用于使聚合物脱挥发分的链式蒸发器

用于使聚合物脱挥发分的链式蒸发器

技术领域

本公开内容涉及从聚合物熔体去除挥发物的设备和方法。在一方面，本公开内容更具体地涉及包括多个脱挥发分板的脱挥发分容器。

背景

脱挥发分技术由一系列气-液闪蒸步骤组成，其在反应器中聚合物的合成之后从溶液回收聚合物。聚合物溶液可以包括聚合物、溶剂、未反应的单体、低聚物和其它轻质分子。为了实现从聚合物充分除去溶剂、未反应的单体、低聚物和其它轻质分子(统称作“挥发物”)，在脱挥发分容器内在脱挥发分温度和压力下使聚合物溶液经受时间和表面更新。从聚合物去除挥发物是复杂的任务，因为溶剂和单体可以从粘性本体聚合物产物缓慢扩散，使得难以在对聚合物无害的温度和压力下去除溶剂和/或单体。因此，需要改进的脱挥发分方法和设备来从溶液回收聚合物。

概述

在至少一种实施方案中，脱挥发分容器包括两组的一个或多个脱挥发分板。将聚合物溶液引导至第一组的最上板的第一分布器位于第一组得一个或多个脱挥发分板以及第二组得一个或多个脱挥发分板上方。第二分布器位于第二组的一个或多个脱挥发分板上方和第一组脱挥发分板的最下板下方。在这个实例中，第一分布器经配置使第一聚合物溶液流过第一组的一个或多个脱挥发分板和流过第二组的一个或多个脱挥发分板和第二分布器经配置使第二聚合物溶液流过第二组的一个或多个脱挥发分板。

在另一实施方案中，脱挥发分容器包括第一组的一个或多个脱挥发分板和第二组的一个或多个脱挥发分板。第一组的一个或多个脱挥发分板的每个板具有位于板的中心区域的第一组孔并具有位于板的边缘区域的第二组孔。板的边缘区域的第二组孔中每个的直径大于板的中心的第一组孔中每个孔的直径。分布器位于第一组和第二组的一个或多个脱挥发分板两者上方。例如，分布器经配置引导第一聚合物溶液流过第一组的一个或多个脱挥发分板并然后流过第二组的一个或多个脱挥发分板。分布器还经配置引导第二聚合物溶液流过第一组的一个或多个脱挥发分板，绕过第二组的一个或多个脱挥发分板。

在至少一种实施方案中，复合脱挥发分板包括具有第一多个孔的第一子板和具有与第一多个孔相等数量的相同尺寸和形状的孔的第二子板。与第一板平行并邻近定位第二子板，并且取向使得两个板的中心线对齐。相对于第二板放置一个板导致具有较小(相对于完全对齐的情况)和可调节复合孔开口的脱挥发分板，其由两个子板中的孔之间部分偏离所致。

在至少一种实施方案中，形成聚合物的方法包括形成具有第一粘度的第一聚合物溶液和形成具有第二粘度的第二聚合物溶液。方法包括在使共混的聚合物溶液流动至脱挥发分容器前混合两种溶液。方法包括在脱挥发分容器中从共混的聚合物溶液去除挥发物以形成最终脱挥发分的聚合物熔体。

在至少一种实施方案中，聚合系统包括串联或并联操作的一个或多个反应器。也串联或并联操作的一个或多个脱挥发分容器与反应器连接。最终脱挥发分容器包括两组的一个或多个脱挥发分板。分布器经配置提供通过两组脱挥发分板的第一流动通路。分布器还经配置提供通过要么第一组的一个或多个脱挥发分板要么第二组的一个或多个脱挥发分板的第二流动通路。造粒机与脱挥发分容器连接。

附图简要描述

为了可详细地理解本公开内容的上述特征的方式，可以通过参考实施方案获得上面简要概述的公开内容的更具体的描述，其中一些实施方案在附图中示出。然而，应注意附图仅说明本公开内容的典型实施方案并因此不认为是限制其范围，因为本公开内容可以承认其它同等有效的实施方案。

图1是说明聚合系统的某些实施方案的示意图。

图2是说明脱挥发分容器的某些实施方案的示意图。

图3是说明图2的第一组的一个或多个脱挥发分板和第二组的一个或多个脱挥发分板的某些实施方案的示意图。

图4是说明脱挥发分容器的某些其它实施方案的示意图。

图5是说明图4的第一组的一个或多个脱挥发分板和第二组的一个或多个脱挥发分板的某些其它实施方案的示意图。

图6A是说明复合脱挥发分板的某些实施方案的示意图。

图6B是说明复合脱挥发分板的某些实施方案的示意图。

图6C是说明复合脱挥发分板的某些实施方案的示意图。

图6D是说明复合脱挥发分板的某些实施方案的示意图。

为了促进理解，在可能的情况下使用了同一附图标记以表示附图中共同的同一要素。涵盖了在一种实施方案中公开的要素可以有利地用于其它实施方案而不用具体叙述。

详述

现在以下将更详细地描述一些实施方案，包括具体实施方案、变体和实施例，但是本公开内容不限于这些实施方案、变体或实施例，当本专利中的信息与可获得的信息和技术结合时，包括这些实施方案、变体或实施例以使本领域普通技术人员能够实施和使用实施方案。

以下限定了本文所用的各种术语。如果以下未限定权利要求中使用的术语，应赋予该术语相关领域技术人员赋予该术语的最宽泛的定义，如在一个或多个印刷出版物或公布专利中所反映的。

在至少一种实施方案中，聚合物制造方法包括形成具有特定粘度的聚合物溶液。方法包括使这种聚合物溶液流过脱挥发分容器以从聚合物去除挥发物。脱挥发分容器包括经设计以在宽粘度范围内实现聚合物的脱挥发分的多个脱挥发分板。聚合物溶液通过脱挥发分板的停留时间取决于聚合物熔体粘度。例如，较高粘性聚合物溶液的停留时间长于较低粘性聚合物溶液的停留时间。

图1是说明聚合系统10的某些实施方案的示意图。聚合系统包括反应段20、脱挥发分段30和造粒段40。反应段20包括一个或多个聚合反应器22。反应段20可以制备多个等级的聚合物或聚合物共混物(统称作聚合物(一种或多种))。聚合反应器22可以串联、环流和/或并联布置以产生聚合物。

