高压聚乙烯产物的冷却

高压聚乙烯产物的冷却

发明领域

本发明涉及冷却在高压下制造的聚合物产物的系统与方法。

发明背景

高压聚合反应器广泛用于制造乙烯-基聚合物，且包括典型地在约1220至2000巴(122至200MPa)下操作的高压釜反应器和典型地在约2500至3100巴(250至310MPa)下操作的管式反应器。对于这两类反应器来说，通过结合主压缩机和辅助压缩机，将来自单体供应源的新鲜单体压缩到反应器压力，其中所述主压缩机将单体加压到中等压力，所述第二压缩机将单体与来自中等压力的单体一起加压到最终的反应器压力。这两类反应器生成主要含聚合物和未反应单体的产物混合物。该混合物典型地通过高压卸料阀离开反应器，然后进入分离系统，未反应单体在此与聚合物分离并循环到该工艺中。

可在高压工艺中制造各种乙烯-基聚合物。产乙烯-乙酸乙烯酯共聚物("EVA")可在高压反应器内生且常用于薄膜和其中透明度与光泽重要的其他应用中。在EVA中由乙酸乙烯酯共聚单体衍生的单元的重量百分比典型地从低至1wt％变化到高至40wt％，和其余部分的聚合物是乙烯-衍生的单元。

乙烯-基聚合物的聚合是高度放热的过程。反应起始温度，或者聚合开始时的温度可以是约120℃至约240℃。该工艺的放热性质可导致反应器内约160℃至约360℃的最大温度。因此，在产物混合物离开反应器之后需要冷却产物混合物，以限制聚合物分解并形成高分子量聚合物，以及提高单体回收率并在下游加工中获得良好的粒料切割物。

在现有技术中，通过将冷乙烯注入到来自反应器的产物混合物流体中，实现这一冷却。当产物混合物进入到分离系统内时，这会冷却产物混合物，从而促进产物相分离成富含聚合物的液相和富含单体的气体。然而，在可以注入冷乙烯之前，它必须要压缩到能实施这种注入的相对高压下。为了实现这一目的，将从主压缩机供应至辅助压缩机的组成乙烯流体中转移出(divert out of)所要求的冰冷的压缩乙烯流体。典型地，设定主压缩机的排放压力到至少等于辅助压缩机的抽吸压力的水平。这单独对主压缩机产生显著大的要求。然而，当转移来自主压缩机的乙烯以骤冷产物混合物时，必须设定主压缩机的排放压力到显著高于辅助压缩机抽吸压力的水平。这一设计显著增加主压缩机的能量和容量要求，并进而显著增加该工艺的成本与复杂度。

还通过在高压卸料阀下游和产物分离系统上游的产物冷却器实现这一冷却。然而，在常规的高压工艺中的EVA生产中，在产物冷却器位于高压卸料阀下游的情况下，已观察到聚合物内增加的凝胶水平和反应器系统增加的结垢倾向。当EVA产物包括适中或较高水平，例如等于或高于约6wt％的水平由乙酸乙烯酯共聚单体衍生的单元时，这尤其会如此。背景参考文献包括US 2007/032614，WO 2012/117039，和WO 2015/166297。

因此，需要冷却在高压工艺中冷却乙烯-基聚合物产物混合物的改进系统与方法。特别地，需要冷却在高压下制备的EVA产物混合物的改进系统与方法，尤其是能够在产物中最小化凝胶和在反应器系统内减少结垢的方法。

发明概述

本发明涉及生产乙烯-基聚合物的方法，该方法包括压缩乙烯单体到至少122MPa的压力，在反应器内使压缩的乙烯单体与催化剂接触，形成含乙烯-基聚合物的产物混合物，和冷却该产物混合物，和随后降低该产物混合物的压力。

本发明还涉及生产乙烯-基聚合物的系统，该系统包括适合于压缩乙烯单体到至少122MPa压力的压缩机系统，反应器，在反应器下游的高压卸料阀，和在反应器下游且在高压卸料阀上游的产物冷却器。

可在高压聚乙烯方法中，在生产乙烯-基聚合物中，使用本文公开的方法和系统。它们尤其可用于生产EVA，特别地当EVA产物包括等于或高于约6wt％水平的由乙酸乙烯酯共聚单体衍生的单元时。本文公开的方法和系统最小化EVA产物中的凝胶并减少反应器系统内的结垢。

