技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于改進聚合物（特別是烯烴聚合物）脫氣的設(shè)備。

背景技術(shù)：

通常在催化劑和/或稀釋劑存在下的其中烯烴單體和任選烯烴共聚單體發(fā)生聚合的烯烴聚合是公知的。將聚合物連同反應(yīng)物和惰性烴一起從聚合反應(yīng)器中取出。出于經(jīng)濟、安全和環(huán)境原因需要回收反應(yīng)物和烴，且用于實現(xiàn)其的許多方法是本領(lǐng)域已知的。這些方法通常包括在包含聚合物的物流已經(jīng)從聚合反應(yīng)器取出(withdraw)之后對其進行減壓和脫揮發(fā)。在用高度吸收的或游離液態(tài)烴內(nèi)含物將聚合物從反應(yīng)器取出的方法中，對揮發(fā)的要求最大。這些是其中烴高度吸收的生成具有顯著低密度組分或無定形相的聚合物的方法常見的，和/或其中聚合物在液態(tài)烴(反應(yīng)性或惰性)存在下產(chǎn)生的方法常見的。

商業(yè)規(guī)模工廠的最大能力這些年來穩(wěn)定地提高，且隨著生產(chǎn)速率提高，工藝的任何部分中不可靠性的潛在成本壓力也明顯提高，不僅影響聚合物裝置本身，而且影響上游和下游裝置。同時，增長的操作經(jīng)歷導(dǎo)致操作中從反應(yīng)器取出的聚合物漸增的高固體濃度(負載)。漿料聚合裝置中固體濃度的提高已經(jīng)由于例如由較高的反應(yīng)器功率要求實現(xiàn)的提高的循環(huán)速度而典型地得以實現(xiàn)，如EP 432555和EP 891990所例示。固體負載的該提高是合意的，因為其對于固定的反應(yīng)器體積提高反應(yīng)器停留時間，并且還降低下游稀釋劑處理和再循環(huán)要求。但是，產(chǎn)物在高固體負載下的輸送更成問題，且需要仔細的設(shè)計和操作實踐以避免聚合物結(jié)垢和堵塞問題，這在較低固體負載下不會經(jīng)歷。

在對從聚合反應(yīng)器取出的聚合物物流減壓和脫揮發(fā)過程期間，以及由于所述過程，聚合物的溫度降低。公知的是，脫揮發(fā)和解吸聚合物的方法通過將聚合物保持在盡可能高的溫度明顯增強。因此，在漿料方法中，在聚合反應(yīng)器和聚合物物流減壓(脫氣)容器之間的輸送線路(transfer line)通常被加熱。作為典型方法的例子，在WO 04/031245和WO 05/044871中，起自回路聚合反應(yīng)器的輸出(take-off)線路包括包含引出(draw-off)漿料的閃蒸線路(flashline)，由提供有經(jīng)加熱流體如低壓水蒸氣的導(dǎo)管圍繞以向所述漿料提供間接加熱。但是，也公知的是輸送的聚合物的粘著性和其對聚集和/或結(jié)垢輸送線路和容器的敏感性通常隨著提高的溫度和降低的速度而提高，且結(jié)垢或聚集的問題隨著如上所述的現(xiàn)在使用的輸送系統(tǒng)中提高的固體負載變得更加顯著。結(jié)果，需要起自聚合反應(yīng)器的輸送線路的仔細設(shè)計從而實現(xiàn)充分的加熱以幫助脫揮發(fā)而沒有固態(tài)聚合物結(jié)垢或聚集的風(fēng)險。

聚合物物流的脫揮發(fā)引起物流的液相蒸發(fā)，導(dǎo)致輸送線路中的體積增加以及隨之物流速度的提高。但是，如果所述速度變得過高，其可能超過音速(在介質(zhì)中的音速)，導(dǎo)致流動瓦解。另一方面，如果起始速度太低，則存在增加的如上所述的固態(tài)聚合物結(jié)垢或聚集的風(fēng)險。

進一步的考量是在大工廠中，輸送線路不得不很長以便能夠進行充分的加熱，且長度可能足夠大從而影響工廠的空間規(guī)劃。這能夠產(chǎn)生各種問題，例如工廠中硬件設(shè)備的覆蓋區(qū)(footprint)和線路內(nèi)部的條件控制。通常，必須加熱顯著比例的輸送線路長度以滿足熱量輸入要求。因此要理解的是，確保聚合物物流以所需溫度和壓力并伴隨著最低結(jié)垢/聚集到達脫氣容器是重要的技術(shù)挑戰(zhàn)。

GB 2157701A公開了方法，其中聚合物漿料從高壓區(qū)域經(jīng)由管道排放到低壓區(qū)域，所述管道由多個加熱器圍繞，并且其可在流動方向提高直徑。漿料的常見入口速度是3-20m/s，且常見出口速度是14-150m/s。通過調(diào)節(jié)沿著管道向下的壓降，通過加入附加的稀釋劑并將其蒸發(fā)和任選還通過改變操作中加熱器的數(shù)目以便調(diào)節(jié)蒸氣量，從而控制漿料的流動。沒有提及結(jié)垢或與其相關(guān)的任何問題。

本發(fā)明尋求在聚合物從所述反應(yīng)器輸送至脫氣容器期間優(yōu)化其加熱并同時最小化結(jié)垢的風(fēng)險。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這能夠在不將附加稀釋劑或其它烴加入含聚合物物流(polymer-containing)的情況下完成。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明第一方面提供了用于加熱從聚合反應(yīng)器輸送至分離區(qū)域或設(shè)備的含聚合物物流的方法，包括使所述物流經(jīng)由加熱器通行，所述加熱器包括至少一個用于所述物流的輸送線路和用于加熱所述輸送線路的機構(gòu)，其中固態(tài)聚合物的平均粒度低于3mm，離開所述加熱器的所述含聚合物物流的質(zhì)量流量不超過離開反應(yīng)器的質(zhì)量流量之上15%，含聚合物物流從輸送線路入口起測量在沿著輸送線路的經(jīng)加熱部分長度的80％處的點的平均速度或者在輸送線路出口處的平均速度為至少6m/s，優(yōu)選至少8m/s和更優(yōu)選至少10m/s，且跨越輸送線路單位長度的壓降優(yōu)選為0.01巴/米-0.2巴/米，優(yōu)選0.0125巴/米-0.1巴/米，最優(yōu)選0.0125巴/米-0.04巴/米。

需要沿著輸送線路的經(jīng)加熱部分長度80％的最小速度以便降低結(jié)垢的風(fēng)險。通常，如果所述含聚合物物流沿著所述輸送線路的經(jīng)加熱部分長度80％的平均速度大于6m/s，則其在所述輸送線路出口處(在此處更方便測量)也大于6m/s。但是，本發(fā)明也涵蓋速度在出口處低于6m/s的可能性，例如由于出口處的特定構(gòu)造。

