ПРОИЗВОДСТВО ПОЛИОЛЕФИНОВ В МНОГОРЕАКТОРНОЙ СИСТЕМЕ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ
POLYOLEFINS PRODUCTION IN MULTI-REACTOR POLYMERIZATION SYSTEM

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится, в целом, к производству полиолефинов и, более конкретно, к соединению и разъединению реакторов полимеризации и последующей переработке в системе производства полиолефинов.
Уровень техники
[0002] Данный раздел предназначен для ознакомления читателя с теми аспектами данной области техники, которые могут иметь отношение к аспектам настоящего изобретения, которое раскрыто и/или заявлено ниже. Предполагается, что подобное обсуждение будет полезным для обеспечения читателя базовой информацией, способствуя лучшему пониманию различных аспектов настоящего изобретения. Соответственно, следует понимать, что данные утверждения следует рассматривать именно с этой точки зрения, а не как признание известного уровня техники.
[0003] С появлением химических и нефтехимических технологий продукты этих технологий становятся все более преобладающими в современном обществе. В частности, с появлением технологий соединения простых молекулярных структурных элементов в более длинные цепи (или полимеры) полимерные продукты, обычно в форме различного пластика, все чаще входят в состав повседневных вещей. Полиолефиновые полимеры, такие как полиэтилен, полипропилен и их сополимеры, используют для изготовления труб, потребительской и фармацевтической упаковки, упаковки пищевых продуктов и напитков, пластиковых сумок, игрушек, напольных покрытий, различных промышленных продуктов, деталей автомобилей, бытовой техники и других хозяйственных товаров и т.д.
[0004] Некоторые типы полиолефинов, такие как полиэтилен, высокой плотности (HDPE), имеют конкретное применение в производстве выдувных и литых изделий, таких как контейнеры для пищевых продуктов и напитков, пленки и пластиковые трубы. Для таких же применений подходят и другие типы полиолефинов, такие как полиэтилен низкой плотности (LDPE), линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE), изотактический полипропилен (iPP) и синдиотактический полипропилен (sPP). Подходящий тип полиолефина обычно определяют механические требования конкретного применения, такие как прочность на разрыв и плотность, и/или химические требования, такие как термическая стабильность, молекулярная масса и химическая активность.
[0005] Как можно понять из представленного выше перечня применений, одно из преимуществ полиолефинового изделия заключается в том, что оно, в основном, не реагирует с товарами или продуктами, с которыми его приводят в контакт. Это позволяет использовать полиолефиновые изделия в бытовом, коммерческом и промышленном контекстах, включая хранение и перевозку пищевых продуктов и напитков, бытовую технику, сельское хозяйство, транспортировку и строительство автомобилей. Большое разнообразие бытовых, коммерческих и промышленных применений полиолефинов привело к значительному спросу на сырьевые полиолефины, из которых экструзией, литьем, выдуванием или другими способами формования могут быть получены конечные потребительские продукты или компоненты.
[0006] Существуют различные способы удовлетворения этой потребности, при помощи которых олефины могут быть полимеризованы с получением полиолефинов. Эти способы могут быть осуществлены на нефтехимических производственных объектах или вблизи них, где обеспечен непосредственный доступ к короткоцепочечным молекулам олефинов (мономерам и сомономерам), таким как этилен, пропилен, бутен, пентен, гексен, октен, децен и другие структурные элементы для гораздо более длинных полиолефиновых полимеров. Такие мономеры и сомономеры могут быть полимеризованы в жидкофазном реакторе полимеризации и/или в газофазном реакторе полимеризации. По мере роста полимерных цепей во время полимеризации в реакторе в нем образуются твердые частицы, известные как «хлопья» или «чешуйки» или «порошок».
[0007] Полимерные хлопья могут иметь одно или несколько требуемых свойств расплава, физических, реологических и/или механических свойств, таких как плотность, индекс расплава (ИР), показатель текучести расплава (ПТР), содержание сомономера, молекулярная масса, кристалличность и т.д. Может быть желательно, чтобы полимерные хлопья обладали различными свойствами в зависимости от применения, в котором будут использованы полиолефиновые хлопья или гранулированный позже полиолефин. Выбор и контролирование условий реакции в реакторе, таких как температура, давление, химические концентрации, скорость производства полимера, тип катализатора и т.д., могут влиять на свойства полимерных хлопьев.
[0008] Помимо одного или более олефиновых мономеров для облегчения полимеризации мономеров в реактор может быть добавлен катализатор (например, Циглера-Натта, металлоценовый, хромовый и т.д.). Например, катализатор может быть в виде частиц, который добавляют в реактор вместе с сырьевым потоком и который после добавления суспендируется в текучей среде внутри реактора. В отличие от мономеров, катализаторы обычно не расходуются в реакции полимеризации. Кроме того, в реактор могут быть добавлены инертные углеводороды, такие как изобутан, пропан, н-пентан, изопентан, неопентан и/или н-гексан, которые используют в качестве разбавителя для переноса содержимого реактора. Однако в некоторых процессах полимеризации может не использоваться отдельный разбавитель, как в случае некоторых примерах производства полипропилена, где мономер пропилена сам по себе действует как разбавитель. Как правило, разбавитель может облегчать циркуляцию полимерной суспензии в реакторе, отвод тепла от полимерной суспензии в реакторе и т.п.
[0009] Выходящая из реактора суспензия обычно содержит полимерные хлопья, а также неполимерные компоненты, такие как непрореагировавший олефиновый мономер (и сомономер), разбавитель и т.д. Этот выходящий поток обычно обрабатывают, например, при помощи системы регенерации разбавителя/мономера (например, испарителя или разделительной емкости, продувочной колонны и т.д.) для отделения неполимерных компонентов от полимерных хлопьев. Выделенный разбавитель, непрореагировавший мономер и другие неполимерные компоненты из системы регенерации могут быть, например, очищены и возвращены в реактор. Что касается выделенного полимера (твердого вещества), то полимер перед отправкой потребителю может быть обработан для деактивации остаточного катализатора, удаления захваченных или растворенных углеводородов, высушивания полимера и гранулирования полимера в экструдере и т.д.
[0010] В некоторых случаях для повышения производительности линии полимеризации полиолефинов или для достижения некоторых требуемых характеристик полимера может быть использовано более одного реактора полимеризации, при этом каждый реактор имеет собственный набор условий. Например, можно установить и поддерживать соответствующие условия реактора, включая рецептуру полимеризации, так чтобы полиолефиновый (например, полиэтиленовый, полипропиленовый) полимерный продукт был мономодальным, бимодальным или мультимодальным. В случае бимодальных или мультимодальных полимеров в одном полимерном продукте могут быть смешаны по меньшей мере два полиолефиновых полимера (например, два полиэтиленовых полимера или два полипропиленовых полимера), каждый из которых имеет, например, различные молекулярно-массовые фракции (и различную вязкость). Реакторы могут быть соединены последовательно, так что суспензия из одного реактора может быть перенесена в следующий реактор и так далее, до получения полиолефинового полимера с заданным набором свойств, который выгружают из последнего реактора. Например, бимодальный полимер может быть получен при помощи двух последовательных реакторов, для получения тримодального полимера может потребоваться три реактора и т.д. Кроме того, количество полиолефиновых полимеров, получаемых в каждом реакторе, может быть разным, что обеспечивает их различные массовые проценты в полимерном продукте.
[0011] Производство полиолефинов относится к сфере бизнеса с высокой конкуренцией, что заставляет производителей постоянно совершенствовать свои технологии для снижения производственных затрат, улучшения качества продукта, повышения эксплуатационной гибкости и производительности, расширения разнообразия ассортимента продукции, расширения конечных применений и характеристик продукции и т.д. В промышленности, которая ежегодно выпускает миллиарды фунтов полиолефинов, даже небольшое постепенное усовершенствование, такое как улучшение качества продуктов и их разнообразия, может привести к значительному экономическому преимуществу, увеличению продаж, увеличению рыночной доли, более высокой чистой цене производителя и т.д.
Сущность изобретения
[0012] Один из аспектов настоящего изобретения относится к системе производства полиолефинов, содержащей: первый реактор, выполненный с возможностью получения продукта, выходящего из первого реактора и содержащего первый полиолефин; второй реактор, выполненный с возможностью получения продукта, выходящего из второго реактора и содержащего второй полиолефин; и послереакторную зону обработки, выполненную с возможностью приема продукта, выходящего из первого реактора, и продукта, выходящего из второго реактора, при этом первый и второй реакторы выполнены с возможностью обеспечения переноса продукта, выходящего из первого реактора, (а) во второй реактор и, альтернативно, (b) его отведения в обход второго реактора и подачи в послереакторную зону обработки, при этом первый и второй полиолефины впервые контактируют в послереакторной зоне обработки.
[0013] Другой аспект настоящего изобретения относится к системе производства полиолефинов, содержащей: первый реактор, выполненный с возможностью получения продукта, выходящего из первого реактора и содержащего полиолефиновые и неполиолефиновые компоненты; и послереакторную зону обработки, выполненную с возможностью приема продукта, выходящего из первого реактора, и производства первого экструдированного полиолефина и второго экструдированного полиолефина.
[0014] Другой аспект настоящего изобретения относится к системе производства полиолефинов, содержащей: первый реактор, выполненный с возможностью получения первой выходящей суспензии, содержащей первый полиолефин; второй реактор, выполненный с возможностью получения второй выходящей суспензии, содержащей второй полиолефин; и послереакторную зону обработки, содержащую разделительную емкость, выполненную с возможностью приема отдельных потоков первой выходящей суспензии и второй выходящей суспензии.
Краткое описание чертежей
[0015] Преимущества настоящего изобретения станут понятны при прочтении следующего подробного описания со ссылкой на графические материалы, среди которых:
[0016] Фиг. 1 представляет собой технологическую блок-схему, демонстрирующую иллюстративную систему производства полиолефинов для получения полиолефинов в соответствии с вариантами реализации предложенной технологии;
[0017] Фиг. 2 представляет собой технологическую блок-схему иллюстративной системы реакторов в системе производства полиолефинов, изображенной на фиг. 1, в соответствии с вариантами реализации предложенной технологии;
[0018] Фиг. 3А - 5С представляют собой технологические блок-схемы иллюстративных систем реакторов, подходящих для системы производства полиолефинов, изображенной на фиг. 1, в соответствии с вариантами реализации предложенной технологии;
[0019] Фиг. 6А - 6С представляют собой технологические блок-схемы частей иллюстративных смежных систем производства полиолефинов в соответствии с вариантами реализации предложенной технологии;
[0020] Фиг. 7 представляет собой технологическую блок-схему петлевого реактора, из которого происходит выгрузка в две системы регенерации разбавителя/мономера в соответствии с вариантами реализации предложенной технологии;
[0021] Фиг. 8 представляет собой технологическую блок-схему иллюстративной системы реакторов в системе производства полиолефинов, изображенной на фиг. 1, в соответствии с вариантами реализации предложенной технологии;
[0022] Фиг. 9-11 представляют собой технологические блок-схемы иллюстративных систем регенерации разбавителя/мономера, подходящих для системы производства полиолефинов, изображенной на фиг. 1, в соответствии с вариантами реализации предложенной технологии;
[0023] Фиг. 12 представляет собой технологическую блок-схему двух смежных иллюстративных систем регенерации мономера/разбавителя в соответствии с вариантами реализации предложенной технологии;
[0024] Фиг. 13 представляет собой технологическую блок-схему, демонстрирующую иллюстративную разделительную емкость в системе регенерации разбавителя/мономера, подходящую для приема двух суспензий хлопьев полимерного продукта из одной или более систем реакторов в соответствии с вариантами реализации предложенной технологии;
[0025] Фиг. 14 представляет собой технологическую блок-схему иллюстративной системы экструзии и системы выгрузки в системе производства полиолефинов, изображенной на фиг. 1, в соответствии с вариантами реализации предложенной технологии; и
[0026] Фиг. 15А - 15С представляют собой технологические блок-схемы иллюстративных альтернативных вариантов экструзионной системы, изображенной на фиг. 1 и 14, в соответствии с вариантами реализации предложенной технологии.
