CN115057953A - 一种烯烃聚合方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烯烃聚合的方法及装置，属于烯烃聚合技术领域。本发明通过在循环管线上的气液分离设备使不同组分冷凝并储存在储罐中。通过控制储罐与聚合反应器之间管线上的阀门开关，能够向反应器中输入含有不同共聚单体的冷凝液，实现烯烃共聚与均聚反应的切换或不同共聚反应的切换。此外，本发明通过在反应器的不同位置处输入含有不同共聚单体的冷凝液，在流化床中形成差异化的聚合环境，实现聚乙烯分子链结构的调控。本发明能够实现烯烃均聚和共聚反应或/和烯烃二元共聚和三元共聚反应的交替进行，获得性能优异的产品；且不同聚合产品的切换速度快、操作灵活方便，不影响反应器的连续运行，具有很高的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种烯烃聚合方法及装置。具体涉及一种使用生产聚烯烃和聚烯烃共聚物的烯烃聚合装置及方法。
背景技术
流化床反应器在烯烃聚合生产中应用十分广泛。其主要结构为一段空心圆柱与一块分布板，聚合反应发生在分布板上方。气相流化床聚烯烃生产工艺因流程较短，运行成本较低，产物分离流程简单，三废排放较少等优点，逐渐发展成为聚烯烃工业的主要方法之一。
传统的气相流化床反应器只能生产出单一的聚烯烃产品。为了生产兼具加工性能和机械性能的聚烯烃产品，例如双峰聚烯烃或宽分子量分布的聚烯烃产品。可以通过串级反应器工艺来实现。中国专利102844333A公布了一种用于吹塑应用的双峰聚乙烯生产方法。在齐格勒-纳塔催化剂下使用至少两个彼此串联的淤浆环流反应器生产聚乙烯树脂，所得产品具有双峰分子量分布，但由于物料需要经过两个反应器，工艺流程复杂，工程投资成本和运营成本较高。
反应器并联工艺也可以生产双峰/宽峰聚乙烯。中国专利108530568A公布了一种新型成产双峰聚乙烯的并联反应工艺，原料比不同的两台并联聚合反应器内分别制备高分子量和低分子量部分的聚乙烯，出料后进行混合，一部分进行循环，另一部分作为产品引出。该工艺同样存在工艺流程复杂、生产成本高的问题，产品质量均一性也难以得到保证。
随着聚烯烃工业的发展，在单一反应器内使用混合催化剂，或是具有不同活性位点的催化剂生产双峰聚乙烯成为了新的研究热点。中国专利107540767B公布了一种双峰聚乙烯用金属催化剂的制备方法。将铬、钒两种化合物负载到硅胶载体上，使得到的催化剂具有两种活性中心。铬活性中心提供分子量较低的聚乙烯产品，钒活性中心提供高分子量的聚乙烯产品。
中国专利201410748891公布了一种利用单个流化床反应器生产宽分布的聚烯烃产品的装置和方法。通过在气体循环管线上设置气液分离装备，将部分或全部冷凝液从循环气流中分离出来并储存在储罐中，向反应器中间歇地通入冷凝剂和/或共聚单体，以实现烯烃均聚和共聚反应或不同共聚反应的切换。中国专利104628904B公布了一种利用多温度反应区制备宽分布的聚烯烃产品的方法。利用聚合单体和冷凝剂等组分作为循环介质，在流化床反应器中形成温度不同的聚合反应区，以生成高支链、低密度的高分子量聚烯烃和低支链、高密度的低分子量聚烯烃，因此可得到分布较宽、混合均匀的聚烯烃产品。该工艺在调控聚烯烃产品分子量分布方面缺乏灵活性。
本专利提出一种利用单个流化床反应器生产宽峰聚乙烯的方法，期望能够解决本领域存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种新的烯烃聚合的装置及方法，本发明的装置和方法能够通过在循环管线上的气液分离设备使不同组分冷凝并储存在储罐中。通过控制储罐与聚合反应器之间管线上的阀门开关，能够向反应器中输入含有不同共聚单体的冷凝液，实现烯烃共聚与均聚反应的切换或不同共聚反应的切换。此外，本发明通过在反应器的不同位置处输入含有不同共聚单体的冷凝液，在流化床中形成差异化的聚合环境，实现聚乙烯分子链结构的调控。