本申请还涉及如下实施方案：

1.一种生产乙烯-基聚合物的方法，该方法包括：

a.压缩乙烯单体到至少122MPa的压力；

b.使压缩的乙烯单体与催化剂在反应器内接触，以形成含乙烯-基聚合物的产物混合物；和

c.冷却产物混合物和随后降低产物混合物的压力。

2.实施方案1的方法，进一步包括使乙烯单体和催化剂与乙酸乙烯酯共聚单体接触。

3.实施方案1或2的方法，其中使用主压缩机和辅助压缩机，和进一步包括将主压缩机的全部输出物供料到辅助压缩机中实现压缩。

4.实施方案1-3任何一项的方法，包括将产物混合物冷却至少约30℃。

5.实施方案1-4任何一项的方法，包括冷却产物混合物到小于200℃。

6.实施方案1-5任何一项的方法，包括将产物混合物的压力降低至少约50MPa。

7.实施方案1-6任何一项的方法，进一步包括将从反应器出口转移产物混合物的管道隔离。

8.实施方案1-7任何一项的方法，进一步包括控制产物混合物被冷却到的温度。

9.实施方案1-8任何一项的方法，其中产物冷却器内的产物混合物的速度为至少约20m/s。

10.实施方案1-9任何一项的方法，其中产物冷却器内产物混合物的速度为约20m/s至约40m/s。

11.实施方案1-10任何一项的方法，进一步包括使乙烯单体和催化剂与引发剂接触。

12.实施方案1-11任何一项的方法，进一步包括使乙烯单体和催化剂与改性剂接触。

13.实施方案1-12任何一项的方法，进一步包括从产物混合物中回收乙烯-基聚合物。

14.实施方案13的方法，其中所回收的乙烯-基聚合物包括至少约6wt％由乙酸乙烯酯共聚单体衍生的单元。

15.一种生产乙烯-基聚合物的系统，该系统包括：

a.适合于压缩乙烯单体到至少122MPa的压力的压缩机系统；

b.反应器；

c.反应器下游的高压卸料阀；和

d.反应器下游和高压卸料阀上游的产物冷却器。

16.实施方案15的系统，进一步包括从反应器出口转移产物混合物到产物冷却器入口的管道，其中该管道用夹套隔离。

17.实施方案16的系统，其中夹套适于蒸汽伴热。

18.实施方案15-17任何一项的系统，其中产物冷却器不适于蒸汽伴热。

19.实施方案15-18任何一项的系统，其中产物冷却器适于控制离开产物冷却器的产物混合物的温度。

20.实施方案15-19任何一项的系统，其中产物冷却器适于降低产物混合物的温度到小于200℃。

21.实施方案15-20任何一项的系统，其中产物冷却器适于降低产物混合物的温度至少约30℃。

22.实施方案15-21任何一项的系统，其中反应器是管式反应器或高压釜反应器。

23.实施方案15-22任何一项的系统，其中该系统进一步包括在高压卸料阀下游的分离系统。

24.实施方案23的系统，其中压缩机系统包括主压缩机和辅助压缩机，和其中该分离系统包括冷却进入到分离系统的产物混合物的骤冷系统，该骤冷系统包括泵，所述泵具有从主压缩机的排放物中接收至少一部分乙烯共聚单体的抽吸入口。

附图简述

图1图示了根据现有技术的乙烯聚合设备或装置。

图2图示了根据本发明实施方案的乙烯聚合设备或装置。

发明详述

在许多高压聚合工艺中，在反应器下游冷却聚合物产物混合物。典型地，聚合物产物混合物在相对高温，例如约160℃至360℃下离开反应器。若产物混合物在这一高温下离开，则聚合物可遭受热降解并形成非所需的副产物，例如碳，甲烷，乙炔和乙烷。另外，热量可消极地影响聚合物的性能，且聚合物在下游不可能很好地加工，例如它可能难以在挤出机操作中得到良好的粒料切割物。

高压乙烯-基聚合物反应器系统典型地包括在反应器下游的高压卸料阀。该产物混合物通过高压卸料阀离开反应器，且使用该阀门以控制反应器内的压力。在常规的高压乙烯-基聚合物工艺中，产物冷却器位于高压卸料阀的下游。高压卸料阀下游的压力低于反应器内部。这一减压引起产物混合物相分离成富含聚合物的液相和富含单体的气体。因此，在常规工艺中，产物混合物典型地在两相条件下进入到高压卸料阀下游的产物冷却器内。产物冷却器的尺寸必须提供保持在流体中分散聚合物的速度，以便聚合物没有粘附到冷却器壁上。