多个等级的聚合物通常通过改变聚合条件在不同的时间顺序产生。例如，可以改变以下聚合条件中的一个或多个以产生不同的聚合物等级：单体进料、共聚单体进料、催化剂进料、惰性溶剂进料、聚合温度、聚合压力、聚合产物料流的循环、聚合物产物料流的共混和/或其它合适的聚合条件。将不同聚合物等级的不同聚合物溶液从反应段20送至脱挥发分段30。

反应段20与脱挥发分段30流体连接。将聚合物作为聚合物溶液从反应段20送至脱挥发分段30。脱挥发分段30包括一个或多个脱挥发分容器32以从聚合物溶液去除挥发物。聚合物中的过量挥发物可以影响本体聚合物性质和最终用途制造方法以及最终产物。在某些实施方案中，脱挥发分容器32从多个聚合物等级去除挥发物。在某些实施方案中，在一个或多个脱挥发分容器32和造粒段40之间的挤出机仅是任选的，因为脱挥发分段30以可接受的水平去除了挥发物。例如，脱挥发分容器32可以与造粒机直接连接，而在它们之间没有挤出机。

脱挥发分段30与造粒段40连接。将不同聚合物等级的不同聚合物熔体从脱挥分发段30送至造粒段40。造粒段40包括造粒机42。造粒机42可以是水下造粒机、冷切造粒机、热切造粒机或其它类型的造粒机。在某些实施方案中，造粒机42是水下造粒机，其提供均匀大小粒料同时维持最终使用者期望的聚合物性质。

图2是说明脱挥发分容器100的某些实施方案的示意图。脱挥发分容器100包括腔室102。腔室102通常以柱形形成，但是它可以为经配置提供负压环境的任何其它形状。腔室102容纳第一组的一个或多个脱挥发分板110A-B和第二组的一个或多个脱挥发分板120A-B。脱挥发分板110A-B的数量和每个之间的距离可以变化。脱挥发分板120A-B的数量和每个之间的距离可以变化。

腔室102为包含具有宽范围的零剪切粘度的纯的聚合物熔体的聚合物溶液的脱挥发分提供期望的温度和压力环境。例如，腔室102可以包括热交换流体入口104和热交换流体出口106用于使热交换流体流过腔室102来控制腔室温度。热交换流体可以包括水、水溶液、油(例如烃例如矿物油、煤油、己烷、戊烷等)和合成介质。腔室102可以包括电阻加热元件(未显示)以控制腔室的温度。

脱挥发分容器100包括第一分布器130和第二分布器140。第一分布器130引导第一聚合物溶液131通过第一组的一个或多个脱挥发分板110A-B并通过第二组的一个或多个脱挥发分板120A-B。第二分布器140引导第二聚合物溶液142通过第二组的一个或多个脱挥发分板120A-B，绕过第一组的一个或多个脱挥发分板110A-B。流过第一分布器130的第一聚合物溶液131具有比通过第二分布器140提供的第二聚合物溶液142更低的粘度。第一聚合物溶液131和第二聚合物溶液142在不同时间引入脱挥发分容器100。

经由第一组的一个或多个脱挥发分板110A-B并以较小程度通过第二组的一个或多个脱挥发分板120A-B从第一聚合物溶液131去除挥发物。与不具有板的容器100的情况相比，第一组的一个或多个脱挥发分板110A-B和第二组的一个或多个脱挥发分板120A-B提供充足的停留时间和聚合物溶液表面更新，从而增强来自第一聚合物熔体131的挥发物质量传输。在某些实施方案中，在每个脱挥发分板110A-B、120A-B上第一聚合物溶液的停留时间为约20秒-30分钟，例如1分钟-15分钟。在某些实施方案中，在第一组板110A-B的每个脱挥发分板上第一聚合物溶液的停留时间长于在第二组板120A-B的每个脱挥发分板上第一聚合物熔体的停留时间。

经由第二组的一个或多个脱挥发分板120A-B从第二聚合物溶液142去除挥发物。与不具有板的容器100的情况相比，第二组的一个或多个脱挥发分板120A-B提供充足的停留时间和聚合物溶液表面更新，从而增强来自第二聚合物熔体142的挥发物质量传输。在某些实施方案中，在每个脱挥发分板120A-B上第二聚合物熔体的停留时间为约20秒-30分钟，例如1分钟-15分钟。

腔室102包括挥发物出口108。从第一组的一个或多个脱挥发分板110A-B和从第二组的一个或多个脱挥发分板120A-B蒸发的第一聚合物溶液131的挥发物通过挥发物出口108从腔室102排出。从第二组的一个或多个脱挥发分板120A-B蒸发的第二聚合物熔体142的挥发物也通过挥发物出口108从腔室102排出。低压源(未显示)例如真空源可以与挥发物出口108连接以增强挥发物从聚合物和从腔室102的排出。收集系统例如冷凝系统可以与挥发物出口108连接以收集挥发物用于处理、用于回收或再循环。

腔室102包括聚合物出口109来收集脱挥发分的第一聚合物熔体131或脱挥发分的第二聚合物熔体142。聚合物出口109可以将脱挥发分的聚合物送至聚合系统中的其它组件例如造粒机、挤出机或其它系统组件。在某些实施方案中，聚合物出口109将脱挥发分的聚合物送至泵，其随后将聚合物熔体输送到造粒机。

图3是说明图2的第一组的一个或多个脱挥发分板110A-B和第二组的一个或多个脱挥发分板120A-B的某些实施方案的示意图。

在某些实施方案中，脱挥发分板110A-B、120A-B中每个包括边沿以形成具有合适深度以容纳聚合物溶液的容器或托盘。例如，托盘的深度可以为约500mm-约1000mm。在具有边沿的脱挥发分板的某些实施方案中，可以操作脱挥发分容器使得聚合物熔体没有流过板的边缘。在具有边沿的脱挥发分板的某些实施方案中，可以操作脱挥发分容器使得聚合物熔体溢出板的边沿。例如，可以操作脱挥发分容器使得聚合物熔体溢出板的边沿并流下脱挥发分容器，从而至另一板或至脱挥发分容器底部。