本发明的一个实施方式涉及一种烯烃聚合装置，具体包括：
聚合反应器，用于进行烯烃的均聚和/或共聚反应；
压缩机，其与所述聚合反应器的至少一个出口连接，用于接收聚合反应器上端出口的循环气，并维持循环气在管路中流动；
至少2个换热器，用于阶段性地降低循环流股的温度，使不同组分分别冷凝；其中，第一换热器与所述压缩机的至少一个出口和第一气液分离器的至少一个进口连接，第二换热器分别与第一气液分离器的至少一个出口和第二气液分离器的至少一个进口连接；包括第一气液分离器和第二气液分离器在内的至少2个气液分离器，用于将循环气经冷凝后的冷凝液和剩余气体分离；
至少2个储罐，分别用于接受各个气液分离器中分离出的冷凝液并储存，所述储罐与聚合反应器的至少一个进口连接，储罐与聚合反应器之间管线上设置有阀门。
在本发明的一个优选实施例中，所述至少2个储罐包括：
第一储罐，其分别与所述第一气液分离器的至少一个出口和聚合反应器的至少一个进口连接，用于接受第一气液分离器中分离出的冷凝液并储存；
第二储罐，其分别与所述第二气液分离器的至少一个出口和聚合反应器的至少一个进口连接，用于接受第二气液分离器中分离出的冷凝液并储存；
其中，根据目标产物的需要，可以通过开启或关闭第一储罐或第二储罐与聚合反应器之间管线上的阀门，使部分单体聚集在储罐中而不再通入聚合反应器，以实现烯烃共聚与均聚反应的切换或不同共聚反应的切换。
在本发明的一个优选实施方式中，所述聚合反应器为流化床反应器；
在本发明的一个优选实施方式中，所述气液分离器包括缓冲罐式分离器和旋风式分离器。
在本发明的一个优选实施方式中，所述聚合反应器通过压缩机与所述换热器相连接；
压缩机，其与所述聚合反应器的至少一个出口连接，用于接收聚合反应器上端出口的循环气，并维持循环气在管路中流动；
在本发明的一个优选实施方式中，所述储罐与所述聚合反应器之间通过泵来连接。
在本发明的一个优选实施方式中，所述储罐与所述聚合反应器的至少1个进口连接，优选3-6个进口连接。
在本发明的一个优选实施方式中，所述共聚单体为乙烯、丁烯、己烯或其他小于18个碳原子的α-烯烃。
在本发明的一个优选实施方式中，所述装置可通过控制储罐与聚合反应器之间管线上的阀门开关来控制液体料液的输入，以实现所述烯烃共聚与均聚反应的切换或不同共聚反应的切换。
本发明的第二个实施方式提供了一种烯烃聚合的方法，具体地：
1)提供上述聚合反应装置；
2)将聚合单体由所述聚合反应器的进料口通入聚合反应器中进行均聚和/或共聚反应，将循环气体从所述聚合反应器的出料口导出；
3)所述循环气体经多次换热和气液分离后，将各级气液分离器分离出的冷凝液储存在不同的储罐中，剩余气体经反应器进料口循环至反应器中继续进行反应，如此形成循环回路；
其中，根据目标产物的需要，可以通过开启或关闭所述储罐与聚合反应器之间管线上的阀门，使部分聚合单体通入或不通入聚合反应器，或者每隔一段时间将共聚单体通入所述聚合反应器中，从而实现烯烃共聚与均聚反应的切换或不同共聚反应的切换。
具体地，当聚合反应装置用于生产三元共聚产品时，聚合反应器顶端出口的循环气经过压缩机增压后进入第一换热器和第一气液分离器，第一换热器出口温度较高，重组分冷凝进入第一储罐中，并通过进料泵引入聚合反应器的不同位置。剩余气体流股继续经过第二换热器和第二气液分离器，第二换热器出口温度较低，较轻组分冷凝进入第二储罐中，并通过进料泵引入聚合反应器的不同位置。剩余气体流股由底部通入聚合反应器。
当共聚反应的切换为从三元共聚反应切换为二元共聚反应时，根据目标产物的不同操控两个储罐与聚合反应器之间管线上的阀门，以撤出部分共聚单体。
当需要重组分单体从反应体系中撤出时，使用第一储罐作为重组分单体的储存罐，关闭第一储罐与聚合反应器之间管线上的阀门，保持第二储罐与聚合反应器之间管线上的阀门开启，使第一气液分离器冷凝的液相流股逐渐累积在第一储罐中，同时从压缩机入口向循环管路补入部分轻组分单体和/或冷凝剂以维持反应器负荷稳定。
