EA020150B1

EA020150B1 - Способ рециркуляции потоков продукта, отделенных от содержащего углеводороды сырьевого потока

Info

Publication number: EA020150B1
Application number: EA201270320A
Authority: EA
Inventors: Дени Миньон; Давид Вандевиле; Бернард Ван Дер Шрик; Камиль Веркрюйсс
Original assignee: Тотал Петрокемикалз Ресерч Фелюи
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2010-09-10
Publication date: 2014-09-30
Also published as: US9238182B2; EA201270320A1; WO2011029608A4; ES2457233T3; EP2475688B1; US8883918B2; KR20120055646A; MX2012002874A; IN2012DN01377A; CN102482368B; KR101367064B1; EP2295474A1; US20120178879A1; US20140377137A1; EP2475688A1; BR112012005224A2; WO2011029608A1; CN102482368A

Abstract

Настоящее изобретение относится к способу рециркуляции потоков продукта, которые были отделены от содержащего водород сырьевого потока, содержащего олефиновый мономер, олефиновый сомономер, углеводородный разбавитель и компоненты, такие как Н, N, О, СО, СОи формальдегид. В соответствии с настоящим способом содержащий углеводороды сырьевой поток разделяют на а) первый боковой поток, содержащий углеводородный разбавитель и олефиновый мономер; b) второй боковой поток, который, по существу, не содержит водорода и содержит углеводородный разбавитель и олефиновый мономер, с) нижний поток, содержащий, по существу, не содержащий олефины углеводородный разбавитель, и d) верхний паровой поток, содержащий олефиновый мономер, углеводородный разбавитель и компоненты, такие как формальдегид, Н, N, О, СО и СО. Настоящий способ также включает рециркуляцию указанного первого и указанного второго боковых потоков в процессе полимеризации для получения бимодального полиолефина.

Description

Настоящее изобретение в целом относится к полимеризации олефинов. В частности, настоящее изобретение относится к способу разделения содержащего углеводороды сырьевого потока, включающего олефиновый мономер, один или несколько факультативных сомономеров и углеводородные разбавители, на различные потоки продукта и включает рециркуляцию отделенных потоков продукта в процессе полимеризации для получения бимодального полиолефина. Таким образом, настоящее изобретение относится к оптимизации системы и способа рециркуляции при полимеризации олефинов.

Предпосылки к созданию настоящего изобретения

Процессы полимеризации олефинов часто проводят в реакторе, используя мономер, разбавитель и катализатор, а также факультативно сомономеры и водород. Если полимеризацию проводят с использованием суспензионных параметров, то продукт обычно состоит из твердых частиц и взвешен в разбавителе. Суспензионное содержимое реактора непрерывно циркулируют посредством насоса для поддержания эффективного взвешивания твердых частиц полимера в жидком разбавителе. Продукт выпускают при помощи осаждающих колен, которые имеют прерывистый принцип действия для регенерации продукта. Осаждение в коленах используют для увеличения концентрации твердых веществ в суспензии, окончательно регенерированной в виде суспензии продукта.

Альтернативно, суспензия продукта может быть направлена во второй реактор, последовательно соединенный с первым реактором, при этом во втором реакторе может быть получена вторая фракция полимера. Обычно, когда два реактора, соединенных последовательно, используют таким образом, то готовый продукт полимеризации представляет собой бимодальный продукт полимеризации, который содержит первую фракцию полимера, полученную в первом реакторе, и вторую фракцию полимера, полученную во втором реакторе, и имеет бимодальное распределение молекулярного веса. Готовый продукт также будет обычно состоять из твердых частиц, взвешенных в разбавителе, и впоследствии будет выгружен из второго реактора при помощи осаждающих колен, аналогично описанному выше способу.

Суспензия продукта, регенерированная в процессе полимеризации олефинов, содержит суспензию полимерных твердых частиц в жидкости, которая содержит разбавитель, растворенный непрореагировавший мономер и факультативно растворенный непрореагировавший сомономер. Обычно эта жидкость также содержит минимальные количества более тяжелых элементов, например олигомеров, и более легких компонентов, включающих Н₂, Ν₂, О₂, СО и/или СО₂. Катализатор в основном будет содержаться в полимере.

Сразу после регенерации из реактора суспензию продукта выгружают в испарительный резервуар посредством испарительных линий, в котором выпаривают большую часть разбавителя и факультативных непрореагировавших сомономеров. Впоследствии крайне желательно провести дополнительную обработку паров для того, чтобы регенерировать непрореагировавший мономер, факультативный непрореагировавший сомономер и разбавитель, поскольку существует экономическая заинтересованность в повторном использовании отделенных компонентов, включая мономер, сомономер и разбавитель в процессе полимеризации.

Из уровня техники известно, что паровой поток, содержащий непрореагировавший мономер, непрореагировавший сомономер и разбавитель, выходящий из выходящего продукта процесса полимеризации, может быть обработан в перегонной установке для разделения его компонентов. Обычно, разбавитель отбирают при помощи сложного процесса таким образом, чтобы рециркулировать указанный разбавитель в реактор.

Например, в патенте США №4589957 раскрыт способ отделения содержащего углеводороды парового потока, содержащего мономер, сомономер и разбавитель, который выходит из выходящего продукта процесса гомополимеризации и/или сополимеризации. Описанный способ включает подвержение парового потока двухступенчатой перегонке с общей зоной накопления, где конденсат из зоны накопления используют как источник исходного материала для второй перегонки и орошения для первой перегонки.

Тем не менее, в большинстве перегонных установок возникает проблема, заключающаяся в недостаточном отделении более легких компонентов, включая Н₂, Ν₂, О₂, СО и/или СО₂, из регенерированного разбавителя. Вследствие этого, использование отделенных потоков разбавителя, содержащих указанные компоненты, в процессе полимеризации может значительно уменьшить эффективность полимеризации и быть причиной неудовлетворительных параметров полимеризации. В особенности в случае повторного использования отделенных потоков разбавителя в процессе полимеризации для получения бимодального продукта полимеризации требуется, например, регенерировать потоки разбавителя, где остаточное количество более легких компонентов, таких как водород, значительно уменьшено для того, чтобы было возможно использовать эти потоки разбавителя в реакторах, в которых получают компонент бимодального продукта полимеризации с более высоким молекулярным весом.

Пример способа регенерации, который применяется в настоящее время для выполнения этого требования, включает получение потоков разбавителя большого объема, которые по существу не содержат олефины. Тем не менее, указанный способ регенерации включает повторное использование потока разбавителя, который фактически имеет слишком высокую степень очистки для этой цели, поскольку он по существу не содержит олефинового мономера и, следовательно, является слишком дорогим для подобно

- 1 020150 го использования. Более того, способы разделения, предусмотренные для регенерации больших количеств по существу не содержащего олефин разбавителя, имеют многочисленные проблемы и недостатки, включая й11сг айа необходимость в больших количествах энергии для выполнения процесса разделения; что приводит к увеличенным количествам олефиновых мономеров, которые будут отделены от более легких компонентов, таких как приведенные выше; увеличенным потерям олефинового мономера, сниженной стабильности перегонной установки и т.п.

Ввиду вышеизложенного, в уровне техники до сих пор существует острая необходимость в оптимизированных способах рециркуляции содержащих углеводороды сырьевых потоков, которые необходимо разделить в потоки, которые могут быть рециркулированы в процессе полимеризации, в особенности при получении бимодальных полиолефинов, таких как, например, бимодальный полиэтилен. Кроме того, в уровне техники существует необходимость в создании способа рециркуляции разбавителя, который является менее дорогим при реализации и/или функционировании.

Краткое изложение сущности изобретения

Заявители раскрывают способ, который предназначен для, по меньшей мере, частичного решения указанных выше проблем. С этой целью раскрывается оптимизированный способ разделения содержащего углеводороды сырьевого потока на различные потоки продукта и повторного использования указанных разделенных потоков продуктов. Более конкретно, раскрытый в данном документе способ позволяет оптимально рециркулировать разделенные потоки в процессе полимеризации для получения бимодального полимера.