脱挥发分板110A-B中每个具有多个孔112并且脱挥发分板120A-B中每个具有多个孔122。孔112和孔122可以为任何合适形状，例如圆形、椭圆形、矩形、狭缝或它们的组合。脱挥发分板中每个的孔112数和孔122的数量可以是相同的或可以变化(例如独立地选择脱挥发分板110A-B、120A-B中每个的孔数)，但是通常优化使最终产物挥发物含量最小。与大尺寸孔的孔122相比，孔112是小尺寸孔，这意味着孔112的直径和/或横截面积小于孔122的直径和/或横截面积。例如，脱挥发分板110A-B的孔112的直径可以小于约20mm，例如约5mm-约10mm，和脱挥发分板120A-B的孔122的直径可以大于约20mm，例如约25mm-50mm。

在使用期间，第一聚合物溶液131流过第一组的一个或多个脱挥发分板110A-B的小尺寸孔112并流过第二组的一个或多个脱挥发分板120A-B的大尺寸孔122。第二聚合物溶液142绕过第一组的一个或多个脱挥发分板110A-B并流过第二组的一个或多个脱挥发分板120A-B的大尺寸孔122。

在某些实施方案中，第一聚合物131的熔体粘度小于第二聚合物142的熔体粘度。在某些实施方案中，第一聚合物131具有低熔体粘度和第二聚合物142具有高熔体粘度。在某些实施方案中，第一聚合物131具有较低熔体粘度例如500cP-15,000cP的粘度。在某些实施方案中，第二聚合物142具有较高熔体粘度例如1g/10min-500g/10min的熔体流动速率。

在某些方面，低粘度第一聚合物溶液131比高粘度第二聚合物溶液142流过更多脱挥发分板。例如，低粘度第一聚合物溶液131流过多个脱挥发分板和高粘度第二聚合物溶液142流过脱挥发分板的子组。低粘度第一聚合物溶液131比高粘度第二聚合物溶液142更快流过第二组的脱挥发分板120A-B。将第一组的脱挥发分板110A-B加入低粘度第一聚合物熔体131的流动路径以提高脱挥发分容器100中的停留时间和聚合物溶液表面更新，其与单独使用第二组的脱挥发分板120A-B相比增强了挥发物去除。

在某些实施方案中，来自第一脱挥发分板110A的孔112A和来自第二脱挥发分板110B的孔112B偏离，使得聚合物熔体没有直接从第一脱挥发分板110A的孔112A通过第二脱挥发分板110B的孔112B落下。术语“偏离”意为一个脱挥发分板的孔的形状、尺寸和/或位置与另一脱挥发分板的形状、尺寸和/或位置不一致。一个脱挥发分板的孔可以通过具有一个或多个不同的形状、尺寸或位置属性与另一脱挥发分板的孔偏离。第一脱挥发分板110A的偏离孔112A和第二脱挥发分板110B的孔112B提高聚合物溶液在第二脱挥发分板110B上的停留时间，由此提高挥发物从聚合物熔体的去除。

在某些实施方案中，来自第一脱挥发分板120A的孔122A和来自第二脱挥发分板120B的孔122B偏离，使得聚合物溶液没有直接从第一脱挥发分板120A的孔122A通过第二脱挥发分板120B的孔122B落下。第一脱挥发分板120A的孔122A和第二脱挥发分板120B的孔122B的偏离提高了聚合物熔体在第二脱挥发分板120B上的停留时间，由此提高从聚合物溶液的挥发物去除。

在某些实施方案中，图2的脱挥发分容器100的第一分布器130和第二分布器140提供低粘度第一聚合物溶液131和高粘度第二聚合物溶液142的单独的入口，以控制脱挥发分容器100内每个聚合物溶液的流动路径。第一聚合物溶液131和第二聚合物溶液142具有不同流动路径通过脱挥发分容器100。脱挥发分容器100可以通过在脱挥发分容器100内提供足够停留时间以去除充足水平的挥发物从而处理具有不同粘度的不同聚合物等级。低粘度第一聚合物溶液131流过脱挥发分板110A-B的小尺寸孔112和脱挥发分板120A-B的大尺寸孔122。高粘度第二聚合物溶液142仅流过脱挥发分板120A-B的大尺寸孔122。在某些实施方案中，高粘度第二聚合物溶液142绕过第一组的脱挥发分板110A-B以避免阻塞第一组的脱挥发分板110A-B的孔112。

图4是说明脱挥发分容器的某些其它实施方案的示意图。如图4中显示，脱挥发分容器200包括腔室202。腔室202通常以柱形形成，但是它可以为经配置提供负压环境的任何其它形状。腔室202容纳第一组的一个或多个脱挥发分板210A-B和第二组的一个或多个脱挥发分板220A-B。大体上，本公开内容的脱挥发分容器中脱挥发分板的数量和脱挥发分板中每个之间的距离可以变化。例如，脱挥发分板210A-B(和/或220A-B)中每个之间的距离可以是相同的或不同的。

腔室202提供期望的温度和压力环境以使包含具有宽范围的纯零剪切粘度的纯的聚合物熔体的聚合物溶液脱挥发分。例如，腔室202可以包括热交换流体入口204和热交换流体出口206，用于使热交换流体流过腔室202来控制腔室温度。热交换流体可以包括水、水溶液、油(例如烃例如矿物油、煤油、己烷、戊烷等)和合成介质。腔室202可以包括电阻加热元件(未显示)以控制腔室温度。

脱挥发分容器200包括分布器230。分布器230引导第一聚合物溶液231和第二聚合物溶液242在不同的时间通过第一组的一个或多个脱挥发分板210A-B。第一聚合物231通常具有比第二聚合物242更低的熔体粘度。

与不含有板的容器202的情况相比，第一组的一个或多个脱挥发分板210A-B为板210A-B上的第一聚合物溶液231和第二聚合物溶液242提供充足的停留时间和聚合物溶液表面更新，从而增强挥发物从聚合物的闪蒸。