当在常规工艺，其中包括本文讨论的常规工艺中制造某些乙烯-基聚合物时，已观察到聚合物内增加的凝胶水平和反应器系统增加的结垢倾向。当在这些工艺中制造EVA时这特别地如此，和在许多情况下，当EVA产物包括适中或较高水平，例如等于或高于约6wt％水平由乙酸乙烯酯共聚单体衍生的单元时，该问题会恶化。本发明解决了这些问题。

根据本发明的方法牵涉冷却和然后随后降低来自高压反应器的产物混合物的压力。这与现有技术的方法相反，在现有技术的方法中，首先降低产物混合物的压力，然后冷却产物混合物。在本发明的方法中，冷却降低产物混合物的温度至少约10℃，20℃，30℃，40℃，60℃，80℃或100℃。冷却可降低产物混合物的温度到约140℃至约280℃的数值，例如冷却可降低产物混合物的温度到小于280℃，240℃，200℃，180℃，160℃或140℃。随后，可降低产物混合物的压力所需的数量，例如降低至少约50MPa，至少约100MPa或至少约150MPa。

在本发明的系统中，产物冷却器位于高压反应器的下游和高压卸料阀的上游。这与现有技术的方法相反，在现有技术的方法中，产物冷却器位于高压卸料阀的下游。在高压卸料阀的上游，产物混合物尚未相分离。换句话说，本发明中的产物混合物典型地在单相条件下而不是两相条件下进入到产物冷却器内。沿着产物冷却器的长度存在压降，这一压降强制产物混合物以所需的流速沿着产物冷却器流动。可通过增加产物冷却器的内径，降低针对给定生产量的压降，或者同样通过减少产物冷却器的内径来增加针对给定生产量的压降。

本发明的产物冷却器可采用与高压乙烯-基聚合物制造工艺中所使用的常规产物冷却器不同的产物混合物流速操作。在高压乙烯-基聚合物制造工艺中典型的产物冷却器具有小于约20m/s或大于45m/s的产物混合物流速，本发明的产物冷却器可具有至少约20m/s，22m/s，24m/s，26m/s，28m/s或30m/s的产物混合物流速。例如，产物冷却器可具有从低至约20m/s，23m/s，25m/s，27m/s，或30m/s到高至约30m/s，33m/s，35m/s，40m/s，或45m/s的产物混合物流速，其中包括本文公开的任何低和高的流速的任何组合。

本发明的产物冷却器将热量从产物混合物转移到冷却介质中，且使得能控制离开产物冷却器的产物混合物的温度。产物冷却器可以具有各种设计。例如，产物冷却器可包括具有冷却夹套的导管。产物冷却器也可包括具有逆流布局，具有加压密闭水系统或提供冷却介质的蒸汽生产的套管。在蒸汽生产的情况下，可闪蒸水以生产蒸汽，和可通过蒸汽压力来控制离开产物冷却器的产物混合物的温度。也可使用翅片管空气冷却器或其他合适的设计。

产物冷却器典型地具有范围为200m至500m或300m至450m的长度。例如，产物冷却器可具有至少200m的长度和至少60mm的内径。可设计产物冷却器，以最小化结垢。这部分通过选择内径来进行，所述内径足够小以在冷却器的长度上产生所需的压降。结果，实现在约20m/s至约45m/s范围内的速度，这提供高的传热速率和低结垢到不结垢。可通过因结垢导致的产物冷却器的热量流动阻力增加来量化本发明产物冷却器的抗结垢性。

产物冷却器可降低产物混合物的温度到约140℃至约280℃的数值。由于本发明的产物冷却器在高压卸料阀的上游，因此在高压卸料阀入口处产物混合物的温度可以显著小于产物冷却器入口处产物混合物的温度。例如，在高压卸料阀入口处产物混合物的温度可以比产物冷却器入口处产物混合物的温度低至少10℃，20℃，30℃，40℃，60℃，80℃，或100℃。另外或替代地，在高压卸料阀入口处产物混合物的温度可以小于280℃，240℃，200℃，180℃，160℃，或140℃。