В первом аспекте настоящего изобретения раскрыт способ рециркуляции потоков продукта, отделенных из содержащего углеводороды сырьевого потока, включающего олефиновый мономер, один или несколько факультативных олефиновых сомономеров, углеводородный разбавитель и компоненты, такие как Н₂, Ν₂, О₂, СО, СО₂ и формальдегид, где указанный содержащий углеводороды сырьевой поток отделяют при помощи этапов:

a) ввода указанного сырьевого потока в первую перегонную колонну для того, чтобы подвергнуть указанный исходный материал параметрам перегонки, подобранным для удаления а1) нижнего потока, содержащего углеводородный разбавитель и один или несколько факультативных сомономеров, и а2) верхнего потока, содержащего углеводородный разбавитель, олефиновый мономер и компоненты, такие как Н₂, Ν₂, О₂, СО, СО₂ и формальдегид;

b) конденсации верхнего потока, выходящего из первой перегонной колонны на этапе а2), для образования конденсата и хранения указанного конденсата в сепараторе (108), выполненном для отделения парового потока и жидкостного потока;

c) удаления из указанного сепаратора указанного парового потока, содержащего олефиновый мономер, углеводородный разбавитель и компоненты, такие как формальдегид, Н₂, Ν₂, О₂, СО и СО₂;

б) конденсации парового потока, удаленного на этапе с), для образования конденсата и хранения указанного конденсата в сепараторе, выполненном для отделения парового потока и жидкостного потока (15);

е) удаления из указанного сепаратора указанного жидкостного потока этапа б);

ί) разделения указанного жидкостного потока на первый боковой поток, содержащий углеводородный разбавитель и олефиновый мономер; и оставшийся поток;

д) ввода указанного оставшегося потока во вторую перегонную колонну и подвержения указанного оставшегося потока параметрам перегонки, предназначенным для удаления д1) нижнего потока, содержащего по существу не содержащий олефины углеводородный разбавитель, д2) по существу не содержащего водорода второго бокового потока, содержащего углеводородный разбавитель и олефиновый мономер, и д3) верхнего парового потока, содержащего олефиновый мономер, углеводородный разбавитель и компоненты, такие как формальдегид, Н2, Ν2, О2, СО и СО2.

В соответствии с настоящим способом также следует отметить, что паровой поток, выходящий из сепаратора первой перегонной колонны, направляют/подают в верхний конденсатор второй перегонной колонны. Таким образом, настоящее изобретение характеризуется тем, что содержит по меньшей мере два цикла конденсации/сепарации, выполняемые последовательно. Это преимущественно позволяет ограничить потери мономера и таким образом снизить производственные затраты. В частности, в случае производства полиэтилена такой режим работы позволяет ограничить потери этилена с очисткой этана в случае бимодальной конфигурации реакторов. В другом варианте осуществления настоящего способа часть конденсата, хранимого на этапе Ь), удаляют в виде жидкостного потока и пропускают в виде орошения в первую перегонную колонну.

В предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение обеспечивает способ, в котором указанный первый и указанный второй боковые потоки рециркулируют в процессе полимеризации для получения бимодального полиолефина, содержащего по меньшей мере две различные фракции полиолефина, которые были получены в двух различных реакторах-полимеризаторах, соединенных после

- 2 020150 довательно, и где одна из указанных фракций имеет более высокий молекулярный вес, чем указанная другая фракция, и в котором указанный второй боковой поток повторно используют в процессе полимеризации, в котором получают фракцию полиолефина, имеющую более высокий молекулярный вес, и где указанный первый боковой поток повторно используют в процессе полимеризации, в котором получают другую фракцию полиолефина.

Иначе говоря, настоящий способ включает этапы рециркуляции указанного первого и указанного второго боковых потоков в процессе полимеризации для получения бимодального полиолефина, содержащего по меньшей мере две различные фракции полиолефина, которые были получены в двух различных реакторах-полимеризаторах, соединенных друг с другом последовательно, и где одна из указанных фракций имеет более высокий молекулярный вес, чем молекулярный вес другой фракции. Второй боковой поток повторно используют в процессе полимеризации, в котором получают фракцию полиолефина, имеющую более высокий молекулярный вес, и боковой поток повторно используют в процессе полимеризации, в котором получают другую фракцию полиолефина, т.е. фракцию полиолефина, имеющую более низкий молекулярный вес. Таким образом, первый боковой поток может быть направлен в реактор, в котором получают фракцию полиолефина, имеющую более высокий молекулярный вес, при этом второй боковой поток может быть направлен в реактор, в котором получают указанную другую фракцию полиолефина.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение раскрывает способ, в котором указанный нижний поток этапа д1) повторно используют в процессе полимеризации для получения бимодального полиолефина, содержащего по меньшей мере две различные фракции полиолефина, которые были получены в двух различных реакторах-полимеризаторах, соединенных последовательно, и где одна из указанных фракций имеет более высокий молекулярный вес, чем указанная другая фракция, и где указанный нижний поток повторно используют в процессе полимеризации, в котором получают фракцию полиолефина, имеющую более высокий молекулярный вес.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение раскрывает способ, включающий этапы:

11) конденсации верхнего парового потока, полученного на этапе д3), факультативно с примесью парового потока, удаленного на этапе с) для образования конденсата и хранения полученного таким образом конденсата в сепараторе; и

ί) подвержения хранимого конденсата, полученного на этапе 1), этапам е)-д).

Предпочтительно способ дополнительно включает этап удаления из конденсата, сохраненного на этапе б), парового потока, содержащего олефиновый мономер, и компоненты, такие как формальдегид, Н₂, Ν₂, О₂, СО и СО₂; и регенерации олефинового мономера из указанного парового потока.

В еще одном варианте осуществления настоящее изобретение раскрывает способ, дополнительно включающий этап введения нижнего потока этапа а1) в третью перегонную колонну (3) для того, чтобы подвергнуть указанный нижний поток параметрам перегонки, подобранным для удаления 1) бокового потока, содержащего один или несколько факультативных сомономеров, 2) верхнего потока, содержащего углеводородный разбавитель и факультативно сомономер, и 3) нижнего потока, содержащего тяжелые компоненты.

Предпочтительно боковой поток 1) отбирают из нижней части перегонной колонны, например из третьей тарелки колонны, если считать от нижней части колонны. В общем, верхний поток третьей перегонной колонны будет содержать только незначительные количества сомономера.

Этот верхний поток третьей перегонной колонны, содержащий углеводородный разбавитель, может быть возвращен в первую перегонную колонну.

Предпочтительно верхний поток, который выходит из верхней части третьей перегонной колонны, вначале охлаждают в верхнем конденсаторе третьей перегонной колонны. После этого конденсированный поток, поступающий из выхода конденсатора третьей перегонной колонны, собирают в емкости для орошения третьей перегонной колонны. После этого конденсат может быть поделен на две части: первую его часть направляют в виде орошения в третью перегонную колонну, а вторую часть рециркулируют в виде исходного материала в первую перегонную колонну.

Альтернативно или в сочетании с этим, нижний поток этапа а1) также может быть предпочтительно повторно использован в процессе полимеризации для получения бимодального полиолефина. В частности, он может быть подан в реактор, в котором получают фракцию полиолефина с более высоким молекулярным весом фракции. В бимодальной конфигурации реактор, в котором получают фракцию полиолефина с более высоким молекулярным весом, также является реактором, в котором концентрация сомономера (например, гексена) является более высокой.

Следует отметить, что все значения, приведенные в данном документе в ррт, должны относится к значением ррт по весу. Следовательно, термины ррт и ррт по весу используют в данном документе в виде синонимов.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение раскрывает способ, в котором указанный первый боковой поток этапа ί) содержит по меньшей мере 3 вес.%, более предпочтительно по меньшей мере 5 вес.% олефинового мономера. В другом варианте осуществления настоящее изобретение раскрывает способ, где указанный первый боковой поток этапа ί) содержит по меньшей мере 10 вес.% олефино

- 3 020150 вого мономера и, например, менее 8 вес.% олефинового мономера.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение раскрывает способ, где указанный первый боковой поток этапа ί) содержит от 100 до 10000 ррт по весу водорода, предпочтительно от 100 до 5000 ррт по весу. В предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение раскрывает способ, где указанный первый боковой поток этапа ί) содержит менее 500 ррт по весу водорода.

В еще одном варианте осуществления настоящее изобретение раскрывает способ, в котором указанный второй боковой поток этапа д2) удаляют из верхней трети указанной второй перегонной колонны. В одном варианте осуществления настоящее изобретение раскрывает способ, в котором указанный второй боковой поток этапа д2) содержит по меньшей мере 2 вес.% олефинового мономера, предпочтительно по меньшей мере 2,5 вес.% и более предпочтительно по меньшей мере 3 вес.% олефинового мономера. В другом варианте осуществления настоящее изобретение раскрывает способ, в котором указанный второй боковой поток этапа д2) содержит не более 5 ррт по весу, предпочтительно не более 2 ррт по весу, более предпочтительно не более 1 ррт по весу водорода.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение раскрывает способ, где указанный нижний поток этапа д1) содержит менее 5 ррт по весу олефинового мономера и предпочтительно менее 1 ррт по весу олефинового мономера. В другом варианте осуществления настоящее изобретение раскрывает способ, в котором указанный нижний поток этапа д1) содержит менее 5000 ррт по весу олефинового сомономера.