第一聚合物溶液231从第一组的一个或多个脱挥发分板210A-B流动至第二组的一个或多个脱挥发分板220A-B。第二组的一个或多个脱挥发分板220A-B为板220A-B上的第一聚合物231提供额外的停留时间和聚合物溶液表面更新，用于挥发物从聚合物的额外闪蒸。从第一组的一个或多个脱挥发分板210A-B和第二组的一个或多个脱挥发分板220A-B蒸发来自第一聚合物溶液231的挥发物。

在不同时间期间第二聚合物溶液242从第一组的一个或多个脱挥发分板210A-B流动至脱挥发分容器200的底部，从而绕过第二组的一个或多个脱挥发分板220A-B。从第一组的一个或多个脱挥发分板210A-B蒸发来自第二聚合物溶液242的挥发物。

腔室202包括挥发物出口208。从第一组的一个或多个脱挥发分板210A-B和从第二组的一个或多个脱挥发分板220A-B蒸发的来自第一聚合物溶液231的挥发物通过挥发物出口208从腔室202排出。从第一组的一个或多个脱挥发分板210A-B蒸发的第二聚合物溶液242的挥发物也通过挥发物出口208从腔室202排出。低压源(未显示)例如真空源可以与挥发物出口208连接以增强从腔室202排出挥发物。收集系统例如冷凝系统可以与挥发物出口208连接以收集挥发物用于处理、用于回收或再循环。

腔室202包括聚合物出口209来收集第一聚合物熔体231和第二聚合物熔体242。聚合物出口209可以将脱挥发分的聚合物熔体送至聚合系统中的其它组件例如造粒机、挤出机或其它系统组件。在某些实施方案中，聚合物出口209将脱挥发分的聚合物熔体送至泵，其随后将聚合物熔体输送到造粒机。

图5是说明图4的第一组的一个或多个脱挥发分板210A-B和第二组的一个或多个脱挥发分板220A-B的某些其它实施方案的示意图。

在某些实施方案中，脱挥发分板210A-B和220A-B中每个包括边沿以形成具有合适深度以容纳聚合物熔体溶液的托盘。例如，托盘的深度可以为500mm-约1000mm。在脱挥发分托盘的某些实施方案中，可以操作脱挥发分容器，使得聚合物熔体没有流过托盘边缘。在脱挥发分托盘的某些实施方案中，可以操作脱挥发分容器使得聚合物熔体溢出托盘边沿。例如，可以操作脱挥发分容器使得聚合物熔体溢出板的边缘/边沿并流下脱挥发分容器，从而至另一板或至脱挥发分容器底部。

脱挥发分板210A-B中每个具有多个孔212并且脱挥发分板220A-B中每个具有多个孔222。孔212和孔222可以为任何合适形状例如圆形、椭圆形、矩形、狭缝或它们的组合。脱挥发分板中每个上的孔212数和孔222数可以是相同的或可以变化。

第一组的脱挥发分板210A-B的孔212包括大尺寸孔212L和小尺寸孔212S。在某些实施方案中，大尺寸孔212L在脱挥发分板210A-B的边缘区域和小尺寸孔212S在脱挥发分板210A-B的中心区域。例如，孔212S的直径和/或横截面积小于孔212L的直径和/或横截面积。例如，脱挥发分板210A-B的孔212S的直径可以小于约20mm，例如约5mm-约10mm，和脱挥发分板210A-B的孔212L的直径可以大于约20mm，例如约25mm-50mm。

第二组的一个或多个脱挥发分板220A-B具有比第一组的脱挥发分板210A-B更小的外周长。脱挥发分板210A-B的中心区域中的小尺寸孔212S定位在第二组的一个或多个脱挥发分板220A-B上方。脱挥发分板210A-B的边缘区域处的大尺寸孔212L定位超过第二组的一个或多个脱挥发分板220A-B的外边缘。第二组的一个或多个脱挥发分板220A-B的孔222可以是小尺寸孔例如具有小于约20mm、例如约5mm-约10mm的直径的孔。

第一聚合物溶液231主要流过小尺寸孔212S而不是第一组的一个或多个脱挥发分板210A-B的大尺寸孔212L。然后，第一聚合物溶液231从第一组的一个或多个脱挥发分板210A-B流动至第二组的一个或多个脱挥发分板220A-B并流过第二组的一个或多个脱挥发分板220A-B的孔222。可以以某一速率引入第一聚合物溶液231使得第一聚合物溶液231不流动至大尺寸孔212L。

第二聚合物溶液242主要流过大尺寸孔212L而不是第一组的一个或多个脱挥发分板210A-B的小尺寸孔212S。例如，第二聚合物溶液242可以以低速率流过小尺寸的孔212S并可以以大流速流过大尺寸的孔212L。然后，第二聚合物溶液242主要从第一组的一个或多个脱挥发分板210A流动至脱挥发分容器的底部，从而绕过第二组的一个或多个脱挥发分板220A-B。脱挥发分板210A-B的边缘区域处的大尺寸孔212L定位超过第二组的一个或多个脱挥发分板220A-B的外边缘。

在某些实施方案中，与第一聚合物溶液231有关的聚合物具有比与第二聚合物溶液242有关的聚合物更低的零剪切熔体粘度。在某些实施方案中，第一溶液231中溶解的聚合物具有低的零剪切粘度例如500cP-15,000cP的粘度。在某些实施方案中，第二聚合物熔体242具有高粘度，例如1g/10min-500g/10min的熔体流动速率。

在某些方面，低粘度第一聚合物溶液231比高粘度第二聚合物熔体242流过更多脱挥发分板。例如，低粘度第一聚合物溶液231流过多个脱挥发分板和高粘度第二聚合物溶液242流过脱挥发分板的子组。

将第二组的脱挥发分板210A-B加入低粘度第一聚合物溶液231的流动路径以提高脱挥发分容器200中的停留时间和聚合物溶液表面更新。与仅使用第一组的脱挥发分板210A-B的情况相比，这增强了挥发物从聚合物的去除。

在某些实施方案中，来自第一脱挥发分板210A的孔212L和来自第二脱挥发分板210B的孔212L偏离，使得聚合物溶液没有直接从第一脱挥发分板210A的孔212L通过第二脱挥发分板210B的孔212L落下。一个脱挥发分板的孔可以通过具有一个或多个不同的形状、尺寸或位置属性与另一脱挥发分板的孔偏离。第一脱挥发分板210A的孔212L和第二脱挥发分板210B的孔212L的偏离提高聚合物溶液在第二脱挥发分板210B上的停留时间，由此提高从聚合物的挥发物去除。