本发明的产物冷却器可使用加压的密闭公用工程水回路。在启动或停工模式中，公用工程水可加热到高至200℃，和在正常操作期间可冷却到低至30℃。产物冷却器也可使用冷却水或通过蒸汽生成而回收热量。在冷却水情况下，水可以冷至15℃开始。在蒸汽生成情况下，炽热的公用工程水可施加在产物冷却器上，且在闪蒸鼓内生成蒸汽。可在启动和/或停工条件期间加热产物冷却器，以避免在聚合物生产期间产物冷却器的清洗。

将产物混合物从反应器出口转移到产物冷却器入口的管道可以隔离，例如用夹套隔离。典型地，夹套包括蒸汽伴热，和因此包括携带蒸汽的管子或小管道，它们平行且附着到待隔离的管道表面上。在采用夹套的情况下，在没有控制蒸汽压力情况下，施加在某一温度和压力下的蒸汽。与本发明的产物冷却器不同，这种夹套无法控制离开产物冷却器的产物混合物的温度，这是因为没有控制蒸汽压力。因此，具有蒸汽伴热的夹套式隔离管道不是本发明的产物冷却器。另外，在本发明的实施方案中，本发明的产物冷却器可能不包括蒸汽伴热。

在本发明范围内的是，使用在高压卸料阀上游的产物冷却器和具有冷乙烯气体的骤冷器(quench)的组合，在反应器下游提供产物冷却。骤冷可牵涉在产物混合物进入到分离系统内之前，将冷的压缩乙烯注入到产物混合物中。可从第一压缩机供应至第二压缩机的组成乙烯流体中转移骤冷所使用的冷的压缩乙烯，并注入到恰好在分离系统上游或者在反应器下游另一合适位置处的产物混合物内。骤冷系统也可包括在反应器下游的泵，该泵具有抽吸入口，所述抽吸入口接收来自主压缩机排放的至少一部分乙烯单体，正如美国专利No.8,906,312中所描述的，在本文中通过参考将其全文引入。

本发明的系统和方法也可在没有冷乙烯气体骤冷情况下操作。例如，可仅仅借助在高压卸料阀上游的产物冷却器，实现产物冷却。在这一设计中，主压缩机的全部输出物可供料到辅助压缩机中。换句话说，乙烯没有从主压缩机的排放物中转移且被注入回到反应器下游的工艺中。在没有冷乙烯气体骤冷情况下的操作可以是有利的，因为它可减少对主压缩机的要求和/或减少所需的设备量和总的操作成本二者。

在根据本发明的系统中，高压卸料阀位于产物冷却器的下游。进入到高压卸料阀内的产物混合物的压力可以等于离开反应器的产物混合物的压力或在其附近。高压卸料阀显著降低产物混合物的压力。例如，高压卸料阀可降低产物混合物的压力至少约50MPa，至少约100MPa或至少约150MPa。

已观察到，与常规方法相比，本发明的系统和方法降低乙烯-基聚合物产物内的凝胶水平。它们还减少或消除反应器系统结垢的倾向。这些系统和方法可以尤其用于生产EVA，特别地当EVA产物包括等于或高于约6wt％水平由乙酸乙烯酯共聚单体衍生的单元时。

聚合工艺

本文中所使用的术语"单体"是指乙烯和乙烯与一种或多种共聚单体的任何混合物。适合于在高压下与乙烯共聚的共聚单体包括乙烯基醚例如乙烯基甲基醚和乙烯基苯基醚，烯烃例如丙烯，1-丁烯，1-辛烯和苯乙烯，乙烯基酯例如乙酸乙烯酯，丁酸乙烯酯和戊酸乙烯酯，卤代烯烃例如氟乙烯和偏二氟乙烯，丙烯酸类酯例如丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸酯，其他丙烯酸类或甲基丙烯酸类化合物，例如丙烯酸，甲基丙烯酸，马来酸，丙烯腈和丙烯酰胺，和其他化合物例如烯丙基醇，乙烯基硅烷，和其他可共聚的乙烯基化合物。

本发明的系统和方法可用于制造乙烯均聚物和共聚物，例如EVA。典型地，共聚单体被加压并在一个或多个点处注入到辅助压缩机内。其他可能的共聚单体包括丙烯，1-丁烯，异丁烯，1-己烯，1-辛烯，其他低级α-烯烃，甲基丙烯酸，丙烯酸甲酯，丙烯酸，丙烯酸乙酯和丙烯酸正丁酯。本文提到"乙烯"应当理解为包括乙烯和共聚单体混合物，除了上下文暗含另一含义的情况以外。

