一种淤浆法聚乙烯的反应设备及制备淤浆法聚乙烯的方法与流程

1.本发明涉及一种聚合物的反应设备及制备聚合物的方法，尤其涉及一种淤浆法聚乙烯的反应设备及制备淤浆法聚乙烯的方法，属于化学品制备技术领域。

背景技术：

2.聚乙烯是高分子材料中产量较高的产品，我国聚乙烯产能尚无法满足实际需求。不同聚乙烯品种通常采用的生产工艺不同，hdpe和lldpe均采用低压聚乙烯工艺生产，聚合压力通常低于6mpa；而ldpe采用高压聚乙烯工艺生产，聚合压力通常高于200mpa。淤浆法是一种生产聚乙烯的方法。淤浆法生成的聚乙烯不溶于溶剂而呈淤浆状。
3.专利申请号为201911235641.4的申请公开了一种双峰高密度聚乙烯及其生产工艺，在氢气和诱导冷凝剂(ica)存在下，单一气相反应器中使乙烯和至少一种(c4-c20)α-烯烃与双峰催化剂接触，制备所述双峰高密度聚乙烯，其通过调整反应器中氢气和诱导冷凝剂的含量来调整共聚单体含量及聚合物产率。
4.淤浆法聚乙烯生产设备昂贵，目前淤浆法聚乙烯生产设备通常都是通过调节原料、压力、催化剂来生成不同品种的聚乙烯，一套淤浆法聚乙烯生产设备只能成产固定的几种聚乙烯产品。此外，当前所采用的聚乙烯生产设备都是固定组合使用，极少将反应设备进行拆分组合使用，导致设备使用灵活性差。

