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      溶液聚合設(shè)施中改進(jìn)的能量利用_4

      文檔序號(hào):9619080閱讀:來(lái)源:國(guó)知局
      情況下是10 MPa,并且在 其它情況下是5 MPa;而V/L分離器的最低操作壓力可以是I MPa,在一些情況下是2 MPa, 并且在其它情況下是3 MPa。
      [0059] 如圖3中所示,分別使用流量控制器72和73將氣態(tài)頂部物流71分成兩個(gè)物流FLl 和FL2。通過(guò)物流FLl將不大于40%的氣態(tài)頂部物流71送至蒸餾組列。剩余的氣態(tài)頂部物 流,物流FL2流過(guò)鹵化物去除塔74以除去例如有機(jī)氯化物和HCl的化合物。除去這樣的鹵 化物的吸附劑的非限制性實(shí)例包括AZ-300吸附劑、PCL-100吸附劑或CLR-300吸附劑;這 些吸附劑全部從 UOP LLD,A Honeywell Company,25 East Algonquin Road,Des Plaines, IL可得。AZ-300是改性的活性氧化鋁和沸石分子篩吸收劑的均勻組合。PCL-100和CLR-300 是活性氧化鋁吸收劑。包含AZ-300、PCL-100或CLR-300的鹵化物去除塔可以或可以不是 可再生的。經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員將意識(shí)到氣態(tài)頂部物流中鹵化物的量取決于使用的催化劑 體系(下文討論合適的催化劑體系)。例如,在使用單位點(diǎn)催化劑體系的實(shí)施方案中,鹵化 物去除塔74可以是任選的,即不需要;在另一使用Ziegler-Natta催化劑體系的實(shí)施方案 中,可以需要兩個(gè)鹵化物去除塔。在后者的情況下(Ziegler-Natta催化劑),一個(gè)實(shí)施方 案將是并聯(lián)的鹵化物去除塔74a和74b (圖2中未顯不);例如鹵化物去除塔74a可以是在 線的(將物流FL2轉(zhuǎn)化成物流75),而鹵化物去除塔74b離線用于床的再生或替換用盡的 不可再生介質(zhì)。另一鹵化物去除實(shí)施方案將是具有旁路管線(圖3中未顯示)的單個(gè)氯化 物除去塔74。更具體地,在旁路模式中,物流FL2改變線路通過(guò)旁路管線并直接流入物流 75,這允許鹵化物去除塔74采用離線用于吸附劑的再生或替換用盡的不可再生吸附劑;在 正常操作模式中,如圖3中所示,物流FL2流過(guò)鹵化物去除塔74。
      [0060] 無(wú)鹵化物物流75通過(guò)再循環(huán)冷凝器76,產(chǎn)生經(jīng)冷凝的頂部物流79。取決于設(shè)施 操作情況,可以將經(jīng)冷凝的頂部物流部分冷凝(即物流79可以包含經(jīng)冷凝的液體和未冷凝 的氣體的混合物)。經(jīng)冷凝的頂部物流79可以具有180°C,在一些情況下是170°C,并且在 其它情況下是160°C的最高溫度;而經(jīng)冷凝的頂部物流的最低溫度可以是145°C,在一些情 況下是150°C,并且在其它情況下是155°C。經(jīng)冷凝的頂部物流的最高壓力可以是5 MPa,在 一些情況下是4 MPa,并且在其它情況下是3 MPa;而經(jīng)冷凝的頂部物流的最低壓力可以是 0. 5 MPa,在一些情況下是I MPa,并且在其它情況下是I. 2 MPa。
      [0061] 在圖3中,由于物流75被冷凝,低壓冷凝液77轉(zhuǎn)化成低壓蒸汽78。在本實(shí)施方案 中,溶液聚合方法產(chǎn)生比它可以消耗的更多的低壓蒸汽;因此,溶液聚合設(shè)施成為能量的凈 輸出方。
      [0062] 經(jīng)冷凝的(或大部分/部分經(jīng)冷凝的)頂部物流79通過(guò)用于低聚物去除的裝置 80,產(chǎn)生冷再循環(huán)物流 83。取決于操作情況,冷再循環(huán)物流可以具有6(TC,在一些情況下是 50°C,并且在其它情況下是30°C的最高溫度;而冷再循環(huán)物流的最低溫度可以是-25°C,在 一些情況下是-l〇°C,并且在其它情況下是(TC。冷再循環(huán)物流的最高壓力可以是5 MPa,在 一些情況下是4 MPa,并且在其它情況下是3 MPa;而冷再循環(huán)物流的最低壓力可以是0.5 MPa,在一些情況下是I MPa,并且在其它情況下是I. 2 MPa。