改性剂

本文中所使用的术语"改性剂"是指加入到工艺中以控制所生产的聚合物的分子量和/或熔体指数的化合物。术语"链转移剂"与本文中所使用的术语"改性剂"可互换。本发明的方法可牵涉使用改性剂，通过促进链转移来控制产物聚合物的分子量。

链转移剂的实例包括四甲基硅烷，环丙烷，六氟化硫，甲烷，叔丁醇，全氟丙烷，氘代苯，乙烷，环氧乙烷，2,2-二甲基丙烷，苯，二甲亚砜，乙烯基甲基醚，甲醇，丙烷，2-甲基-3-丁烯-2-醇，乙酸甲酯，乙酸叔丁酯，甲酸甲酯，乙酸乙酯，丁烷，三苯基膦，甲胺，苯甲酸甲酯，苯甲酸乙酯，N,N-二异丙基乙酰胺，2,2,4-三甲基戊烷，正己烷，异丁烷，二甲氧基甲烷，乙醇，正庚烷，乙酸正丁酯，环己烷，甲基环己烷，1,2-二氯乙烷，乙腈，N-乙基乙酰胺，丙烯，正癸烷，N,N-二乙基乙酰胺，环戊烷，乙酸酐，正十三烷，苯甲酸正丁酯，异丙醇，甲苯，氢气，丙酮，4,4-二甲基戊烯-1，三甲胺，N,N-二甲基乙酰胺，异丁烯，异氰酸正丁酯，丁酸甲酯，正丁基胺，N,N-二甲基甲酰胺，二乙硫醚，二异丁烯，四氢呋喃，4-甲基戊烯-1，对二甲苯，对二噁烷，三甲胺，丁烯-2，1-溴-2-氯乙烷，辛烯-1，2-甲基丁烯-2，枯烯，丁烯-1，甲基乙烯基硫醚，正，2-甲基丁烯-1，乙苯，正十六烷，2-丁酮，异硫氰酸正丁酯，3-氰基丙酸甲酯，三正丁基胺，3-甲基2-丁酮，异，二-正丁基胺，甲酯，3-甲基丁烯-1，1,2-二溴乙烷，二甲胺，苯甲醛，氯仿，2-乙基己烯-1，丙醛，1,4-二氯丁烯-2，三正丁基膦，二甲基膦，氰基乙酸甲酯，四氯化碳，溴代，二正丁基膦，乙醛和膦。

改性剂在本发明中以最多5kg/吨聚乙烯，或0.5至5kg/吨聚乙烯，或1至5kg/吨聚乙烯，或2至5kg/吨聚乙烯，或3至5kg/吨聚乙烯，或4至5kg/吨聚乙烯的用量存在于本发明中。

关于改性剂的进一步细节，参见Advances in Polymer Science，第7卷，第386-448页(1970)。其中的表7以在设定条件下测定的链转移常数顺序排列了若干种转移剂。通过反应性(它也在设定条件下测定)表明共聚倾向。

可将改性剂以任何合适的方式加入到反应混合物中。例如，可将改性剂与引发剂一起注入到反应器内。例如，可将改性剂注入到辅助压缩机的抽吸或排放物内。例如，可将改性剂注入到进料至一个或多个辅助压缩机第一段气缸的入口管道内。在单次通过反应器的过程中，改性剂通常没有完全消耗。且通常还存在于返回至辅助压缩机的循环乙烯内。

引发剂

使用引发剂，引发自由基乙烯聚合工艺。许多合适的引发剂是已知的，其中包括，但不限于有机过氧化物引发剂。过氧化物例如是纯过氧化物。其他合适的引发剂包括过酯，例如双(2-乙基己基)过氧二碳酸酯，过(2-乙基)己酸叔丁酯，过戊酸叔丁酯，过新癸酸叔丁酯，过异丁酸叔丁酯，过-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯，过苯甲酸叔丁酯，和过氧化二烷基，其中包括过氧化二叔丁基，及其混合物。为了实现所需的反应动力学，可使用具有不同半衰期温度的若干种引发剂的共混物。