Подробное описание изобретения
[0027] Ниже представлено раскрытие одного или нескольких конкретных вариантов реализации настоящего изобретения. Для обеспечения лаконичного описания этих вариантов реализации в настоящем документе описаны не все особенности реального осуществления. Следует понимать, что при разработке любого фактического варианта реализации, как при любом проектировании или разработке проекта, необходимо принять множество решений, зависящих от практического осуществлении, для достижения конкретных целей разработчика, таких как соблюдение ограничений, связанных с определенной системой и бизнесом, которые могут варьироваться от одного воплощения к другому. Кроме того, следует понимать, что такая опытно-конструкторская работа может быть сложной и длительной, но тем не менее является стандартной работой, выполняемой для проектирования, изготовления и производства специалистами в данной области техники, получающими преимущество от настоящего описания.
[0028] Варианты реализации предложенной технологии относятся к уникальному повышению эксплуатационной гибкости и возможности расширения ассортимента полиолефиновой продукции. Система производства полиолефинов выполнена с возможностью эксплуатации реакторов полимеризации последовательно и параллельно. Последовательный режим может быть описан в некоторых примерах как связанное управление реакторами полимеризации. Параллельный режим может быть описан в некоторых примерах как несвязанное или независимое управление реакторами полимеризации. Такая возможность переключения группы реакторов полимеризации между последовательной и параллельной эксплуатацией может обеспечивать гибкость при производстве мономодальных и мультимодальных (например, бимодальных) полиолефиновых полимеров, а также обеспечивать гибкость при остановке производства и техническом обслуживании, как описано ниже.
[0029] Так, варианты реализации предложенной технологии относятся к технологическим усовершенствованиям завода по производству полиолефинов для достижения гибкости относительно типа продукции. В некоторых вариантах реализации изобретения последовательно эксплуатируют по меньшей мере два суспензионных петлевых реактора, а затем их разъединяют для параллельной эксплуатации, или разъединяют для эксплуатации одного реактора, тогда как другой реактор останавливают для технического обслуживания. Это обеспечивает производственную гибкость для выпуска бимодальных продуктов и переключения на производство продуктов в одном реакторе в соответствии с меняющимися рыночными условиями. Параллельные реакторы могут работать в отдельных параллельных линиях или могут быть объединены после выгрузки продуктов из реакторов.
[0030] Послереакторная зона обработки в системе производства полиолефинов может быть выполнена с возможностью приема: (1) суспензии полиолефинового продукта, выходящей из реакторов полимеризации, работающих в параллельном режиме; а также (2) суспензии полиолефинового продукта из последнего или конечного реактора в группе реакторов полимеризации, работающих в последовательном режиме. В послереакторной зоне обработки может происходить приведение в контакт, объединение и смешивание любого количества поступивших суспензий полиолефиновых продуктов. Другими словами, если в послереакторную систему обработки поступает более одной суспензии полиолефинового продукта, то суспензии полиолефиновых продуктов могут, например, сталкиваться или приходить в контакт и объединяться в послереакторной зоне обработки, и могут быть смешаны в экструдере (например, в расплавленном потоке в экструдере) послереакторной зоны обработки.
[0031] Помимо объединения полиолефиновых суспензий, улучшенная эксплуатационная и номенклатурная гибкость системы производства полиолефинов может включать разделение, дробление и отвод потоков полиолефиновой суспензии и/или твердых полиолефинов. Например, суспензия полиолефинового продукта, выходящая из реактора полимеризации, может быть отведена или разделена на два потока. В других примерах потоки твердых полиолефинов в послереакторной зоне обработки могут быть отведены или разделены на два потока.
[0032] Как описано ниже, послереакторная зона обработки может содержать систему регенерации мономера/разбавителя, в которой происходит удаление углеводородов из суспензии полиолефинового продукта, выходящей из реактора(-ов) полимеризации, и экструзионную систему, в которой происходит грануляция обработанного полиолефинового продукта из системы регенерации мономера/разбавителя. Кроме того, послереакторая зона обработки может содержать систему фракционирования, в которой происходит очистка углеводорода (например, разбавителя, мономера), выделенного в системе регенерации мономера/разбавителя.
[0033] И снова предложенная технология обеспечивает гибкость. Реакторы могут работать последовательно с получением бимодальных или мономодальных полимеров. Реакторы могут работать параллельно с получением тех же или других продуктов. Продукция реакторов может быть смешана, разделена, продана в виде полимерных хлопьев или гранул. Иногда конструкция группы реакторов ограничена способностью производства широкого ассортимента продуктов. Это может быть важно на заводе с большими производственными мощностями, поскольку рынок может не принять только бимодальные типы. Разъединение реакторов также может обеспечивать производственную гибкость для выпуска продуктов с более высокой прибылью и с большей производительностью. Это может обеспечивать улучшение рентабельности завода.
[0034] В некоторых вариантах реализации изобретения полиолефиновый завод может работать в последовательном режиме по меньшей мере с двумя петлевыми суспензионными реакторами и со следующими конфигурациями и эксплуатационной гибкостью: (1) продукцию следующего реактора подают на одну операцию разделения (циклон, испаритель и т.д.); (2) продукцию следующего реактора разделяют и подают на параллельные линии (циклон, испаритель, продувочная колонна, экструдер и т.д.); и (3) продукцию следующего реактора разделяют в экструдере и эксплуатируют два параллельных экструдера в разных условиях (добавки, поперечное сшивание) или в аналогичных условиях.
[0035] Кроме того, в различных вариантах реализации предложена возможность функционального разъединения группы реакторов и их параллельной эксплуатации (или разъединения и остановки одного из реакторов для технического обслуживания): (1) продукцию из параллельных реакторов смешивают на следующей стадии разделения (продувания), в продувочной колонне или экструдере; или (2) продукцию из параллельных реакторов направляют на параллельные линии (циклон, испаритель, продувочная колонна, экструдер и т.д.). Кроме того, параллельные реакторы могут быть переключены на последовательную эксплуатацию, а реакторы могут быть объединены непрерывным потоком суспензии из одного реактора в другой.
[0036] Кроме того, предложенная технология может иметь преимущество при эксплуатации смежных линий по производству полиолефинов. В некоторых примерах предложенная технология может быть обеспечена для модернизации существующей установки. Например, существующие смежные полиолефиновые линии, каждая из которых имеет один полимеризационный (петлевой) реактор, могут быть модернизированы, например, для обеспечения описанной гибкости для эксплуатации двух реакторов в параллельном и последовательном режиме и, таким образом, для облегчения, например, мономодального и бимодального производства. Наконец, система переработки суспензии полимерных хлопьев может быть расположена между двумя реакторами в группе, хотя это не показано на фигурах. В некоторых примерах система переработки суспензии полимерных хлопьев обеспечивает удаление легких компонентов из передаваемой суспензии, выходящей из первого реактора во второй реактор.
I. Обзор производства полиолефинов
[0037] Обращаясь к графическим материалам и ссылаясь сначала на фиг. 1, блок-схема изображает иллюстративную производственную систему 10 для получения полиолефинов, таких как полиэтилен, полипропилен и их сополимеры, и т.д. Иллюстративная производственная система 10, как правило, представляет собой непрерывное производство, но может содержать как непрерывные, так и периодические системы. Иллюстративная номинальная мощность иллюстративной производственной системы 10 составляет примерно 700-1600 миллионов фунтов полиолефинов в год. Иллюстративная расчетная скорость производства составляет приблизительно от 7000 до 200000 фунтов полимеризованного/экструдированного полиолефина в час. Однако следует подчеркнуть, что предложенная технология применима к процессам производства полиолефинов, включая системы производства полиэтилена, имеющие номинальные мощности и расчетные скорости, выходящие за пределы этих иллюстративных диапазонов.
[0038] Различные поставщики 12 могут обеспечивать реакторные сырьевые материалы 14 для производственной системы 10 по трубопроводам, на кораблях, в грузовиках, цистернах, барабанах и т.д. Поставщики 12 могут включать сторонние и/или собственные мощности, в том числе заводы по производству олефинов, нефтеперерабатывающие заводы, катализаторные заводы и т.п. Примеры возможного сырья включают олефиновые мономеры и сомономеры (такие как этилен, пропилен, бутен, гексен, октен и децен), разбавители (такие как пропан, изобутан, н-бутан, н-гексан и н-гептан), агенты передачи цепи (такие как водород), катализаторы (такие как катализаторы Циглера-Натта, хромовые катализаторы и металлоценовые катализаторы), которые могут представлять собой гетерогенные, гомогенные, на подложке, без подложки и со-катализаторы, такие как триэтилбор, алюминийорганические соединения, метилалюмоксан, триэтилалюминий, бораты, триизобутилалюминий и т.д., а также активаторы, такие как твердые суперкислоты и другие добавки. В случае этиленового мономера иллюстративное этиленовое сырье может поступать по трубопроводу с манометрическим давлением приблизительно 800-14500 фунтов на квадратный дюйм (psig) при 45-65°F. Иллюстративное водородное сырье также может поступать по трубопроводу, но приблизительно с 900-1000 psig при 90-110°F. Конечно, могут существовать различные условия поставки этилена, водорода и других сырьевых материалов 14.