還優(yōu)選所述含聚合物物流在從所述輸送線路入口起測量的沿著所述輸送線路的經(jīng)加熱部分長度80％處的平均速度等于或大于在沿著所述輸送線路的經(jīng)加熱部分長度20%處的平均速度。

要理解的是，所述含聚合物物流從其離開聚合反應(yīng)器的時刻起直至其進入脫氣容器一直經(jīng)過某些形式的管線通行。對于本發(fā)明目的，加熱器被認為包括從所述輸送線路的經(jīng)加熱段的起點(或多個經(jīng)加熱段中的第一個)直至經(jīng)加熱段的末端(或多個經(jīng)加熱段中的最后一個)的管線部分。在本文中，在下文中使用的術(shù)語“輸送線路”或“加熱器”在其范圍內(nèi)包括串聯(lián)連接的多個經(jīng)加熱段的可能性。所述加熱器(或加熱器的輸送線路)的出口被認為是在所述線路經(jīng)加熱段的末端，以及所述加熱器的入口被認為是在所述線路經(jīng)加熱段的起點，其中所述線路的經(jīng)加熱段并入了單個經(jīng)加熱段或串聯(lián)的多個經(jīng)加熱段。在線路由多個離散的經(jīng)加熱段組成的情況中，一個或多個這些段可以通過壓力控制閥隔開?！熬€路”是指適用于運送包含固體、液體和氣體的含聚合物物流的任何形式導(dǎo)管。這可以包括并聯(lián)的多個管道或其它導(dǎo)管，包圍在單個加熱單元內(nèi)。

當考慮如下所述的加熱器構(gòu)造時，長度L被認為是從加熱器入口起到所述加熱器出口的總長度。但是當考慮“輸送線路的經(jīng)加熱部分”的長度時，該長度排除任何未加熱的段。因此在加熱器包括通過未加熱段連接的若干經(jīng)加熱段的情況中，加熱器的長度L是經(jīng)加熱和未加熱段兩者的總長度，而“輸送線路的經(jīng)加熱部分”的長度是僅僅經(jīng)加熱段的長度。沿著輸送線路的經(jīng)加熱部分長度的20%因此是僅僅沿著經(jīng)加熱段總長度的20%，從第一個經(jīng)加熱段的起點起測量。

含聚合物物流的速度定義為含聚合物物流的體積流量除以該物流流程的橫截面。

“平均速度”是指在沿著輸送線路長度的任何一點處，在至少5分鐘但不超過1小時時期內(nèi)跨越所述物流的整個截面測量的平均速度。在一些已知操作中，將含聚合物物流輸入輸送線路中是間斷的，因為所述物流首先從所述反應(yīng)器排放進入沉降腿(settling legs)，其自身只有在充滿時才排放進入所述輸送線路。盡管進入所述輸送線路的輸入能夠通過使用依次填充和排放的多個沉降腿變得平滑（smooth），但輸送線路中的流量以及由此的物流速度并不恒定。當控制排放的閥門周期性移動以避免聚合物累積和可能的結(jié)垢時，也可能在連續(xù)排放中出現(xiàn)流量的變化。因此重要的是考慮在一定時期內(nèi)的平均速度而不是任何一個瞬時的速度。

所述體積流量是固體、液體和氣體相的體積流量之和。視情況，基于熱力學(xué)平衡性能計算氣體和液體的量，以及它們分別的密度，通常需要物流的熱平衡、組成、壓力和溫度。對于給定混合物，在加熱器的任何點，蒸氣分數(shù)是壓力和溫度的函數(shù)。由于經(jīng)由管道的壓力梯度還是蒸氣分數(shù)和物理性能的函數(shù)(壓力和溫度也是如此)，能夠一起解決質(zhì)量流量、傳熱和熱力學(xué)平衡。在三相蒸氣-液體-聚合物流中建立壓力梯度的基礎(chǔ)方程是動量和能量方程守恒。

從所述輸送線路入口起測量的沿著輸送線路的經(jīng)加熱部分長度80％處的含聚合物物流的平均速度是至少20m/s，優(yōu)選至少30m/s。

優(yōu)選排出加熱器的含聚合物物流的質(zhì)量流量不超過排出反應(yīng)器的質(zhì)量流量之上5%，且更優(yōu)選等于或小于離開反應(yīng)器的質(zhì)量流量。換言之，優(yōu)選在離開反應(yīng)器和排出加熱器之間沒有附加流體加入至所述含聚合物物流。

在本發(fā)明的一個實施方案中，含聚合物物流的質(zhì)量流量在任何1小時時期內(nèi)改變小于20%(基于最大流量)；這與進入輸送線路的連續(xù)流動一致，歸于從聚合反應(yīng)器的連續(xù)排放。在替代性實施方案中，質(zhì)量流量改變超過20%(基于最大流量)，符合從反應(yīng)器的不連續(xù)排放。

聚合物物流隨其沿著輸送線路移動至脫氣容器時的加熱和減壓引起所述物流中液體的逐步蒸發(fā)且沿著所述線路得到的速度增加。在設(shè)計輸送線路時，為了確保有效和可靠的聚合物輸送和傳熱，要滿足的要求存在沖突。盡管高速度增強傳熱并通常最小化結(jié)垢，但它們也導(dǎo)致沿著線路的高壓降。因此，重要的是能夠優(yōu)化輸送線路長度和直徑，同時保持所需的傳熱面積和傳熱系數(shù)，以便在可接受的溫度得到充分脫揮發(fā)的聚合物。

結(jié)垢最通常在結(jié)合低速度和高溫時出現(xiàn)。沿著輸送線路的長度，存在若干液壓方式，其改變壁和流體之間的總傳熱系數(shù)。高于一定壁溫時，液體不再能存在為與金屬表面接觸，且壁表面變得由穩(wěn)定的蒸氣膜圍繞，這使傳熱系數(shù)降低(膜流動)。這通常在所述輸送線路的經(jīng)加熱部分長度的第一個20%內(nèi)開始。但是，在漸增的高Δ溫度值下，經(jīng)由蒸氣膜的輻射傳熱變得顯著且熱通量再次開始增加。由于蒸氣分數(shù)繼續(xù)增加，霧狀流出現(xiàn)：液體分散在處于連續(xù)蒸氣相內(nèi)部的液滴中，這影響傳熱系數(shù)。霧狀流方式通常在所述輸送線路的經(jīng)加熱部分長度的60%之后開始，最通常在沿著所述長度60%-80％之間。因此，根據(jù)本發(fā)明，常見的是霧狀流區(qū)域中的平均速度等于或高于膜流動區(qū)域中的平均速度。優(yōu)選在霧狀流區(qū)域中任何點處的平均速度是至少4m/s，更優(yōu)選至少6m/s，或甚至至少10m/s。當幾乎所有的液體蒸發(fā)時，出現(xiàn)純的對流方式。

優(yōu)選含聚合物物流在沿著輸送線路的經(jīng)加熱部分長度80％處的平均速度與其在沿著輸送線路的經(jīng)加熱部分長度20%處的平均速度的比率為至少1.1，且更優(yōu)選至少1.3。

