合物，其中液相的质量分数为10～70%。
8.根据权利要求5中所述的聚合物制备方法，其特征在于，所述气液分离器（11）出口气体通过喷动流化气入口（22）和辅助流化气入口（21）进入反应器，流量比率在1:10～10:1可调。
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