技术实现要素：

5.发明目的：本发明目的之一为提供一种灵活性高、使用便捷、所得聚合产品种类丰富的淤浆法聚乙烯的反应设备。本发明目的之一为提供一种制备淤浆法聚乙烯的方法。
6.技术方案：本发明的淤浆法聚乙烯的反应设备，所述反应设备包括淤浆反应器、撤热器和轴流泵，所述淤浆反应器由一个顶部、一个底部和一个本体三部分组合而成，所述淤浆反应器下半部设置第一开口，所述第一开口通过管道与所述轴流泵连通；所述淤浆反应器上半部设置第二开口，所述第二开口通过管道与所述撤热器顶部连通；所述撤热器底与所述轴流泵连通。
7.优选地，第一开口位于靠近所述轴流泵的所述淤浆反应器本体侧面，第二开口位于所述淤浆反应器的顶部；
8.优选地，第一开口位于所述淤浆反应器的底部，第二开口位于所述淤浆反应器的顶部；
9.优选地，第一开口位于所述淤浆反应器的底部，第二开口位于靠近所述撤热器的所述淤浆反应器本体侧面；
10.优选地，第一开口位于靠近所述轴流泵的所述淤浆反应器本体侧面，第二开口位于靠近所述撤热器的所述淤浆反应器本体侧面；
11.进一步地，所述淤浆反应器数量为2-6台，所述淤浆反应器串联。
12.进一步地，所述淤浆反应器内部装有一个搅拌器，淤浆反应器外部装一个夹套，所
述夹套内充满循环冷水。
13.进一步地，将乙烯、氢气和钛系催化剂投入到淤浆反应器内聚合反应。
14.应用上述反应设备制备淤浆法聚乙烯的方法，将乙烯、氢气和钛系催化剂投入到淤浆反应器内聚合反应。
15.有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：本发明采用一套反应设备可以生产多种聚乙烯产品，反应设备组合性灵活；淤浆反应器撤热效率高，进而提高聚合反应效率；通过开口位置调节进料和出料位置，使反应条件调整更加精确；不同开口位置的淤浆反应器可以组合使用，加强设备的组合利用，节省了资源。
附图说明
16.图1为实施例1淤浆法聚乙烯反应设备a结构示意图。
17.图2为实施例2淤浆法聚乙烯反应设备b结构示意图。
18.图3为实施例3淤浆法聚乙烯反应设备c结构示意图。
19.图4为实施例4淤浆法聚乙烯反应设备d结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
21.实施例1
22.如图1，淤浆法聚乙烯反应设备a包括淤浆反应器1、撤热器2和轴流泵3，淤浆反应器下半部分和上半部分分别设置两个开口：第一开口d1和第二开口t1，第一开口d1位于靠近轴流泵2的淤浆反应器1本体的侧面，第二开口t1位于淤浆反应器1的顶部；在淤浆反应器1内投入原料及催化剂后，淤浆反应器1内反应产物和未反应原料以及催化剂组成的淤浆，从淤浆反应器1本体的侧面第一开口d1流出经轴流泵3，经轴流泵增压后，通过撤热器2撤走部分反应热，再从淤浆反应器1顶部第二开口t1流入到淤浆反应器1，从而组成物料的外循环。
23.本实施例使用淤浆法聚乙烯反应设备a，其中淤浆反应器1的设置是3台串联，应用于公称生产能力为15万吨/年低密度聚乙烯ldpe装置，工艺参数如下：聚合反应温度为119℃，聚合反应压力为200mpaa，反应时间为2.5小时。
24.所生产的低密度聚乙烯(ldpe)密度为0.910-0.925g/cm3，分子量为10,000-100,000。
25.实施例2
26.如图2，淤浆法聚乙烯的反应设备b包括淤浆反应器1、撤热器2和轴流泵3，淤浆反应器下半部分和上半部分分别设置两个开口：第一开口d2和第二开口t1，第一开口d2位于淤浆反应器1的底部，第二开口t1位于淤浆反应器1的顶部；在淤浆反应器1内投入原料及催化剂后，淤浆反应器1内反应产物和未反应原料以及催化剂组成的淤浆，从淤浆反应器1底部第一开口d2流出经轴流泵3，经轴流泵增压后，通过撤热器2撤走部分反应热，再从淤浆反应器1顶部第二开口t1流入到淤浆反应器1，从而组成物料的外循环。
27.本实施例使用淤浆法聚乙烯的反应设备b，其中淤浆反应器1的设置是3台串联，应用于公称生产能力为25万吨/年线型低密度聚乙烯lldpe装置，工艺参数如下：聚合反应温
度为107℃，聚合反应压力为4.3mpaa，反应时间为4.0小时。
28.所生产的线型低密度聚乙烯(lldpe)密度为0.918-0.935g/cm3，分子量为10,000-100,000。
29.实施例3
30.如图3，淤浆法聚乙烯的反应设备c包括淤浆反应器1、撤热器2和轴流泵3，淤浆反应器下半部分和上半部分分别设置两个开口：第一开口d2和第二开口t2，第一开口d2位于淤浆反应器1的底部，第二开口t2位于靠近所述撤热器2的淤浆反应器1本体的侧面；在淤浆反应器1内投入原料及催化剂后，淤浆反应器1内反应产物和未反应原料以及催化剂组成的淤浆，从淤浆反应器1底部第一开口d2流出经轴流泵3，经轴流泵增压后，通过撤热器2撤走部分反应热，再从淤浆反应器1本体侧面第二开口t2流入到淤浆反应器1，从而组成物料的外循环。
31.本实施例使用淤浆法聚乙烯的反应设备c，其中淤浆反应器的设置是4台串联，应用于公称生产能力为20万吨/年高密度聚乙烯hdpe装置，工艺参数如下：聚合反应温度为111℃，聚合反应压力为4.9mpaa，反应时间为0.5小时。
32.所生产的高密度聚乙烯(hdpe)密度为0.941-0.960g/cm3，分子量为40,000-300,000。
33.实施例4
34.如图4，淤浆法聚乙烯的反应设备d包括淤浆反应器1、撤热器2和轴流泵3，淤浆反应器下半部分和上半部分分别设置两个开口：第一开口d1和第二开口t2，第一开口d1位于靠近轴流泵2的淤浆反应器1本体的侧面，第二开口t2位于靠近所述撤热器的淤浆反应器本体的侧面；在淤浆反应器1内投入原料及催化剂后，淤浆反应器1内反应产物和未反应原料以及催化剂组成的淤浆，从淤浆反应器1本体的侧面第一开口d1流出经轴流泵3，经轴流泵增压后，通过撤热器2撤走部分反应热，再从淤浆反应器1本体的侧面第二开口t2流入到淤浆反应器1，从而组成物料的外循环。
35.本实施例使用淤浆法聚乙烯的反应设备d，其中淤浆反应器的设置是3台串联，应用于公称生产能力为10万吨/年超高分子量聚乙烯uhwpe装置，工艺参数如下：聚合反应温度为79℃，聚合反应压力为3.9mpaa，反应时间为6.0小时。
36.所生产的超高分子量聚乙烯(uhwpe)密度为0.920-0.964g/cm3，分子量为﹥1,500,000。
37.实施例5
38.本实施例使用淤浆法聚乙烯的反应设备a，其中淤浆反应器数量的设置是5台串联，应用于公称生产能力为45万吨/年低密度聚乙烯ldpe装置，工艺参数如下：聚合反应温度为203℃，聚合反应压力为280mpaa，反应时间为1.7小时。
39.所生产的低密度聚乙烯(ldpe)密度为0.910-0.925g/cm3，分子量为10,000-100,000。
40.实施例6
41.本实施例使用淤浆法聚乙烯的反应设备b，其中淤浆反应器的设置是4台串联，应用于公称生产能力为40万吨/年线型低密度聚乙烯lldpe装置，工艺参数如下：聚合反应温度为183℃，聚合反应压力为7.9mpaa，反应时间为4.8小时。
42.所生产的线型低密度聚乙烯(lldpe)密度为0.918-0.935g/cm3，分子量为10,000-100,000。
43.实施例7
44.本实施例使用淤浆法聚乙烯的反应设备c，其中淤浆反应器的设置是5台串联，应用于公称生产能力为50万吨/年高密度聚乙烯hdpe装置，工艺参数如下：聚合反应温度为185℃，聚合反应压力为8.7mpaa，反应时间为3.2小时。
45.所生产的高密度聚乙烯(hdpe)密度为0.941-0.960g/cm3，分子量为40,000-300,000。
46.实施例8
47.本实施例使用淤浆法聚乙烯的反应设备d，其中淤浆反应器的设置是4台串联，应用于公称生产能力为15万吨/年超高分子量聚乙烯uhwpe装置，工艺参数如下：聚合反应温度为191℃，聚合反应压力为9.1mpaa，反应时间为3.6小时。
48.所生产的超高分子量聚乙烯(uhwpe)密度为0.920-0.964g/cm3，分子量为﹥1,500,000。
49.实施例9
50.本实施例使用淤浆法聚乙烯的反应设备d，其中淤浆反应器数量的设置是2台串联，应用于公称生产能力为5万吨/年超高分子量聚乙烯uhwpe装置，工艺参数如下：聚合反应温度为50℃，聚合反应压力为0.2mpaa，反应时间为3.8小时。所生产的超高分子量聚乙烯(uhwpe)密度为0.920-0.964g/cm3，分子量为﹥1,500,000。
51.实施例10
52.本实施例使用淤浆法聚乙烯的反应设备c，其中淤浆反应器的设置是6台串联，应用于公称生产能力为60万吨/年高密度聚乙烯hdpe装置，工艺参数如下：聚合反应温度为200℃，聚合反应压力为10.2mpaa，反应时间为3.4小时。所生产的高密度聚乙烯(hdpe)密度为0.941-0.960g/cm3，分子量为40,000-300,000。

