CN1694758A - 从循环到淤浆聚合反应器的稀释剂中脱除重组分的方法和体系 - Google Patents

Abstract

一种循环和回收体系和方法，所述的循环和回收体系和方法包含接收含有液体介质和固体聚合物颗粒的淤浆(52)的闪蒸气体分离器(18)。闪蒸气体分离器(18)将稀释剂作为至少含有稀释剂和重组分的蒸汽物流与固体聚合物颗粒分离。一条管线接收来自闪蒸气体分离器的蒸汽物流(56)。所述的管线导向得到重组分相对浓缩的液体和相对不含重组分的稀释剂的重组分脱除体系(20)。将液体送入重组分塔(32)，而将稀释剂蒸汽送入稀释剂循环室(30)，然后循环到淤浆聚合反应器(10)，而不需另外处理以脱除重组分。

Description

从循环到淤浆聚合反应器的稀释剂中脱除 重组分的方法和体系

相关申请

本申请涉及并要求2002年9月16日提交的题为“从循环到淤浆聚合反应器的稀释剂中脱除重组分的方法和体系”的美国专利临时申请书60/411254的优先权，在这里作为参考并入。

技术领域

本发明通常涉及烯烃聚合体系和方法。更具体地说，本发明涉及这样一种烯烃聚合体系和方法，所述的体系和方法包含一种从聚合反应器取出的和循环到聚合反应器的稀释剂和/或未反应的单体中脱除重组分的改进方法。

背景技术

烯烃聚合法可在淤浆条件下进行。这样的聚合法可在环管反应器中进行，其中单体被聚合，在液体介质中生成固体聚合物颗粒的淤浆。部分淤浆送入取料设备例如沉降支管和连续取料从环管反应器中取出。

然后所述的淤浆经加工，使液体介质(例如液体稀释剂)与固体聚合物颗粒分离。闪蒸管线加热器和闪蒸室已用于送入温度和压力调节的组合使液体稀释剂汽化，从而使稀释剂与固体聚合物颗粒分离。此外，其他类型的设备例如冲洗塔、分离罐和旋流器已用于分离和其他下游处理。

有效的淤浆聚合法通常使尽可能多的稀释剂循环。也就是说，当稀释剂被汽化，稀释剂经加工以便循环回环管反应器。在淤浆从环管反应器中取出以后，当液体稀释剂在聚合过程的不同阶段被汽化时，各种化合物和杂质也可随着稀释剂被汽化。

“重组分”为比稀释剂重的液体组分，常常随稀释剂一起汽化。在循环过程中，含有稀释剂和重组分的蒸汽物流可能冷凝，并作为稀释剂和重组分的循环物流返回环管反应器。重组分可能在环管反应器内浓缩或积累，并降低反应器的效率和/或引起环管反应器内的损坏。例如，在反应器内积累的重组分可使产品的质量下降和/或改变反应器的控制使反应器出现各种问题和更可能堵塞。

另一循环技术使含有稀释剂和少量单体的滑流(slip stream)与闪蒸的流体组分的本体分离。滑流经烯烃脱除，得到基本上不含烯烃的物流，用于循环到催化剂制备段。滑流可在稀释剂循环冷却器前后取出。然后将滑流送入重组分脱除塔。重组分脱除塔从滑流中除去重组分，然后可用于制备催化剂料浆或淤浆。将含有循环稀释剂的本体送入稀释剂循环贮存容器，将循环物流送回反应器。如果需要，可对这一循环物流进行其他纯化步骤，例如脱水。

在淤浆聚合法中，有效的循环稀释剂的体系和方法是希望的。此外，还希望一种改进的重组分脱除体系和方法，所述的体系和方法从要循环到反应器的稀释剂中脱除重组分。

发明内容

作为本发明的一个方面，提供一种循环从淤浆聚合反应器中取出的液体介质的方法。所述的方法包含将含有液体介质和固体聚合物颗粒的淤浆与第一蒸汽物流分离，其中所述的蒸汽物流至少包含介质和重组分。将第一部分第一蒸汽物流送入第一冷凝段，将第一部分第一蒸汽物流冷凝，生成第一液体。将第二部分第一蒸汽物流送入没有明显冷凝的收集段。将第二液体和第二蒸汽物流在收集段中分离。将第二液体送入重组分纯化段，介质在没有分馏的条件下从第二蒸汽物流中循环，以便除去重组分。

作为本发明的另一方面，提供了一种淤浆聚合的液体介质的回收和纯化体系。所述的体系包含在一端与淤浆聚合反应器连接的以及另一端与闪蒸气体分离器连接的第一流体通道，用于含有介质的蒸汽物流与固体聚合物颗粒分离。所述的体系还包含一条连接在闪蒸气体分离器顶部的蒸汽脱除管线，用于输送来自闪蒸气体分离器的蒸汽物流。蒸汽脱除管线与第一冷凝器连接，也与提供冷凝器旁路的蒸汽旁路管线连接。旁路阀控制蒸汽送入蒸汽旁路管线的流量。冷凝器出口和旁路管线的另一端与液体收集罐流体连通。液体输送管线在液体收集罐的底部，蒸汽循环管线在液体收集罐的顶部。第二冷凝器与蒸汽循环管线流体连通，而第二流体通道将第二冷凝器的出口连接到淤浆聚合反应器。