在某些实施方案中，来自第一脱挥发分板210A的孔212S和来自第二脱挥发分板210B的孔212S偏离，使得聚合物溶液没有直接从第一脱挥发分板210A的孔212S通过第二脱挥发分板210B的孔212S落下。第一脱挥发分板210A的孔212S和第二脱挥发分板210B的孔212S的偏离提高聚合物溶液在第二脱挥发分板210B上的停留时间，由此提高从聚合物的挥发物去除。

在某些实施方案中，来自第一脱挥发分板220A的孔222A和来自第二脱挥发分板220B的孔222B偏离，使得聚合物溶液没有直接从第一脱挥发分板220A的孔222A通过第二脱挥发分板220B的孔222B落下。第一脱挥发分板220A的孔222A和第二脱挥发分板220B的孔222B的偏离提高聚合物溶液在第二脱挥发分板220B上的停留时间，由此提高从聚合物的挥发物去除。

在某些实施方案中，图4的脱挥发分容器200的分布器230提供低粘度第一聚合物溶液231和高粘度第二聚合物溶液242的相同入口。通过第一组的一个或多个脱挥发分板210A-B的不同大小的孔212提供通过脱挥发分容器200中的脱挥发分板的单独的流动路径。脱挥发分容器200可以通过在脱挥发分容器200内提供足够停留时间和聚合物溶液表面更新以去除充足水平的挥发物从而处理具有不同粘度的不同聚合物等级。低粘度第一聚合物溶液231流过第一组的一个或多个脱挥发分板210A-B和第二组的一个或多个脱挥发分板220A-B。

高粘度第二聚合物溶液242主要流过脱挥发分板210A-B的大尺寸孔212L。高粘度第二聚合物溶液242绕过第二组的脱挥发分板220A-B并流动至脱挥发分容器200的底部。

图6A-D是说明复合脱挥发分板300的某些实施方案的示意图。图6A是第一位置的脱挥发分板300的顶视图和图6C是第二位置的脱挥发分板300的顶视图。图6B是通过图6A的面A-A的脱挥发分板300的横截面视图。图6D是通过图6C的面B-B的脱挥发分板300的横截面视图。脱挥发分板300可以用于图2的脱挥发分容器100、图4的脱挥发分容器200或其它合适的容器。

如图6AD中显示，脱挥发分板300包括具有第一多个孔312(为了方便说明在图中显示一个孔)的第一子板310并包括具有第二多个孔322(为了方便说明在图中显示一个孔)的第二子板320。第二子板320位于第一子板310下方并邻近第一子板310。第一子板310和第二子板320可以以间隔开的关系定位或可以与彼此滑动接触。在某一些实施方案中，第一子板310和第二子板320具有等数量的具有相同尺寸和形状的孔。

如图6A和6B中显示，在第一位置，第一子板310的第一多个孔312和第二子板320的第二多个孔322对齐。对齐的孔312、322形成通过脱挥发分板300的大的开孔330。如图6C和6D中显示，在第二位置，第一子板310的第一多个孔312和第二子板320的第二多个孔322最低限度地部分对齐。一个子板的孔可以通过具有一个或多个不同的形状、尺寸或位置属性与另一子板的孔偏离。偏离的孔312、322形成通过脱挥发分板300的小孔开口340。第一子板310和第二子板320可可逆地设置在第一位置和第二位置，以控制由第一子板310的孔312和第二子板320的孔322形成的孔开口的尺寸。在某些方面，可通过相对彼此旋转或侧向位移来调节具有一定粘度的某一聚合物熔体的复合脱挥发分板300的孔开口的尺寸。第一位置的复合脱挥发分板300的大尺寸的通孔330具有比第二位置的复合脱挥发分板300的小尺寸的孔开口340更大的直径。例如，大尺寸的通孔330可以具有直径大于约20mm，例如约25mm-50mm。例如，小尺寸的通孔340可以具有直径小于约20mm，例如约5mm-约10mm。

如图6A-D中显示，第一子板310和第二子板320形状是圆形。在某些实施方案中，第一子板310或第二子板320可相对于第二板旋转，以使脱挥发分板300处于第一位置或具有较小孔开口的其它位置。在其它实施方案中，第一子板和第二子板成型为矩形、网格或其它多边形形状，其中第一板和第二板可对齐从而产生第一位置的最大孔尺寸并通过一个板相对于第二板的横向和旋转运动到其它较小的复合孔开口。

可以分别在图1、2、4的脱挥发分容器32、100、200或另一合适的容器中进行聚合物溶液的脱挥发分，使用图2-6的脱挥发分板110A-B、120A-B、210A-B、220A-B、300或其它合适的脱挥发分板或它们的组合。可使用容器和脱挥发分板的相同组合以使包含具有低或高的零剪切熔体粘度的纯聚合物的聚合物溶液脱挥发分。低粘度聚合物溶液含有具有低的零剪切熔体粘度例如500cP-15,000cP粘度的聚合物。高粘度聚合物溶液含有具有高的零剪切熔体粘度例如1g/10min-500g/10min的熔体流动速率的聚合物。可以将聚合物熔体以任何合适的进料温度例如100℃-250℃、例如145℃-220℃的进料温度引入脱挥发分容器。可以将聚合物熔体以任何合适的进料压力例如100psig-1,000psig、例如300psig-700psig的进料压力引入脱挥发分容器。可以将脱挥发分容器的内部温度维持在任何合适的温度，例如在100℃-250℃、例如145℃-210℃的温度下。可以将脱挥发分容器的内部压力维持在任何合适的低压力，例如在小于大气压力、例如从零至50托的压力下。