還優(yōu)選所述含聚合物物流在輸送線路的經(jīng)加熱部分入口處的平均速度V_i與其在輸送線路的經(jīng)加熱部分出口處的平均速度V_o的比率為大于1.1，且更優(yōu)選大于1.3。V_i的常見值為2-20m/s，而對于V_o的常見值為5-80m/s。優(yōu)選入口處的平均速度V_i為至少2m/S，優(yōu)選至少5m/s且更優(yōu)選至少8m/s。還合意的是將所述速度保持為低于音速。因此優(yōu)選出口處的平均速度V_o小于80m/s，優(yōu)選小于70m/s。通常，V_o/V_i為至少1.1，更通常為1.2-15，優(yōu)選1.4-10，最優(yōu)選1.5-4。

關(guān)于含聚合物物流中固態(tài)聚合物的平均粒度，平均粒度定義為根據(jù)Plastic Materials，方法A的ASTM D-1921顆粒(篩分分析)，使用篩分粒度測定術(shù)收集到50重量%顆粒的尺寸。含聚合物物流的固體含量對輸送線路中的加熱需要具有顯著影響。如果進入所述輸送線路的物流具有高固體含量，則不僅需要加熱和/或蒸發(fā)的液體相對量降低，而且入口處的固態(tài)聚合物能夠比物流的出口溫度更溫熱，并因此攜帶顯著量的熱量進入輸送線路。重要的是固態(tài)聚合物的平均粒度低于3mm，因為所述平均粒度越小，固體顆粒和圍繞流體之間的熱交換越快。隨著輸送線路中的壓降和圍繞流體蒸發(fā)，其冷卻，但固體顆粒保持為熱的。因此合意的是將顆粒的熱量盡可能快速地傳遞至圍繞流體。當平均粒度小于3mm時，傳熱足夠快速以使固體和流體具有大致相同的溫度，且固體能夠有理由被認為是與主體(bulk)流體處于熱平衡。

優(yōu)選固態(tài)聚合物的平均粒度小于2mm，且更優(yōu)選小于1mm。所述平均粒度甚至能夠更低，例如800微米或甚至600微米。

優(yōu)選含聚合物物流在輸送線路出口處的溫度高于所述物流的露點。優(yōu)選，所述含聚合物物流在加熱器出口處的溫度為高于所述物流的露點5-80℃，最優(yōu)選10-40℃。

還優(yōu)選所述物流本身沿著輸送線路經(jīng)加熱長度的溫度保持為低于所述聚合物的軟化點，其中所述聚合物的軟化點定義為在10N負載下根據(jù)ASTM D1525，ISO 306的Vicat軟化溫度。這是在10N負載下，平面末端的針刺入聚合物試樣達到1mm深度的溫度。所述溫度反映當材料在升高的溫度應(yīng)用中使用時預(yù)期的軟化點。將3mm至6.5mm厚且寬度和長度方向上至少10mm的試測試樣放置在試驗裝置(例如ROSAND ASP 6 HDT/VICAT System)中以使所述針刺入，該針在其尖端具有1mm²的橫截面積，停留在所述試樣表面距邊緣至少1mm處。將10N負載施加至試樣。然后將試樣下降進入23℃的油浴。將所述浴以50℃每小時的速度提高直至所述針刺入1mm；出現(xiàn)該現(xiàn)象的溫度是所述Vicat軟化溫度。

通常通過使用與線路外表面接觸的載熱體加熱輸送線路的內(nèi)表面來將熱量傳遞至含聚合物物流。因此輸入至所述物流的熱量通常通過改變輸送線路內(nèi)表面的溫度來調(diào)節(jié)。這通常通過改變與所述外表面接觸的載熱體的溫度完成。另外或替代性地，輸入至所述物流的熱量能夠通過改變輸送線路的經(jīng)加熱區(qū)域的尺寸來調(diào)節(jié)。例如，如果輸送線路由多個離散的經(jīng)加熱段組成，則輸入至所述物流的總熱量可以通過調(diào)節(jié)各個經(jīng)加熱段的溫度，或通過改變經(jīng)加熱段的數(shù)目，即通過將一個或多個經(jīng)加熱段的熱量輸入開啟或關(guān)閉而部分地控制。在一個實施方案中，輸入至所述物流的總熱量通過僅僅改變輸送線路中其經(jīng)加熱長度的60%至100%部分，或甚至僅僅其經(jīng)加熱長度的80％至100%部分的內(nèi)表面溫度而調(diào)節(jié)。還可以采用上述措施的組合，其改變加熱的面積和改變載熱體的溫度。

優(yōu)選所述輸送線路沿著其經(jīng)加熱長度的50%至100%的內(nèi)表面溫度保持為低于所述聚合物的軟化點：更優(yōu)選，所述輸送線路遍及其整個經(jīng)加熱長度的內(nèi)表面溫度保持為低于所述聚合物的軟化點。

通過保持所述含聚合物物流在加熱器出口處的溫度高于所述物流的露點，但輸送線路的內(nèi)表面低于所述聚合物的軟化點，可以確保所述物流中的所有液體在物流到達加熱器出口時蒸發(fā)，但同時最小化結(jié)垢的風(fēng)險。在加熱器位于聚合反應(yīng)器和脫氣容器之間的情況中，所述輸送線路內(nèi)表面的溫度可以保持為高于所述反應(yīng)器的溫度。對于密度為935-945kg/m³的聚合物，工藝側(cè)壁溫度通?？刂圃?5-130℃，優(yōu)選85-105℃。對于密度為955-965kg/m³的聚合物，工藝側(cè)壁溫度通?？刂圃?0-135℃，優(yōu)選95-110℃。

所述含聚合物物流優(yōu)選在進入輸送線路之前從聚合反應(yīng)器取出，且輸送線路入口因此直接連接至所述聚合反應(yīng)器。還優(yōu)選所述輸送線路的出口與粉末收集或分離容器直接連接，該容器優(yōu)選保持在使得大部分回收的蒸氣能夠在不需要再壓縮的情況下冷凝和回收的壓力下。該容器通常在最終的聚合物處理和擠出的上游或者在進一步聚合反應(yīng)器的上游。所述物流可以從聚合反應(yīng)器連續(xù)地取出，并且可包含或者可以不包含活性聚合物。

通常，加熱器入口處的壓力P_i為5-30bara，優(yōu)選10-25bara。出口處的壓力P_o通常為1.5-20bara，優(yōu)選7-11bara。在輸送線路位于聚合反應(yīng)器和脫氣容器之間的情況中，輸送線路中的壓降通常為聚合反應(yīng)器至脫氣容器入口之間總壓降的5%-50%，優(yōu)選10-35%。