本发明可包含与旁路阀有关的控制设备或步骤。例如，旁路阀可与液体收集罐下游的一个温度控制器和位于流体收集罐内的液位控制器的至少一个信号相连。旁路管线是有好处的，因为难以操作冷凝器以仅仅产生少量的液体。本发明能产生相对少量的液体，因为第一蒸汽物流(它为来自第一闪蒸室的闪蒸气体)被分开，第一部分送入冷凝器，而第二部分旁路送入冷凝器。送入冷凝器的闪蒸气体可完全或几乎完全冷凝成液体，或小部分(例如约1-10％)或某些其他比例可被冷凝。

在冷凝器下游，热闪蒸气体与冷液体合并，混合并达到平衡(至少就温度来说)。在这一混合以后，保留的液体有更浓的重组分。用液体管线上的流量控制器设定所希望的液体数量。送入调节温度控制器来控制罐中的液位，它反过来调节旁路阀，以致使足够数量的蒸汽旁路送入冷凝器，以产生足够的液体来满足流量控制器。为了实现脱除所需数量的重组分，将约0.1至约20％的闪蒸气体、另一方面约0.5至约10％的闪蒸气体、另一方面约1％至约5％的闪蒸气体送入冷凝器转变成液体。有时不收集液体是希望的。在其他时候(例如在树脂转变过程中)，希望最大限度产生液体并更多收集。

本发明还可包含在重组分输送管线的另一端重组分塔或其他重组分脱除处理。可沿重组分输送管线安装流量控制器和/或泵。

可将静态混合器与第一冷凝器或第一冷凝器下游流体连通，静态混合器在液体收集罐上游并与它流体连通。静态混合器用来在热闪蒸气体和冷液体合并以后迅速形成平衡混合物。希望在进入收集罐以前有平衡的条件，至少温度平衡。循环罐可沿闪蒸气体冷凝器下游的稀释剂循环管线安装。

附图说明

图1为一个包含新型重组分脱除体系的淤浆聚合体系的说明。

图2为图1体系的重组分冷凝器、静态混合器和液体收集罐的说明以及新型控制示图。

图3为一个包含新型重组分脱除体系的淤浆聚合体系的另一说明。

具体实施方式

本发明提供一种用于淤浆聚合反应器特别是用于环管聚合反应器的稀释剂回收和纯化的体系和方法。所述的体系和方法包含一个闪蒸室或闪蒸气体分离器、一个蒸汽脱除管线、一个冷凝器和一个液体收集罐。闪蒸室或闪蒸气体分离器接收环管反应器取出的淤浆。稀释剂、未反应的单体和各种重组分作为第一蒸汽物流与固体聚合物颗粒分离。所述的蒸汽脱除管线接收第一蒸汽物流，并将第一部分送入冷凝器，使第一部分中至少一部分冷凝生成第一液体。它为冷凝的第一蒸汽物流中相对少量的部分，例如约2％。第一蒸汽物流的第二部分旁路送入冷凝器，此后与第一液体合并和混合，形成合并的物流。将合并的物流送入液体收集罐。当蒸汽和液体在混合设备和/或在送入液体收集罐的管线中混合时，一些液体再次汽化，使混合物达到平衡温度。将合并的物流充分冷却，以致使一些液体存在。收集在液体收集罐中的液体比离开收集罐的蒸汽有更高的重组分化合物浓度。平衡混合物的液相比蒸汽相更富含重组分，因为重组分不易汽化。

将含较高浓度重组分的液体从液体收集罐送入重组分输送管线，而蒸汽送入稀释剂回收管线。可将蒸汽送入第二冷凝器和循环罐。可将来自液体收集罐的蒸汽冷凝并循环到淤浆聚合反应器，而不需进一步处理来脱除重组分。

在分离步骤过程中，将含有稀释剂、未反应的单体/共聚单体和比主稀释剂(例如异丁烷)更重和更轻的各种惰性组分的蒸汽分离。各种与原料和稀释剂进料有关的其他化合物例如其他4个碳的化合物(例如正丁烷)和6个碳的化合物(例如正己烷)都是惰性的，它们不聚合，与异丁烷一起起稀释剂的作用。重组分包含另外一些6个碳的化合物和可在反应器中生成的重组分化合物(例如低聚物)。然后将一部分蒸汽物流送入重组分脱除段中的冷凝器。冷凝器仅使少部分物流冷凝，或它可使大部分或基本上全部第一部分冷凝。然后将液体和蒸汽合并，使它们形成合并的物流。将合并的物流送入液体收集段，液体和蒸汽在收集段中分离，此后将稀释剂蒸汽送入稀释剂循环管线，而将液体送入重组分输送管线。