[0039] Поставщики 12, как правило, подают сырьевые материалы 14 в систему 16 питания реактора, где сырьевые материалы 14 могут храниться, например, в хранилище мономеров и сырьевых резервуарах, емкостях для разбавителя, баках для катализатора, цистернах и баках для сокатализатора и т.д. В случае подачи этиленового мономера в некоторых вариантах реализации этилен может поступать в реакторы полимеризации без промежуточного хранения в системе 16 питания. В системе 16 питания сырьевые материалы 14 могут быть очищены или переработаны перед их введением в качестве сырья 18 в систему реактора полимеризации. Например, сырьевой материал 14, такой как мономер, сомономер и разбавитель, может быть пропущен через очистительные слои (например, слои молекулярных сит, алюминиевые слои и т.д.) для удаления каталитических ядов. Такие каталитические яды могут включать, например, воду, кислород, монооксид углерода, диоксид углерода и органические соединения, содержащие серу, кислород или галогены. Олефиновый мономер и сомономеры могут быть жидкими, газообразными или в виде сверхкритической жидкости, в зависимости от типа питаемого реактора. Кроме того, следует отметить, что, как правило, в качестве сырьевого материала 14 используют липа относительно малые количества свежеприготовленного разбавителя, а большую часть разбавителя, подаваемого в реактор полимеризации, выделяют из выходного потока реактора.
[0040] В системе 16 питания может происходить накопление или соответствующая подготовка других сырьевых материалов 14, таких как катализаторы, для их введения в реакторы полимеризации. Например, катализатор может быть получен, а затем смешан с разбавителем (например, изобутаном или гексаном) или минеральным маслом в баках приготовления катализатора. Кроме того, система 16 питания, как правило, предназначена для дозирования и контролирования скорости добавления сырьевых материалов 14 в реактор полимеризации для поддержания требуемой стабильности реактора и/или для достижения требуемых свойств полиолефина или скорости производства. Более того, при эксплуатации система 16 питания также может обеспечивать хранение, обработку и дозирование регенерированного выходного потока реактора для возвращения в реактор. Действительно, процессы в системе 16 питания, как правило, обеспечивают прием сырьевых материалов 14 и регенерированных выходных потоков реактора.
[0041] В целом, сырьевые материалы 14 и регенерированный выходной поток реактора перерабатывают в системе 16 питания и подают в качестве сырьевых потоков 18 (например, потоков мономера, сомономера, разбавителя, катализаторов, сокатализаторов, водорода, добавок или их комбинаций) в реакторную систему 20. Как описано ниже, потоки 18 могут быть введены в патрубки, питающие реактор, которые врезаны в стенку полимеризационного реактора в реакторной системе 20. Кроме того, данная система 16 питания может быть предназначена для конкретного реактора или для нескольких реакторов, расположенных/эксплуатируемых последовательно или параллельно. Более того, система 16 питания может обеспечивать прием компонентов рецикла (например, разбавителя) из одной или более последующих систем переработки.
[0042] Реакторная система 20 может содержать один или более баков реактора, таких как жидкофазные или газофазные реакторы. При использовании нескольких реакторов они могут быть расположены последовательно, параллельно или в других комбинациях или конфигурациях. Как описано ниже, несколько реакторов, расположенных и эксплуатируемых последовательно, могут быть переключены на параллельную или независимую эксплуатацию.
[0043] В реакторах полимеризации происходит полимеризация одного или более олефиновых мономеров и факультативно сомономеров с образованием дисперсного полимерного продукта, обычно называемого хлопьями или гранулами. В одном из примеров мономер представляет собой этилен, а сомономер - 1-гексен. В другом примере мономер представляет собой пропилен, а сомономер - этилен. Хлопья могут иметь одно или несколько требуемых свойств расплава, физических, реологических и/или механических свойств, таких как плотность, индекс расплава (ИР), молекулярная масса, содержание сополимера или сомономера, модуль и т.п. Для достижения требуемых свойств полимерных хлопьев могут быть выбраны условия реакции, такие как температура, давление, скорость потока, механическое перемешивание, выгрузка продукта, концентрации компонентов, тип катализатора, скорость производства полимера и т.д.
[0044] Помимо одного или более олефиновых мономеров и сомономеров, в реактор обычно добавляют катализатор, который облегчает полимеризацию этиленового мономера. Катализатор может представлять собой частицы, суспендированные в жидкой среде внутри реактора. Как правило, могут быть использованы катализаторы Циглера, катализаторы Циглера-Натта, металлоценовые катализаторы, хромовые катализаторы и другие общеизвестные полиолефиновые катализаторы, а также сокатализаторы. Обычно для приготовления и/или доставки катализатора по питающему патрубку, который врезан в стенку полимеризационного реактора, используют, например, не содержащий олефинов разбавитель или минеральное масло. Кроме того, в реактор, обычно жидкофазный реактор, может быть подан разбавитель.
[0045] Разбавитель может быть инертным углеводородом, который является жидким в условиях реакции, таким как изобутан, пропан, н-бутан, н-пентан, изопентан, неопентан, н-гексан, циклогексан, циклопентан, метилциклопентан, этилциклогексан и т.п. Разбавитель, как правило, предназначен для суспендирования частиц катализатора и полимера в реакторе. Как показано, разбавитель также может быть использован для продувания реактора или линии для устранения закупоривания или засорения, для облегчения потока полимерной суспензии в линиях и т.п. Кроме того, в примерах производства полипропилена в качестве разбавителя может действовать сам пропиленовый мономер.
[0046] В каждом из одного или более реакторов в реакторной системе 20 может быть движущее устройство. Например, в жидкофазном реакторе, таком как петлевой суспензионный реактор, зону смешения в текучей среде может создавать импеллер. Импеллер может работать от двигателя для обеспечения движения текучей среды, а также катализатора, полиолефиновых хлопьев и других твердых частиц, суспендированных в текучей среде, по замкнутой петле реактора. Точно также, в газофазном реакторе, таком как реактор псевдоожиженного слоя или реактор с пробковым потоком, может быть использована одна или более лопастей или мешалок для перемешивания твердых частиц в реакторе.
[0047] Выходящая суспензия 22 продукта полиолефиновых хлопьев из реакторов в системе 20 может содержать полимерные полиолефиновые хлопья, а также неполимерные компоненты, такие как разбавитель, непрореагировавший мономер/сомономер и остаточный катализатор. В некоторых вариантах реализации изобретения в конструкции реакторов могут быть установлены (например, приварены) выпускное сопло и патрубок в месте отвода или в отверстии, вырезанном в стенке реактора. Выходящая суспензия 22 хлопьев полимерного продукта, выходящей из реактора (например, последнего реактора в группе реакторов), через выпускное сопло, может быть затем переработана, например, в системе 24 регенерации разбавителя/мономера. Суспензия 22 хлопьев полимерного продукта также может быть названа выпускной суспензией продукта реактора, выпускным продуктом реактора или выходом из реактора и т.п. Следовательно, в зависимости от контекста «выход из реактора» может относиться к суспензии полимерных хлопьев, выходящей из реактора, и/или и к физической конфигурации (например, отвод или отверстие, сопло, патрубок, клапан, при их наличии, и т.п. в стенке реактора), обеспечивающей выгрузку суспензии полимерных хлопьев.
[0048] Кроме того, следует отметить, что жидкость (например, разбавитель) в суспензии 22 хлопьев полимерного продукта обычно частично или полностью испаряется в выпарной линии, включающей нагреватель выпарной линии (не показан), расположенный после реактора на пути к системе 24 регенерации разбавителя/мономера. Как описано ниже, такое испарение может быть обусловлено снижением давления в выпарной линии и теплом, обеспечиваемым нагревателем выпарной линии (например, патрубок с рубашкой с паром или с пароконденсатом). Другими словами, в различных вариантах реализации выпарная линия и ее нагреватель выполнены с возможностью испарения разбавителя и повышения энтальпии суспензии 22 хлопьев полимерного продукта. Кроме того, выпарная линия и нагреватель выпарной линии могут быть определены как: (1) часть системы реакторов; (2) расположены между системой реакторов и системой 24 регенерации разбавителя/мономера; или (3) 3 часть системы 24 регенерации разбавителя/мономера. В некоторых вариантах реализации нагреватель выпарной линии определяют как промежуточный элемент (расположенный между) между реакторной системой 20 и системой 24 регенерации разбавителя/мономера, и при этом послереакторная зона обработки не содержит выпарной линии и нагревателя выпарной линии, а начинается с первой емкости в системе 24 регенерации.
[0049] Тем не менее, система 24 регенерации разбавителя/мономера может перерабатывать суспензию 22 хлопьев полимерного продукта (независимо от того, выпарена ли частично или полностью жидкость из суспензии 22 в линии расширителя) из реакторной системы 20 для отделения неполимерных компонентов 26 (например, разбавителя и непрореагировавшего мономера) от полимерных хлопьев 28. Кроме того, как описано ниже, система 24 регенерации разбавителя/мономера также может принимать суспензию 22 хлопьев полимерного продукта, выходящую из одного или более реакторов в реакторной системе 20.
[0050] В системе 30 фракционирования может происходить переработка необработанных выделенных неполимерных компонентов 26 (например, разбавителя/мономера) для удаления нежелательных тяжелых и легких компонентов и для получения, например, разбавителя, не содержащего олефинов. Разделенные продуктовые потоки 32 затем могут быть возвращены в реакторную систему 20 либо напрямую (не показано), либо через систему 16 питания. Такой разбавитель, не содержащий олефинов, может быть использован при приготовлении/доставке катализатора в системе 16 питания, а также для продувания реактора или линий в реакторной системе 20.
[0051] Часть или все неполимерные компоненты 26 могут быть направлены в обход системы 30 фракционирования и напрямую возвращены в реакторную систему (не показано) или в систему 16 питания, как показано ссылочным номером 34. В некоторых вариантах реализации изобретения до 80-95% разбавителя, вышедшего из реакторной системы 20, направляют в обход системы 30 фракционирования в систему 16 питания реактора полимеризации (и, в конечном итоге, в реакторную систему 20). Кроме того, промежуточные полимерные гранулы в системе 24 регенерации, которые обычно содержат активный остаточный катализатор, могут быть возвращены в реакторную систему 20 для дальнейшей полимеризации, хотя это не показано, например, в реактор другого типа или в другие реакционные условия.
[0052] Полиолефиновые хлопья 28, выходящие из системы 24 регенерации разбавителя/мономера, могут быть экструдированы в полиолефиновые гранулы 38 в экструзионной системе 36. В экструзионной системе 36 полимерные хлопья 28, как правило, экструдируют с получением полимерных гранул 38 с требуемыми механическими, физическими свойствами и свойствами расплава. В экструдер/гранулятор подают сырье для экструзии, содержащее один или более продуктов полимерных хлопьев 28, а также в него могут быть добавлены любые добавки. Сырье для экструдера может содержать добавки, добавляемые к хлопьям 28 полимерных продуктов для обеспечения требуемых характеристик экструдированных полимерных гранул 38. В экструдере/грануляторе происходит нагревание и плавление экструзионного сырья, которое затем может быть экструдировано (например, при помощи двухшнекового экструдера) через головку гранулятора под давлением с образованием полиолефиновых гранул 38. Такие гранулы, как правило, охлаждают в водной системе, расположенной у или вблизи выходного отверстия гранулятора.