在本發(fā)明方法一個優(yōu)選的實施方案中，在加熱器位于聚合反應(yīng)器和脫氣容器之間的情況中，加熱所述含聚合物物流以使得從聚合反應(yīng)器操作取出的至少90mol%，優(yōu)選至少98mol%且最優(yōu)化地100mol%的烴流體在進入脫氣容器之前蒸發(fā)。所述脫氣容器優(yōu)選在大于2bara，最優(yōu)選6bara-12bara的壓力下操作，但保持跨越所述加熱器長度的壓降小于0.5巴/噸/小時的聚合物制造，最優(yōu)選0.1bar/te/h至0.3bar/te/h。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該優(yōu)化的每單位制造的低壓降甚至能夠在所述加熱器入口處的高固體負載下可靠地操作。優(yōu)選當所述含聚合物物流進入加熱器時所述物流的固體含量為35wt%至70wt%，最優(yōu)選50wt%至65wt%，并且還優(yōu)選所述物流在進入所述加熱器入口時在任何30秒時期的速度不會改變超過15%，優(yōu)選不超過5%。這能夠?qū)崿F(xiàn)的一種方式是通過使用從聚合反應(yīng)器的連續(xù)而非不連續(xù)的排出。這種與直徑擴大的加熱器組合的高固體負載操作使得加熱器的壓降最小化。

對于加熱器本身的構(gòu)造，優(yōu)選所述輸送線路出口直徑D_o與其入口直徑D_i的比率D_o/D_i大于1，優(yōu)選1.2-10。其典型的是至少1.3，和通常至少1.4。但是，該比率優(yōu)選不超過4，和更優(yōu)選不超過2，最優(yōu)選最多1.9。還優(yōu)選輸送線路沿著其經(jīng)加熱長度80％處的直徑D₈₀與沿著其經(jīng)加熱長度20%處的直徑D₂₀的比率大于1，優(yōu)選大于1.2和更優(yōu)選大于1.3。

我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，所述輸送線路沿著其長度增加的直徑能夠?qū)崿F(xiàn)較高范圍的含聚合物物流流量被加熱器容納。在入口處相對小的直徑允許甚至在低流量時相對高的速度，降低了結(jié)垢的風(fēng)險；而在出口處相對較大的直徑甚至能夠在高流量下避免速度超過音速的風(fēng)險。具有此類范圍的能力在啟動和停止操作期間特別有價值。為了降低下游堵塞的風(fēng)險，還優(yōu)選輸送線路的出口直徑D_o小于脫氣容器的固體出口。D_o定義為輸送線路在其出口處的內(nèi)徑，和D_i為輸送線路在其入口處的內(nèi)徑，其中所述輸送線路的出口和入口如先前描述所定義。

所述輸送線路的內(nèi)徑D優(yōu)選為至少20mm，和更通常為40mm-200mm。最優(yōu)選內(nèi)徑為60mm-150mm。

所述加熱器(包括經(jīng)加熱的和未加熱的段)和因此所述輸送線路的總長度L優(yōu)選為至少20m，更優(yōu)選至少30m，但通常不超過600m。長度的優(yōu)選范圍為50m至500m，更優(yōu)選70m至300m。

優(yōu)選所述輸送線路的長度L與其平均內(nèi)徑D_ave的比率L/D_ave為500至10000，優(yōu)選1500至3500，和更優(yōu)選2000至3000。如果所述輸送線路由每個段直徑不同的多個段構(gòu)造，則D_ave為根據(jù)每個段的長度加權(quán)平均的那些段的平均內(nèi)徑；或者可以參考線路的總內(nèi)容積v計算，其中v=(πD_ave².L)/4。

如果輸送線路沿著其長度直徑增加，則優(yōu)選所述增加以離散的步進方式增加而不是連續(xù)地增加，其中所述輸送線路的中間部分具有恒定直徑。通常，沿著管道的長度存在直徑的一次、兩次或三次增加，通常由不同直徑的兩個段之間的圓錐形連接件產(chǎn)生。優(yōu)選所述含聚合物物流在緊接所述輸送線路直徑增加之后的平均速度高于所述輸送線路入口處的速度V_i。

優(yōu)選所述線路的一個或所有段通常為立式而不是水平地安裝，因為這降低了沉降以及由此結(jié)垢的風(fēng)險，也確保所述線路在工廠中具有較小的覆蓋區(qū)：以此類構(gòu)造，所述線路的第一段優(yōu)選在底部具有其入口以使材料通過輸送線路的初始流動向上。優(yōu)選小于20%，最優(yōu)選小于10%的所述輸送線路長度為水平的，和最佳地所述線路構(gòu)造為基本上沒有水平段。在一個實施方案中，至少經(jīng)加熱線路的入口和出口垂直地取向以使經(jīng)由所述線路的輸入流向上而來自所述線路的輸出流向下。在本發(fā)明的一個實施方案中，所述輸送線路包括由彎頭(彎管)連接的一系列段，所述彎頭通常為U形以使所述線路在本身上折疊一次或多次。該構(gòu)造的優(yōu)點是其使得輸送線路在工廠中更加緊湊。所述彎管之間的段通常是直的。所述彎頭可以像線路的其余部分那樣加熱，但為了簡化所述加熱器的構(gòu)造，它們通常并不加熱。通常還優(yōu)選所述線路中直徑的任何擴大在該線路的未加熱段出現(xiàn)；因此所述線路的各段可以具有不同直徑，其中直徑增加出現(xiàn)在一個或多個彎管處，優(yōu)選在彎管出口處，以使速度在彎管出口處而不是在其入口處降低，且最優(yōu)選在垂直加熱的段頂部的彎管出口處。輸送線路中擴大段和的彎頭的設(shè)計是可靠操作而沒有結(jié)垢的關(guān)鍵。補足總輸送線路的各彎管之間的垂直或水平段的數(shù)目可以為2至高達10，但更常見的是3至7段。

所述輸送線路的彎管可具有不同程度的曲率。由所述彎管限定的曲線的半徑可以表示為在該點處線路直徑D的倍數(shù)。所述彎管通常具有3D-30D的半徑，最優(yōu)選5D-20D以確保可靠操作而沒有結(jié)垢，同時還最小化所述線路的覆蓋區(qū)。如上所述，所述彎管優(yōu)選為U形的，但并不排除替代性選項例如L形彎管，其允許平滑流程。明顯地，以多段方式形成的輸送線路可采用上述彎管類型的混合形式，或甚至其它角度的彎管例如60^o或120^o。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，輸送線路中任何一個擴大段的長度應(yīng)該大于0.25D，優(yōu)選為0.5D-10D，最優(yōu)選0.75D-3D。優(yōu)選每個擴大段位于緊鄰彎管上游或更優(yōu)選下游，優(yōu)選距離彎管不超過4D。還優(yōu)選擴大是同軸的，但其它擴大幾何結(jié)構(gòu)也可以。