从液体中分离的稀释剂蒸汽(即从液体收集罐的顶部排出的稀释剂蒸汽)适用于循环到聚合反应器。将稀释剂蒸汽从稀释剂循环管线送入稀释剂循环罐。用换热器将稀释剂蒸汽冷凝。然后将稀释剂循环到聚合段，而不必除去另外的重组分。此外，将液体从重组分输送管线送入重组分塔。

本发明适用于使用液体介质的环管反应器中的任何烯烃聚合，以便在液体介质中生成聚合物固体的流体淤浆。适合的烯烃单体包括每个分子有直到8个碳原子的和比4位更靠近双键处没有分支的1-烯烃。本发明特别适用于乙烯的均聚和乙烯与更高级1-烯烃例如丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯或1-癸烯的共聚。

在本专业中，适合用作液体介质的稀释剂是大家熟悉的，它们包括在反应条件下为惰性液体的烃类。适合的烃类包括异丁烷、丙烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷和正己烷，异丁烷是特别优选的。有关环管反应器设备和聚合法的其他详情可在US 4674290、5183866、5455314、5565174、5624877、6005061、6045661、6051631、6114501、6262191和6420497中找到，在这里作为参考并入。

此外，用于控制重组分的本技术可在单体为聚合的液体介质的场合使用。例如，本技术可用于丙烯聚合，在那里丙烯为液体介质，而没有任何明显量的惰性稀释剂。稀释剂仍可用于催化剂。为了说明但不作为限制，本发明将结合使用惰性稀释剂作为液体介质的聚乙烯法进行描述，但是应当理解，本发明也可在单体用作液体介质的场合使用，在以下描述中它将代替稀释剂。

图1为本发明的淤浆聚合体系10的说明。所述的淤浆聚合体系10包含一个装有催化剂和稀释剂的催化剂进料罐12(例如催化剂料浆槽或搅拌罐)。将来自催化剂罐12的催化剂和稀释剂泵入环管反应器14。图1还表示闪蒸管加热器16、一个闪蒸气体分离器(也称中压闪蒸室)18、一个重组分脱除体系20、一个蓬松物室22、一个冲洗塔24、一个循环处理器26、一个异丁烷/氮气回收单元(INRU)28、一个循环罐30、一个重组分塔32、一个轻组分塔34、一个不含烯烃的贮存单元36和一系列导管、泵和冷凝器。为了简化起见，未示出未涉及所要求的体系和方法的一些组件和/或涉及生产或常规详情的那些，例如淤浆聚合体系10的插入阀和连接管线/导管。

将来自催化剂进料罐12的催化剂或催化剂和稀释剂送入导管40用泵42泵送入环管反应器14。在本专业中，适合的催化剂是大家熟悉的。例如，可使用氧化铬/载体例如氧化硅催化剂，例如在Hogan和Banks的US 2825721中公开的，在这里作为参考并入。此外，也可使用本专业中大家熟悉的其他聚烯烃催化剂(例如齐格勒催化剂、金属茂催化剂)。

所述的淤浆聚合体系10还包含一个单体进料口38。将单体例如乙烯送入环管反应器14。正如所示，另外一些导管和管线也可将单体和/或稀释剂送入环管反应器14，或结合在管线4 6中，用于输送新鲜乙烯和稀释剂循环料的合并物流。可将单体、稀释剂、催化剂和任何其他进料在一个或多个位置送入环管反应器14。

正如图1所示，环管反应器14可包含多个与水平元件50(或弯曲连接元件)整体构成的竖直元件48。为了使反应器14内的传热最大，竖直元件48之间的距离优选最小。因此，水平元件50可能有最短的长度。另一方面，水平元件50可取消，以致竖直元件48送入弯曲连接元件连接。另一方面，环管反应器可为基本上水平的，没有任何竖直元件。较长的元件48优选有换热器套管49。竖直元件48和水平元件50(或弯曲连接元件)确定环管反应段。正如图1所示，环管反应段可包含或多或少的竖直元件48和相应的水平元件50。此外，环管反应器可竖直或水平取向(例如送入图1中的反应器14旋转90度)，或完全水平，而没有竖直元件。连接元件50可有任何形状或形式，连接竖直元件48和使流体在其中流动。

叶轮位于环管反应器14中，以便使淤浆循环。叶轮用马达47驱动。叶轮位于竖直元件48和水平元件50确定的环管反应段的内部。叶轮47可操作，以便使含有液体稀释剂和固体烯烃聚合物颗粒的流体淤浆送入环管反应器14循环。