技术特征：

1.一种淤浆法聚乙烯的反应设备，其特征在于，所述反应设备包括淤浆反应器、撤热器和轴流泵，所述淤浆反应器由一个顶部、一个底部和一个本体三部分组合而成，所述淤浆反应器下半部设置第一开口，所述第一开口通过管道与所述轴流泵连通；所述淤浆反应器上半部设置第二开口，所述第二开口通过管道与所述撤热器顶部连通；所述撤热器底与所述轴流泵连通。2.根据权利要求1所述的淤浆法聚乙烯的反应设备，其特征在于，第一开口位于靠近所述轴流泵的所述淤浆反应器本体侧面，第二开口位于所述淤浆反应器的顶部；3.根据权利要求1所述的淤浆法聚乙烯的反应设备，其特征在于，第一开口位于所述淤浆反应器的底部，第二开口位于所述淤浆反应器的顶部；4.根据权利要求1所述的淤浆法聚乙烯的反应设备，其特征在于，第一开口位于所述淤浆反应器的底部，第二开口位于靠近所述撤热器的所述淤浆反应器本体侧面；5.根据权利要求1所述的淤浆法聚乙烯的反应设备，其特征在于，第一开口位于靠近所述轴流泵的所述淤浆反应器本体侧面，第二开口位于靠近所述撤热器的所述淤浆反应器本体侧面；6.根据权利要求1所述的淤浆法聚乙烯的反应设备，其特征在于，所述淤浆反应器数量为2-6台，所述淤浆反应器串联。7.根据权利要求1所述的淤浆法聚乙烯的反应设备，其特征在于，所述淤浆反应器内部装有一个搅拌器，淤浆反应器外部装一个夹套，所述夹套内充满循环冷水。8.根据权利要求1-7任一所述反应设备制备淤浆法聚乙烯的方法，其特征在于，将乙烯、氢气和钛系催化剂投入到淤浆反应器内聚合反应。

技术总结

本发明公开了一种淤浆法聚乙烯的反应设备及制备淤浆法聚乙烯的方法，所述反应设备包括淤浆反应器、撤热器和轴流泵，所述淤浆反应器由一个顶部、一个底部和一个本体三部分组合而成，所述淤浆反应器下半部设置第一开口，所述第一开口通过管道与所述轴流泵连通；所述淤浆反应器上半部设置第二开口，所述第二开口通过管道与所述撤热器顶部连通；所述撤热器底与所述轴流泵连通。本发明采用一套反应设备可以生产多种聚乙烯产品，反应设备组合性灵活，不同开口位置的淤浆反应器可以组合使用，加强了设备的组合高效利用，节省了资源。节省了资源。节省了资源。