[0053] Добавки, вводимые в сырье экструдера (например, добавляемые во впускную трубу или во впускное оборудование экструдера) или добавляемые в экструдер (например, впрыскиваемые в канал расплава экструдера), могут содержать модификаторы поверхности (например, скользящие агенты, антиадгезивы, агенты, придающие клейкость), УФ-ингибиторы, антиоксиданты (например, фенольные, фосфитные, тиоэфирные, аминные и т.п.), красители, пигменты, технологические добавки (например, активаторы течения, такие как воски и масла, а также фторсодержащие эластомеры), пероксиды и другие добавки. Различные добавки могут быть объединены в пакет добавок для введения, как понятно специалистам в данной области техники. Кроме того, как можно понять из списка различных добавок, перечисленных выше и описанных ниже в отношении фиг. 14-15С, в соответствии с предложенной технологией, может быть преимущественно объединять или отводить входящие параллельные сырьевые потоки 28 полимерных хлопьев от предыдущей системы (систем) 24 регенерации и подбирать различные пакеты добавок для этих потоков полимерных хлопьев, например, при помощи одного или более баков питания экструдера и экструдеров.
[0054] Однако при этом в одной или более разгрузочных системах 39 могут быть получены полиолефиновые гранулы 38 для транспортировки потребителям 40. В общем, полиолефиновые гранулы 38 могут быть транспортированы из экструзионной системы 36 в область 39 выгрузки продукта, где гранулы 38 могут быть складированы, смешаны с другими гранулами и/или загружены в железнодорожные цистерны, грузовики, мешки и т.п. для поставки потребителям 40. Полиолефиновые гранулы 38, поставляемые потребителям 40, могут включать полиэтилен низкой плотности (LDPE), линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE), полиэтилен средней плотности (MDPE), полиэтилен высокой плотности (HDPE), улучшенный полиэтилен, изотактический полипропилен (iPP), синдиотактический полипропилен (sPP), включая различные сополимеры, и т.д. Полимеризационная часть и часть регенерации разбавителя в системе 10 производства полиолефинов могут быть названы «жидким» продуктом 42 или, альтернативно, «реакционным» остатком процесса 10. Системы экструзии 36 и разгрузки 39 в системе 10 производства полиолефинов могут быть названы «сухим» продуктом или, альтернативно, «конечным» продуктом полиолефинового процесса 10. Кроме того, хотя полиолефиновые гранулы 38, выходящие из экструзионной системы 36, могут быть складированы и смешаны в зоне 39 разгрузки, полиолефиновые гранулы 38, как правило, не изменяют в системе 39 разгрузки перед отправкой потребителю 40.
[0055] Полиолефиновые гранулы 38 могут быть использованы в производстве различных изделий, деталей, бытовых приборов и других предметов, в том числе клеев (например, клея-расплава), электрических проводов и кабелей, сельскохозяйственной пленки, усадочной пленки, стретч-пленки, пленок для упаковки пищевых продуктов, гибкой упаковки пищевых продуктов, молочных контейнеров, упаковки для замороженных продуктов, мусорных пакетов, пакетов для продуктов, большегрузных мешков, пластиковых бутылок, защитной экипировки, напольных покрытий, защитных покрытий, игрушек и множества контейнеров и пластиковых изделий. Для изготовления готовых изделий или деталей гранулы 38 обычно подвергают переработке, такой как выдувное формование, литьевое формование, ротационное формование, экструзия пленки с раздувом, формование литьевой пленки, экструзия (например, экструзия листа, трубы и профилированная экструзия, экструзия с нанесением покрытия/ламинированием и т.д.) и т.п. Наконец, изделия и детали, изготовленные из полиолефиновых гранул 38, могут быть дополнительно обработаны и собраны перед отправкой и продажей потребителю. Например, экструдированная труба или пленка может быть упакована для отправки потребителю, или топливный бак, содержащий полиэтилен, может быть смонтирован в автомобиле для отправки и продажи потребителю и т.п.
[0056] Переменные параметры процесса в системе 10 производства полиолефинов могут контролироваться автоматически и/или вручную при помощи конструкций клапанов, систем управления и т.д. В целом, система управления, такая как система на основе процессора, может облегчать управление различными операциями в системе 10 производства полиолефинов, такими как операции, представленные на фиг. 1. Производственные мощности по производству полиолефинов могут включать центральный пункт или пост управления, а также центральную систему управления, такую как распределенная система управления (РСУ) и/или программируемый логический контроллер (ПЛК). Конечно, в реакторной системе 20 обычно используют систему на основе процессора, такую как РСУ, а также может быть использована улучшенная система управления, как известно в данной области техники. Система 16 питания, система 24 регенерации разбавителя/мономера и система 30 фракционирования также могут управляться при помощи РСУ. В заводской зоне «сухого» продукта операции загрузки экструдера и/или гранул также могут управляться при помощи системы на основе процессора (например, РСУ или ПЛК). Кроме того, в системах управления контрольный исполняемый код может храниться на машиночитаемом носителе для исполнения соответствующими процессорами, включая центральные процессоры и т.п. Такой код, исполняемый процессором, может включать логический блок для облегчения операций соединения и разъединения, описанных в настоящем документе.
[0057] Действительно, РСУ и соответствующая система(-ы) управления в системе 10 производства полиолефинов может включать подходящее аппаратное оборудование, программное обеспечение логического блока и код программы для взаимодействия с различным технологическим оборудованием, контрольными клапанами, патрубками, приборами и т.п. для облегчения измерения и контролирования переменных процесса, для внедрения схем управления, для выполнения расчетов и т.д. Для измерения переменных параметров процесса, таких как давление, температура, скорость потока и т.д., а также для передачи сигнала в систему управления, где измеренные данные могут быть считаны оператором и/или использованы в качестве входящих данных для различных функций управления, могут быть использованы различные приборы, известные специалистам в данной области техники. В зависимости от применения и других факторов, показание переменных параметров процесса может быть считано оператором на месте или удаленно и может быть использовано для различных целей контролирования при помощи системы управления.
[0058] Завод по производству полиолефинов, как правило, имеет пост управления, из которого начальник производства, механик, техник, диспетчер и/или оператор и т.д. следит за процессом и контролирует его. При использовании РСУ пост управления может быть центром работы, облегчая эффективное наблюдение и управление процессом или заводом. Пост управления и РСУ могут включать человеко-машинный интерфейс (ЧМИ), который представляет собой компьютер, например, в котором выполняется специализированная программа для обеспечения пользовательского интерфейса контрольной системы. ЧМИ может варьироваться в зависимости от поставщика, и он дает пользователю графическую версию удаленного процесса. Может быть несколько консолей или рабочих станций ЧМИ с разными степенями доступа к данным.
II. Система реакторов полимеризации
[0059] Как описано выше, реакторная система 20 может содержать один или более реакторов полимеризации, которые, в свою очередь, могут быть одного или разных типов. Кроме того, в случае нескольких реакторов они могут быть расположены последовательно или параллельно. Независимо от типов реакторов в реакторной системе 20 получают полиолефиновый дисперсный продукт, обычно упоминаемый в настоящем документе как «хлопья». Для облегчения объяснения, следующие примеры ограничены по объему конкретными типами реакторов, которые, предположительно, знакомы специалистам в данной области техники, а также их комбинациями. Однако специалистам в данной области техники с применением настоящего описания понятно, что предложенная технология применима к более сложному расположению реакторов, такому как расположение, включающее дополнительные реакторы, реакторы других типов и/или альтернативное расположение реакторов или типов реакторов, а также к другим системам регенерации разбавителя и мономера и к оборудованию, расположенному между или среди этих реакторов, и т.д. Такие расположения считаются входящими в границы объема настоящего изобретения.
[0060] Один из типов реакторов включает реакторы, в которых полимеризация происходит в жидкой фазе. Примеры таких жидкофазных реакторов включают автоклавы, бассейновые реакторы с кипящей жидкостью, петлевые суспензионные реакторы (вертикальные или горизонтальные) и т.п. Для простоты в данном контексте рассмотрен петлевой суспензионный реактор, в котором получают полиолефин, такой как полиэтилен или полипропилен, хотя следует понимать, что предложенная технология точно так же может быть применена к другим типам жидкофазных реакторов.
[0061] Фиг. 2 демонстрирует иллюстративную систему 20 реакторов полимеризации (изображенную на фиг. 1), которая имеет два петлевых суспензионных (полимеризационных) реактора 50А, 50В, расположенных и эксплуатируемых последовательно. Конечно, в изображенной комбинации последовательно или параллельно могут быть расположены дополнительные петлевые реакторы или другие реакторы (например, газофазные реакторы). Кроме того, в различных вариантах реализации изобретения реакторы 50А, 50В могут быть переключены на параллельную работу, и/или между двумя петлевыми реакторами 50А, 50В может быть расположено производственное оборудование (см., например, фиг. 13 и фиг. 14) и т.д., обеспечивая дополнительную эксплуатационную и номенклатурную гибкость. Действительно, предложенная технология подразумевает множество конфигураций системы реакторов, таких как те, которые описаны также в публикации заявки на патент США №2011/0288247, которая включена в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме.
[0062] Петлевой суспензионный реактор 50А, 50В состоит, в основном, из сегментов трубы, соединенных гладкими уголками или коленами. Изображение петлевых реакторов 50А, 50В на фиг. 2 является упрощенным, что понятно специалистам в данной области. Действительно, конфигурация иллюстративного реактора 50А, 50В может содержать от восьми до шестнадцати или иное количество вертикальных трубных колонн с рубашкой диаметром приблизительно 24 дюйма и длиной приблизительно 200 футов, соединенных трубными коленами в верхней и нижней части колонн. На фиг. 2 изображен реактор с четырьмя сегментами колонн, расположенный вертикально. Он также может быть расположен горизонтально. Рубашки 52 реактора обычно обеспечивают для отвода тепла, образующегося в результате экзотермической полимеризации, путем циркуляции охлаждающей среды, такой как очищенная вода, по рубашкам 52 реактора.
[0063] Реакторы 50А, 50В могут быть использованы для выполнения полимеризации полиолефина (например, полиэтилена, полипропилена) в суспензионных условиях, при которых нерастворимые частицы полиолефина образуются в текучей среде и суспендируются в виде взвеси, а затем их удаляют из реактора. Циркуляцию текучей суспензии в каждом реакторе 50А, 50В обеспечивает соответствующее движущее устройство, такое как насос 54А, 54В. Пример насоса 54А, 54В представляет собой встроенный осевой насос с импеллером насоса, расположенным во внутренней части реактора 50А, 50В, для создания зоны турбулентного перемешивания в текучей среде. Импеллер также может способствовать продвижению текучей среды через замкнутую петлю реактора со скоростью, достаточной для поддержания твердых частиц, таких как катализатор или полиолефиновый продукт, во взвешенном состоянии в текучей среде. Импеллер может работать за счет двигателя 56А, 56В или другой движущей силы.