典型地在烃溶剂中，混合纯的过氧化物，然后在本文描述的注射位置处注入到反应器内。可使用任何合适的泵，例如液压驱动的活塞泵。

该方法可使用例如0.3kg至1.5kg引发剂/吨所生产的聚乙烯或0.3kg至小于0.7kg引发剂/吨聚乙烯。

清除剂

可通过原材料和润滑油，将自由基清除剂添加到该工艺中。例如，在制造EVA的工艺中，乙酸乙烯酯共聚单体可含有氢醌自由基清除剂。乙酸乙烯酯共聚单体可含有3至30ppm，3至24ppm，3至20ppm，14至30ppm，或14至24ppm的氢醌。可选择较高或较低的用量，这尤其取决于在工艺物流内存在的共聚单体的活性。

也可将新鲜的乙酸乙烯酯共聚单体注入到辅助压缩机的普通气缸和级间管道内。新鲜的乙酸乙烯酯典型地含有自由基清除剂，而通过该工艺循环进入的循环乙酸乙烯酯不含有自由基清除剂。因此，将新鲜的乙酸乙烯酯注入到普通的气缸内使得清除剂能更加均匀地分散在气缸和级间管道当中。

图1是根据现有技术的聚合装置1的示意图。聚合装置1包括供应新鲜乙烯到主压缩机3中的乙烯进料管线2。主压缩机的功能是加压新鲜乙烯到乙烯循环系统的压力以供进料到辅助压缩机中。主压缩机可以是单独加压乙烯到循环物流压力的单一压缩机，或者它可以是串联或并联的两个或更多个压缩机，将它们结合，加压新鲜乙烯到乙烯循环系统的压力。

从主压缩机3中排放的乙烯借助具有阀门4a的导管4流动到辅助压缩机5中。此外，进入到辅助压缩机5中的是新鲜改性剂和/或任选的共聚单体的物流和循环乙烯物流。通过单独的改性剂泵6，供应新鲜的改性剂物流。任何构造的压缩机拟在本发明公开内容的范围内，只要该构造适合于压缩单体到供应至反应器所需的压力即可。辅助压缩机可以是具有例如在压缩机框架内布置的6或8或更多个气缸且在压缩机框架的一个端部处具有通过电动机驱动的普通机轴的两段往复式压缩机。通常需要安装压缩机在为最小化振动而特别改造的地基上。

图1的辅助压缩机5压缩乙烯到供应至反应器所需的压力，并在五个物流8a，8b，8c，8d，和8e中排放压缩的乙烯。压缩的乙烯物流的数量和位置可随设计和操作标准而变化。在进入到管式反应器9的前端部之前，通过加热乙烯的蒸汽夹套(未示出)来加热物流8a。四个其余的乙烯侧物流8b，8c，8d，和8e作为侧物流各自进入反应器9内。将侧物流8b，8c，8d，和8e冷却。

还示出了具有六个引发剂入口10a至10f的管式反应器9，所述六个引发剂入口沿着反应器9在一定间隔处隔开且从引发剂混合和泵送站11中供料。引发剂入口的数量也可以变化。第一引发剂注入点10a恰好在反应器9的前端部的下游且界定第一反应区的启动。通过第一引发剂入口10a进入的引发剂与来自物流8a的炽热乙烯结合并开始聚合，从而升高乙烯的温度，当它向下行进通过管式反应器9时。当引发剂消耗时，温度升高，达到峰值，然后下降，且聚合速率开始下降。装配在反应器9上的加热/冷却夹套(未示出)冷却反应混合物。第一侧物流8b的进入进一步冷却反应混合物。第二引发剂的注射入口10b恰好在侧物流8b的进入点下游且界定第二反应区的启动。再次，当反应混合物沿着管式反应器9流动且在引发剂于第三引发剂入口10c(它界定第三反应区的启动)进入之前，第二侧物流8c的进入提供进一步快速冷却时，反应混合物的温度上升，达到峰值并下降。其余反应区是类似的，但进一步的乙烯侧物流是任选的。

管式反应器终止于高压卸料阀12处。高压卸料阀12控制管式反应器9内的压力。打开该阀门会降低反应器内的压力，而关闭该阀门会增加压力。沿着反应器的长度存在压降，所述压降强制产物混合物沿着反应器以所需的速度流动。在例如图1的现有技术的方法中，在高压卸料阀12直接下游处是产物冷却器13。在进入到产物冷却器13内时，产物混合物在相分离的状态中。它离开进入到高压分离器14内。来自高压分离器14的顶部气体流入到高压循环系统7内，在此冷却未反应的乙烯并返回到辅助压缩机5中。