      [0063] 如圖3中所示,用于低聚物去除的裝置的非限制性實(shí)例由兩個(gè)并聯(lián)的熱交換器組 成。并聯(lián)配置允許熱交換器的一個(gè)采用離線并用工藝溶劑沖洗以除去已經(jīng)沉積在傳熱表面 上的低聚物。例如,當(dāng)熱交換器80a在線(將物流79轉(zhuǎn)化成物流83)時(shí),熱交換器80b可 以采用離線并用熱工藝溶劑81沖洗。熱沖洗溶解截留在熱交換器80b中的低聚物,并且 低聚物通過(guò)物流82離開(kāi)用于低聚物去除的裝置80。用于熱沖洗的溶劑的溫度可以在寬范 圍內(nèi)改變;例如最高溶劑溫度可以是300°C,在一些情況下是270°C,并且在其它情況下是 240°C ;而最低溶劑溫度可以是60°C,在一些情況下是90°C,并且在其它情況下是120°C。
      [0064] 用于低聚物去除的裝置的替代實(shí)施方案由至少兩個(gè)并聯(lián)的刮面式熱交換器組成。 并聯(lián)配置允許刮面式熱交換器的一個(gè)采用離線,旋轉(zhuǎn)地刮去并用工藝溶劑沖洗以從溶液聚 合方法除去低聚物。低聚物去除裝置的替代實(shí)施方案包括分離塔;其中在塔底部移除低聚 物或富低聚物物流(重質(zhì)物),并且冷再循環(huán)物流83離開(kāi)塔的頂部(輕質(zhì)物)。低聚物去 除裝置的替代實(shí)施方案包括分離槽。分離槽(罐狀容器)在分離槽的底部收集較重質(zhì)、較小 揮發(fā)性或較小溶解性的低聚物??梢詮姆蛛x槽連續(xù)取出富低聚物物流,或者可以以間歇式 方式吹掃分離槽(如果必須)以除去低聚物。
      [0065] 將冷再循環(huán)物流通過(guò)輕質(zhì)物分離器84,其中通過(guò)物流85將具有低沸點(diǎn)的輕餾分 雜質(zhì)從所述方法除去,并且形成經(jīng)吹掃的再循環(huán)物流86。輕餾分雜質(zhì)的非限制性實(shí)例包括 氫氣、氮?dú)?、CO、CO 2、甲烷和乙烷。
      [0066] 經(jīng)吹掃的再循環(huán)物流流過(guò)液面控制器87并進(jìn)入純化步驟;其中除去水、0)、0)2和 氧化(例如脂肪酸、酮和醛)雜質(zhì)。這樣的雜質(zhì)是潛在的催化劑毒物。如圖3中所示,純化 步驟的非限制性實(shí)例包括至少兩個(gè)純化容器88a和88b。并聯(lián)配置允許純化容器的一個(gè)保 持在線(將物流86轉(zhuǎn)化成物流89)而另一純化容器采用待再生的離線;如果不可再生,可 以替換用盡的吸附介質(zhì)。從烴物流除去這樣的雜質(zhì)的吸附材料和方法對(duì)經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人 員是公知的。合適的吸附劑的非限制性實(shí)例包括AZ-300 ;Selexsorb⑶或Selexsorb Q)X。 純化物流86的替代的非限制性實(shí)例是至少兩個(gè)純化組列(術(shù)語(yǔ)"組列"表示串聯(lián)連接的多 個(gè)純化容器);其中每個(gè)組列包括至少三個(gè)包含以下吸附劑的純化容器:吸附水的分子篩; 吸附CO 2的活性氧化鋁(例如CG-731)和氧化吸附材料(例如AZ-300或Selexsorb CD或 Selexsorb⑶X)。至少兩個(gè)并聯(lián)蒸餾組列允許一個(gè)純化組列保持在線(將物流86轉(zhuǎn)化成 物流89)而將另一個(gè)純化組列再生,或替換離線純化容器中的一種或多種吸附材料。如果 在純化步驟中除去催化劑去活化雜質(zhì),純化容器的數(shù)目和使用的吸附劑對(duì)本發(fā)明的成功不 特別重要。
      [0067] 如圖3中所示,通過(guò)純化步驟(容器88a和/或88b)后,形成經(jīng)純化的再循環(huán)物流 89。任選地,經(jīng)純化的再循環(huán)物流流過(guò)分析裝置90,在此測(cè)定物流89的化學(xué)組成。在再循 環(huán)罐91中收集經(jīng)純化的再循環(huán)物流。取決于操作情況,再循環(huán)罐可以具有60°C,在一些情 況下是50°C,并且在其它情況下是30°C的最高溫度;而再循環(huán)罐的最低溫度可以是_25°C, 在一些情況下是-l〇°C,并且在其它情況下是(TC。再循環(huán)罐的最高壓力可以是3 MPa,在一 些情況下是2 MPa,并且在其它情況下是I MPa;而再循環(huán)罐的最低壓力可以是0.1 MPa,在 一些情況下是0.2 MPa,并且在其它情況下是0.3 MPa。