[0064] Текучая среда в каждом реакторе 50А, 50В может содержать мономеры и сомономеры, разбавитель, сокатализаторы (например, алкильные соединения, такие как триэтилалюминий и триизобутилалюминий, бораты, триэтилбор, метилалюмоксан и т.д.), вспомогательные активаторы, такие как твердые суперкислоты, агенты для контролирования молекулярной массы (например, водород) и любые другие требуемые совместные реагенты или добавки. Такие олефиновые мономеры и сомономеры, как правило, представляют собой 1-олефины, имеющие до 10 атомов углерода на молекулу и обычно не имеющие разветвления ближе 4 положения от двойной связи. Примеры мономеров и сомономеров включают этилен, пропилен, бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-октен и 1-децен. И снова, типичные разбавители представляют собой углеводороды, которые являются инертными и жидкими в условиях реакции, и включают, например, изобутан, пропан, н-бутан, н-пентан, изопентан, неопентан, н-гексан, циклогексан, циклопентан, метилциклопентан, этилциклогексан и т.п. Эти компоненты добавляют в реактор через впускные отверстия или патрубки в определенных положениях, таких как показаны в сырьевых потоках 58А, 58В, которые обычно соответствуют одному из сырьевых потоков 18 на фиг. 1.
[0065] Точно так же, катализатор, такой, как описано ранее, может быть добавлен в реактор 50А через патрубок в соответствующем положении, таком, как изображено у сырьевого потока 60, который может содержать разбавляющий носитель и который также обычно соответствует одному из сырьевых потоков 18 на фиг. 1. И снова, патрубки, подающие различные компоненты, врезаны (т.е. отбортованы или приварены) к реактору 50. В иллюстративном варианте реализации изобретения поток 60 катализатора последовательно добавляют в первый реактор 50А, но не во второй реактор 50В. Однако активный катализатор может быть подан в суспензии 21 полимерных хлопьев из первого реактора 50А во второй реактор 50В. Кроме того, в некоторых вариантах реализации изобретения во второй реактор 50В может быть добавлен свежий катализатор, хотя это не показано. В целом, добавленные компоненты, включая катализатор и другие сырьевые компоненты, обычно составляют текучую среду в реакторе 50А, 50B, в которой катализатор представляет собой суспендированные частицы.
[0066] Условия реакции, такие как температура, давление и концентрации реагентов, в каждом реакторе 50А, 50В регулируют для облегчения достижения требуемых свойств и скорости производства полиолефина в реакторе, для контролирования стабильности реактора и т.п. Температуру, как правило, поддерживают при значениях ниже уровня, при котором полимерный продукт переходит в раствор, набухает, размягчается или становится липким. Как показано, из-за экзотермической природы реакции полимеризации по рубашкам 52, расположенным вокруг частей петлевого суспензионного реактора 50А, 50В, может циркулировать охлаждающая жидкость для отвода избыточного тепла, поддерживая, таким образом, температуру в требуемом диапазоне, обычно от 150°F до 250°F (от 65°С до 121°С). Точно так же, давление в каждом петлевом реакторе 50А, 50В может регулироваться в пределах требуемого диапазона давлений, обычно от 100 до 800 psig, стандартный диапазон составляет 450-700 psig.
[0067] По мере протекания реакции полимеризации в каждом реакторе 50А, 50В мономер (например, этилен) и сомономеры (например, 1-гексен) полимеризуются с образованием полиолефиновых (например, полиэтиленовых) полимеров, которые, по существу, нерастворимы в текучей среде при температуре реакции, с образованием, таким образом, суспензии твердых частиц в текучей среде. Эти твердые частицы полиолефина могут быть удалены из каждого реактора 50А, 50В через осаждающую трубу или другими способами, или непрерывным отбором (СТО) и т.д.
[0068] Как уже было упомянуто, на фиг. 2 изображены два петлевых реактора 50А, 50В, расположенных последовательно. Два петлевых реактора 50А, 50В могут работать так, что полиэтиленовые хлопья в суспензии 22 полимерных хлопьев, выходящей из второго реактора 50В, являются мономодальными или бимодальными. В некоторых случаях мономодального производства условия эксплуатации реактора могут быть установлены так, чтобы в каждом реакторе 50А, 50В полимеризовался, по существу, один и тот же полиолефин или похожие полиолефины. С другой стороны, в случае бимодального производства условия эксплуатации реактора могут быть установлены так, чтобы полиолефин, полимеризованный в первом реакторе 50А, отличался от полиолефина, полимеризованного во втором реакторе 50В. Следовательно, при наличии двух реакторов первый полиолефин, полученный в первом петлевом реакторе 50А, и второй полиолефин, полученный во втором петлевом реакторе 50В, могут быть смешаны с получением бимодального полиолефина или мономодального полиолефина.
[0069] Эксплуатация двух петлевых реакторов 50А, 50В может включать подачу большего количества сомономера в первый реактор полимеризации, чем во второй реактор полимеризации, или наоборот. Эксплуатация также может включать подачу большего количества водорода в первый реактор полимеризации, чем во второй реактор полимеризации, или наоборот. Конечно, в каждый реактор 50А, 50В может быть подано одинаковое количество сомономера и/или одинаковое количество водорода. Кроме того, в каждом реакторе 50 можно поддерживать одинаковые или различные концентрации сомономера. Точно так же, в каждом реакторе 50А, 50В можно поддерживать одинаковые или различные концентрации водорода. Кроме того, первый полиолефин (т.е. полиолефин, полимеризованный в первом реакторе 50А) может иметь первый диапазон физических свойств, а второй полиолефин (т.е. полиолефин, полимеризованный во втором реакторе 50В) может иметь второй диапазон физических свойств. Первый диапазон и второй диапазон могут быть одинаковыми или различными. Иллюстративные физические свойства включают плотность полиолефина, процентное содержание сомономера, количество короткоцепочечных разветвлений, молекулярную массу, вязкость, индекс расплава, показатель текучести расплава, кристалличность и т.п.
[0070] Кроме того, в каждом петлевом реакторе 50А, 50В может быть получено разное количество полиолефина. Например, первый полиолефин, полученный в первом реакторе 50А, может составлять от 30 масс.% до 70 масс.% от массы полиолефинового продукта, выгруженного в суспензии 22 хлопьев продукта из второго реактора 50В. Точно также, в различных примерах второй полиолефин, полученный во втором реакторе 50В, может составлять от 30 масс.% до 70 масс.% от массы полиолефинового продукта, выгруженного в суспензии 22 хлопьев продукта из второго реактора 50B. Различные количества полиолефиновой продукции в каждом реакторе 50А, 50В могут находиться в петлевых реакторах 50А, 50В одинакового или разного размера, эксплуатируемых при разных условиях и т.д.
[0071] Как показано, суспензия 22 хлопьев полиэтиленового продукта выходит из второго реактора 50В и подвергается последующей переработке, например, в системе 24 регенерации разбавителя/мономера (см., например, фиг. 1 и 9-11). Суспензия 22 хлопьев продукта может быть выгружена через осаждающую трубу, непрерывным отбором (СТО) или через клапан других конфигураций. Суспензию 22 хлопьев продукта можно выгружать периодически, например, при помощи конструкции осаждающей трубы, или, напротив, можно выгружать непрерывно.
[0072] Для непрерывной разгрузки предусмотрены многочисленные конфигурации выгрузки. Использование регулирующего клапана (например, полнопроходного плунжерного клапана) без сопровождающего клапана плавного регулирования может обеспечивать непрерывную выгрузку суспензии из петлевого реактора. Далее, СТО определяют как непрерывную разгрузку по меньшей мере с одним клапаном плавного регулирования потока, которая предназначена для непрерывной выгрузки суспензии из петлевого реактора. В некоторых примерах СТО определяют как непрерывную разгрузку при помощи регулирующего клапана (например, плунжерного клапана), расположенного на стенке реактора, и клапана плавного регулирования (например, шарикового клапана с v-отверстиями), расположенного на разгрузочном патрубке реактора. Плунжерный клапан в закрытом положении может преимущественно обеспечивать поверхность, которая находится на одном уровне с внутренней стенкой реактора для предотвращения появления впадины, пространства или пустоты для собираемого полимера, когда плунжерный клапан находится в закрытом положении.
[0073] При эксплуатации, в зависимости от положения места выгрузки реактора, например, выгружаемая суспензия 22, имеющая более высокую концентрацию твердых веществ, чем суспензия, циркулирующая в реакторе 50В, может быть выгружена при помощи такой конструкции разгрузки, которая имеет только регулирующий клапан (плунжерный клапан) или которая имеет конфигурацию СТО с регулирующим клапаном (плунжерным клапаном) и клапаном 25 плавного регулирования. Иллюстративные конфигурации и СТО и контроля, а также другие разгрузочные конструкции представлены в вышеупомянутой публикации заявки на патент США №2011/0288247 и в патенте США №6239235, который также включен в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме.
[0074] В изображенном варианте реализации изобретения суспензия 22 хлопьев продукта выходит через СТО. В некоторых примерах СТО имеет плунжерный клапан в стенке реактора 50В и клапан 25 плавного регулирования потока (например, регулирующий шариковый клапан с v-отверстиями) на разгрузочном патрубке. Однако и здесь, в альтернативном варианте реализации, суспензия 22 хлопьев продукта может выходить через конфигурацию осаждающей трубы, например, вместо СТО.
[0075] Перекачиваемая суспензия 21 полимерных хлопьев выходит из первого петлевого реактора 50А во второй петлевой реактор 50В по технологической линии 21L. Содержимое перекачиваемой суспензии 21 полимерных хлопьев может быть репрезентативным для содержимого первого петлевого реактора 50А. Однако концентрация твердых веществ в перекачиваемой суспензии 21 может быть выше, чем в первом петлевом реакторе 50А, например, в зависимости от положения впускного отверстия технологической линии 21L на первом петлевом реакторе 50А, и других факторов. Перекачиваемая суспензия 21 полимерных хлопьев может поступать из первого петлевого реактора 50А в технологическую линию 21L через осаждающую трубу, регулирующий клапан (например, плунжерный клапан), посредством непрерывного отбора (где, как показано, СТО имеет регулирующий или плунжерный клапан и клапан плавного регулирования) или при помощи другой конфигурации клапана.