優(yōu)選加熱器入口與其所連接的聚合反應(yīng)器處于大致相同的高度，優(yōu)選從該聚合反應(yīng)器到該加熱器入口的輸送線路基本上是水平的。

最優(yōu)選所述輸送線路的出口(在脫氣容器入口點)與輸送線路入口和/或聚合反應(yīng)器出口相比處于較高高度。

用于加熱所述輸送線路的機構(gòu)通常包括圍繞所述線路的夾套。所述加熱器夾套可以為電加熱器的形式，但優(yōu)選其為圍繞線路的同軸管道形式，加熱流體經(jīng)由該同軸管道通行。最常用的加熱流體是水蒸氣。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，能夠通過使用脫過熱水蒸氣作為載熱體最好地優(yōu)化條件，特別是其中最大飽和溫度為低于所加熱的聚合物的軟化點0-30℃，和優(yōu)選不超過10℃。無論采用哪個形式，所述夾套可沿著所述輸送線路的整個長度提供相同的熱量輸入，或者可在所述線路的不同部分提供差分加熱。正如以上的討論，所述線路的多個部分(例如彎頭)未加熱也是可以的。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，沿著所述輸送線路長度的最優(yōu)熱量輸入由使得載熱體的溫度(或者線路的內(nèi)壁溫度)在所述線路入口處高于其出口處的設(shè)計實現(xiàn)。因此，由于含聚合物物流中的蒸氣分數(shù)隨其沿著線路通行而增加，優(yōu)選載熱體溫度(或者線路的內(nèi)壁溫度)降低。這能夠以連續(xù)分級的方式完成，或者借助于不同溫度的段以多個離散的步進完成。但是，最優(yōu)選在所述線路的不同部分中在不同溫度操作的夾套，通常通過對需要不同溫度的每個段具有獨立供應(yīng)的載熱體實現(xiàn)。

在本發(fā)明一個優(yōu)選的實施方案中，輸送線路使用水蒸氣作為載熱體通過同軸管道加熱。所述輸送線路的出口溫度優(yōu)選使用水蒸氣流量控制：對于給定水蒸氣溫度，其益處是能夠控制輸送線路壁溫，從而確保在低的聚合物物流流量下的較低溫度和在速度較高時的較高流量下的較高溫度。

進一步提高含聚合物物流本身在輸送線路出口處溫度的一種方式(除提高加熱器的能量輸入之外)是提高所述物流的固體含量。這能夠通過提高從聚合反應(yīng)器取出的物流的固體含量和/或通過使用所述輸送線路上游的固體濃縮設(shè)備完成。所述固體與該物流的液體或氣體組分相比能夠攜帶更多熱量，由此需要從所述輸送線路加熱器的較低輸入以便實現(xiàn)所需溫度。

輸送線路上游的固體濃縮設(shè)備（具有上游稀釋劑沖洗(如我們的專利EP1118624中所述)）的使用是本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案，并使得輸送線路中的單體濃度能夠最小化，由此降低結(jié)垢的風(fēng)險。

優(yōu)選所述管道沿著加熱器的長度可容易地分離以有利于清潔。優(yōu)選所述管道以5-15m間隔具有法蘭。在使用包含加熱流體的夾套實施加熱的情況中，優(yōu)選所述加熱流體不覆蓋任何法蘭。

為了最大化進入所述含聚合物物流的傳熱，所述管道優(yōu)選由導(dǎo)熱率大于30Wm^-2K^-1，優(yōu)選大于40Wm^-2K^-1的材料制造。所述管道通常為無縫的，但在需要高傳熱時優(yōu)選焊縫焊接的管道。

優(yōu)選離開聚合反應(yīng)器的所有含聚合物物流經(jīng)由單個輸送線路通行，特別是在啟動時。此類輸送線路可以通過起自反應(yīng)器的一個或多個取出線路進料。從所述反應(yīng)器取出的物流可以在經(jīng)過輸送線路通行之前被濃縮，優(yōu)選通過重力或離心機構(gòu)濃縮，最優(yōu)選使用旋液分離器。

但是，也在本發(fā)明范圍之內(nèi)的是提供多個并聯(lián)輸送線路以容納含聚合物物流，所述多個并聯(lián)輸送線路各自按照本發(fā)明排列。因此，本發(fā)明的另外方面提供了用于加熱從聚合反應(yīng)器（其生產(chǎn)速率增加）輸送至分離區(qū)域或設(shè)備的含聚合物物流的方法，其包括a)使所述物流經(jīng)由一個或多個第一加熱器通行，所述加熱器每個包括用于所述物流的輸送線路和用于加熱所述輸送線路的機構(gòu)，并且增加所述物流的流量同時將所述含聚合物物流在每個加熱器出口處的溫度保持為高于所述物流露點至少10℃，優(yōu)選至少20℃和更優(yōu)選至少30℃，且所述物流在沿著每個輸送線路長度的任何點處的溫度低于所述聚合物的軟化點，和隨后

b)使部分所述物流經(jīng)由與所述第一加熱器并聯(lián)排列的附加加熱器通行，所述附加加熱器也包括用于所述物流的輸送線路和用于加熱所述輸送線路的機構(gòu)，同時將所述含聚合物物流在所有加熱器出口處的溫度保持為高于所述物流的露點，且所述物流在沿著所有輸送線路長度的任何點處的溫度低于所述聚合物的軟化點。

在替代性方面，本發(fā)明提供了用于加熱從聚合反應(yīng)器輸送至分離區(qū)域或設(shè)備的含聚合物物流的方法，其中當跨越第一加熱器的壓降超過所述反應(yīng)器和所述分離區(qū)域或設(shè)備之間總壓降的50%，優(yōu)選70%時，或者當所述含聚合物物流在加熱器出口處的溫度下降到低于所述含聚合物物流露點溫度以上30℃時，將部分所述含聚合物物流轉(zhuǎn)移到也包括至少一個用于所述物流的輸送線路和用于加熱所述輸送線路的機構(gòu)的其它加熱器?？梢匝舆t將部分所述物流轉(zhuǎn)移至其它加熱器直至所述含聚合物物流在加熱器出口處的溫度下降到低于所述含聚合物物流露點溫度以上20℃或甚至10℃。

通過將部分所述含聚合物物流輸送至其它加熱器，用于加熱的有效表面積通過新加熱器的表面積立即增加，其允許施加于所述物流的熱量總量提高，以及由此導(dǎo)致所述含聚合物物流在加熱器出口處的溫度提高。因此，能夠?qū)⑺鑫锪鞯某隹跍囟缺３衷诤弦馑?，而不論流量的提高，其不然的話可能引起溫度下降?/p>

通常上述方法在聚合反應(yīng)器生產(chǎn)速率增加時操作，但也能夠通過其它改變例如所述含聚合物物流固體濃度的降低觸發(fā)。

本發(fā)明的一個相關(guān)方面提供了用于加熱從聚合反應(yīng)器輸送至分離區(qū)域或設(shè)備的含聚合物物流的方法，其包括a)使所述物流經(jīng)由至少兩個并聯(lián)排列且各自包括用于所述物流的輸送線路和用于加熱所述輸送線路的機構(gòu)的加熱器通行，優(yōu)選同時將所述含聚合物物流在每個加熱器出口處的溫度保持為高于所述物流的露點，且所述物流在沿著每個輸送線路長度的任何點處的溫度低于所述聚合物的軟化點，以及降低所述物流的流量直至所述加熱器出口處的速度降低到40m/s或更低，