当需要轻组分单体从反应体系中撤出时，保持第一储罐与聚合反应器之间管线上的阀门开启，关闭第二储罐与聚合反应器之间管线上的阀门，使第二气液分离器冷凝的液相流股逐渐积累在第二储罐中，同时从压缩机入口向循环管路补入部分重组分单体和/或冷凝剂以维持反应器负荷稳定。
当共聚反应的切换为从二元共聚反应切换为三元共聚反应时，将两个储罐与聚合反应器之间管线上的阀门打开，同时从压缩机入口处补入聚合单体和/或冷凝剂，以维持反应器负荷稳定。
在本发明的一个优选实施方式中，所述聚合反应器为流化床反应器。
在本发明的一个优选实施方式中，所述第一换热器的出口温度为55-80℃，第二换热器的出口温度为35-55℃。
在本发明的一个优选实施方式中，所述共聚单体为乙烯、丁烯、己烯或其他小于18个碳原子的α-烯烃。
本发明所提供的烯烃聚合方法可用于烯烃均聚、两元或三元共聚，所述的聚合单体包括乙烯、丁烯、己烯或其他小于18个碳原子的α-烯烃中的至少1种。所述的共聚单体罐可用于分别储存丁烯、己烯或其他小于18个碳原子的α-烯烃以及冷凝剂中的一种或混合物。
在本发明的一个优选实施方式中，所述聚合过程中使用的催化剂选自常见的齐格勒-纳塔催化剂、金属铬催化剂、茂金属催化剂、后过渡金属催化剂，优选齐格勒-纳塔催化剂。
在本发明的一个优选实施方式中，所述烯烃二元共聚和三元共聚反应之间应保持一定的切换频率。具体地，反应之间的切换频率为1-8次/小时，优选5次/小时。
在本发明的一个优选实施方式中，所述聚合过程的循环组分中还可以包含助催化剂、调节剂、惰性组分中的至少一种。
在本发明的一个优选实施方式中，在聚合过程中将助催化剂、聚合单体、抗静电剂、链转移剂、冷凝剂和惰性气体中的至少一种通入反应器和/或所述循环回路中。
所述助催化剂主要包括烷基铝、烷氧基铝，优选自甲基铝氧烷、三甲基铝、三乙基铝、三异丁基铝。在本发明的实施方式中，使用助催化剂时必须采取合适的处理措施，避免其遇空气自燃。
所述调节剂用于调节烯烃聚合物的分子量和分子量分布，选自丙烯、丙醛、氢气中的一种，优选氢气。所述惰性组分优选氮气。
在本发明的一个优选实施方式中，所述聚合反应的反应压力为0.5-8MPa，优选1-5MPa；反应温度为50-140℃，优选55-120℃。气液分离器的分离效率为20-100％，优选50-100％。
与现有技术相比，本发明有如下优点：
1)通过引入和抽出共聚单体，能够实现烯烃均聚和共聚反应或/和烯烃二元共聚和三元共聚反应的交替进行，获得性能优异的产品；
2)不同聚合产品的切换速度快、操作灵活方便，不影响反应器的连续运行，具有很高的实用价值。
附图说明
图1是本发明的一个具体实施方式中的聚合反应***的简化流程图。
图2是本发明的一个具体实施方式中两级气液分离器出口冷凝液中H2/C2、Cx/C2的值随温度的变化情况。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明进行详细描述，但需要理解的是，所述实施例和附图仅用于对本发明进行示例性的描述，而并不能对本发明的保护范围构成任何限制。所有包含在本发明的发明宗旨范围内的合理的变换和组合均落入本发明的保护范围。
图1为一种烯烃聚合装置和方法的简易示意图，包括：
用于进行均聚和(或)共聚反应的流化床反应器1及其分布板2；
用于将气体物料从反应器出口循环到所述流化床反应器1气相分配区的气体循环管路12；
用于液体物料引入所述流化床反应器1的流体管道13和14；
用于将单体、低沸点共聚单体等引入所述流化床反应器1的流体管道17，用于将分子量调节剂等引入所述流化床反应器1的流体管道18，用于将高沸点共聚单体、冷凝剂等引入所述流化床反应器1的流体管道19；
用于将聚合催化剂引入所述流化床反应器1的流体管道15；
用于从所述流化床反应器1中取出聚烯烃产物的流体管道16；