В другом варианте осуществления раскрывается способ, в котором указанный содержащий углеводороды сырьевой поток, содержащий олефиновый мономер, сомономер и углеводородный разбавитель, представляет собой поток выходящего продукта, полученный из процесса полимеризации для получения мономодального или бимодального полиолефина. Предпочтительно указанный полиолефиновый мономер представляет собой этилен, указанный сомономер представляет собой 1-гексен и указанный углеводородный разбавитель представляет собой изобутан.

Настоящий способ включает регенерацию бокового потока, который по существу не содержит водорода. Этот боковой поток максимально насыщен олефиновым мономером, при этом он все еще имеет достаточно низкое содержание водорода, таким образом, что его можно подать в реактор, в котором получают фракцию полимера, имеющую более высокий молекулярный вес, во время процесса бимодальной полимеризации. Следовательно, необходимость в использовании не содержащего углеводороды потока для аналогичной цели значительно снижается. Поскольку расход пара, используемого для повторного кипячения перегонной колонны, прямо пропорционален расходу не содержащего олефина углеводородного потока, который будет получен в виде нижнего потока, снижение этого нижнего потока также позволит значительно снизить потребление пара, необходимого для обеспечения надлежащего повторного кипячения перегонной колонны.

Другое преимущество настоящего изобретения заключается в том, что указанный по существу не содержащий водород боковой поток будет захватывать олефиновый мономер и, следовательно, значительно снижать, например, более чем на 50%, неконденсируемый паровой поток, который содержит большую часть водорода, входящего в рециркуляционную секцию, и который удаляют из рециркуляционной секции и направляют в установку для регенерации мономера. Следовательно, настоящее изобретение обеспечивает регенерацию большей части олефинового мономера, входящего в рециркуляционную секцию, перед направлением в установку для регенерации, по сравнению со способами регенерации, применяемыми в настоящее время. Например, настоящее изобретение обеспечивает регенерацию большей части олефинового мономера, входящего в рециркуляционную секцию, перед направлением в установку для регенерации этилена (ЕКП), по сравнению со способами регенерации, применяемыми в настоящее время. В соответствии с настоящим способом регенерация по существу не содержащего водорода бокового потока из углеводородного сырьевого потока обеспечивает значительное снижение потерь этиленового мономера.

Кроме того, в соответствии с настоящим способом меньшее количество неконденсируемого парового потока, содержащего более легкие компоненты, необходимо направить в установку для регенерации мономера, при этом размер установки для регенерации мономера, например установки для регенерации этилена, может быть значительно снижен. Это имеет важные экономические и экологические последствия и преимущества.

Кроме того, заявители отмечают, что настоящий способ, включающий регенерацию: а) первого бокового потока, содержащего углеводородный разбавитель и олефиновый мономер; Ь) второго бокового потока, который по существу не содержит водород и содержит углеводородный разбавитель и олефиновый мономер, с) нижнего потока, содержащего по существу не содержащий олефины углеводородный разбавитель, и б) верхнего парового потока, содержащего оставшийся олефиновый мономер, оставшийся углеводородный разбавитель и оставшиеся компоненты, такие как формальдегиды, Н₂, Ν₂, О₂, СО и СО₂, имеет улучшенную эффективность и стабильность по сравнению со стандартной перегонной установкой, в которой отсутствует регенерация указанного второго бокового потока.

Настоящий оптимизированный способ регенерации является чрезвычайно подходящим для обеспечения потоков разбавителя для повторного использования в полимеризационной системе для получения

- 4 020150 бимодального продукта полимеризации. В частности, настоящее изобретение раскрывает способ, позволяющий отдельно регенерировать I) по существу не содержащий водород боковой поток разбавителя, который может быть использован в реакторе, в котором получают фракцию бимодального полимера с большим молекулярным весом; и II) боковой поток разбавителя, который может быть использован в реакторе, в котором получают фракцию бимодального полимера с более низким молекулярным весом. Таким образом, настоящий способ оптимально обеспечивает два боковых потока, каждый из которых может быть повторно использован для подачи разбавителя в соответствующие реакторы, используемые в процессе полимеризации для получения бимодальных полиолефинов, например бимодального полиэтилена.

Таким образом, в другом аспекте настоящее изобретение также относится к применению способа согласно настоящему изобретению в процессе полимеризации для получения бимодального полиолефина, такого как, например, бимодальный полиэтилен, содержащего по меньшей мере две различные фракции полиолефина, которые были получены в двух различных реакторах-полимеризаторах, соединенных друг с другом последовательно, и где одна из указанных фракций имеет более высокий молекулярный вес, который включает этапы:

подачи олефинового мономера, разбавителя, по меньшей мере одного катализатора полимеризации, факультативного водорода и одного или нескольких факультативных олефиновых сомономеров(а) к указанному первому реактору, полимеризации указанного олефинового мономера в указанном первом реакторе для получения полимерной суспензии, содержащей первую фракцию полиолефина в разбавителе, перемещения указанной полимерной суспензии из указанного первого реактора в указанный второй реактор, подачи олефинового мономера, разбавителя, факультативного водорода и одного или нескольких факультативных олефиновых сомономеров(а) к указанному второму реактору, полимеризации указанного олефинового мономера и указанного одного или нескольких факультативных сомономеров(а) в указанном втором реакторе для получения суспензии, содержащей вторую фракцию полиолефина в разбавителе, при этом указанная вторая фракция полиолефина имеет молекулярный вес, отличный от молекулярного веса фракции полиолефина, полученной в указанном первом реакторе, и выгрузки из указанного второго реактора суспензии, содержащей бимодальный полеолифин в указанном разбавителе, регенерации бимодального полиолефина из суспензии при помощи отделения по меньшей мере большей части разбавителя из суспензии в содержащий углеводороды сырьевой поток и подвержения указанного содержащего углеводороды сырьевого потока способу, раскрытому в данном документе.

Настоящее изобретение будет дополнительно раскрыто далее в деталях. Описание приведено лишь в качестве примера и не ограничивает настоящее изобретение. Номера позиций относятся к приложенным к описанию фигурам.

Краткое описание графических материалов

На фиг. 1 представлена схема варианта осуществления перегонной установки, содержащей две перегонные колонны согласно настоящему изобретению.

На фиг. 2 представлена схема варианта осуществления перегонной установки, содержащей две перегонные колонны согласно настоящему изобретению.

Подробное описание настоящего изобретения

Настоящее изобретение относится к способу разделения содержащего углеводороды сырьевого потока, включающего олефиновый мономер, один или несколько факультативных олефиновых сомономеров, углеводородный разбавитель и компоненты, такие как Н₂, Ν₂, О₂, СО, СО₂ и формальдегид, на различные потоки продукта и дополнительно включает рециркулирование раздельно регенерированных потоков продукта в процессе полимеризации, предпочтительно для получения бимодального полимера. Настоящий способ оптимизирован в отношении разделения на различные потоки продуктов и в отношении рециркулирования разделенных потоков, в частности посредством управления или повторного распределения количеств регенерированных потоков продуктов и концентраций реагентов в указанных регенерированных потоках.

Содержащий углеводороды сырьевой поток, т.е. разделенный согласно настоящему изобретению, в общем, будет являться верхним потоком, выходящим из испарительного резервуара и очистных колонн реактора-полимеризатора, при этом поток, содержащий растворитель/разбавитель, полимер и непрореагировавший мономер, подвергают мгновенному выпариванию или другой обработке с целью удаления из него растворителя или разбавителя и мономеров.

В другом варианте осуществления указанный содержащий углеводороды сырьевой поток может быть верхним потоком, выходящим из другой перегонной колонны.

Содержащий углеводороды сырьевой поток, то есть разделенный и повторно используемый согласно настоящему изобретению, может быть получен из любого процесса полимеризации, в ходе которого

- 5 020150 получают поток выходящего продукта, содержащий суспензию полимерных твердых веществ в виде частиц, взвешенных в жидкостной среде, содержащей разбавитель и непрореагировавший мономер. Такие способы проведения реакции содержат способы, которые стали известны в данной области техники как способы полимеризации с образованием частиц, также известные как суспензионная полимеризация.