和隨后b)關(guān)閉所述加熱器之一并使所述物流僅僅經(jīng)由其余的一個或多個加熱器通行。

在替代性實施方案中，部分所述物流經(jīng)由與第一加熱器并聯(lián)排列的附加加熱器轉(zhuǎn)移（如果在任何點的速度降到入口速度V_i之下，或者如果跨越單位長度輸送線路的壓降超過合意的最大值(通常0.2巴/米，優(yōu)選0.1巴/米)），所述附加加熱器也包括用于所述物流的輸送線路和用于加熱所述輸送線路的機構(gòu)。此外在該實施方案中，在所有加熱器出口處的所述含聚合物物流的溫度優(yōu)選保持在高于所述物流的露點，且所述物流在沿著所有輸送線路的長度的任何點處的溫度低于所述聚合物的軟化點。

在涉及多于一個加熱器進行操作的本發(fā)明所有上述方面中，優(yōu)選所有加熱器根據(jù)對于單個加熱器的本發(fā)明如前所述方面進行操作。

在本發(fā)明的此類并聯(lián)加熱器實施方案中，不是所有的輸送線路都可能在使用中的任一時刻需要。在另一實施方案中，所述聚合反應(yīng)器具有多個取出線路，其中每個具有其自身的輸送線路。本發(fā)明也在其范圍內(nèi)包括使用單個或并聯(lián)的固體濃縮設(shè)備，常規(guī)安排是在每個輸送線路的上游設(shè)置一個固體濃縮設(shè)備。

在并聯(lián)加熱器實施方案中，優(yōu)選在至少兩個加熱器進行操作時，跨越每個加熱器的輸送線路的任何截面的平均物流速度保持為2至100m/s，最優(yōu)選10至70m/s。

本發(fā)明另一方面提供了用于加熱從聚合反應(yīng)器輸送至分離區(qū)域或設(shè)備的含聚合物物流的方法，包括使所述物流經(jīng)由并聯(lián)操作的至少兩個加熱器通行，每個加熱器包括至少一個用于所述物流的輸送線路和用于加熱所述輸送線路的機構(gòu)，其中所述含聚合物物流在所有加熱器出口處的溫度保持為高于所述物流的露點，并且沒有加熱器的含聚合物物流的體積流量為超過任何其它加熱器三倍。

每個輸送線路的性能能夠使用參數(shù)監(jiān)測，所述參數(shù)包括：進入加熱夾套的水蒸氣的流量、壓力和溫度，離開加熱夾套的冷凝物的流量和溫度，或水蒸氣閥的位置以測量物流的熱量輸入(負荷)；跨越加熱器和反應(yīng)器壓力閥輸出的壓差以測量進入每個輸送線路的流量或流量比，每個加熱器的水蒸氣流量和出口溫度之間的關(guān)系，反應(yīng)器的熱平衡以計算進入所有加熱器的總流量，和在加熱器出口處的蒸氣溫度和工藝物流的露點之間的差值?？缭矫總€加熱器的輸送線路的壓降優(yōu)選與如前所述的單個加熱器實施方案是基本上相同的。

當操作超過一個并聯(lián)且接近于最大能力的輸送線路(加熱器)時，輸送線路的安裝和操作條件與相關(guān)的上游和下游裝備和管道系統(tǒng)中的較小差異能夠?qū)е螺斔途€路具有失衡的漿料流(負載)。在沒有流動分配校正的情況下，這能夠?qū)е螺斔途€路需要更頻繁的試車或停產(chǎn)以便保持各輸送線路在正確的操作范圍內(nèi)。為了避免這點，每個輸送線路上的漿料負載可以通過如下自動地平衡：首先測定經(jīng)由每個輸送線路的漿料流量，然后計算所有輸送線路的平均流量，并隨后向每個輸送線路上游的控制閥施加偏流以調(diào)節(jié)進料速率從而使各輸送線路的漿料負載達到至少接近于所述平均值。優(yōu)選這使用對圍繞每個輸送線路的夾套的水蒸氣流量(即施加于每個輸送線路的加熱量)作為測定經(jīng)由每個輸送線路的漿料流量的手段達成，因為所述水蒸氣流量被控制為實現(xiàn)輸送線路出口處的所需溫度，而出口溫度通過經(jīng)由每個輸送線路的漿料流量測定。然后計算對輸送線路的水蒸氣流量的平均值，并隨后向每個輸送線路上游的控制閥施加偏流以調(diào)節(jié)進料速率從而保持每個輸送線路的負載，如通過水蒸氣流量測量的，在平均值的50%-150%，優(yōu)選90%-110%。如果一些加熱器具有不同的能力，則所述平均值可以為加權(quán)平均。進料閥對所有輸送線路的首要控制功能是通過操縱從反應(yīng)器到每個輸送線路的總進料來控制反應(yīng)器壓力。因此所有控制閥并行操作，一起打開和關(guān)閉，其中平衡疊加在該動作上的控制以平衡輸送線路上的負載。在替代性實施方案中，反應(yīng)器中的一個或多個排出閥用來控制壓力，而其它保持在設(shè)定位置，只要加熱器的負載保持在平均值左右，該設(shè)定位置就不變。還可以通過不同于反應(yīng)器排出閥的手段控制壓力。

所述輸送線路上的漿料負載可替代性地用先前描述的其它方式測定，例如流量/速度或壓降。對輸送線路的總進料可以由反應(yīng)器壓力或通過流量控制直接控制。

當加熱器性能的一個或多個所選指標表明至少一個在線加熱器處于最大能力的90%，優(yōu)選80％和最優(yōu)選70%或更大時，應(yīng)該試車可用的離線加熱器。關(guān)于最大能力的定義，對于聚合反應(yīng)器條件和加熱器出口條件的給定設(shè)定(壓力、溫度、物流組成和固體負載)，存在極限值，高于該極限值時加熱器出口處的質(zhì)量流量不能進一步提高而仍然使含聚合物物流在加熱器出口處的溫度保持為高于所述物流的露點，且所述物流在沿著加熱器長度任何點處的溫度低于所述聚合物的軟化點。所述極限值能夠歸因于閥門輸出限制、功率限制、機械、安全或任何其它原因。這被認為是最大能力。對于相同的反應(yīng)器條件和出口條件，出口質(zhì)量流量能夠與該最大能力相比并且以最大能力%的形式表示。

當兩個或更多個加熱器并聯(lián)操作時，它們中之一應(yīng)該在它們中的至少一個在小于最大能力的60%，優(yōu)選小于40%操作時關(guān)閉。

在單個加熱器和多個并聯(lián)加熱器兩種實施方案中，從聚合反應(yīng)器取出的含聚合物物流的流量優(yōu)選使用壓力或流量控制閥控制，所述壓力或流量控制閥最優(yōu)選放置在固體濃縮設(shè)備和輸送線路加熱器入口之間。所述控制閥設(shè)計成具有的壓降為在反應(yīng)器和第一個下游容器入口之間壓降的45%-90%，最優(yōu)選50%-80％。所述經(jīng)加熱的輸送線路優(yōu)選設(shè)計成具有的壓降為在反應(yīng)器和脫氣容器入口之間壓降的5%-75%，最優(yōu)選10%-35%。跨越控制閥的壓降與跨越加熱器的壓降的比率為0.8-10，最優(yōu)選1-2。