[0076] В иллюстративном варианте реализации изобретения выгрузка перекачиваемой суспензии 21 из первого петлевого реактора 50А происходит непрерывно без прямого регулирования. Отсутствует СТО или осаждающая труба. Вместо этого перекачиваемая суспензия 21 выходит через регулирующий клапан или плунжерный клапан (не показан) на технологической линии 21L в стенке реактора и в этом примере без клапана плавного регулирования. В конкретном примере перекачиваемая суспензия 21 выходит через полнопроходный плунжерный клапан, удерживаемый в полностью открытом положении, и не проходит дополнительно через клапан плавного регулирования. В альтернативных вариантах реализации изобретения (не показаны) клапан плавного регулирования может быть расположен дальше на технологической линии 21L, или на выходе перекачиваемой суспензии 21 из первого реактора 50А может быть выполнен непрерывный отбор при помощи клапана плавного регулирования. В этом случае клапан плавного регулирования может регулировать скорость потока перекачиваемой суспензии 21 и облегчать контролирование давления в первом петлевом реакторе 50А.
[0077] Тем не менее, в различных вариантах реализации изобретения регулирующий (например, плунжерный) клапан, как правило, расположен на выходном отверстии в стенке первого петлевого реактора 50А. Плунжерный клапан может быть предназначен для изоляции технологической линии 21L от петлевого реактора 50А при необходимости такой изоляции. Плунжерный клапан также может быть расположен на выпускном отверстии технологической линии 21L в стенке второго петлевого реактора 50В для обеспечения изоляции технологической линии 21L от второго петлевого реактора 50В при необходимости такой изоляции. Может быть необходимо изолировать технологическую линию 21L от первого и второго петлевых реакторов 50А, 50В во время технологического обслуживания или остановки реакторной системы 20, или при вводе в эксплуатацию альтернативной разгрузки или технологической линии из первого реактора 50А, и т.д. Эксплуатация или регуляция плунжерных клапанов может быть осуществлена вручную, гидравлически, при помощи сжатого воздуха, удаленно, автоматически и т.д. Технологическая линия 21L может быть выведена из эксплуатации вручную (например, закрыванием плунжерных клапанов вручную) или выведена из эксплуатации автоматически (например, при помощи системы управления, автоматически закрывающей плунжерные клапаны).
[0078] В изображенном варианте реализации изобретения контроль давления (и производительности) в первом петлевом реакторе 50А и во втором петлевом реакторе 50В может быть облегчен за счет работы клапана 25 регулирования потока СТО. В некоторых примерах давление в первом петлевом реакторе 50А может превосходить давление во втором петлевом реакторе 50В. Реакторы 50А, 50В могут поддерживаться при одинаковом, схожем или разном давлении. На реакторах 50А, 50В и на технологической линии 21 L могут быть установлены манометрические элементы или приборы. Кроме того, могут быть установлены также элементы или приборы для измерения других технологических переменных, указывающие температуру, скорость потока, плотность суспензии и т.п.
[0079] Такая контрольно-измерительная аппаратура может содержать датчик или чувствительный элемент, трансмиттер и т.п. Для манометрического элемента чувствительный элемент может содержать, например, мембрану. Для температурного элемента или прибора чувствительный элемент может содержать термопару, резисторный датчик температуры (RTD) и т.п., который может быть расположен, например, в кармане термопары. Трансмиттеры могут преобразовывать полученный аналоговый сигнал от чувствительного элемента в цифровой сигнал для отправки или передачи, например, в систему управления. Конечно, различные приборы могут иметь локальные показания измеренной переменной. Например, манометрический элемент или прибор может быть или содержать локальный датчик давления, а температурный элемент или прибор может быть или содержать локальный датчик температуры, показания каждого из которых могут быть считаны локально, например, оператором или технологом.
[0080] Положение впускного отверстия технологической линии 21L может быть соединено с первым петлевым реактором 50А со стороны выгрузки циркуляционного насоса 56А в первом петлевом реакторе 50А. Положение выпускного отверстия технологической линии 21L может быть соединено со вторым петлевым реактором со стороны всасывания циркуляционного насоса 56В во втором петлевом реакторе 50В. Такая конфигурация может обеспечивать положительную разность давлений (т.е. движущую силу) для переноса перекачиваемой суспензии 21 по технологической линии 21L из первого петлевого реактора 50А во второй петлевой ректор 50В. В одном из примеров типичная разность давлений (обеспечиваемая между выпускным отверстием первого насоса 54А и всасывающим отверстием второго насоса 54В) составляет примерно 20 фунтов на квадратный дюйм (psi).
[0081] Наконец, как описано ниже, предложенная технология обеспечивает возможность переключения двух реакторов 50А, 50В с последовательной эксплуатации на параллельную (или независимую) эксплуатацию. В некоторых вариантах реализации изобретения перекачиваемую жидкость 21 перенаправляют как суспензию 27 продукта. В альтернативных вариантах реализации суспензия 27 продукта выходит из другого положения в первом петлевом реакторе 50А, таком как другой изгиб петли со стороны выгрузки насоса 54А, и разгрузка перекачиваемой суспензии 21 прекращается.
III. Система реакторов полимеризации - последовательные и параллельные конфигурации/эксплуатации
[0082] Фиг. 3А - 5С представляют собой иллюстративные реакторные системы 20 с двумя петлевыми реакторами 50А, 50В, выполненными с возможностью последовательной и параллельной эксплуатации. Изображенные реакторные системы 20 выполнены с возможностью последовательной эксплуатации и с возможностью «разъединения» двух последовательных реакторов 50А, 50В для их эксплуатации в параллельном режиме, т.е. петлевые суспензионные реакторы 50А, 50В могут быть переключены с эксплуатации в связанной последовательности (например, фиг. 2) на параллельную эксплуатацию в разъединенном состоянии и наоборот. В этих примерах, изображенных на фиг. 3А - 5С, при последовательной или параллельной эксплуатации из второго реактора 50В выходит суспензия 22 хлопьев продукта через клапан 25 плавного регулирования СТО в систему 24 регенерации мономера/разбавителя. При последовательной конфигурации перекачиваемая суспензия 21 выходит из первого реактора 50А во второй реактор 50В, как описано в отношении фиг. 2.
[0083] В параллельной конфигурации перекачивание суспензии 21 из первого реактора 50А во второй реактор 50В может быть остановлено, а вместо этого суспензия 27 хлопьев продукта выходит из первого петлевого реактора 50А. Как описано ниже, суспензия 27 хлопьев продукта может иметь общую точку разгрузки с перекачиваемой суспензией 21 или может иметь другую точку разгрузки в первом петлевом реакторе 50А. Кроме того, реакторная система 20 может быть выполнена с возможностью направления суспензии 27 продукта (т.е. при параллельной эксплуатации) в разные положения или системы. Следует также отметить, что существующие смежные полиолефиновые линии, каждая из которых имеет один полимеризационный (петлевой) реактор, могут быть модернизированы для обеспечения описанной гибкости для эксплуатации в параллельном и последовательном режиме и, таким образом, для облегчения, например, мономодального и бимодального производства.
[0084] На фиг. 3А - 3С суспензию 27 продукта из первого петлевого реактора 50А при параллельной эксплуатации направляют в систему 24 регенерации мономера/разбавителя. Из первого реактора 50А и второго реактора 50В поступает суспензия 27 и 22 продукта, соответственно, в ту же систему 24 регенерации мономера/разбавителя. Как показано, суспензия 27 продукта (т.е. при параллельной эксплуатации) из первого реактора 50А может поступать в суспензию 22 продукта из второго реактора 50В и иметь общую выпарную линию на пути к системе 24 регенерации мономера/разбавителя. Вхождение суспензии 27 продукта в суспензию 22 продукта может иметь такую конфигурацию трубопровода, которая предназначена для относительно спокойного перехода или столкновения суспензий 22 и 27 продукта, где это возможно. В альтернативных вариантах реализации изобретения суспензия 27 продукта из реактора 50А может вместо этого впервые сталкиваться с суспензией 22 продукта из реактора 50В в емкости системы 24 регенерации и не иметь общего патрубка или выпарной линии на пути в систему 24 регенерации. См. емкость 64 на фиг. 13, которая представляет собой пример такой емкости.
[0085] На фиг. 4А - 4С суспензию 27 продукта из первого петлевого реактора 50А при параллельной эксплуатации в некоторых вариантах реализации изобретения направляют в другую систему 24А регенерации мономера/разбавителя. Как и в случае суспензии 22 продукта из реактора 50В, суспензия 27 продукта из реактора 50В может быть направлена через выпарную линию, оборудованную, например, рубашечным нагревателем. Вторая система 24А регенерации мономера/разбавителя может быть частью параллельной полиолефиновой линии, которая, например, связана с параллельной системой реакторов и/или связана с параллельной системой экструзии. С другой стороны, система 24А регенерации мономера/разбавителя может не быть связана с параллельной полиолефиновой линией. Конечно, предусмотрены и другие положения второй системы 24 регенерации мономера/разбавителя.
[0086] В альтернативных вариантах реализации изобретения суспензия 27 продукта из первого петлевого реактора 50А при параллельной эксплуатации может поступать в ту же систему 24 регенерации разбавителя/мономера (а не во вторую систему 24А регенерации мономера/разбавителя). В этом случае в некоторых примерах суспензия 27 продукта и суспензия 22 продукта впервые контактируют в разделительной емкости (например, испарителе) системы 24 регенерации и не имеют общего патрубка или выпарной линии на пути в систему 24 регенерации. Например, суспензии 22 и 27 продукта поступают в разделительную емкость через соответствующие входные сопла разделительной емкости, как показано, например, на фиг. 13.
[0087] На фиг. 5А - 5С суспензию 27 продукта из первого петлевого реактора 50А при параллельной эксплуатации направляют в любую систему 24 или 24А регенерации мономера/разбавителя. Конечно, как показано, в этих иллюстративных конфигурациях реакторной системы 20, изображенных на фиг. 3А - 5С, суспензия 27 продукта может быть, в основном, направлена через нагреватель выпарной линии перед ее поступлением в испаритель в системах 24 или 24А регенерации мономера/разбавителя.
[0088] Реакторные системы 20 на фиг. 5А - 5С имеют комбинированную возможность систем, изображенных на фиг. 3А - 3С и 4А - 4С, соответственно, с распределительным клапаном или трехходовым клапаном 29, например. Трехходовый клапан 29 (и другие трехходовые клапаны в системе 10) в некоторых вариантах реализации изобретения могут иметь один вход и два выхода. Путь текучей среды в трехходовом шаровом клапане может быть Y-формы (т.е. Y-типа), Т-формы и т.п. В одном из примеров трехходовый клапан представляет собой, например, трехходовый шаровой клапан Y-типа. Трехходовый клапан и связанные с ним трубы могут быть предназначены, в основном, для относительно спокойного прохождения потока суспензии между двумя выходящими путями потока через трехходовый клапан. Кроме того, могут быть использованы распределительные клапаны, отличные от описанного трехходового клапана. В предложенной технологии представлена общая концепция распределения суспензий (и потоков твердых веществ) многочисленными способами.