用于接收所述流化床反应器1上端出口的循环气，并维持循环气在管路中流动的压缩机3；
用于冷却所述流化床反应器1出口气体物料的热交换设备4以及用于冷却分离设备5出口气体物料的热交换设备8；
用于回收冷却后气体物料中的冷凝液的分离设备5和分离设备9；
用于储存冷凝液及共聚单体的第一储罐6和第二储罐10；
用于将冷凝液及共聚单体引入所述流化床反应器1的第一进料泵7和第二进料泵11；
其中，经反应后的带有反应产物的循环气流从所述流化床反应器1顶部引出，进入气体循环管路12，流经压缩机3和换热器4，从换热器4流出的部分冷凝的循环气流进入气液分离器5，气液分离器5中液体物料部分或全部分离进入第一储罐6，剩余物流经过换热器8，流出的部分冷凝的循环气流进入气液分离器9，气液分离器9中液体物料部分或全部分离进入第二储罐10。剩余富含气相的物流进入反应器1的气相分配区，完成一个循环。
生产三元共聚产品时，通过第一进料泵7和第二进料泵11将第一储罐6和第二储罐10中的重、轻组分冷凝液分别从管道13和管道14引入流化床反应器1的分布板2上方；切换为二元共聚反应时，根据目标产物的不同撤出部分共聚单体。需要重组分单体从反应体系中撤出时，第一储罐6中的重组分冷凝液不再引入反应器1；需要轻组分单体从反应体系中撤出时，第二储罐10中的轻组分冷凝液不再引入反应器1。
反应所需的新鲜反应原料气体由管路17进入气体循环管路12，分子量调节剂由管路18进入气体循环管路12，冷凝剂由管路19进入气体循环管路12，催化剂间歇或连续地由管路15进入反应器1，聚合反应中生成的固相聚合物间歇地或连续地从管路16卸料，并输送到下游工段进一步加工。
实施例1：
在图1所示的流化床烯烃聚合反应器中生产线性低密度聚乙烯(LLDPE)，应用齐格勒-纳塔(Z-N)催化剂，聚合反应温度88℃，压力2.45MPa，反应器表观气速0.65m/s。
三元共聚(乙烯、丁烯、己烯共聚)切入二元共聚(乙烯、丁烯共聚)时，管路12中的循环气流包括氢气、氮气、乙烯、丁烯、己烯和异戊烷。关闭泵7至流化床反应器1上的阀门，保持其余阀门开启。换热器4的出口温度为65℃，其出口流股中含有15.0％(质量分数，下同)的冷凝液，所述冷凝液主要包括己烯和异戊烷，液相密度为600.2kg/m3，气相密度为24.8kg/m3，经过气液分离器5，循环气流中所述冷凝液的100％进入共聚单体罐6并储存待用，其余流股随循环气进入换热器8。换热器8的出口温度为42℃，经多次循环后，换热器8的出口气流中含有11.1％的冷凝液，液相密度为617.7kg/m3，气相密度为24.6kg/m3，反应器内由乙烯、丁烯、己烯共聚反应转变为乙烯、丁烯共聚反应，同时向循环管路补入部分聚合单体和/或冷凝剂以维持反应器负荷稳定。
二元共聚(乙烯、丁烯共聚)切入三元共聚(乙烯、丁烯、己烯共聚)时，打开泵7至流化床反应器1上的阀门，气液分离器5出口的冷凝液中的60％进入共聚单体罐6，剩余部分通过换热器8、气液分离器9后进入流化床反应器中进行乙烯、丁烯、己烯三元共聚反应。反复切换上述二元和三元共聚反应，每小时切换5次。根据本实施例生产的线性低密度聚乙烯的密度为0.9228g/cm3，熔体流动指数为0.98g/10min，落镖冲击破损重量为144g。
实施例2：
在图1所示的流化床烯烃聚合反应器中生产线性低密度聚乙烯(LLDPE)，应用齐格勒-纳塔(Z-N)催化剂，聚合反应温度86℃，压力2.3MPa，反应器空塔速度0.61m/s。
三元共聚(乙烯、丁烯、辛烯共聚)切入二元共聚(乙烯、丁烯共聚)时，关闭泵7至流化床反应器1上的阀门，保持其余阀门开启，管路12中的循环气流包括氢气、氮气、乙烯、丁烯、辛烯和异戊烷。换热器4的出口温度为65℃，其出口流股中含有28.4％的冷凝液，所述冷凝液主要包括辛烯和异戊烷，密度为559.3kg/m3，气相密度为24.8kg/m3，经过气液分离器5，循环气流中所述冷凝液的100％进入共聚单体罐6并储存待用，其余流股随循环气进入换热器8。换热器8的出口温度为42℃，经多次循环后，换热器8的出口气流中含有2.4％的冷凝液，气相密度为26.7kg/m3，反应器内由乙烯、丁烯、辛烯共聚反应转变为乙烯、丁烯共聚反应，同时向循环管路补入部分聚合单体和/或冷凝剂以维持反应器负荷稳定。