聚合物熔体的聚合物产物可以是弹性体、热塑性塑料、热塑性弹性体或其它类型的聚合物。每种聚合物产物可以包含任何聚烯烃例如聚丙烯、基于丙烯的聚烯烃、聚乙烯、基于乙烯的聚烯烃、聚苯乙烯或它们的组合。聚烯烃可以是任何聚合的烯烃，例如通过一种或多种单体包括取代或未取代的C2-C40α-烯烃的聚合形成的聚烯烃。单体可以形成第一和/或第二聚合物溶液的一部分。单体的实例包括乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、壬烯、癸烯、十一碳烯、十二碳烯、降冰片烯、环戊烯、环庚烯、环辛烯、环十二碳烯、氧杂降冰片烯、它们的取代衍生物、它们的异构体、它们的类似物、和它们的混合物。每种聚合物熔体可以还包含一种或多种二烯烃单体。二烯烃单体的实例包括丁二烯、戊二烯、己二烯、庚二烯、辛二烯、壬二烯、癸二烯、十一碳二烯、十二碳二烯、十三碳二烯、十四碳二烯、十五碳二烯、十六碳二烯、十七碳二烯、十八碳二烯、十九碳二烯、二十碳二烯、二十一碳二烯、二十二碳二烯、二十三碳二烯、二十四碳二烯、二十五碳二烯、二十六碳二烯、二十七碳二烯、二十八碳二烯、二十九碳二烯、三十碳二烯、环戊二烯、5-乙烯基-2-降冰片烯、降冰片二烯、5-乙叉基-2-降冰片烯、二乙烯基苯、二环戊二烯、和它们的混合物。

在某些实施方案中，在聚合过程期间可以存在惰性溶剂。溶剂可以形成部分第一和/或第二聚合物溶液。惰性溶剂的实例包括直链、支链、环状、无环的、卤化的或芳族烃和它们的混合物。直链和支链的烃的实例包括异丁烷、丁烷、戊烷、异戊烷、己烷、异己烷、庚烷、辛烷、十二烷和它们的混合物。环状和无环的烃的实例包括环己烷、环庚烷、甲基环己烷、甲基环庚烷和它们的混合物。卤化的烃的实例包括氟化的C4-C10链烷烃和氯苯。芳族化合物的实例包括苯、甲苯、均三甲苯和二甲苯。

在脱挥发分容器中，容器含有多个脱挥发分板，例如图2-6的脱挥发分板110A-B、120A-B、210A-B、220-A-B、310、320，其它合适的脱挥发分板或它们的组合。脱挥发分板如下来提供表面更新，使聚合物溶液混合和变形，以缩短挥发物从聚合物的扩散路径，这增强了挥发物物质传输。脱挥发分板可以为任何合适的形状，例如圆形、矩形、网格、多边形或它们的组合。脱挥发分板包括小和大尺寸孔。例如，小尺寸孔可以具有圆形形状并具有直径小于约20mm，例如直径约5mm-约10mm。例如，大尺寸孔可以具有圆形形状并具有直径大于约20mm，例如直径约25mm-约50mm。在某些实施方案中，在每个脱挥发分板上聚合物熔体的停留时间为约20秒-30分钟，例如1分钟-15分钟。

脱挥发分容器例如图2和4的脱挥发分容器100、200或其它合适的脱挥发分容器可以含有任何数量的脱挥发分板，例如图2-6的脱挥发分板110A-B、120A-B、210A-B、220-AB、310、320，其它合适的脱挥发分板或它们的组合。例如，脱挥发分容器100包括第一组的一个或多个脱挥发分板110A-B，例如1-10个具有小尺寸的孔112的板，并包括第二组的一个或多个脱挥发分板120A-B，例如1-10个具有大尺寸的孔122的板。例如，脱挥发分容器200包括第一组的一个或多个脱挥发分板210A-B，例如1-10个具有小尺寸的孔212S和大尺寸的孔212L的板，并包括第二组的一个或多个脱挥发分板120A-B，例如1-10个具有小尺寸的孔222的板。高粘度聚合物溶液例如具有熔体流动速率1g/10min-500g/10min的聚合物熔体主要流过大尺寸孔。低粘度聚合物熔体例如具有粘度500cP-15,000cP的聚合物熔体流过小尺寸孔并可以任选还流过大尺寸孔。

脱挥发分容器可以脱挥发两种具有不同粘度的不同的聚合物熔体，而无需在脱挥发分容器的操作期间改变脱挥发分板。改变来自脱挥发分容器的脱挥发分板可以包括将脱挥发分容器排空至大气并冷却容器，以安全处理已经安装在脱挥发分容器中的脱挥发分板。改变来自脱挥发分容器的脱挥发分板导致脱挥发分容器的和聚合物体系的不期望的停工期。在某些实施方案中，引入脱挥发分容器的聚合物熔体(例如第一聚合物熔体和/或第二聚合物熔体)包含80重量％-99重量％例如85重量％至97重量％的聚合物含量，基于聚合物熔体的重量。

在某些实施方案中，具有多个脱挥发分板的脱挥发分容器用于聚合系统中，例如图1的聚合系统10或其它合适聚合系统。在某些实施方案中，聚合物熔体离开脱挥发分容器，具有挥发物含量为5,000ppm或更少，例如1,500ppm或更少或例如1,000ppm或更少。在某些实施方案中，脱挥发分容器与造粒机连接，而在脱挥发分容器和造粒机之间没有挤出机。

在至少一种实施方案中，形成聚合物的方法包括在不同时间形成具有第一粘度的第一聚合物熔体和形成具有第二粘度的第二聚合物熔体。例如，第一聚合物熔体具有比第二聚合物熔体更高的粘度。第一聚合物熔体和第二聚合物熔体在不同的时间流动至脱挥发分容器。在不同的时间在脱挥发分容器中从第一聚合物熔体和第二聚合物熔体去除挥发物，以形成脱挥发分的第一聚合物熔体和脱挥发分的第二聚合物熔体。脱挥发分容器包括多个脱挥发分板。第一聚合物熔体的流动路径比第二聚合物熔体的流动路径通过更多脱挥发分板。方法使用相同的脱挥发分容器形成不同等级的具有大范围粘度的聚合物。在至少一种实施方案中，脱挥发分容器包括两个分布器以单独向脱挥发分容器提供聚合物溶液。例如，将低粘度第一聚合物溶液经由第一分布器提供至容器，并且将较高粘度的第二聚合物溶液经由第二分布器提供至容器。