[0089] И снова, ссылаясь, в целом, на фиг. 3А - 5С, при последовательной эксплуатации реакторной системы 20 перекачиваемая суспензия 21 выходит из первого петлевого реактора 50А во второй петлевой реактор 50В. При переключении эксплуатации с последовательного на раздельный или параллельный режим реакторов 50А, 50В, перекачиваемая суспензия 21 может быть остановлена, и начата выгрузка суспензии 27 продукта из первого петлевого реактора 50. Для прекращения движения перекачиваемой суспензии 21 может быть закрыт, например, соответствующий регулирующий клапан или плунжерный клапан (не показан) с каждой стороны технологической линии у реакторов 50А, 50В. Что касается суспензии 27 хлопьев продукта (т.е. при переключении на параллельную эксплуатацию), то суспензия 27 продукта может выходить из первого петлевого реактора 50А различными путями. На фиг. 3А - 5С представлены иллюстративные конфигурации выгрузки суспензии 27 продукта из первого петлевого реактора 50А.
[0090] На фиг. 3А, 4А и 5А представлена суспензия 27 продукта, выходящая из таких положений выгрузки в первом петлевом реакторе 50А, которые отличаются от положений выгрузки перекачиваемой суспензии 21. Например, как описано выше в отношении фиг. 2, точка выгрузки суспензии 27 хлопьев продукта может быть расположена на другом колене трубы петлевого реактора 50А, чем точка выгрузки перекачиваемой суспензии 21L. Такая выгрузка суспензии 27 продукта может быть выполнена с возможностью СТО, например, с регулирующим клапаном или плунжерным клапаном (не показан) и с клапаном 31 плавного регулирования (например, регулирующим шариковым клапаном с v-отверстиями). Как и в случае выгрузки суспензии полимерных хлопьев, которая происходит, в общем, из петлевых реакторов согласно различным вариантам реализации предложенной технологии, выгрузка суспензии 27 продукта может быть спроектирована и расположена на петлевом реакторе 50А так, чтобы концентрация твердых веществ в суспензии 27 продукта была больше, чем концентрация твердых веществ в суспензии, циркулирующей в петлевом реакторе 50А.
[0091] На фиг. 3В, 4В и 5В изображена суспензия 27 продукта, имеющая такое же или похожее положение выгрузки в первом петлевом реакторе 50А, что и перекачиваемая суспензия 21. В этих примерах положение отверстия трехходового клапана 33 на выходе может быть выполнено с возможностью вращения для переключения между последовательной и параллельной эксплуатацией. При последовательной эксплуатации путь течения трехходового клапана 33 устанавливают так, чтобы перекачиваемая суспензия 21 выходила через выходное отверстие клапана 33 во второй реактор 50В. Напротив, при параллельной эксплуатации путь потока трехходового клапана 33 устанавливают так, чтобы блокировать выход клапана 33 во второй реактор, и вместо этого направляют суспензию 27 продукта через другой выход клапана 33. Суспензия 27 продукта, выходящая из клапана 33, проходит в этом примере через клапан 31 плавного регулирования.
[0092] На фиг. 3С, 4С и 5С изображена суспензии 27 продукта, имеющее то же или похожее положение места выгрузки на первом петлевом реакторе 50А, что и перекачиваемая суспензия 21. В этом примере клапан 31 плавного регулирования расположен до трехходового клапана 33. Клапан 31 плавного регулирования может быть частью конструкции СТО на петлевом реакторе 50А. При параллельной эксплуатации двух петлевых реакторов 50А, 50В регулирующий клапан 31 может регулировать скорость потока суспензии 27 продукта и давление в реакторе 50А, как при стандартной конфигурации СТО. Кроме того, при параллельной эксплуатации положение отверстия или путь течения последующего трехходового клапана 33 может быть установлен так, чтобы отводить суспензию 27 продукта из реактора 50В. Наоборот, при последовательной эксплуатации клапан 31 плавного регулирования может находиться в полностью открытом положении и направлять перекачиваемую суспензию 21 во второй петлевой реактор 50В через трехходовый клапан. В некоторых случаях может быть необходимо использовать регуляцию выгрузки через клапан 31 при последовательной эксплуатации, например, если необходимо регулировать скорость потока перекачиваемой суспензии 21 или регулировать давление в первом реакторе 50А и т.д.
[0093] На фиг. 6А - 6С изображены части двух линий 10-1 и 10-2 производства полиолефинов, имеющих по одному петлевому реактору 50-1 и 50-2, соответственно, а также соответствующие системы 24-1 и 24-2 регенерации мономера/разбавителя в этом примере. Из петлевого реактора 50-1 первой линии 10-1 может происходить выгрузка суспензии 22-1 хлопьев продукта путем СТО с клапаном 25-1 плавного регулирования и через выпарную линию с рубашечным нагревателем (не показан) в систему 24-1 регенерации мономера/разбавителя. Точно так же, из реактора 50-2 второй линии 10-2 может происходить выгрузка суспензии 22-2 хлопьев продукта путем СТО с клапаном 25-2 плавного регулирования и через выпарную линию с рубашечным нагревателем (не показан) в систему 24-2 регенерации мономера/разбавителя. Такая работа может быть описана как параллельная эксплуатация двух реакторов 50-1 и 50-2. Соответствующие части двух линий 10-1 и 10-2 производства полиолефина могут находиться на одном производственном участке или заводе, а в некоторых случаях могут быть расположены рядом или вблизи друг от друга.
[0094] На фиг. 6А два реактора 50-1 и 50-2 могут быть переключены с параллельной на последовательную эксплуатацию. В этом примере последовательной эксплуатации трехходовый клапан 33 может направлять поток 22-1 суспензии продукта из петлевого реактора 50-1 в петлевой реактор 50-2. Следовательно, при такой последовательной эксплуатации поток 22-1 суспензии продукта из петлевого реактора 50-1 может быть описан как перекачиваемая суспензия 21 из первого петлевого реактора 50-1 во второй петлевой реактор 50-2. Таким образом, два реактора 50-1 и 50-2 могут быть разъединены для параллельной эксплуатации и соединены при последовательной эксплуатации. Следует отметить, что фиг. 6А похожа или аналогична фиг. 4С, но на фиг. 6А изображена проекция двух соседних линий производства полиолефинов.
[0095] На фиг. 6В суспензия 22-1 хлопьев продукта из петлевого реактора 50-1 может быть направлена в систему 24-1 регенерации мономера/разбавителя или направлена в систему 24-2 регенерации мономера/разбавителя. Такое распределение может быть преимущественным, например, если необходимо смешивать суспензии продуктов, выходящие из двух петлевых реакторов, или если необходимо остановить систему 24-1 регенерации разбавителя/мономера для осмотра или технического обслуживания и т.п. Система 24-2 регенерации разбавителя/мономера может иметь соответствующий размер, т.е. для работы с суспензиями продуктов, выходящими из двух петлевых реакторов.
[0096] В иллюстрированном варианте реализации изобретения суспензия 22-1 продукта из петлевого реактора 50-1 может быть направлена в систему 24-2 регенерации через трехходовый клапан 33А или через трехходовый клапан 33В. При распределении через первый трехходовый клапан 33А суспензия 22-1 продукта имеет общую выпарную линию 37-2 с суспензией 22-2 продукта. С другой стороны, при распределении через второй трехходовый клапан 33В суспензия 22-1 продукта проходит через выпарную линию 37-1 и первоначально сталкивается с суспензией 22-1 продукта в разделительной емкости или испарителе системы 24-2 регенерации. Такой бак может иметь два входных сопла для приема двух соответствующих суспензий хлопьев продукта (в качестве примера см. фиг. 13).
[0097] На фиг. 6С изображена комбинация возможностей, изображенных на фиг. 6А и 6В. Во-первых, суспензия 22-1 продукта, которая выходит из петлевого реактора 50-1, может быть направлена через выпарную линию 37-1 в систему 24-1 регенерации мономера/разбавителя. Во-вторых, суспензия 22-1 продукта, которая выходит из петлевого реактора 50-1, может быть направлена через трехходовый клапан 33А и дополнительный трехходовый клапан 35 (представленный на фиг. 6С) либо как (1) перекачиваемая суспензия 21 в петлевой реактор 50-2 для последовательной эксплуатации реакторов; или (2) суспензия 22-1 продукта в систему 24-2 регенерации мономера/разбавителя (например, используя общую выпарную линию 37-2 с суспензией 22-2 продукта, выходящей из петлевого реактора 50-2). В-третьих, как и на фиг. 6 В, трехходовый клапан 33В, расположенный после выпарной линии 37-1, может направлять суспензию 22-1 хлопьев продукта в систему 24-2 регенерации. Наконец, следует отметить, что фиг. 6С похожа или аналогична фиг. 5С, но на фиг. 6С изображена проекция двух соседних линий производства полиолефинов.
[0098] На фиг. 7 из петлевого реактора 50 происходит одновременная выгрузка в две системы 24А и 24В регенерации мономера/разбавителя. Это может быть преимущественным, например, если необходимо одновременно разгружать суспензию полиолефинового продукта из реактора в две различные послереакторые зоны обработки. Изображенный петлевой реактор 50 может представлять собой один реактор или параллельные реакторы, или последний реактор в группе реакторов в реакторной системе 20. Суспензия 22 продукта, выходящая из петлевого реактора 50, разделяется и проходит через оба параллельных клапана 25А и 25В плавного регулирования в соответствующие системы 24А и 24В регенерации мономера/разбавителя. Каждая из суспензий 22А и 22В может проходить через соответствующий нагреватель выпарной линии.
[0099] В изображенном примере показана суспензия 22 хлопьев продукта, выходящая из одного положения на петлевом реакторе 50, а затем разделяющаяся на две суспензии 22А и 22В хлопьев продукта. Однако в альтернативном примере (не показан) две суспензии 22А и 22В продукта выходят из двух соответствующих положений на реакторе 50. В любом случае суспензии 22А и 22В проходят через соответствующие регулирующие клапаны 25А и 25В и разные выпарные линии в разные системы 24А и 24В регенерации, как уже было описано.
[00100] Клапаны 25А и 25В плавного регулирования могут регулировать скорость потока соответствующих суспензий 22А и 22В продукта, а также, например, регулировать давление в реакторе 50. В первом примере регулирования скорость потока каждой суспензии 22А и 33В измеряют при помощи, например, соответствующего массомера, и каждый регулирующий клапан 25А и 25В модулируют так, чтобы регулировать измеренную скорость потока суспензий 22А и 22В до соответствующего установленного значения. Во втором примере регулирования один из клапанов 25А или 25В плавного регулирования удерживают в фиксированном открытом (частично) положении, а другой клапан 25А или 25В плавного регулирования модулируют так, чтобы регулировать общую скорость суспензии продукта из петлевого реактора 50 и давление в петлевом реакторе 50. Конечно, может быть использована другая логика регулирования.
[00101] Фиг. 8 представляет собой систему реакторов, содержащую два реактора 50-1 и 50-2, которые можно эксплуатировать параллельно с выгрузкой соответствующих суспензий 22-1 и 22-2 продукта в соответствующие системы 24-1 и 24-2 регенерации мономера/разбавителя. Что касается реактора 50-2 при такой параллельной эксплуатации, то регулирующий клапан 25-2В можно удерживать в закрытом положении, и использовать регулирующий клапан 25-2А, например.