所述含聚合物物流可包含蒸氣組分以及液體組分。通常，在加熱器入口處所述含聚合物物流的流體組分中的蒸氣分數(shù)為5-60mol%。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，當在加熱器上游存在壓力或流量控制閥時，在加熱器入口處所述物流的蒸氣分數(shù)為25-60mol%。在加熱器出口處所述物流的流體組分中的蒸氣分數(shù)能夠從70至100mol%變化，其通常是95-100mol%，最優(yōu)選大于99mol%。

本發(fā)明能夠適用于包含需要加熱以使液體在減壓期間揮發(fā)的聚合物物流的任何聚合方法(例如氣相、漿料或溶液)。

用于烯烴漿料相共聚的方法是本領(lǐng)域公知的。此類方法能夠例如通過將單體和共聚單體引入包括聚烯烴和用于聚合的催化劑的攪拌槽或連續(xù)的回路反應(yīng)器而實施。通?？刂扑龇磻?yīng)器以在最佳產(chǎn)量和溫度實現(xiàn)聚合物合意的熔融指數(shù)和密度。

聚乙烯漿料聚合方法通常伴隨著顯著量的液態(tài)烴從聚合反應(yīng)器取出聚合物，本發(fā)明因此特別地與此類方法有關(guān)。此類反應(yīng)器中的漿料通常包括粒狀聚合物、一種或多種烴稀釋劑、一種或多種(共聚)單體、催化劑、鏈終止劑如氫和其它反應(yīng)器添加劑。特別地，所述漿料將包括基于漿料總重量20-75重量％，優(yōu)選30-70重量％的粒狀聚合物，和基于漿料總重量80-25重量％，優(yōu)選70-30重量％的懸浮介質(zhì)，其中所述懸浮介質(zhì)為反應(yīng)器中所有流體組分之和并包括稀釋劑、烯烴單體和任何添加劑；所述稀釋劑能夠為惰性稀釋劑或其能夠為反應(yīng)性稀釋劑如液體烯烴單體。在主要稀釋劑為惰性稀釋劑的情況下，烯烴單體通常構(gòu)成所述漿料的2-20wt%，更特別地4-10wt%。但是，當單體為丙烯時，其能夠構(gòu)成所述漿料的幾乎100wt%。

聚合通常在50-125℃的溫度和1-100bara的壓力進行。使用的催化劑能夠是通常用于烯烴聚合的任何催化劑，例如氧化鉻、齊格勒-納塔或茂金屬型催化劑。包括聚合物和稀釋劑、和在大多數(shù)情況下催化劑的產(chǎn)物漿料，烯烴單體和共聚單體能夠間歇或連續(xù)地排放，任選使用濃縮設(shè)備例如旋液分離器或沉降腿以最小化伴隨著聚合物取出的流體的量。

本發(fā)明特別地涉及回路反應(yīng)器中的聚合，其中漿料通常借助于泵或攪拌器在反應(yīng)器中循環(huán)。液體全回路反應(yīng)器特別是本領(lǐng)域公知的，并且描述在例如US 3152872、US 3242150和US 4613484中。所述回路反應(yīng)器具有連續(xù)的管狀構(gòu)造，包括至少兩個，例如四個垂直段和至少兩個，例如四個水平段。通常，利用冷卻介質(zhì)，優(yōu)選水，使用在圍繞至少部分所述管狀回路反應(yīng)器的夾套中的間接交換移出聚合的熱量。能夠改變回路反應(yīng)器的體積但通常為20-170m³。

在商業(yè)工廠中，將粒狀聚合物與稀釋劑分離，分離方式使得稀釋劑不會暴露于污染物，以便允許稀釋劑以最小限度的提純（如果有提純的話）再循環(huán)到聚合區(qū)域。通過本發(fā)明方法從稀釋劑分離產(chǎn)生的粒狀聚合物通常能夠通過本領(lǐng)域公知的任何方法進行，例如其能夠包括(i)使用不連續(xù)的垂直沉降腿，使得漿料跨越其開口的流動產(chǎn)生聚合物顆粒能夠在其中從稀釋劑沉降到一定程度的區(qū)域或(ii)經(jīng)由單個或者多個取出端口連續(xù)的產(chǎn)品取出，所述端口的位置能夠在回路反應(yīng)器上的任何地方，但是通常與所述回路水平段的下游端相鄰。如前論述的，在漿料中具有高固體濃度的大直徑反應(yīng)器的操作最小化從聚合回路取出的主要稀釋劑的量。對取出的聚合物漿料使用濃縮設(shè)備例如旋液分離器(單個或者在多個旋液分離器的情況下并聯(lián)或串聯(lián))進一步以能量有效方式增強稀釋劑的回收，這是由于避免了所回收稀釋劑顯著的壓降和蒸發(fā)。

取出的且優(yōu)選濃縮的聚合物漿料通常在經(jīng)由本發(fā)明加熱器輸送至主要閃蒸容器之前減壓。

在主要閃蒸容器中回收的稀釋劑和任何單體蒸氣通常被冷凝，優(yōu)選沒有再壓縮，并在聚合方法中再利用。通?？刂扑鲋饕W蒸容器的壓力以使得能夠在任何再壓縮之前用可容易獲得的冷卻介質(zhì)(例如冷卻水)冷凝基本上所有的閃蒸蒸氣。在所述主要閃蒸容器中的壓力通常為2-25bara，更通常5-20bara和最通常6-11bara。從所述主要閃蒸容器回收的固體材料通常通行至次級閃蒸容器以移出殘留揮發(fā)物。替代性地，漿料可以通行至與上述主要容器相比較低壓力的閃蒸容器使得需要再壓縮以冷凝回收的稀釋劑。優(yōu)選使用高壓閃蒸容器。

更具體地，本發(fā)明特別有用的聚合方法類型的一個實例是烯烴（優(yōu)選α單烯烴）在反應(yīng)區(qū)域（優(yōu)選伸長的管狀閉合回路）中的連續(xù)聚合。將一種或多種烯烴連續(xù)加入至在烴稀釋劑中的催化劑并與催化劑接觸。所述一種或多種單體聚合形成懸浮在聚合介質(zhì)或稀釋劑中的固體顆粒聚合物的漿料。通過本發(fā)明加熱器上游的閥門控制聚合物產(chǎn)物的取出速率。