含有液体稀释剂和固体烯烃聚合物颗粒的中间产物淤浆借助连续取料设备52从环管反应器14中取出。连续取料设备52在US 6239235中公开，在这里作为参考并入。正如图1所示，淤浆聚合体系10可包含或多或少的连续取料设备52(和相应的导管和闪蒸管线加热器16)。例如，可使用一个、两个、三个或更多个连续取料设备52。此外，连续取料设备52可切线安装在弯曲元件上。连续取料设备52可安装在环管反应器14的任何地方。另一方面，沉降支管可与连续取料设备52一起使用或代替它。

当流体淤浆作为中间产物淤浆从环管反应器14中取出时，将中间产物淤浆从连续取料设备52送入闪蒸管线54，后者形成将淤浆的取出部分送入下游加工设备的第一流体通道。闪蒸管线54可在至少一部分闪蒸管线54周围装有闪蒸管线加热器16。闪蒸管线加热器16装有加热的流体(例如水蒸汽)，对闪蒸管线54的物料提供间接加热，以致送入闪蒸管线54的中间产物淤浆被加热。优选的是，将中间产物淤浆这样加热，以致至少大部分液体稀释剂被汽化，从而得到稀释剂蒸汽和闪蒸管线后的淤浆。闪蒸管线后的淤浆包含固体聚合物颗粒和较少量液体稀释剂(与中间产物淤浆相比)。另一方面，闪蒸管线后的淤浆可这样加热，以致较少量液体稀释剂被汽化。优选的是，中间产物淤浆当进入闪蒸气体分离器18时在闪蒸管线54中加热，以致基本上所有液体稀释剂在闪蒸管线54内被汽化(“闪蒸”)。“闪蒸”常常随中间产物淤浆送入连续取料设备52和闪蒸管线54时出现。优选的是，中间产物淤浆在闪蒸管线54中加热，使稀释剂液体完全汽化，以致排放到闪蒸气体分离器18的固体和蒸汽不含液体。

在一些使用闪蒸管线加热器16的体系中，一些或全部稀释剂(或其他液体介质)在送入闪蒸气体分离器18以前在闪蒸管线54中闪蒸，闪蒸气体分离器18可称为“闪蒸室”或“中压闪蒸室”。这些术语仍经常用于闪蒸管线后的罐，在那里汽化的稀释剂与聚合物固体分离。如果全部或基本上全部稀释剂在闪蒸管线中汽化，那么“闪蒸罐”或“闪蒸室”仍使用，即使在闪蒸罐中可能有很少闪蒸或没有闪蒸。在有较高压力下的闪蒸管线排放和没有下游干燥设备的现在设计中，打算设计闪蒸管线在进入闪蒸罐时有很小或没有压降，基本上所有液体在进入容器以前汽化。

在中间产物淤浆送入闪蒸管线54以后，将生成的闪蒸管线后的蓬松物和汽化的稀释剂送入闪蒸气体分离罐或闪蒸气体分离室18。闪蒸气体分离器18优选处于中压，低于反应器中的压力，而高于下游设备的压力。优选的是，闪蒸气体分离器18处于这样的压力，以致分离的闪蒸气体(或大多数或大部分)可送入换热冷凝，而不需压缩。在闪蒸气体分离器18中，大部分稀释剂、未反应的单体和重组分形成蒸汽物流(闪蒸气体)，它们上升到闪蒸气体分离器18的顶部，而“蓬松物”落到闪蒸气体分离器18的底部。蓬松物包含固体聚合物，它可能有微量的或少量夹带的稀释剂。

蓬松物可送入第二闪蒸气体分离器(例如低压闪蒸室)。两段闪蒸体系在US 4424341中公开，在这里作为参考并入。另一方面，蓬松物可从第一闪蒸室的底部送入冲洗塔24。(冲洗塔24可跟随第二闪蒸室)。另一方面，蓬松物可送入输送干燥器，然后进入冲洗塔，正如在US4501885中公开的，在这里作为参考并入。在冲洗塔24中使氮气送入固体聚合物颗粒(蓬松物)，将聚合物颗粒中夹带的稀释剂与蓬松物分离。氮气将夹带的稀释剂和/或液体稀释剂取出，从而留下基本上不含夹带稀释剂的固体聚合物颗粒。然后将固体聚合物沉积、收集、从冲洗塔24的底部排出或取出。

然后将氮气和取出的稀释剂从冲洗塔24的顶部排出到异丁烷/氮气回收单元(INRU)28。INRU在冲洗塔中加工从蓬松物脱除的蒸汽。INRU送入将稀释剂蒸汽冷凝成液体的方法将氮气与稀释剂蒸汽分离。在一种情况中，INRU有时作用象重组分脱除体系，冷凝相对小量的闪蒸气体和将液体送入重组分塔。INRU 28使氮气与稀释剂和其他烃类分离。然后将氮气送入氮气返回管线60返回冲洗塔24。可将分离的稀释剂和其他烃类返回循环罐30，最终返回环管反应器14。另一方面，可将来自INRU28的一些或全部液体送入重组分塔32。INRU用来生产含有在冲洗塔中脱除的基本上所有烃类(但不是固体聚合物颗粒)的液体产物。