      [0068] 如圖3中所示,再循環(huán)罐91中的經(jīng)純化的再循環(huán)物流通過(guò)栗92,形成高壓再循環(huán) 物流93。高壓再循環(huán)物流可以具有120°C,在一些情況下是80°C,并且在其它情況下是60°C 的最高溫度;而高壓再循環(huán)物流的最低溫度可以是-20°C,在一些情況下是-10°C,并且在 其它情況下是〇°C。高壓再循環(huán)物流的最高壓力可以是45 MPa,在一些情況下是35 MPa,并 且在其它情況下是25 MPa;而高壓再循環(huán)物流的最低壓力可以是3 MPa,在一些情況下是4 MPa,并且在其它情況下是6 MPa。
      [0069] 使用一個(gè)或多個(gè)流量控制器將高壓再循環(huán)物流分配至一個(gè)或多個(gè)上游反應(yīng)器。圖 3舉例說(shuō)明顯示兩個(gè)上游反應(yīng)器,反應(yīng)器61和反應(yīng)器62的非限制性實(shí)例。在圖3中,0-100% 的高壓再循環(huán)物流93通過(guò)流量控制器94,形成再循環(huán)物流RCl,將其與反應(yīng)器進(jìn)料物流RFl 組合并注入第一上游反應(yīng)器61 ;剩余的高壓物流93通過(guò)流量控制器95,形成再循環(huán)物流 RC2,將其與反應(yīng)器進(jìn)料物流RF2組合并注入第二上游反應(yīng)器62。任選地,可以流量控制再 循環(huán)物流RCl和RC2 (如果需要),分別直接進(jìn)入反應(yīng)器61和62。
      [0070] 不特別限制適合用于本發(fā)明的催化劑。本發(fā)明可以使用能夠在溶液方法中聚合烯 烴的任何單位點(diǎn)催化劑(SSC)、Ziegler-Natta催化劑、鉻催化劑或任何其它有機(jī)金屬催化 劑。通常,催化劑組分可以在工藝溶劑中預(yù)混合或作為單獨(dú)物流進(jìn)料至每個(gè)反應(yīng)器。在一 些情況下,可以需要預(yù)混合催化劑組分以在進(jìn)入反應(yīng)之前為催化劑組分提供反應(yīng)時(shí)間。這 樣的"在線混合(in-line mixing)"技術(shù)描述在以DuPont Canada Inc的名義的許多專利 (例如1996年12月31日頒布的美國(guó)專利5, 589, 555)中。
      [0071] 術(shù)語(yǔ)"Ziegler-Natta催化劑"對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的并且在此用于表達(dá)它 的常規(guī)含義。Ziegler-Natta催化劑適合于在圖1中通過(guò)管線14和19,在圖2中通過(guò)管 線34和39和在圖3中通過(guò)管線54和59注入。Ziegler-Natta催化劑體系包含:至少一 種過(guò)渡金屬化合物,其中過(guò)渡金屬選自周期表的第3、4或5族(使用IUPAC命名法),非限 制性實(shí)例包括TiClJP鈦醇鹽(Ti (OR J4),其中R1是低級(jí)C i 4烷基基團(tuán);和有機(jī)鋁組分,其 由(Al (X')a(OR2)b(R3) J定義,其中X'是鹵素(halide)(優(yōu)選氯),OR2是烷氧基或芳氧基 基團(tuán);R3是烴基(優(yōu)選具有1-10個(gè)碳原子的烷基)并且a、b或c各自是0、1、2或3,前提 條件是a+b+c=3和b+c=l。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到的,常規(guī)Ziegler-Natta催化劑通 常并入額外組分。例如,胺或鎂化合物或烷基鎂,例如丁基乙基鎂,和鹵化物來(lái)源(其通常 是氯化物,例如叔丁基氯)。Ziegler-Natta催化劑還可以包含電子給體,例如醚,例如四 氫呋喃等。在引入反應(yīng)器之前,可以將這樣的組分(如果使用)添加至其它催化劑組分或 者可以直接添加至反應(yīng)器。在引入反應(yīng)器之前,Ziegler-Natta催化劑還可以是"回火的 (tempered) "(即熱處理的)(再次,使用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的和出版在文獻(xiàn)中的技術(shù))。 存在大量的公開(kāi)這些
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