在另一实施方案中，脱挥发分容器包括分布器在不同的时间单独向脱挥发分容器提供两种聚合物溶液。脱挥发分容器可以包括至少一个具有小尺寸和大尺寸孔的脱挥发分板。例如，低粘度聚合物溶液主要流过脱挥发分板的小尺寸的孔。高粘度聚合物溶液主要流过脱挥发分板的大尺寸的孔。

脱挥发分容器和脱挥发分板提供具有低挥发物含量的脱挥发分的聚合物，而无需改变脱挥发分容器的脱挥发分板。在某些实施方案中，脱挥发分容器和脱挥发分板具有高的正常运行时间和生产率以产生不同粘度的一致的脱挥发分的聚合物产物。

实施方案列表

本发明除了别的之外提供以下实施方案，其每个可以被认为任选地包括任何供选择的实施方案。

条款1.脱挥发分容器，包含：

第一组的一个或多个脱挥发分板；

第二组的一个或多个脱挥发分板；

第一组的一个或多个脱挥发分板和第二组的一个或多个脱挥发分板上方的第一分布器；和

第二组的一个或多个脱挥发分板上方的第二分布器。

条款2.条款1或3至10中任一项的脱挥发分容器，其中第一分布器经配置提供第一聚合物溶液通过第一组的一个或多个脱挥发分板和通过第二组的一个或多个脱挥发分板；并且其中第二分布器经配置提供第二聚合物溶液通过第二组的一个或多个脱挥发分板。

条款3.条款1至2或4至10中任一项的脱挥发分容器，其中第一聚合物溶液通过第一组的一个或多个脱挥发分板和通过第二组的一个或多个脱挥发分板的流动路径长于第二聚合物溶液通过第二组的一个或多个脱挥发分板的流动路径。

条款4.条款1至3或5至10中任一项的脱挥发分容器，其中第一组的一个或多个脱挥发分板中每个板具有多个孔并且其中第二组的一个或多个脱挥发分板中每个板具有多个孔。

条款5.条款1至4或6至10中任一项的脱挥发分容器，其中第一组的一个或多个脱挥发分板的多个孔的直径小于第二组的一个或多个脱挥发分板的多个孔的直径。

条款6.条款1至5或7至10中任一项的脱挥发分容器，其中第一组的第一板的孔和第一组的第二板的孔彼此偏离。

条款7.条款1至6或8至10中任一项的脱挥发分容器，其中第二组的第一板的孔和第二组的第二板的孔彼此偏离。

条款8.条款1至7或9至10中任一项的脱挥发分容器，其中第一组的一个或多个脱挥发分板设置在第二组的一个或多个脱挥发分板上方。

条款9.条款1至8或10中任一项的脱挥发分容器，其中第二分布器进一步设置在第一组的一个或多个脱挥发分板下方和第二组的一个或多个脱挥发分板上方。

条款10.条款1至9中任一项的脱挥发分容器，其中第一组的一个或多个脱挥发分板的多个孔中每个的直径为约5mm-约10mm并且其中第二组的一个或多个脱挥发分板的多个孔中每个的直径为约25mm-50mm。

条款11.脱挥发分容器，包含：

第一组的一个或多个脱挥发分板，每个板具有：

板的中心区域处第一组的孔，第一组的孔的孔具有第一直径，和

板的边缘区域处第二组的孔，第二组的孔的孔具有第二直径，其中第二直径大于第一直径；

第二组的一个或多个脱挥发分板，每个板具有多个孔，其中第二组的一个或多个脱挥发分板在第一组的一个或多个脱挥发分板下方；和

第一组的一个或多个脱挥发分板和第二组的一个或多个脱挥发分板上方的分布器。

条款12.条款11或13至20中任一项的脱挥发分容器，其中分布器经配置使第一聚合物溶液流过第一组的一个或多个脱挥发分板和流过第二组的一个或多个脱挥发分板，并且分布器经配置使第二聚合物溶液流过第一组的一个或多个脱挥发分板从而绕过第二组的一个或多个脱挥发分板。