将在闪蒸管线54中和/或在闪蒸气体分离器18中汽化的蒸汽物流(在这里也称为第一蒸汽物流)送入蒸汽脱除管线56送入重组分脱除体系20。蒸汽脱除管线56包含一系列过滤器和组件，例如袋式过滤器，用于从蒸汽物流中过滤聚合物细颗粒，以便防止细颗粒进入重组分脱除体系20。例如，对于适合的聚乙烯法，蒸汽物流主要为异丁烷稀释剂，但蒸汽物流稀释剂也含有重组分，例如1-己烯共聚单体和其他有6个或更多碳原子的烃类。蒸汽物流还可含有轻质烃类，例如乙烷和乙烯。

图2为例证性重组分脱除体系20的说明。重组分脱除体系20送入蒸汽脱除管线56与闪蒸气体分离器18的顶部流体连通。在图2所示的设备中，重组分脱除体系20包含一个第一冷凝器62、一条旁路管线63、一个旁路阀64、一个静态混合器66、一个液体收集罐68、一个温度控制器70、一个液位控制器72、一个泵74、一个流量控制器76和一个流量控制阀78。

设计和/或设定重组分脱除体系20，以致使少量液体从第一蒸汽物流中冷凝。将一部分闪蒸气体(换句话说，第一部分第一蒸汽物流)送入冷凝器62，后者使所述部分中一些冷凝成液体。当来自冷凝器62的液体与旁路送入冷凝器62(换句话说，第一蒸汽物流的第二部分)的相对热的闪蒸气体接触时，一些液体再次汽化，留下残留数量的液体和大量闪蒸气体。将液体和闪蒸气体送入液体收集罐68。静态混合器66可用于确保液体收集罐68中适宜的接触、迅速再汽化和平衡条件。可在流量控制器76上设定流速。液体收集罐68中的液位由冷凝器62产生的液体量来决定。如果收集罐68中的液位上升，温度控制器70调节到更高的温度，以减少冷凝器62产生的液体量。相反，如果收集罐68中的液位下降，液位控制器72起作用使温度控制器70上的温度设定点下降，从而使更大的流量送入冷凝器62，以便产生更多的液体。因此，液位控制器调节温度控制器，以便产生与流量控制器设定的所需液体数量相匹配的液体数量。这就为控制从第一蒸汽物流中冷凝的液体数量提供了有效和相对容易的方法。

正如图1看出的，重组分脱除体系20的冷凝器62是除闪蒸气体冷凝器84外的冷凝器。重组分脱除体系20通常用于使来自蒸汽脱除管线的全部蒸汽(换句话说，第一蒸汽物流)中相对少量蒸汽冷凝。例如，重组分脱除体系20可冷凝(换句话说，形成液体)来自蒸汽脱除管线的全部蒸汽(换句话说，第一蒸汽物流)中少至约1％或更少的蒸汽。人们可能希望设定第一冷凝器冷凝的第一蒸汽物流的数量最大。例如，重组分脱除体系20可设定到冷凝至多约10％、另一方面至多约5％、另一方面至多约4％、另一方面至多约3％的第一蒸汽物流。冷凝器62可冷凝约0.1至约15％闪蒸气体。冷凝器62冷凝的数量可比重组分脱除体系20产生的液体大5倍。

重组分脱除体系20得到比蒸汽物流中有更高百分数重组分的液体。例如，收集罐68中的液体可含蒸汽物流中的至少约1％、另一方面至少约5％、另一方面至少约10％的重组分。具体地说，预期重组分脱除体系在脱除大部分低聚物方面是特别有效的，例如脱除蒸汽物流中至少约2％、另一方面至少约10％、另一方面至少约20％的低聚物。即使重组分脱除体系不从要循环到聚合反应器的液体介质中脱除所有的重组分，它也送入防止过量的重组分在循环介质中积累提供了重大的效益。

在重组分浓缩的液体可称为重组分液体。将重组分液体送入重组分塔，在那里可将重组分从工艺过程中除去。因此，重组分在闪蒸气体中的浓度下降。

本方法和体系得到比在循环稀释剂物流中可积累的重组分要少的循环稀释剂物流。这一体系可与直接循环法一起起作用，使大多数稀释剂冷凝并直接循环回反应器，而不送入脱除重组分和轻组分的分馏塔。在直接循环法中，希望仅仅一部分循环稀释剂送去分馏，在那里可排出重组分和可除去轻组分和产生不含烯烃的稀释剂。由于仅仅一部分循环稀释剂送入分馏，所以分馏塔可能相对小。