Как используется в данном документе, термин полимеризационная суспензия или полимерная суспензия или суспензия означает в основном двухфазную композицию, включающую полимерные твердые вещества и жидкость. Твердые вещества содержат катализатор и полимеризованный олефин, такой как полиэтилен. Жидкости включают инертный разбавитель, такой как изобутан, с растворенным мономером, таким как этилен, факультативным сомономером, таким как 1-гексен, регулирующими молекулярный вес агентами, такими как водород, антистатическими агентами, агентами, предохраняющими от биологического обрастания, поглотителями и другими добавками, используемыми в ходе процесса.

В предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу разделения парообразного потока, происходящего из потока выходящего продукта из реакции полимеризации этилена. Подходящая полимеризация этилена включает, кроме прочего, гомополимеризацию этилена и сополимеризацию этилена и высшего 1-олефин сомономера, такого как 1-пентен, 1-гексен, 1-октен или 1-децен. Наиболее предпочтительный составной поток, разделенный согласно настоящему изобретения, содержит мономер, такой как этилен, сомономер, такой как 1-гексен, и разбавитель, такой как изобутан. Однако следует признать, что перегонная установка согласно настоящему изобретению в равной степени применима к другим системам мономер, сомономер и разбавитель, при условии, что вводимые пары содержат углеводороды, которые могут быть отделены посредством перегонки. Минимальные количества как тяжелых компонентов, например олигомеров, так и легких компонентов, таких как формальдегид, N2, Н₂, и компонентов, таких как О₂, СО и СО₂, также, в общем, присутствуют в таких потоках выходящего продукта.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу разделения содержащего углеводороды сырьевого потока, при этом указанный содержащий углеводороды сырьевой поток представляет собой поток выходящего продукта, полученный из процесса полимеризации для получения мономодальных или бимодальных полиолефинов, таких как мономодальный или бимодальный полиэтилен (РЕ), и предпочтительно для получения бимодального полиэтилена. Бимодальный РЕ относится к РЕ, который изготовлен при помощи двух реакторов, которые соединены друг с другом последовательно, при этом рабочие параметры в двух реакторах являются различными. Мономодальный РЕ получают в одиночном реакторе или с использованием двух реакторов, соединенных последовательно, с одинаковыми рабочими параметрами.

Термин разделение, как используется в настоящем документе, относится к этапу фракционирования содержащего углеводороды сырьевого потока на разные фракции, которые далее могут быть повторно использованы.

Кроме того, в соответствии с настоящим способом потоки продукта, отделенные от указанного содержащего углеводороды сырьевого потока, повторно используют в процессе полимеризации олефинов для получения бимодальных полиолефинов, таких как бимодальный полиэтилен.

Термины продукт бимодальный полиолефин или бимодальный полиолефин, как используется в настоящем документе, предназначены для обозначения продуктов полимеризации, содержащих по меньшей мере две фракции олефинового полимера, при этом одна фракция имеет меньший молекулярный вес по сравнению с другой фракцией. Термины продукт бимодальный полиэтилен или бимодальный полиэтилен, как используется в настоящем документе, предназначены для обозначения продуктов полимеризации, содержащих по меньшей мере две фракции олефинового полимера, при этом одна фракция имеет меньший молекулярный вес по сравнению с другой фракцией. Бимодальные полиолефины, такие как бимодальный РЕ, могут быть получены при помощи процесса с последовательными этапами, в котором применяются реакторы-полимеризаторы, соединенные последовательно, и в котором используются различные параметры для каждого реактора, при этом каждая из различных фракций, полученная в различных реакторах, будет иметь свой собственный молекулярный вес.

В варианте осуществления процесс полимеризации для получения бимодального полиолефина, такого как бимодальный полиэтилен, проводят в реакторе-полимеризаторе с двумя петлями, который состоит из двух жидкостных реакторов с полной петлей, содержащем первый и второй реакторы, соединенные последовательно посредством одного или нескольких осаждающих колен первого реактора, присоединенных для выгрузки суспензии из первого реактора в указанный второй реактор. Первая фракция полиолефина, разбавитель и катализатор могут непрерывно или с перерывами поступать из указанного первого реактора в указанный второй реактор.

Более конкретно, в одном варианте осуществления первый полиолефин, например первую фракцию полиэтилена, получают при помощи первого процесса полимеризации олефинового мономера, такого как, например, этилен, в разбавителе, таком как, например, изобутан, в присутствии катализатора. Указанный первый процесс полимеризации включает этапы подачи олефинового мономера, разбавителя, по меньшей мере одного катализатора полимеризации, факультативно водорода, и одного или нескольких факультативных олефиновых сомономеров(а), таких как, например, 1-гексен, в указанный первый реак

- 6 020150 тор, и полимеризации указанного олефинового мономера в указанном первом реакторе для получения первой фракции полиолефина, разбавителя и катализатора, которые переносят из указанного первого реактора в указанный второй реактор. Во втором реакторе получают вторую фракцию полиолефина при помощи подачи олефиного мономера, такого как, например, этилен, разбавителя, такого как, например, изобутан, факультативно водорода, и одного или нескольких факультативных олефиновых сомономеров(а), таких как, например, 1-гексен, в указанный второй реактор; полимеризации указанного мономера и указанного одного или нескольких факультативных олефиновых сомономеров(а) в указанном втором реакторе для получения второй фракции полиолефина в указанном втором реакторе. Указанная вторая фракция полиолефина имеет молекулярный вес, отличающийся от молекулярного веса фракции, полученной в указанном первом реакторе. Затем из второго реактора регенерируют продукт бимодальный полиолефин, содержащий указанные первую и вторую фракции полиолефина. Указанный продукт бимодальный полиолефин далее подают, факультативно совместно с одной или несколькими добавками, в экструдер.

В чрезвычайно предпочтительным варианте осуществления указанного выше способа указанная вторая фракция полиолефина, полученная в указанном втором реакторе, имеет более низкий молекулярный вес, чем указанная первая фракция полиолефина, полученная в указанном первом реакторе. В другом предпочтительном варианте осуществления водород добавляют во второй реактор, при этом вторую фракцию полиолефина получают с более низким молекулярным весом, чем молекулярный вес указанной первой фракции полиолефина.

В предпочтительном варианте осуществления первая фракция полиэтилена, полученная при первой реакции, представляет собой компонент с высоким молекулярным весом (НМ\У). состоящий из гомополимера или сополимера этилена, например, со средневесной молярной массой > 300000 г/моль, предпочтительно от 300000 до 700000 г/моль и очень предпочтительно от 300000 до 600000 г/моль, и предпочтительно имеет более высокий молекулярный вес, чем вторая фракция полиэтилена. В другом предпочтительном варианте осуществления вторая фракция полиэтилена, полученная при второй реакции, представляет собой компонент с низким молекулярным весом (ЬМ^), состоящий из гомополимера или сополимера этилена, например, со средневесной молярной массой от 8000 до 80000 г/моль, предпочтительно от 20000 до 70000 г/моль и очень предпочтительно от 30000 до 60000 г/моль и предпочтительно имеет более низкий молекулярный вес, чем первая фракция полиэтилена.

Термины рециркулирование или повторное применение используют в настоящем изобретении как синонимы, и оба относятся к этапу отправки или подачи потока продукта, который был отделен от содержащего углеводороды потока выходящего продукта, обратно в реактор-полимеризатор для использования в нем.

Разделение содержащего углеводороды сырьевого потока, также называемого содержащий углеводороды поток выходящего продукта, на различные отделенные потоки продукта выполняют в перегонной установке. Термины перегонная установка или отделяющая установка, регенерационная установка или рециркуляционная секция используют в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в качестве синонимов и относятся к установкам, содержащим все необходимое оборудование, выполненное для отделения и регенерации непрореагировавших реагентов из потока выходящего продукта реакции полимеризации. Такие регенерационные установки, в общем, содержат одну или несколько перегонных колонн. Термины зона перегонки, разделительная колонна и перегонная колонна могут использоваться в данном описании как синонимы. В предпочтительном варианте осуществления, настоящий способ перегонки выполняют в перегонной установке, которая содержит один или несколько перегонных колонн, например две или три перегонные колонны. В предпочтительном варианте осуществления одна или несколько указанных перегонных колонн представляют собой тарельчатые колонны. Указанные тарельчатые колонны содержат несколько тарелок различной конструкции для удерживания жидкости с тем, чтобы обеспечить лучший контакт между паром и жидкостью. Тарелки по существу функционируют по типовому процессу, при этом каждая выполняет часть работы по разделению жидкости и газа. Очевидно, что чем больше тарелок, тем лучше степень разделения, и, таким образом, будет обеспечиваться лучшая эффективность колонны. Тем не менее, использование большого числа тарелок в перегонных колоннах имеет существенные недостатки, особенно в отношении строения. Подходящие перегонные установки включают перегонные установки, содержащие колонну(ы) с небольшим количеством тарелок, предпочтительно менее 25, еще более предпочтительно менее 20. При этом, хотя перегонные колонны с небольшим количеством тарелок могут использоваться в настоящем способе, усовершенствования в работе настоящих перегонных установок, как будет более подробно описано ниже, позволят получить степень отделения, аналогичную степени отделения при помощи колонн с большим количеством тарелок. Предпочтительно применение настоящего способа включает преимущества, заключающиеся в меньшем потреблении энергии и меньших затратах на строительство.