条款13.条款11至12或14至20中任一项的脱挥发分容器，其中分布器经配置在不同的时间使第一聚合物熔体和第二聚合物熔体流动。

条款14.条款11至13或15至20中任一项的脱挥发分容器，其中第一直径为约5mm-约10mm；和第二直径为约25mm-约50mm。

条款15.条款11至14或16至20中任一项的脱挥发分容器，其中第一组的一个或多个脱挥发分板的外直径大于第二组的一个或多个脱挥发分板的外直径。

条款16.条款11至15或17至20中任一项的脱挥发分容器，其中分布器经配置提供第一流动路径和不同于第一流动路径的第二流动路径。

条款17.条款11至16或18至20中任一项的脱挥发分容器，其中第一流动路径通过第一组的一个或多个脱挥发分板的第一组的孔并然后通过第二组的一个或多个脱挥发分板。

条款18.条款11至17或19至20中任一项的脱挥发分容器，其中第二流动路径通过第一组的一个或多个脱挥发分板的第二组的孔并绕过第二组的一个或多个脱挥发分板。

条款19.条款11至18或20中任一项的脱挥发分容器，其中第一组的一个或多个脱挥发分板设置在第二组的一个或多个脱挥发分板上方。

条款20.条款11至19中任一项的脱挥发分容器，其中第二组的一个或多个脱挥发分板的多个孔是小孔。

条款21.复合脱挥发分板，包含：

具有第一多个孔的第一子板；

邻近第一板设置的第二子板，该第二子板具有第二多个孔；和

第一子板和第二子板可定位在第一位置和第二位置，其中第一多个孔和第二多个孔在第一位置对齐，其中第一多个孔和第二多个孔在第二位置至少部分偏离。

条款22.条款21或23至28中任一项的复合脱挥发分板，其中第一板和第二板形状是圆形。

条款23.条款21至22或24至28中任一项的复合脱挥发分板，其中第一板可相对于第二板旋转。

条款24.条款21至23或25至28中任一项的复合脱挥发分板，其中第一板和第二板形状是矩形。

条款25.条款21至24或26至28中任一项的复合脱挥发分板，其中第一多个孔和第二多个孔的交叉在第一位置形成大尺寸开孔。

条款26.条款21至25或27至28中任一项的复合脱挥发分板，其中大尺寸开孔具有约25mm-约50mm的直径。

条款27.条款21至26或28中任一项的复合脱挥发分板，其中第一多个孔和第二多个孔在第二位置形成小尺寸开孔。

条款28.条款21至27中任一项的复合脱挥发分板，其中小尺寸开孔具有约5mm-约10mm的特征尺寸。

条款29.形成聚合物的方法，包括：

形成具有第一粘度的第一聚合物溶液；

形成具有第二粘度的第二聚合物溶液；

使第一聚合物溶液和第二聚合物溶液在不同的时间流动至脱挥发分容器；和

在不同的时间在脱挥发分容器中从第一聚合物溶液和第二聚合物溶液去除挥发物以形成脱挥发分的第一聚合物熔体和脱挥发分的第二聚合物熔体。

条款30.条款29或31至38中任一项的方法，其中第一聚合物熔体具有比第二聚合物熔体更低的纯粘度。

条款31.条款29至30或32至38中任一项的方法，其中从第一聚合物溶液和第二聚合物溶液去除挥发物包括：

使第一聚合物溶液流过多个脱挥发分板以从第一聚合物溶液去除挥发物；和

使第二聚合物溶液流过多个脱挥发分板的子组以从第二聚合物溶液去除挥发物。

条款32.条款29至31或33至38中任一项的方法，其中使第一聚合物溶液和第二聚合物溶液流动至脱挥发分容器包括使第一聚合物溶液流过第一分布器和使第二聚合物溶液流过第二分布器。

条款33.条款29至32或34至38中任一项的方法，其中使第一聚合物溶液和第二溶液流动至脱挥发分容器包括使用同一分布器使第一聚合物溶液和第二聚合物溶液流动。

条款34.条款29至33或35至38中任一项的方法，还包括造粒脱挥发分的第一聚合物熔体和脱挥发分的第二聚合物熔体。

条款35.条款29至34或36至38中任一项的方法，其中从第一聚合物溶液和第二聚合物溶液去除挥发物包括：

从第一分布器流出第一聚合物；

从第二分布器流出第二聚合物；

使第一聚合物溶液经由第一组的一个或多个脱挥发分板流过低粘度流动路径并然后流过第二组的一个或多个脱挥发分板；和

使第二聚合物溶液经由第二组的一个或多个脱挥发分板流过高粘度流动路径。

条款36.条款29至35或37至38中任一项的方法，其中高粘度流动路径绕过第一组的一个或多个脱挥发分板。

条款37.条款29至36或38中任一项的方法，其中从第一聚合物溶液和第二聚合物溶液去除挥发物包括：

使用相同的分布器使第一聚合物溶液和第二聚合物溶液流动；

使第一聚合物溶液在低粘度流动路径上流过第一组的一个或多个脱挥发分板并流过第二组的一个或多个脱挥发分板；和

使第二聚合物溶液经由第一组的一个或多个脱挥发分板流过高粘度流动路径。

条款38.条款29至37中任一项的方法，其中高粘度流动路径绕过第一组的一个或多个脱挥发分板。

条款39.聚合系统，包含：

一个或多个反应器，

与一个或多个反应器连接的脱挥发分容器，该脱挥发分容器包含：

第一组的一个或多个脱挥发分板；

第二组的一个或多个脱挥发分板；和

经配置提供通过第一组的一个或多个脱挥发分板和第二组的一个或多个脱挥发分板两者的第一流动路径，和经配置提供要么通过第一组的一个或多个脱挥发分板要么通过第二组的一个或多个脱挥发分板的第二流动路径的分布器；和

与脱挥发分容器连接的造粒机。

条款40.条款39或41至44中任一项的聚合体系，其中一个或多个反应器经配置产生具有第一粘度的第一聚合物等级并产生具有第二粘度的第二聚合物等级。

条款41.条款39至40或42至44中任一项的聚合体系，其中第二粘度高于第一粘度。

条款42.条款39至41或43至44中任一项的聚合体系，其中分布器经配置提供第一聚合物等级至第一流动路径和经配置提供第二聚合物等级至第二流动路径。

条款43.条款39至42或44中任一项的聚合体系，其中分布器包含第一分布器和第二分布器，其中第一分布器经配置提供第一聚合物等级至第一流动路径并且其中第二分布器经配置提供第二聚合物等级至第二流动路径。

条款44.条款39至43中任一项的聚合体系，其中造粒机与脱挥发分容器直接连接，在它们之间没有挤出机。

本文所述的所有文件通过引用并入本文，包括任何优先权文件和/或测试程序，只要它们不与本文相矛盾。如从前面一般描述和具体实施方案显然的，尽管已经阐述和描述了实施方案的形式，但是可在不背离本公开内容的精神和范围的情况下进行各种改变。因此，不意在由此限制本公开内容。同样地，术语“包含”被认为与术语“包括”同义。同样地，无论何时，组成、要素或要素的组前面带有连接词“包含”，应该理解我们也考虑了在所述组成、一种或多种要素的记载前面带有连接词“基本上由...构成”、“由...构成”、“选自由...构成的组”或“是”的相同的组成或要素的组，反之亦然，例如术语“包含”、“基本上由...构成”、“由...构成”还包括在该术语之后列出的要素组合的产物。

出于简洁的目的，本文仅明确地公开了某些范围。然而，可以将从任何下限的范围与任何上限结合从而记载未明确记载的范围，以及可以将从任何下限的范围与任何其它下限结合从而记载未明确记载的范围，以相同的方式，可以将从任何上限的范围与任何其它上限结合从而记载未明确记载的范围。另外，即使未明确记载，在范围内包括在它的端点之间的每个点或个别值。因此，每个点或个别值可以充当它们自己的下限或上限，与任何其它点或个别值或任何其它下限或上限结合，从而记载未明确记载的范围。

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虽然关于许多实施方案和实施例描述了本公开内容，但是受益于本公开内容的本领域技术人员将领会到可设计没有背离如本文所述本公开内容的范围和精神的其它实施方案。

发明人:Michael K.Lyon，Hamidreza Khakdaman，Trevan D.MacArthur，AdrianStrehler，Claudio Walker

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年1月21日提交的U.S.S.N.62/963,663的优先权，通过引用并入本文。