正如图2所示，冷凝器62与蒸汽脱除管线56流体连通，并在静态混合器66上游。旁路阀64安装在旁路管线63中，以致旁路阀64可选择性开启和关闭旁路管线63，从而控制送入旁路管线63的蒸汽流量。液体收集罐68在静态混合器66下游。稀释剂循环管线80与液体收集罐68流体连通，并将液体收集罐68与循环罐30相连。旁路阀64可与温度控制器70信号相连，后者安装在稀释剂循环管线70内。此外或另一方面，旁路阀可与液位控制器72信号相连，后者位于液体收集罐68内。温度控制器70和液位控制器72可借助中央处理单元或其他逻辑单元或主控制器配合。温度控制器70和液位控制器72将信号传给旁路阀64，使旁路管线63根据重组分脱除体系20内的温度和液位条件开启或关闭。这一控制图示能自动控制，在液体收集罐68中得到所需的液体量。

液体收集罐68的底部与重组分输送管线82流体连通，它接收来自液体收集罐68的重组分浓缩的液体。泵74可在重组分输送管线82中，它提供足够的力来使重组分浓缩的液体送入重组分输送管线82移动到重组分塔32。可借助中央处理单元或其他逻辑单元或主控制器配合的流量控制器76可在泵74的下游，并与流量控制阀78信号相连，它可选择性使重组分输送管线82开启和关闭。流量控制阀78可与流量控制器76一起操作。根据重组分送入重组分输送管线82的流速，流量控制器76可将控制信号送给流量控制阀78，以便使重组分输送管线82开启或关闭。

重组分脱除体系20用于生产相对富含重组分的液体物流。一旦重组分或一部分重组分被脱除，就可将稀释剂循环回环管反应器14。重组分脱除体系20不必脱除所有的重组分。相反，重组分除体系20可只脱除小部分的重组分，以便将重组分可能的积累限制到相对低的水平。特别是，重组分脱除体系可限制低聚物的积累。

这样配置重组分脱除体系20，以便生产在第一蒸汽物流中所含的重组分相对浓缩的液体。打算将至少一部分或大部分来自第一蒸汽物流的重组分送入重组分输送管线82。例如，由于第一蒸汽物流旁路的结果，约98％的第一蒸汽物流可仍为蒸汽，换句话说仅产生小部分液体。将一部分第一蒸汽物流送入冷凝器，在那里该部分的全部或大部分转变成液体。这一较冷的液体与旁路送入冷凝器的较热气体合并，将这一液体和蒸汽混合物送入静态混合器66。静态混合器确保液体和蒸汽很好混合，以致可迅速产生基本上平衡的条件。

基本上平衡的条件指在液体收集罐中的液体和蒸汽有基本上相同的温度，一部分液体汽化来实现这一点。然后可将气体送入收集罐，在那里液体和蒸汽最初混合但也分离。当闪蒸气体冷凝和再汽化时，重组分在液体中留在收集罐的底部。

输送到冷凝器62中的第一蒸汽物流的量被控制，以便在液体收集罐68中产生所需量的液体。旁路送入的热蒸汽和从冷凝器62中冷凝-冷却的液体然后送入静态混合器66混合。温度控制器70可将信号给旁路阀64，以便根据稀释剂循环管线80中稀释剂蒸汽的温度开启或关闭到所需程度。

闪蒸气体蒸汽和冷凝的液体混合在一起形成混合物以后，将混合物送入液体收集罐68。液体收集罐68将含有较高浓度重组分的液体与稀释剂蒸汽分离。希望减少或避免在液体收集罐中有压力或温度梯度。

可定期或有时用收集罐上的液位控制器重新设定温度控制器70。如果收集罐中的液位低于液位设定点，那么控制器送一个信号使温度控制器的设定点下降，它反过来送一个信号使旁路阀关闭到所需的程度和强制更多的流量送入冷凝器，以便产生更多的液体。相反，如果收集罐中的液位高于液位设定点，那么液位控制器送一个信号使温度控制器的设定点升高，它反过来送一个信号使旁路阀开启到所需的程度和减少送入冷凝器的流量，以便使生成的液体减少。当流量控制器的设定点改变时，流量控制阀开启或关闭，以便产生所需的流量，而流量的这一变化反映罐中液位的变化，液位控制器对冷凝的液体数量的变化起作用。

将重组分浓缩的液体从液体收集罐68送入重组分输送管线82并用泵74泵入重组分塔32。根据要产生的所需数量液体给流量控制阀78信号以便开启或关闭流量控制阀78的方法，用流量控制器76监测和控制液体送入重组分输送管线82的液体流量。例如，如果操作人员希望得到1500公斤/小时液体，那么就希望输入这样的数字作为流量控制器的设定点。液体最终送入重组分塔32。

再次参考图1，重组分塔32将液体介质和轻组分与重组分分离。然后将在重组分塔32中取出的稀释剂(换句话说，液体介质)送入轻组分塔34，在那里脱除轻组分，从而得到基本上纯的稀释剂，然后将它送入不含烯烃贮罐36并泵送入催化剂进料罐12或泵送入循环罐30，然后将它泵送入环管反应器14。