В альтернативном варианте осуществления одна или несколько указанных перегонных колонн представляют собой перегонные колонные с разделительной стенкой. Указанная колонна представляет собой перегонную емкость, имеющую вертикальную перегородку, разделяющую одну сторону от другой вдоль части высоты емкости. Хотя указанная колонна содержит большое количество тарелок, использо

- 7 020150 вание такой одиночной колонны может быть преимущественным в отношении затрат на строительство и энергетических характеристик.

В предпочтительном варианте осуществления одна или несколько указанных перегонных колонн представляют собой насадочные колонны. Насадочная колонна относится к колонне, наполненной инертными твердыми частицами.

Подогреватели используются в качестве теплообменников для подачи тепла в нижнюю часть указанных перегонных колон. Они кипятят жидкость в нижней части перегонной колонны для образования паров, которые возвращают в колонну для приведения в действие разделения перегоном. Подогреватели принимают жидкостной поток из нижней части колонны и могут частично или полностью испарять этот поток. Пар обычно обеспечивает тепло, необходимое для испарения. В соответствии с настоящим изобретением, часть нижнего потока, полученного в перегонной колонне, повторно кипятят и указанную повторно вскипяченную часть возвращают в перегонную колонну.

В соответствии с настоящим изобретением отдельные потоки мономера, факультативно сополимера и разбавителя рециркулируют для дальнейшего использования. Подлежащий разделению парообразный сырьевой поток, поступающий, например, из испарительных резервуаров, также содержит минимальные количества как тяжелых компонентов, например олигомеров, так и более легких компонентов, включающих N2, Н₂, и легкие токсичные компоненты, такие как О₂, СО и СО₂ а также формальдегид. Такие компоненты в настоящем документе обозначаются также как токсичные компоненты, поскольку указанные компоненты отрицательно влияют на активность катализатора. Их повторное введение в реакторполимеризатор может сильно повлиять на активность катализатора и, таким образом, снизить эффективность полимеризации. Следовательно, крайне важно иметь регенерационную установку, выполненную для регенерации потоков (со)мономера и разбавителя, имеющих остаточные количества указанных токсичных компонентов, которые являются подходящими в зависимости от их параметров повторного использования в процессе полимеризации, например в зависимости от реактора, в котором они подаются в бимодальную систему.

В соответствии с настоящим изобретением различные содержащие разбавитель потоки продукта отделяют от сырьевого потока и могут быть повторно использованы в процессе полимеризации для получения бимодального полимера. Более конкретно, в соответствии с настоящим изобретением указанный содержащий углеводороды сырьевой поток разделяют на

I) нижний поток, содержащий по существу не содержащий олефины углеводородный разбавитель;

II) верхний паровой поток, содержащий олефиновый мономер, углеводородный разбавитель и компоненты, такие как формальдегид, Н₂, Ν₂, О₂, СО и СО₂;

III) первый боковой поток, содержащий углеводородный разбавитель и олефиновый мономер; и

IV) второй боковой поток, который по существу не содержит водород и содержит углеводородный разбавитель и олефиновый мономер.

Согласно конкретному варианту осуществления настоящего изобретения содержащий углеводороды сырьевой поток конденсируют перед разделением на приведенные выше потоки продукта.

В другом предпочтительном варианте осуществления указанный содержащий углеводороды сырьевой поток поступает в виде верхнего парового потока из другой (первой) перегонной колонны, при этом исходный материал подвергают параметрам перегонки, подходящим для удаления а1) нижнего потока, содержащего углеводородный растворитель и один или несколько факультативных сомономеров, и а2) верхнего потока, содержащего углеводородный растворитель, олефиновый мономер и компоненты, такие как Н₂, Ν₂, О₂, СО, СО₂ и формальдегид.

Более конкретно, предпочтительно указанный верхний паровой поток, полученный на этапе а2), перед конденсацией посредством верхнего конденсатора второй перегонной колонны подвергают следующим этапам:

верхний поток, выходящий из первой перегонной колонны, конденсируют для образования конденсата и, таким образом, образованный конденсат хранят в емкости для орошения (первый сепаратор) первой перегонной колонны; емкость для орошения предназначена для разделения парового потока и жидкостного потока;

паровой поток удаляют из указанного первого сепаратора, паровой поток конденсируют для образования конденсата и хранят во втором сепараторе, предназначенном для отделения парового потока и жидкостного потока;

жидкостный поток удаляют из указанного второго сепаратора и этот жидкостный поток разделяют на первый боковой поток и оставшийся поток;

оставшийся поток вводят во вторую перегонную колонну и подвергают параметрам перегонки.

Иначе говоря, часть хранимого конденсата удаляют из указанной емкости для орошения первой перегонной колонны (первого сепаратора) в виде жидкостного потока и направляют в первую перегонную колонну; при этом другую часть хранимого конденсата удаляют из сепаратора в виде парового потока. Этот паровой поток содержит олефиновый мономер, углеводородный разбавитель и компоненты, такие как формальдегид, Н₂, Ν₂, О₂, СО и СО₂. Последний паровой поток далее опять конденсируют при помощи верхнего конденсатора второй перегонной колонны для образования конденсата, и затем хранят в

- 8 020150 емкости для орошения второй перегонной колонны перед разделением на представленные выше потоки продукта.

Нижний поток (I) содержит по существу не содержащий олефины углеводородный разбавитель. Термины по существу не содержащий олефины углеводородный разбавитель или не содержащий олефины разбавитель или подобное используют в данном документе как синонимы для обозначения углеводородного растворителя, который содержит менее 5 ррт по весу и предпочтительно менее 1 ррт по весу мономера; и менее 5000 ррт по весу, предпочтительно менее 1000 ррт по весу и более предпочтительно 100 ррт по весу факультативного сомономера. Этот нижний поток также по существу не содержит водорода, в частности содержит только минимальные количества водорода, например менее 10^-2ррт, предпочтительно менее 10^-3 ррт водорода. По существу не содержащий минимальные количества мономера, такого как этилен, и/или факультативного сомономера, такого как гексен, и более легких компонентов, таких как водород, нижний поток не содержащего олефины углеводородного разбавителя, такого как изобутан, выходящий из перегонной колонны, может быть направлен в емкость для хранения и также использован, например, для промывочных каналов и циркуляционных насосов в реактореполимеризаторе, или для приготовления катализатора, например, в грязевых котлах. Этот не содержащий олефины разбавитель может также быть рециркулирован в зону полимеризации как гомополимеризации, так и сополимеризации, в любом месте способа, где требуется чистый разбавитель, подобно каталитическому разбавлению. При рециркуляции в процессе бимодальной полимеризации согласно настоящему изобретению этот нижний поток подают к указанному реактору, в котором приготавливают фракцию полиолефина, имеющую более высокий молекулярный вес. В соответствии с настоящим способом представляется возможным уменьшить количество указанного нижнего потока.