二元共聚(乙烯、丁烯共聚)切入三元共聚(乙烯、丁烯、辛烯共聚)时，打开泵7至流化床反应器1上的阀门，气液分离器5出口的冷凝液中的80％进入共聚单体罐6，剩余部分通过换热器8、气液分离器9后进入流化床反应器中进行乙烯、丁烯、辛烯三元共聚反应。反复切换上述二元和三元共聚反应，每小时切换5次。根据本实施例生产的线性低密度聚乙烯的密度为0.9136g/cm3，熔体流动指数为0.95g/10min，落镖冲击破损重量为148g。
实施例3：
在图1所示的流化床烯烃聚合反应器中生产线性低密度聚乙烯(LLDPE)，应用齐格勒-纳塔(Z-N)催化剂，聚合反应温度85℃，压力2.5MPa，反应器空塔速度0.68m/s。
三元共聚(乙烯、丁烯、辛烯共聚)切入二元共聚(乙烯、丁烯共聚)时，关闭泵7至流化床反应器1上的阀门，保持其余阀门开启，管路12中的循环气流包括氢气、氮气、乙烯、丁烯、辛烯和异戊烷。换热器4的出口温度为75℃，其出口流股中含有26.7％的冷凝液，所述冷凝液主要包括辛烯和异戊烷，液相密度为550.9kg/m3，气相密度为26.5kg/m3，经过气液分离器5，循环气流中所述冷凝液的100％进入共聚单体罐6并储存待用，其余流股随循环气进入换热器8。换热器8的出口温度为42℃，经多次循环后，换热器8的出口气流中含有4.2％的冷凝液，液相密度为588kg/m3，气相密度为28.7kg/m3，反应器内由乙烯、丁烯、辛烯共聚反应转变为乙烯、丁烯共聚反应，同时向循环管路补入部分聚合单体和/或冷凝剂以维持反应器负荷稳定。
二元共聚(乙烯、丁烯共聚)切入三元共聚(乙烯、丁烯、辛烯共聚)时，打开泵7至流化床反应器1上的阀门，气液分离器5出口的冷凝液中的80％进入共聚单体罐6，剩余部分通过换热器8、气液分离器9后进入流化床反应器中进行乙烯、丁烯、辛烯三元共聚反应。反复切换上述二元和三元共聚反应，每小时切换5次。根据本实施例生产的线性低密度聚乙烯的密度为0.9189g/cm3，熔体流动指数为0.88g/10min，落镖冲击破损重量为162g。
在本实施例中，改变换热器4的出口温度，换热器8的出口温度保持42℃不变，得到的气液分离器5及气液分离器9出口液相流股的H2/C2、Cx/C2变化如图2所示。在本文实施例的操作条件下，两个气液分离器出口流股中H2/C2、Cx/C2均有显著差异。
实施例4：
在图1所示的流化床烯烃聚合反应器中生产中密度聚乙烯(MDPE)，应用齐格勒-纳塔(Z-N)催化剂，聚合反应温度92℃，压力2.1MPa，反应器空塔速度0.61m/s。
三元共聚(乙烯、丁烯、己烯共聚)切入二元共聚(乙烯、丁烯共聚)时，关闭泵7至流化床反应器1上的阀门，保持其余阀门开启，管路12中的循环气流包括氢气、氮气、乙烯、丁烯、己烯和异戊烷。换热器4的出口温度为65℃，其出口流股中含有12.6％的冷凝液，所述冷凝液主要包括辛烯和异戊烷，液相密度为600.2kg/m3，气相密度为24.8kg/m3，经过气液分离器5，循环气流中所述冷凝液的100％进入共聚单体罐6并储存待用，其余流股随循环气进入换热器8。换热器8的出口温度为42℃，经多次循环后，换热器8的出口气流中含有12.1％的冷凝液，液相密度为617.7kg/m3，气相密度为24.6kg/m3，反应器内由乙烯、丁烯、己烯共聚反应转变为乙烯、丁烯共聚反应，同时向循环管路补入部分聚合单体和/或冷凝剂以维持反应器负荷稳定。