将稀释剂循环管线80中的稀释剂蒸汽送入闪蒸气体冷凝器84，它可冷凝或液化稀释剂。一些含有相对高浓度的轻组分的稀释剂可仍为蒸汽。将物流送入循环罐30，它作为一个蒸汽-液体分离罐，而液体送入循环处理器26直接返回环管反应器14。将有相对较高轻组分浓度的蒸汽送去分馏，在那里排出轻组分，1-己烯和己烷被回收或排出，辛烷和更重的化合物被排出，而不含烯烃的稀释剂(通常为异丁烷)被回收。

图3为另一包含新型重组分脱除体系的淤浆聚合体系11的图示说明。正如图3所示，轻组分脱除管线86可为一送入重组分塔32测进入的蒸汽管线。因为蒸汽管线86含有少量己烷，所以希望将它送入重组分塔，由于所有的己烷必需从轻组分塔排出。此外，有一从INRU 28延伸的液体产物管线90。INRU用来作为液体回收氮气和烃类(稀释剂)。液体产物管线90可分支，一个分支连接到重组分塔32，而另一分支连接到循环罐30。用这一方法，液体可送到重组分塔32和/或循环罐30。此外，除了催化剂混合罐12以外，送入不含烯烃贮存单元36的不含烯烃的产物还可泵送回循环罐30。

因此，本发明提供一种在淤浆聚合法中循环液体介质的更有效体系和方法。本发明提供一种改进的重组分脱除体系和方法，与以前的体系相比，它从要循环到反应器的液体介质中脱除更大数量的重组分。提供一种直接循环体系，其中反应器流出物(稀释剂和其他烃类)中的大部分或全部液体与蓬松物分离，冷凝和循环回反应器，而不需经纯化(分馏)步骤。其他体系基本上使所有稀释剂蒸汽(反应器流出物)送入分馏(纯化步骤)，在那里所有的重组分化合物都可分离出。在直接循环体系中，希望排出重组分以及轻组分，因此它们不会在过程中浓缩和损害反应器和产品。因此在直接循环法中，一些循环稀释剂(换句话说，反应器流出物烃类)仍在小型纯化(分馏)段中处理，以便产生一些纯(不含烯烃)的稀释剂，用作催化剂稀释剂，以及排出一些重组分和轻组分，以便防止不正常的积累或浓缩。由于仅分馏小部分稀释剂循环料，分馏塔可较小。直接循环分馏塔可从循环液体滑流进料或送入INRU液体产物而送入本重组分脱除体系得到的液体进料，重组分的浓度被很好控制，换句话说，对于相同的分馏进料速率来说，循环料中的重组分浓度较低。

当INRU不操作，以致可生产不含烯烃的稀释剂用于催化剂浆化时，所公开的本体系和方法还可给分馏(重组分和轻组分塔)进料。

虽然已参考某些实施方案描述了本发明，但熟悉本专业的技术人员应当认识到，在不违背本发明范围的条件下可作出各种变化和可替代各种等价物。此外，在不违背本发明范围的情况下，可作出许多改变来使具体的情况或材料适合本发明的公开内容。所以，打算不将本发明限制到所公开的具体实施方案，而本发明将包括在附后权利要求书的范围内的所有实施方案。

Claims (34)