Легкие компоненты, такие как формальдегид, Н₂, Ν₂, О₂, СО и СО₂, выходят из (второй) перегонной колонны с некоторым количеством остаточного мономера и разбавителя в виде верхнего парового потока (II). Этот верхний пар выходит из верхней части перегонной колонны. Верхний поток предпочтительно конденсируют для образования конденсата и затем хранят. Например, этот конденсат поступает в сепаратор, также называемый в данном документе емкостью для орошения или емкостью конденсата. Часть указанного хранимого конденсата удаляют, например его удаляют из сепаратора, в виде парового потока, содержащего олефиновый мономер и компоненты, такие как формальдегид, Н₂, Ν₂, О₂, СО и СО₂; и направляют в установку для регенерации мономера, такую как, например, установку для регенерации этилена (ЕКН) в случае использования этиленового мономера. Затем эти легкие компоненты дополнительно обрабатывают в установке для регенерации, где дополнительно отделяют легкие компоненты от остающихся мономера и углеводородного растворителя. Предпочтительно количество остающегося мономера, которое направляют в установку для регенерации мономера, составляет меньше 30%, предпочтительно меньше 20%, предпочтительно меньше 10%. Мономер и разбавитель, которые были регенерированы, при помощи установки для регенерации предпочтительно повторно используют в процессе полимеризации.

Например, в известном уровне техники поток, передаваемый в установку для регенерации этилена (ЕКи), содержит изобутан, этилен, водород, азот и этан. Регенерацию этилена и изобутана дополнительно выполняют в ЕКи. Использование способа согласно изобретению позволяет уменьшить количество этилена, направленное в ЕКи, поскольку регенерацию этиленового мономера выполняют в дополнительном боковом потоке (IV), отделенном из колонны. Предпочтительно количество остающегося этилена, которое направляют в ЕКИ, составляет меньше 30%, предпочтительно меньше 20%, предпочтительно меньше 10%.

Боковой поток (III) углеводородного разбавителя, выходящий из перегонной колонны, в основном направляют в емкость для хранения и используют в дальнейшем. Предпочтительно количество дополнительных компонентов, таких как Н₂, Ν₂, О₂, СО, СО₂ и формальдегид, в боковом потоке предпочтительно ниже 500 ррт и, например, находится между 50 и 500 ррт. В другом предпочтительном варианте осуществления количество мономера, остающегося в боковом потоке, ниже 10 вес.%, например, находится между 5 и 10 вес.%. Большие количества мономера в емкости для хранения бокового потока продукта могут приводить к испарению и существенным потерям мономера. Посредством поддержания количества мономера в боковом потоке продукта ниже 10% испарение мономера из емкости для хранения может быть снижено и будет возможно хранение бокового потока продукта при атмосферных условиях.

В соответствии с настоящим изобретением углеводородный разбавитель, выпускаемый в виде бокового потока, выходящего из дистилляционной колонны, рециркулируют и используют как разбавитель в процессе полимеризации для подготовки бимодального полиолефина, и предпочтительно его могут подавать в тот реактор-полимеризатор, в котором получают фракцию полиолефина, имеющую более низкий молекулярный вес, например второй реактор.

Кроме того, боковой поток (IV) углеводородного разбавителя, выходящий из перегонной колонны, в основном направляют в емкость для хранения и используют в дальнейшем. Указанный второй боковой поток по существу не содержит водород и содержит углеводородный разбавитель и олефиновый мономер. Термины по существу не содержащий водород или не содержащий водород углеводородный разбавитель или подобное используют в данном документе как синонимы для обозначения углеводородно

- 9 020150 го растворителя, который содержит менее 5 ррт по весу, предпочтительно менее 1 ррт по весу мономера и менее 0,5 ррт по весу водорода. В другом предпочтительном варианте осуществления количество мономера, остающегося во втором боковом потоке, ниже 5 вес.%, например, находится между 2 и 5 вес.%.

В соответствии с настоящим изобретением углеводородный разбавитель, выпускаемый в виде второго бокового потока, выходящего из перегонной колонны, рециркулируют и используют как разбавитель в процессе полимеризации для подготовки бимодального полиолефина, предпочтительно его могут подавать в тот реактор-полимеризатор, в котором получают фракцию полиолефина, имеющую более высокий молекулярный вес, например первый реактор.

В предпочтительном варианте осуществления обеспечивается способ, в котором указанный второй боковой поток удаляют из верхней трети указанной второй перегонной колонны. Заявители отмечают, что удаление бокового потока из этой части колонны обеспечивает боковой поток, который имеет наиболее оптимальную композицию для рециркулирования в реактор, в котором получают фракцию полиолефина с большим молекулярным весом, например первый реактор. В другом варианте осуществления, настоящий способ выполняют в перегонной установке, которая содержит один или несколько перегонных тарелочных колонн. Например, в случае использования перегонной колонны, имеющей 20 тарелок, процесс обеспечивает удаление второго бокового потока из тарелки указанной перегонной колонны, которую выбирают от второй верхней и до седьмой тарелки, предпочтительно от третьей верхней и до шестой тарелки в указанной перегонной колонне. В этом контексте под выражением верхняя подразумевают, что отсчет начинают сверху указанной перегонной установки.

В одном варианте осуществления настоящий способ выполняют в перегонной установке, которая содержит две перегонных колонны.

В еще одном варианте осуществления настоящий способ выполняют в перегонной установке, которая содержит три перегонных колонны.

Рассмотрим далее чертежи, где на фиг. 1 схематически представлена рециркуляционная установка согласно одному варианту осуществления изобретения. Представленная рециркуляционная секция состоит из двух перегонных колонн 1, 2 и установки для регенерации мономера, представленной блоком 19. Предпочтительно перегонные колонны представляют собой тарельчатые колонны. Содержащий углеводороды сырьевой поток 4, который будет разделен, будет являться верхним потоком, выходящим из испарительного резервуара и очистных колонн реактора-полимеризатора (не показан). Первая перегонная колонна 1 обеспечивает грубое разделение смеси разбавителя, такого как изобутан, сомономера, такого как гексен, и тяжелых фракций, которые выходят в виде жидкого нижнего продукта 5. Тяжелый нижний продукт 5 может быть подвергнут дополнительно обработке (не показана). Остающийся мономер, а также некоторое количество разбавителя и все легкие компоненты выходят из верхней части первой перегонной колонны 1 в виде парового потока 6 для дальнейшего разделения. Указанный верхний поток 6 из первой перегонной колонны 1 охлаждают в верхнем конденсаторе 107. На выходе из конденсатора поток 7 собирают в емкость для орошения 108. Емкость для орошения 108 выполнена для разделения потока 7 на жидкостный поток 8 и паровой поток 106. Жидкостный поток 8 из емкости для орошения используют в виде орошения для первой перегонной колонны 1, а паровой поток 106, полученный на выходе из емкости для орошения 108, направляют во вторую перегонную колонну. Однако этот паровой поток 106 не подают непосредственно во вторую перегонную колонну как таковую, а вначале его конденсируют в верхнем конденсаторе 207. Таким образом, верхний конденсатор 207 второй перегонной колонны 2 получает паровой поток 106 из емкости для орошения 108 первой перегонной колонны 1, а также факультативно верхний поток 12 второй перегонной колонны (который будет описан ниже). Таким образом верхний поток 12, который будет описан ниже, объединяют с потоком 106 для прохождения через конденсатор 207 и ввода в сепаратор 208. Указанная емкость для орошения 208 выполнена для разделения жидкостного потока 15 и парового потока 14. Жидкостной поток удаляют из емкости для орошения 208 второй перегонной колонны 2, после чего его делят (разделяют) на первый боковой поток 9, содержащий углеводородный разбавитель и олефиновый мономер; и оставшийся поток 16. Иначе говоря, часть конденсата жидкости 15, содержащая мономер, разбавитель и более легкие компоненты, такие как формальдегид, Ν₂, Н₂ и компоненты, такие как О₂, СО и СО₂, пропускают из емкости конденсата 208 в виде сырьевого потока во вторую перегонную колонну 2.

Разбавитель, более легкие компоненты, такие как Н₂, и остаточные количества мономера удаляют в виде жидкостного бокового потока 9 из емкости конденсата 208. Этот боковой поток 9 может быть введен в емкость для хранения с целью дальнейшего использования и хранения. Предпочтительно указанный боковой поток содержит менее 10 вес.% мономера и менее 500 ррт по весу водорода. Этот первый боковой поток 9 обычно рециркулируют в реактор-полимеризатор. Предпочтительно при рециркуляции этого потока 9 в процессе полимеризации для получения бимодального полиолефина, содержащего по меньшей мере две различные фракции полиолефина, которые были получены в двух различных реакторах-полимеризаторах, соединенных последовательно, при этом одна из этих фракций имеет более высокий молекулярный вес, чем указанная другая фракция, происходит его повторное использование в процессе полимеризации при получении другой фракции полиолефина. Паровой поток 14, отделенный из

- 10 020150 емкости для орошения 208 второй перегонной колонны 2, дополнительно охлаждают в конденсаторе выпара (не показан) перед направлением в установку для регенерации мономера 19, где выполняют регенерацию мономера, а легкие компоненты, такие как Н₂ и Ν₂, направляют в горелку.