二元共聚(乙烯、丁烯共聚)切入三元共聚(乙烯、丁烯、己烯共聚)时，打开泵7至流化床反应器1上的阀门，气液分离器5出口的冷凝液中的70％进入共聚单体罐6，剩余部分通过换热器8、气液分离器9进入流化床反应器中进行乙烯、丁烯、己烯三元共聚反应。反复切换上述二元和三元共聚反应，每小时切换6次。根据本实施例生产的中密度聚乙烯的密度为0.9324g/cm3。
实施例5：
在图1所示的流化床烯烃聚合反应器中生产高密度聚乙烯(HDPE)，应用齐格勒-纳塔(Z-N)催化剂，聚合反应温度100℃，压力2.1MPa，反应器空塔速度0.61m/s。
三元共聚(乙烯、丁烯、己烯共聚)切入二元共聚(乙烯、丁烯共聚)时，关闭泵7至流化床反应器1上的阀门，保持其余阀门开启，管路12中的循环气流包括氢气、氮气、乙烯、丁烯、己烯和异戊烷。换热器4的出口温度为67℃，其出口流股中含有11.3％的冷凝液，所述冷凝液主要包括辛烯和异戊烷，液相密度为598.5kg/m3，气相密度为24.6kg/m3，经过气液分离器5，循环气流中所述冷凝液的100％进入共聚单体罐6并储存待用，其余流股随循环气进入换热器8。换热器8的出口温度为42℃，经多次循环后，换热器8的出口气流中含有13.4％的冷凝液，液相密度为617.8kg/m3，气相密度为24.2kg/m3，反应器内由乙烯、丁烯、己烯共聚反应转变为乙烯、丁烯共聚反应，同时向循环管路补入部分聚合单体和/或冷凝剂以维持反应器负荷稳定。
二元共聚(乙烯、丁烯共聚)切入三元共聚(乙烯、丁烯、己烯共聚)时，打开泵7至流化床反应器1上的阀门，气液分离器5出口的循环流股中的70％进入共聚单体罐6，剩余部分通过换热器8、气液分离器9最终引入流化床反应器中进行乙烯、丁烯、己烯三元共聚反应。反复切换上述二元和三元共聚反应，每小时切换5次。根据本实施例生产的线性低密度聚乙烯的密度为0.9479g/cm3。
实施例6：
在图1所示的流化床烯烃聚合反应器中生产线性低密度聚乙烯(LLDPE)，应用齐格勒-纳塔(Z-N)催化剂，聚合反应温度85℃，压力2.3MPa，反应器空塔速度0.63m/s。
共聚(乙烯、己烯共聚)切入乙烯均聚时，关闭泵7至流化床反应器1上的阀门，以及泵11至流化床1上的阀门，保持其余阀门开启，管路12中的循环气流包括氢气、氮气、乙烯、己烯和异戊烷。换热器4的出口温度为65℃，其出口流股中含有10.7％的冷凝液，所述冷凝液主要包括己烯和异戊烷，液相密度为594.3kg/m3，气相密度为26.9kg/m3，经过气液分离器5，循环气流中所述冷凝液的100％进入共聚单体罐6并储存待用，其余流股随循环气进入换热器8。换热器8的出口温度为42℃，经多次循环后，换热器8的出口气流中含有11.4％的冷凝液，液相密度为598.6kg/m3，气相密度为27.5kg/m3，反应器内由乙烯、己烯共聚反应转变为乙烯均聚反应，同时向循环管路补入部分乙烯和/或冷凝剂以维持反应器负荷稳定。
乙烯均聚切入二元共聚(乙烯、己烯共聚)时，打开泵7至流化床反应器1上的阀门，气液分离器5出口的循环流股中的70％进入共聚单体罐6，剩余部分经过换热器8和气液分离器9引入流化床反应器中进行乙烯、己烯二元共聚反应。反复切换上述均聚和共聚反应，每小时切换5次。根据本实施例生产的线性低密度聚乙烯的密度为0.9156g/cm3。
Claims (10)
1.一种烯烃聚合的方法，其特征在于，所述方法包括：
1)提供一种烯烃聚合装置，所述装置包括：
聚合反应器，用于进行烯烃的均聚和/或共聚反应；
压缩机，其与所述聚合反应器的至少一个出口连接，用于接收聚合反应器上端出口的循环气，并维持循环气在管路中流动；
至少2个换热器，用于阶段性地降低循环流股的温度，使不同组分分别冷凝；其中，第一换热器与所述压缩机的至少一个出口和第一气液分离器的至少一个进口连接，第二换热器分别与第一气液分离器的至少一个出口和第二气液分离器的至少一个进口连接；包括第一气液分离器和第二气液分离器在内的至少2个气液分离器，用于将循环气经冷凝后的冷凝液和剩余气体分离；
至少2个储罐，分别用于接受各个气液分离器中分离出的冷凝液并储存，所述储罐与聚合反应器的至少一个进口连接；