富含聚合物产物的物流从高压分离器14的底部流动到低压分离器15内，从而从聚合物中分离几乎所有残留的乙烯。残留的乙烯转移到或者火炬(未示出)或者纯化单元(未示出)中，或者借助主压缩机3循环。熔融的聚合物从低压分离器15的底部流动到下游加工，例如到用于挤出、冷却和造粒的挤出机(未示出)中。

图2是根据本发明实施方案的聚合装置16的示意图。该聚合装置16包括来自主压缩机(未示出)且进入到辅助压缩机18内的乙烯进料管线17。辅助压缩机18压缩乙烯到供应至反应器所需的压力，并在四个物流19a，19b，19c，和19d中排放压缩的乙烯。在进入到管式反应器20的前端部内之前，通过蒸汽夹套(未示出)加热物流19a。三个其余的乙烯侧物流19b，19c，和19d作为侧物流各自进入到管式反应器20内并在进入之前冷却。

在任何数量的注入点(未示出)处，添加引发剂到管式反应器20中。也可使用一种或多种改性剂，并在任何合适的位置(未示出)处注入到该工艺中。产物混合物离开管式反应器20并在管式反应器20的直接下游和高压卸料阀24的上游进入到产物冷却器21内。产物冷却器可以是单一的产物冷却器，如图2所示，或者两个或更多个产物冷却器。产物冷却器21具有新鲜的冷却水的进入点22和使用过的冷却水的离开点23。

冷却的产物混合物离开产物冷却器21并流经高压卸料阀24。在离开高压卸料阀24时，产物混合物进入到高压分离器26内，来自高压分离器26的顶部气体借助导管27流入到高压循环系统(未示出)内，在此将气体内未反应的乙烯冷却并返回到辅助压缩机18中。富含聚合物产物的物流从高压分离器26的底部借助导管28流入到低压分离器29内，从而从聚合物中分离几乎所有残留的乙烯。残留的乙烯借助导管30转移到或者火炬(未示出)或者纯化单元(未示出)中或者循环到主压缩机(未示出)中。熔融聚合物从低压分离器29底部借助导管31流动到下游加工，例如到用于挤出、冷却和造粒的挤出机(未示出)中。

实施例

在商业规模的高压聚合反应器系统中注意到下述观察结果。

第一商业规模的聚合反应器系统类似于图1描述的现有技术的系统，和因此具有在高压卸料阀下游的产物冷却器。在各种聚合物等级中观察到差的凝胶性能，其中包括含量范围占全部聚合物约9至约20wt％的由乙酸乙烯酯共聚单体衍生的聚合物单元的四个等级的EVA。观察到差的凝胶性能与产物冷却器的操作模式无关，例如与产物冷却器是否使用冷却水、蒸汽等无关。

第二商业规模的聚合反应器系统类似于图2中描述的系统，和因此具有在根据本发明实施方案的高压卸料阀上游的产物冷却器。使用这一反应器系统生产具有19wt％由乙酸乙烯酯共聚单体衍生的聚合物单元的EVA等级。气体/EVA产物混合物在约217℃下离开反应器，并在约192℃的温度下进入到在反应器直接下游的产物冷却器中。在反应器出口和产物冷却器入口之间的管道用供应有约140℃和3巴的低压蒸汽的夹套隔离。使用起始温度为145℃的公用工程水，在产物冷却器中冷却该产物混合物到约178℃。视需要，通过使用为实现低温，例如低至30℃而设计的闭合的公用工程水回路，在本发明范围内可以实现显著较大程度的冷却。冷却的产物混合物在约1860巴表压的压力下进入到高压卸料阀中，并在约315巴表压的压力下离开高压卸料阀。观察到所生产的聚合物具有低的凝胶水平，很好地在各种商业应用可接受的范围内。

当然，关于本文列出的各种范围，任何列举的上限可与所选子范围的任何下限结合。

本文中提到的所有专利和出版物，其中包括优先权文献和测试工序在此通过参考全文引入。

尽管详细地描述了本文描述的方法和系统及其优点，但应当理解，可在没有脱离下述权利要求定义的本文描述的本发明精神和范围的情况下，做出各种变化，替代和改变。

相关申请的交叉参考

本申请是中国申请201680051849.9的分案申请。本申请要求2015年9月11日提交的U.S.S.N.62/217,369，和2015年11月23日提交的EP 15195757.8的权益，其公开内容在本文中通过参考全文引入。