Параметры в перегонной колонне 2 таковы, что будут генерироваться различные потоки продукта. По существу чистый разбавитель, так называемый по существу не содержащий олефины разбавитель, получают в виде жидкостного нижнего продукта 11. Этот нижний поток 11, который содержит разбавитель, по существу не содержащий олефиновый мономер, удаляют из нижней части перегонной колоны 2. Этот нижний поток может проходить через теплообменник (не показан) с водяным охлаждением и входит в емкость (не показана) для хранения и дополнительного использования. Вторая перегонная колонна 2 дополнительно содержит устройства для выполнения повторного кипячения части нижнего потока 11 с регулируемым расходом пара. Например, согласно настоящему изобретению часть нижнего потока 11 пропускают через нагреваемый паром теплообменник 18 и возвращают в перегонную колонну при помощи линии 17. Остающейся разбавитель выходит из колонны 2 в виде второго жидкостного бокового потока 10, который по существу не содержит водорода. Согласно предпочтительному варианту осуществления этот боковой поток 10 извлекают из верхней трети перегонной колоны 2 через линию (не показана) и вводят в емкость (не показана) для дальнейшего использования и хранения, например из 3-й, 4-й, 5й или 6-й верхних тарелок в указанной перегонной колонне 2. Легкие компоненты, такие как формальдегид, Н₂, Ν₂, О₂, СО и СО₂, выходят из перегонной колонны 2 с олефиновым мономером и некоторым количеством остаточного разбавителя в виде парового потока 12, который согласно другому варианту осуществления изобретения может быть далее конденсирован при помощи конденсатора 207. Конденсированный паровой поток 13 далее направляют в сепаратор 208.

Неконденсирующийся паровой поток 14 отводят из сепаратора 208, пропускают через конденсатор выпара (не показан) для регенерации большей части захваченного разбавителя и затем дополнительно обрабатывают в установке для регенерации олефинового мономера 19.

Таким образом, перегонный процесс во второй перегонной колонне позволяет выполнить отделение по существу не содержащего олефин разбавителя в нижний поток 11, а также разбавителя, содержащего остаточные количества олефинового мономера и небольшое количество водорода, например менее 5 ррт, в боковой поток 10, а также разбавителя, содержащего остаточные количества олефинового мономера и большие количества водорода, в боковой поток 9. По существу не содержащий олефины разбавитель 11 и разбавитель 10 могут быть рециркулированы и повторно использованы в процессе полимеризации для получения бимодального полиолефина, в частности, в реакторе, в котором получают фракцию полиолефина, имеющую более высокий молекулярный вес. Кроме того, разбавитель 9 может быть рециркулирован и повторно использован в процессе полимеризации для получения бимодального полиолефина, в частности, в реакторе, в котором получают фракцию полиолефина, имеющую более низкий молекулярный вес. В особенно предпочтительном варианте осуществления установка для регенерации мономера 19 может быть удалена. Отделение бокового потока 10, содержащего мономер и разбавитель, значительно снижает интенсивность потока 14, что вызывает конкурирующий процесс в отношении регенерации мономера без необходимости наличия установки для регенерации мономера.

Как представлено на фиг. 2, рециркуляционная установка согласно варианту осуществления изобретения может состоять из трех перегонных колонн 1, 2, 3 в дополнение к установке для регенерации мономера, представленной блоком 19. Содержащий углеводороды сырьевой поток 4, разделяемый согласно настоящему изобретению, в общем, будет являться верхним потоком, выходящим из испарительного резервуара и очистных колонн реактора-полимеризатора, при этом поток, содержащий растворитель, полимер и непрореагировавший мономер, подвергают мгновенному выпариванию или другой обработке с целью удаления из него растворителя или разбавителя и мономеров. Первая перегонная колонна 1 обеспечивает грубое разделение смеси разбавителя, сомономера и тяжелых фракций, которые выходят в виде жидкого нижнего продукта 5. Тяжелый нижний продукт может быть подвергнут дополнительно обработке в перегонной колонне 3 и разделен на три потока продукта: пар разбавителя, выходящий в виде верхнего продукта 22, вначале охлаждается в верхнем конденсаторе 307 третьей перегонной колонны. Затем поток 23 на выходе из этого конденсатора 307 собирают в емкость для орошения 308 третьей перегонной колонны 3. Указанная емкость для орошения 308 выполнена для разделения и сбора полностью конденсированного потока 23. После этого указанная жидкость выходит из емкости для орошения 308 в виде жидкостного потока 24. Жидкостной поток 24 может быть дополнительно поделен на первый жидкостной поток 26, который направляют как орошение в третью перегонную колонну, и второй жидкостной поток 25, который может быть рециркулирован в первую перегонную колонну.

Очищенный жидкостной поток сомономера 21 регенерируют из тарелки, расположенной выше отстойника колонны, и направляют на хранение для рециркуляции в реактор-полимеризатор(ы). Тяжелые компоненты 20 регенерируют из отстойника колонны, при этом процедура слива начинается при высокой температуре нижней части колонны.

Остающийся мономер, разбавитель со всеми легкими компонентами, которые выходят из верхней части 6 первой перегонной колонны 1, направляют в перегонную колонну 2 в виде парового потока для дополнительного разделения согласно способу, описанному для фиг. 1. Поток будут конденсировать и

- 11 020150 разделять по меньшей мере дважды в цикле конденсации/разделения перед входом в указанную вторую перегонную колонну 2, а также обрабатывать аналогично поясненному для фиг. 1. Перегонную колонну 2 используют для генерирования четырех потоков продукта: по существу чистый разбавитель, так называемый по существу не содержащий олефины разбавитель, получают в виде жидкостного нижнего продукта 11. Легкие компоненты, такие как формальдегид, Н₂, Ν₂, О₂, СО и СО₂, выводят из перегонной колонны 2 с олефиновым мономером и некоторым количеством остаточного разбавителя в виде парового потока 12, который согласно варианту осуществления изобретения далее конденсируют перед дальнейшим очищением и разделением в установке для регенерации мономера, представленной блоком 19. Остающийся разбавитель выводят из колонны 2 в виде жидкостного бокового потока 10. Дополнительно, отделенный боковой поток 9 разбавителя и мономера также рециркулируют и повторно используют в процессе полимеризации.

Это изобретение будет дополнительно проиллюстрировано посредством последующего примера его предпочтительного варианта осуществления, хотя понятно, что этот пример включен, скорее, в иллюстративных целях и не предназначен для ограничения объема изобретения, если явно не указано обратное.

Пример

Этот пример иллюстрирует разделение содержащего углеводороды сырьевого потока согласно способу настоящего изобретения на: а) первый боковой поток, содержащий изобутан и этилен; Ь) второй боковой поток, который по существу не содержит водорода и содержит изобутан и этилен; с) нижний поток, содержащий по существу не содержащий этилен изобутан; и б) верхний паровой поток, содержащий изобутан и этилен, и компоненты, такие как формальдегид, Н₂, Ν₂, О₂, СО и СО₂. Рециркуляционная секция согласно варианту осуществления настоящего изобретения, в которой осуществляют указанный способ, представлена на фиг. 1. Указанная рециркуляционная секция может быть настроена для регенерации большей части или всего изобутана с минимизированными потерями этилена.

В этом примере второй боковой поток отбирают из 6-й тарелки (отсчитанной сверху) второй колонны. В этом случае было подсчитано, что будет необходим расход пара подогревателя 800 кг/ч и что результирующий суммарный расход к ΕΚυ составит около 325 кг/ч. Эти вычисленные значения могут быть сопоставлены с параметрами, действующими в рециркуляционной системе, в которой не происходит отделения второго бокового потока, что означает отсутствие линии 10, и этот расход затем добавляется к расходу, выходящему из колонны по линии 11. В последнем случае расход пара достигает значения 1500 кг/ч, и расход к ΕΚυ составляет выше 700 кг/ч.

Эти значения иллюстрируют, что отделение по существу не содержащего водорода второго бокового потока преимущественно позволит резко сократить общую потребность в не содержащем этилен изобутане (нижний поток). Это позволит снизить потребление пара в (второй) перегонной колонне более чем на 700 кг/ч. Дополнительно, этот второй боковой поток будет забирать некоторое количество этилена и будет в значительной степени снижать, предпочтительно более чем на 50%, неконденсирующийся паровой поток, который все еще содержит водород, удаленный из сепаратора второй перегонной колонны. В результате потери этилена будут в значительной степени уменьшены.