2)将聚合单体由所述聚合反应器的进料口通入聚合反应器中进行均聚和/或共聚反应，将循环气体从所述聚合反应器的出料口导出；
3)所述循环气体经多次换热和气液分离后，将各级气液分离器分离出的冷凝液储存在不同的储罐中，剩余气体经反应器进料口循环至反应器中继续进行反应，如此形成循环回路；
其中，根据目标产物的需要，可以通过开启或关闭所述储罐与聚合反应器之间管线上的阀门，使部分聚合单体通入或不通入聚合反应器，或者每隔一段时间将共聚单体通入所述聚合反应器中，从而实现烯烃共聚与均聚反应的切换或不同共聚反应的切换。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合单体选自乙烯和/或α-烯烃；所述共聚单体为丁烯、己烯或其他小于18个碳原子的α-烯烃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一换热器的出口温度高于第二换热器的出口温度；第一换热器的出口温度为55-80℃；第二换热器的出口温度为35-55℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当共聚反应的切换为从三元共聚反应切换为二元共聚反应时，根据目标产物的不同操控两个储罐与聚合反应器之间管线上的阀门，以撤出部分共聚单体。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当需要重组分单体从反应体系中撤出时，使用第一储罐作为重组分单体的储存罐，关闭第一储罐与聚合反应器之间管线上的阀门，保持第二储罐与聚合反应器之间管线上的阀门开启，使第一气液分离器冷凝的液相流股逐渐累积在第一储罐中，同时从压缩机入口向循环管路补入部分轻组分单体和/或冷凝剂以维持反应器负荷稳定。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当需要轻组分单体从反应体系中撤出时，保持第一储罐与聚合反应器之间管线上的阀门开启，关闭第二储罐与聚合反应器之间管线上的阀门，使第二气液分离器冷凝的液相流股逐渐积累在第二储罐中，同时从压缩机入口向循环管路补入部分重组分单体和/或冷凝剂以维持反应器负荷稳定。
7.根据权利要求1所述的方法，当共聚反应的切换为从二元共聚反应切换为三元共聚反应时，将两个储罐与聚合反应器之间管线上的阀门打开，同时从压缩机入口处补入聚合单体和/或冷凝剂，以维持反应器负荷稳定。
8.根据权利要求4-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述烯烃的二元共聚与三元共聚反应之间的切换频率至少为1次/小时。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还可用于烯烃的均聚反应和共聚反应之间的切换，所述均聚和共聚反应之间的切换频率至少为1次/小时。
10.一种烯烃聚合装置，其特征在于，所述装置包括：
聚合反应器，用于进行烯烃的均聚和/或共聚反应；
压缩机，其与所述聚合反应器的至少一个出口连接，用于接收聚合反应器上端出口的循环气，并维持循环气在管路中流动；
至少2个换热器，用于阶段性地降低循环流股的温度，使不同组分分别冷凝；其中，第一换热器与所述压缩机的至少一个出口和第一气液分离器的至少一个进口连接，第二换热器分别与第一气液分离器的至少一个出口和第二气液分离器的至少一个进口连接；包括第一气液分离器和第二气液分离器在内的至少2个气液分离器，用于将循环气经冷凝后的冷凝液和剩余气体分离；
至少2个储罐，分别用于接受各个气液分离器中分离出的冷凝液并储存，所述储罐与聚合反应器的至少一个进口连接，储罐与聚合反应器之间管线上设置有阀门。
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