反應(yīng)器中漿料的固體濃度通常將高于20體積％，優(yōu)選大約30體積%，例如20-40體積%，優(yōu)選25-35體積%，其中體積%是[(漿料總體積-懸浮介質(zhì)的體積)/(漿料總體積)]x100。以重量百分比的形式測量的固體濃度等于以體積百分比的形式測量的固體濃度，其將根據(jù)產(chǎn)生的聚合物但更特別地根據(jù)使用的稀釋劑改變。在產(chǎn)生的聚合物是聚乙烯且稀釋劑是烷烴例如異丁烷的情況下，優(yōu)選固體濃度高于30wt%，特別是高于40wt%，例如40-60wt%，優(yōu)選45-55wt%，基于漿料總重量。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，高的固體負載，特別是高于40wt%，聚合反應(yīng)器和脫氣容器之間可靠的產(chǎn)物取出和加熱(如通過結(jié)垢、流動變化和/或傳熱證明的)能夠通過利用本發(fā)明加熱器保持在可接受的操作極限內(nèi)。

該類型的方法可任選地在多反應(yīng)器系統(tǒng)中進行。多反應(yīng)器系統(tǒng)的第二個或任何后續(xù)反應(yīng)器可以是另外的回路反應(yīng)器或用于烯烴聚合的任何反應(yīng)器，例如流化床反應(yīng)器。但是，通常所述多反應(yīng)器系統(tǒng)的第二個或任何后續(xù)反應(yīng)器是另外的回路反應(yīng)器。此類多反應(yīng)器系統(tǒng)可用于制造單峰或多峰的，優(yōu)選多峰的聚合物。

在串聯(lián)多反應(yīng)器的情況下，串聯(lián)的第一個反應(yīng)器供應(yīng)有催化劑或預(yù)聚物和除了稀釋劑和單體之外還有任選地助催化劑，和每個后續(xù)反應(yīng)器供應(yīng)有至少單體，特別是乙烯和供應(yīng)有來自串聯(lián)的前一反應(yīng)器的漿料，該混合物包括催化劑以及在串聯(lián)的前一反應(yīng)器中產(chǎn)生的聚合物的混合物?？梢詾榈诙€反應(yīng)器和/或視情況地至少一個后續(xù)反應(yīng)器供應(yīng)新鮮催化劑和/或助催化劑。但是，更常見的是將催化劑和助催化劑專門地引入第一個反應(yīng)器。

在工廠包括至少兩個串聯(lián)反應(yīng)器的情況中，具有最高熔體指數(shù)的聚合物和具有最低熔體指數(shù)的聚合物能夠在兩個串聯(lián)的相鄰或不相鄰反應(yīng)器中產(chǎn)生。氫(i)在制造高分子量組分的一個或多個反應(yīng)器中保持在低(或零)濃度，例如氫百分比包括0-0.1體積%和(ii)在制造低分子量組分的一個或多個反應(yīng)器中保持在很高濃度，例如氫百分比為0.5-2.4體積%。反應(yīng)器能夠相等地操作以在連續(xù)反應(yīng)器中產(chǎn)生基本上相同的聚合物熔體指數(shù)。

當此類反應(yīng)器系統(tǒng)產(chǎn)生分子量小于50千道爾頓或大于150千道爾頓的聚合物時，過去曾經(jīng)在聚合反應(yīng)器和脫氣容器之間的加熱器中觀察到反應(yīng)器積垢和聚集的特定問題。這些問題能夠通過在所述加熱器中的高聚合物固體濃度加重。這是能夠通過利用本發(fā)明加熱器改善的另一問題。

具體實施方式

實施例1

在該實施例中，聚合反應(yīng)器以60噸/小時的速度排放包含50wt%平均粒徑為1.5mm的固體聚乙烯的漿料。反應(yīng)器壓力為40barg，并且在進入加熱器之前，含聚合物物流經(jīng)過控制閥通行，該控制閥使得壓力降低到16barg。攜帶固態(tài)聚合物的稀釋劑的組成為91mol%異丁烷，8mol%乙烯和1mol%己烯。沒有附加流體加入至所述物流。

所述物流進入輸送線路形式的加熱器，該輸送線路包括五個立式腿，其經(jīng)加熱部分各自為40m長，產(chǎn)生200m的總經(jīng)加熱長度(忽略連接每個立式腿的未加熱彎管的長度)。開頭兩個腿(到80m，或總經(jīng)加熱長度的40%)的直徑為76mm，而最后三個腿(120m，或總經(jīng)加熱長度的60%)的直徑為102mm。因此兩個直徑的比率為1.33。

所述輸送線路內(nèi)部的條件概括在下表1中。

表1

在加熱器出口處，物流的露點是69.8℃。

根據(jù)以上表中的數(shù)據(jù)，關(guān)鍵點是在80m處直徑增加之后速度的顯著下降。另外，隨著蒸氣比例通過加熱器出口增加到100%，速度沿著加熱器穩(wěn)定地增加，并且液體的體積流量相應(yīng)地下降到零。能夠看出，在沿著線路經(jīng)加熱長度80％處的平均速度是至少33m/s，并且在出口處，流體的溫度(80.1℃)超過其露點10.3℃。

實施例2（對比）

在該實施例中，聚合反應(yīng)器以23噸/小時的速度排放包含52wt%平均粒徑為1.5mm的固體聚乙烯的漿料。反應(yīng)器壓力為40barg，并且在進入加熱器之前，含聚合物物流經(jīng)過控制閥通行，該控制閥使得壓力降低到16barg。攜帶固態(tài)聚合物的稀釋劑的組成為91mol%異丁烷，8mol%乙烯和1mol%己烯。沒有附加流體加入至所述物流。

所述物流進入輸送線路形式的加熱器，該輸送線路包括五個立式腿，其經(jīng)加熱部分各自為40m長，產(chǎn)生200m的總經(jīng)加熱長度(忽略連接每個立式腿的未加熱彎管的長度)。開頭三個腿(到120m，或總經(jīng)加熱長度的60%)的直徑為76mm，而最后兩個個腿(80m，或總經(jīng)加熱長度的40%)的直徑為152mm。因此兩個直徑的比率為2。

輸送線路內(nèi)部的條件概括在下表2中。

表2

在加熱器出口處，物流的露點是77.4℃。

根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)能夠看出，如同在實施例1中的，在直徑增加之后存在顯著的速度下降，其在該情況下是在120m處。但是，能夠看出，盡管在實施例1中的最低平均速度在加熱器入口處為12.3 m/s和在擴大后為17.5m/s，然而在本實施例中，平均速度顯著低于這些數(shù)值，事實上低于10m/s，幾乎在整個加熱器長度上都是如此。特別地，在沿著線路經(jīng)加熱長度80％處的平均速度僅為4.7m/s，其低于沿著經(jīng)加熱長度20％處的平均速度。在加熱器出口處，流體的溫度為82.0℃，這僅僅超過其露點4.6℃，而內(nèi)壁溫度為105.8℃，與實施例1的98.8℃相對比。

這些數(shù)據(jù)的實踐結(jié)果是，由于較低速度和較高壁溫，該實施例的結(jié)垢風(fēng)險顯著大于實施例1。