1.一种用于淤浆聚合液体介质的回收和纯化体系，所述的体系包含：

一个一端与淤浆聚合反应器连接的第一流道；

一个与第一流道的另一端相连的用于分离在液体介质中含有固体聚合物颗粒的蒸汽物流的闪蒸气体分离器；

一个连接在闪蒸气体分离器顶部的用于输送来自闪蒸气体分离器的蒸汽物流的蒸汽脱除管线；

一个蒸汽脱除管线下游的第一冷凝器；

一个第一冷凝器下游的收集罐；

一个为冷凝器到收集罐的一部分蒸汽物流提供旁路的蒸汽旁路管线；

一个用于控制送入蒸汽旁路管线的蒸汽流量的旁路阀；

一个在收集罐底部的液体输送管线；

一个在收集罐顶部的蒸汽循环管线；

一个与蒸汽循环管线流体连通的第二冷凝器；以及

一个将第二冷凝器的出口与淤浆聚合反应器相连的第二流道。

2.根据权利要求1的回收和纯化体系，其中旁路阀与收集罐下游的温度控制器和收集罐内的液位控制器中的至少一个信号相连。

3.根据权利要求2的回收和纯化体系，其中液位控制器与温度控制器信号相连，而温度控制器与旁路阀信号相连。

4.根据权利要求1的回收和纯化体系，还包含连接在液体输送管线另一端的重组分塔。

5.根据权利要求4的回收和纯化体系，还包含沿液体输送管线安装的流量控制器。

6.根据权利要求4的回收和纯化体系，还包含沿液体输送管线安装的用于将液体送入重组分塔的泵。

7.根据权利要求1的回收和纯化体系，还包含一个在第一冷凝器下游并与它流体连通的静态混合器，而静态混合器在收集罐上游并与它流体连通。

8.根据权利要求1的回收和纯化体系，还包含一个沿第二冷凝器下游稀释剂循环管线安装的循环罐。

9.根据权利要求1的回收和纯化体系，还包含一个与闪蒸气体分离器流体连通以便接收来自闪蒸气体分离器的固体聚合物颗粒的冲洗塔。

10.一种使淤浆聚合反应器取出的液体介质循环的方法，所述的方法包含：

将含有液体介质和固体聚合物颗粒的淤浆与第一蒸汽物流分离，其中所述的蒸汽物流至少包含所述的介质和重组分；

将第一部分第一蒸汽物流在第一冷凝段中冷凝，生成第一液体；

将第二部分第一蒸汽物流送入收集段，而不送入第一冷凝段；

将第二液体和第二蒸汽物流在液体收集段中分离；

将第二液体送入重组分纯化段；以及

将冷凝的介质循环到淤浆聚合反应器而不需分馏以除去重组分。

11.根据权利要求10的循环方法，还包含将第一液体和第二部分第一蒸汽物流在送入收集段以前混合到一起的步骤。

12.根据权利要求10的循环方法，其中除蒸汽物流外，分离步骤还生成含有夹带稀释剂的固体聚合物蓬松物，所述的方法还包含：

将来自闪蒸步骤的固体聚合物蓬松物送入冲洗段，其中冲洗段从固体聚合物蓬松物中取出夹带的稀释剂。

13.根据权利要求10的循环方法，其中第一蒸汽物流中至少约1％的重组分冷凝成第二液体。

14.根据权利要求10的循环方法，其中第一蒸汽物流中至少约5％的重组分冷凝成第二液体。

15.根据权利要求10的循环方法，其中第一蒸汽物流中至少约10％的重组分冷凝成第二液体。

16.根据权利要求10的循环方法，其中第一蒸汽物流中至少约2％的低聚物冷凝成第二液体。

17.根据权利要求10的循环方法，其中第一蒸汽物流中至少约10％的低聚物冷凝成第二液体。

18.根据权利要求10的循环方法，其中第一蒸汽物流中至少约20％的低聚物冷凝成第二液体。

19.根据权利要求10的循环方法，还包含测量液体收集段中的液体液位；以及根据测量的液位来控制蒸汽物流的冷凝。

20.一种用于操作淤浆聚合体系的方法，所述的方法包含以下步骤：

在聚合反应段中在液体介质中生成含有固体聚合物颗粒的淤浆；

从聚合反应段中取出一部分淤浆；

使液体介质汽化，生成至少含有介质和重组分的第一蒸汽物流；

使第一蒸汽物流与固体聚烯烃颗粒分离；

将第一部分第一蒸汽物流送入冷凝段，从而生成第一液体物流；

将第二部分第一蒸汽物流送入收集段，而不送入冷凝段；

在液体收集段中收集液体介质和第二部分；

将第二蒸汽物流在液体收集段中与第二液体物流分离；

将第二蒸汽物流冷凝并循环回聚合反应段，而不再进行重组分脱除处理；以及

将第二液体物流送去重组分脱除处理。

21.根据权利要求20的操作方法，其中液体介质为惰性稀释剂，而固体聚烯烃颗粒为聚乙烯。

22.根据权利要求20的操作方法，其中液体介质为丙烯，而固体聚烯烃颗粒为聚丙烯。

23.根据权利要求20的操作方法，还包含将固体聚合物颗粒送入冲洗步骤，在那里将夹带的稀释剂从固体聚烯烃颗粒中取出。

24.根据权利要求20的操作方法，还包含测量液体收集段中的液位，和根据测量的液位来控制第一蒸汽物流的冷凝。

25.根据权利要求20的操作方法，还包含将来自收集段的第二液体物流送入重组分分馏塔。

26.根据权利要求20的操作方法，还包含以下步骤：

测量液体收集段中蒸汽的温度；以及根据测量的温度来调节送入冷凝段的第一蒸汽物流的量。

27.根据权利要求20的操作方法，其中从收集段脱除的液体含有第一蒸汽物流中的至少约1％重组分。

28.根据权利要求20的操作方法，其中从收集段脱除的液体含有第一蒸汽物流中的至少约5％重组分。

29.根据权利要求20的操作方法，其中从收集段脱除的液体含有第一蒸汽物流中的至少约10％重组分。

30.根据权利要求20的操作方法，其中从收集段脱除的液体含有第一蒸汽物流中的至少约2％低聚物。

31.根据权利要求20的操作方法，其中从收集段脱除的液体含有第一蒸汽物流中的至少约10％重组分。

32.根据权利要求20的操作方法，其中从收集段脱除的液体含有第一蒸汽物流中的至少约20％重组分。

33.根据权利要求20的操作方法，其中从液体收集段脱除的基本上所有重组分以液体形式被脱除。

34.根据权利要求20的操作方法，其中将第二液体物流在液体收集段中保留足够长的时间，以便使重组分从蒸汽转变成液体。

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