В приведенной ниже таблице представлено сравнение композиции второго бокового потока (позиция 10 на фиг. 1), отделенного в соответствии с настоящим способом, со стандартным боковым потоком, имеющим место в стандартной рециркуляционной системе.

	Боковой поток согласно настоящему изобретению	Стандартный боковой поток
Водород (ррт)	0,33	318,54
Этилен (вес. %)	2,83	7,28
Изобутан (вес. %)	97,16	92,65
Гексен (ррт)	0,02	0,02

Как представлено в таблице, наличие дополнительного первого бокового потока (9) позволяет отделить второй боковой поток (10) из верхней части перегонной колонны, содержащий изобутан и этилен, но по существу не содержащий водород. Для сравнения в стандартной системе боковой поток, отделенный из перегонной колонны, содержит приблизительно равные количества изобутана и этилена, но содержит значительно больше водорода.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1) бокового потока (21),

1. Способ рециркуляции потоков продукта, отделенных из содержащего углеводороды сырьевого потока (4), включающего олефиновый мономер, углеводородный разбавитель и компоненты, такие как Н2, Ν2, О2, СО, СО2 и формальдегид, где указанный содержащий углеводороды сырьевой поток отделяют при помощи этапов:

а) ввода указанного сырьевого потока в первую перегонную колонну (1) для того, чтобы подверг

2) верхнего потока (22), содержащего углеводородный разбавитель, и

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержащий углеводороды сырьевой поток (4) и нижний поток (5) содержат один или несколько сомономеров.

3) нижнего потока (20), содержащего тяжелые компоненты.

3. Способ по одному из пп.1 или 2, включающий этапы:

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что верхний паровой поток (12) смешивают с паровым потоком (106), удаленным на этапе с).

5. Способ по любому из пп.1-4, где указанный второй боковой поток (10) этапа д2) содержит по меньшей мере 2 вес.% олефинового мономера, предпочтительно по меньшей мере 3 вес.% олефинового мономера.

6. Способ по любому из пп.1-5, где указанный второй боковой поток (10) этапа д2) содержит не более чем 5 ррт по весу водорода, предпочтительно не более чем 1 ррт по весу водорода.

7. Способ по любому из пп.1-6, где указанный первый боковой поток (9) этапа ί) содержит менее 10 вес.% олефинового мономера.

8. Способ по любому из пп.1-7, где указанный первый боковой поток (9) этапа ί) содержит менее 500 ррт по весу водорода.

9. Способ по любому из пп.1-8, где указанный нижний поток (11) этапа д1) содержит менее 5 ррт олефинового мономера.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что указанный нижний поток (11) этапа д1) содержит менее 5000 ррт олефинового сомономера.

11. Способ по любому из пп.1-10, где указанный второй боковой поток (10) этапа д2) удаляют из верхней трети указанной второй перегонной колонны.

11) конденсации верхнего парового потока (12), полученного на этапе д3), для образования конденсата и хранения полученного таким образом указанного конденсата в сепараторе (208) и

12. Способ по любому из пп.1-11, где указанный нижний поток (11) этапа д1) повторно используют в процессе полимеризации для получения бимодального полиолефина, содержащего по меньшей мере две различные фракции полиолефина, которые были получены в двух различных реакторахполимеризаторах, соединенных последовательно, и где одна из указанных фракций имеет более высокий молекулярный вес, чем указанная другая фракция, и где указанный нижний поток (11) повторно используют в процессе полимеризации, в котором получают фракцию полиолефина, имеющую более высокий молекулярный вес.

- 12 020150 нуть указанный исходный материал параметрам перегонки, подобранным для удаления:

а1) нижнего потока (5), содержащего углеводородный разбавитель, и а2) верхнего потока (6), содержащего углеводородный разбавитель, олефиновый мономер и компоненты, такие как Н₂, Ν₂, О₂, СО, СО₂ и формальдегид;

b) конденсации верхнего потока (6), выходящего из первой перегонной колонны (1) на этапе а2), для образования конденсата и хранения указанного конденсата в сепараторе (108), выполненном для отделения парового потока (106) и жидкостного потока (8);

c) удаления из указанного сепаратора (108) указанного парового потока (106), содержащего олефиновый мономер, углеводородный разбавитель и компоненты, такие как формальдегид, Н2, Ν2, О2, СО и СО2;

ά) конденсации парового потока (106), удаленного на этапе с), для образования конденсата (13) и хранения указанного конденсата в сепараторе (208), выполненном для отделения парового потока (14) и жидкостного потока (15);

е) удаления из указанного сепаратора (208) указанного жидкостного потока (15) этапа ά);

ί) разделения указанного жидкостного потока (15) на первый боковой поток (9), содержащий углеводородный разбавитель и олефиновый мономер, и оставшийся поток (16);

д) ввода указанного оставшегося потока (16) во вторую перегонную колонну (2) и подвержения указанного оставшегося потока (16) параметрам перегонки, предназначенным для удаления:

д1) нижнего потока (11), содержащего, по существу, не содержащий углеводороды разбавитель, д2) по существу, не содержащего водорода второго бокового потока (10), содержащего углеводородный разбавитель и олефиновый мономер, и д3) верхнего парового потока (12), содержащего олефиновый мономер, углеводородный разбавитель и компоненты, такие как формальдегид, Н2, Ν2, О2, СО и СО2, где указанный первый и указанный второй боковые потоки (9, 10) рециркулируют в процессе полимеризации для получения бимодального полиолефина, содержащего по меньшей мере две различные фракции полиолефина, которые были получены в двух различных реакторах-полимеризаторах, соединенных последовательно, и где одна из указанных фракций имеет более высокий молекулярный вес, чем указанная другая фракция, и где указанный второй боковой поток (10) повторно используют в процессе полимеризации, в котором получают фракцию полиолефина, имеющую более высокий молекулярный вес, и где указанный первый боковой поток (9) повторно используют в процессе полимеризации, в котором получают другую фракцию полиолефина.

- 13 020150 на этапе ά), парового потока (14), содержащего олефиновый мономер, и компоненты, такие как формальдегид, Н₂, N2, О₂, СО и СО₂, и регенерации олефинового мономера из указанного парового потока (14).

13. Способ согласно любому из пп.1-12, включающий этап удаления из конденсата, сохраненного

14. Способ согласно любому из пп.1-13, включающий введение нижнего потока (5) этапа а1) в третью перегонную колонну (3) для того, чтобы подвергнуть указанный нижний поток (5) параметрам перегонки, подобранным для удаления:

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что указанный боковой поток (21) и указанный верхний поток (22) содержат один или несколько сомономеров.

16. Способ согласно любому из пп.1-15, где указанный содержащий углеводороды сырьевой поток (4) представляет собой выходящий поток, полученный из процесса полимеризации для получения мономодального или бимодального полиолефина.

17. Применение способа согласно любому из пп.1-16 в процессе полимеризации для получения бимодального полиолефина, содержащего по меньшей мере две различные фракции полиолефина, которые были получены в двух различных реакторах-полимеризаторах, соединенных друг с другом последовательно, и где одна из указанных фракций имеет более высокий молекулярный вес, включающего этапы подачи олефинового мономера, разбавителя и по меньшей мере одного катализатора полимеризации к указанному первому реактору, полимеризации указанного олефинового мономера в указанном первом реакторе для получения полимерной суспензии, содержащей первую фракцию полиолефина в разбавителе, перемещения указанной полимерной суспензии из указанного первого реактора в указанный второй реактор, подачи олефинового мономера и разбавителя к указанному второму реактору, полимеризации указанного олефинового мономера в указанном втором реакторе для получения суспензии, содержащей вторую фракцию полиолефина в разбавителе, при этом указанная вторая фракция полиолефина имеет молекулярный вес, отличный от молекулярного веса фракции полиолефина, полученной в указанном первом реакторе, и выгрузки из указанного второго реактора суспензии, содержащей бимодальный полиолефин в указанном разбавителе, регенерации бимодального полиолефина из суспензии при помощи отделения по меньшей мере большей части разбавителя из суспензии в содержащий углеводороды сырьевой поток и подвержения указанного содержащего углеводороды сырьевого потока способу по любому из пп.116.

18. Применение по п.17, отличающееся тем, что водород и один или несколько олефиновых сомономеров подают к указанному первому реактору.

19. Применение по п.17, отличающееся тем, что водород и один или несколько олефиновых сомономеров подают к указанному второму реактору.