[00102] Кроме того, два реактора 50-1 и 50-2 могут быть функционально соединены последовательно, так что реактора 50-1 представляет собой первый реактор в группе и направляет суспензию 22-1 продукта в качестве перекачиваемой суспензии 21 в реактор 50-2, который представляет собой второй или конечный (последний) реактор в группе. Как и петлевой реактор на фиг. 7, из второго реактора 50-2 на фиг. 8 при последовательной эксплуатации происходит одновременная выгрузка суспензии продукта в две системы 24А и 24В регенерации мономера/разбавителя. Такая установка может быть установкой нулевого цикла. С другой стороны, соседние линии производства полиолефинов могут быть модифицированы при помощи изображенной возможности. Преимуществом может быть облегчение производства различных полиолефиновых мономодальных и бимодальных полимерных продуктов, как указано выше.
IV. Система регенерации разбавителя/мономера
[00103] Фиг. 9 представляет собой иллюстративную систему 24 регенерации разбавителя/мономера. Прежде всего, следует подчеркнуть, что система 24 регенерации разбавителя/мономера (см. также фиг. 1), рассматриваемая в настоящем документе, которая принимает и перерабатывает суспензию 22, выходящую из реакторной системы 20, представлена в качестве примера. Действительно, может быть использовано разнообразное другое оборудование, конфигурации и типовые процессы для удаления или выделения разбавителя, мономера и других компонентов из суспензии 22 хлопьев полиолефинового (например, полиэтиленового) продукта.
[00104] Суспензии 22 хлопьев полиолефинового продукта, выходящая из петлевого реактора (например, реактора 50В, изображенного на фиг. 2) проходит через выпарную линию, имеющую встроенный испарительный нагреватель 62, и поступает в разделительную емкость 64. Разделительная емкость 64 может представлять собой испарительный бак, испарительную камеру, простой отстойный барабан, высокоэффективный циклон или комбинацию циклона и испарительной камеры, или другое подходящее устройство для отделения твердых веществ от большей части разбавителя. Система 24 регенерации разбавителя/мономера может быть определена как содержащая выпарную линию и встроенный испарительный нагреватель 62. С другой стороны, система 24 регенерации разбавителя/мономера может быть определена как не содержащая таковых, а вместо этого берущая начало от разделительной емкости 64 и, следовательно, выпарная линия и встроенный испарительный нагреватель 62 расположены между реакторной системой 20 и системой 24 регенерации.
[00105] Встроенный испарительный нагреватель 62 может быть окружено трубопроводом или рубашкой, в которой используют пар или пароконденсат, например, в качестве нагревательной среды для обеспечения косвенного нагревания суспензии 22. Следовательно, выходящую из петлевого реактора суспензию (такую как суспензия 22 хлопьев продукта, выходящая из второго петлевого реактора 50В, изображенного на фиг. 2, или другого последнего реактора или комбинации петлевых реакторов) нагревают перед ее подачей в разделительную емкость 64 (например, испарительную камеру). Кроме того, суспензия 22 может быть, как правило, подвергнута снижению давления в выпарной линии и, следовательно, выпариванию нетвердых компонентов перед попаданием в разделительную емкость 64 за счет одновременного снижения давления и повышения температуры в выпарной линии. Как показано выше, выпарная линия и окружающий ее нагреватель в виде трубопровода или рубашки выполнены с возможностью испарения разбавителя и повышения энтальпии суспензии 22. Жидкий углеводород в суспензии 22 продукта может быть частично выпарен или, по существу, полностью выпарен перед попаданием суспензии 22 в разделительную емкость 64. Кроме того, перед попаданием суспензии 22 хлопьев продукта в разделительную емкость 64, в суспензию 22 может быть впрыснута вода или другие каталитические яды для деактивации остаточных катализаторов и сокатализаторов в суспензии 22. Поскольку эти впрыснутые компоненты, в основном, являются каталитическими ядами, их обычно полностью удаляют или по меньшей мере частично удаляют из регенерированного материала (например, мономера или разбавителя), который возвращают в реакторы 50А, 50В, 50-1, 50-2 и т.д.
[00106] Разделительная емкость 64 имеет входное отверстие для приема суспензии 22 хлопьев продукта, которое может представлять собой сопло или впускное отверстие другого типа. В некоторых вариантах реализации изобретения впускное отверстие разделительной емкости 64 может представлять собой тангенциальное отверстие (например, тангенциально расположенное сопло), как известно специалистам в данной области техники. Кроме того, в соответствии с предложенной технологией разделительная емкость 64 может иметь два или более входных или впускных сопл (показано только одно) для приема параллельных суспензий полимерных хлопьев. Например, см. фиг. 13. В других примерах предложенной технологии в разделительную емкость 64 через одно впускное отверстие могут поступать две или более суспензий хлопьев продукта, смешанных в предшествующей выпарной линии. В любом случае разделительная емкость может иметь такой размер, чтобы вмещать массу и объем двух или более суспензий хлопьев продукта. Например, объем разделительной емкости 64 может быть больше. Кроме того, может быть изменена камера выделения разделительной емкости.
[00107] Независимо от того, поступает ли одна суспензия или несколько суспензий, разделительная емкость 64, в которую поступает суспензия 22 хлопьев продукта из петлевого реактора, может быть испарителем, работающим под высоким давлением или низким давлением (например, 7 psig), накопительным чаном или емкостью иной конфигурации и т.д. При испарении под высоким давлением для выделенного углеводорода (например, выделенного газа 66, который может содержать разбавитель, мономер, сомономер) преимущественно нет необходимости сжатия перед конденсацией и рециклом, т.е. возвратом в систему 16 питания (фиг. 1) и в реакторную систему 20. И наоборот, углеводород, выделенный при низком давлении, обычно сжимают перед конденсацией и возвратом в систему 16 питания и в реакторную систему 20. Иллюстративное рабочее давление находится, например, в диапазоне от 0 psig до 15 psig для испарения при низком давлении и в диапазоне от 120 psig до 450 psig для испарения под высоким давлением, в зависимости от используемого разбавителя.
[00108] Дополнительная испарительная емкость (не показана) может быть расположена между разделительной емкостью (испарителем) 64 и продувочной колонной 68. В дополнительную испарительную емкость поступает поток твердых веществ из разделительной емкости 64, а из нее выходит поток твердых веществ, направляемый на продувочную колонну 68. В одном из примеров разделительная емкость 64 представляет собой испаритель, работающий под высоким давлением, а дополнительная испарительная емкость (не показана) представляет собой испаритель, работающий при низком давлении. В другом примере разделительная емкость 64 представляет собой испаритель, работающий под высоким давлением, под низким давлением или накопительный чан, а дополнительная испарительная емкость (не показана) представляет собой концентратор (или один или более концентраторов, работающих параллельно), который может иметь входные и выходные клапаны. В тех примерах разделительной емкости 64, которая представлена в качестве накопительного чана, полиолефиновые хлопья оседают в накопительном чане. Концентраторы как дополнительные емкости могут преимущественно снижать количество пара или газа, который переходит из разделительной емкости 64 в продувочную колонну 68.
[00109] Однако и здесь может быть использована одна разделительная испарительная емкость 64, из которого хлопья твердых продуктов поступают в продувочную колонну 68. Следовательно, в этом последнем случае, как правило, не возникают капитальные и эксплуатационные затраты на второй испаритель или вторую главную емкость. Кроме того, в различных вариантах реализации использования разделительной емкости 68 в качестве испарителя, работающего под высоким давлением, выделенный углеводород (выделенный газ 66) из разделительной емкости 64, как правило, не обязательно должен быть сжат.
[00110] В испарительной камере 64 (например, или в более общем смысле разделительной емкости), независимо от того, работает ли она под низким или высоким давлением, основная часть нетвердых компонентов суспензии 22, вышедшей из реактора, выбрасывается вверх в виде пара выделенного газа 66, который возвращают в реакторную систему 20 (т.е. через систему 16 питания). Конденсированный выделенный газ 66 может быть, например, направлен в обход 34 системы 30 фракционирования, расположенной на пути к реактору 50 (т.е. через систему 16 питания) (см. также фиг. 1). С другой стороны, весь или часть выделенного газа 66 (в виде пара и/или конденсированной жидкости) может быть направлена в систему 30 фракционирования (см. также фиг. 1).
[00111] При производстве полиэтилена этот выделенный газ 66 обычно представляет собой, в основном, разбавитель, такой как изобутан или другие разбавители, упомянутые ранее. Он также может содержать основную часть непрореагировавшего мономера (например, этилена) и другие легкие компоненты, а также непрореагировавший сомономер (например, 1-гексен, бутен, 1-пентен, 1-октен и 1-децен) и другие тяжелые компоненты (например, гексан и олигомеры). В иллюстративной приблизительной композиции выделенный газ 66 для испарения под высоким давлением содержит 94 масс.% изобутана, 5 масс.% этилена и 1 масс.% других компонентов. В испарительной камере 64 можно поддерживать постоянное количество или объем хлопьев для обеспечения дополнительного времени пребывания хлопьев в камере 64 для облегчения выделения жидкости и газа, задержанных в пористых частицах полимерных хлопьев.
[00112] Выделенный газ 66 может быть обработан в таких установках, как циклоны, мешочные фильтры и т.д., где захваченные твердые частицы хлопьев удаляют и возвращают в испарительную камеру 64 или в последующие установки, такие как продувочная колонна, рассмотренная ниже. Выделенный газ 66 также может быть пропущен, например, через слой дезоксигенирования. Кроме того, как показано, выделенный газ 66 может быть охлажден или конденсирован в теплообменнике (например, кожухотрубной конструкции) перед его возвращением в систему 16 питания или систему 30 фракционирования (см. также фиг. 1). Преимущественно, в некоторых вариантах реализации изобретения отчасти из-за рабочего давления испарительной камеры 64, такое охлаждение, конденсация и прямой рецикл выделенного газа 66 может быть осуществлен в некоторых примерах без сжатия, например, при испарении под высоким давлением. В некоторых примерах выделенный газ 66 может соответствовать некоторым или всем потокам 26 и 34 рецикла, изображенным на фиг. 1.
[00113] Что касается твердых частиц (полимера) в испарительной камере 64, то они могут быть отведены с небольшим количеством захваченного разбавителя (и мономера) и направлены на продувочную колонну 68 через выход 70 твердых частиц. Специалистам в данной области техники понятно, что патрубок выхода 70 твердых частиц может содержать клапанные конструкции, которые обеспечивают возможность выхода полимера через патрубок при снижении возможности течения пара между продувочной колонной 68 и испарительной камерой 64. Например, на патрубке выхода 70 твердых частиц может быть расположен один или более поворотных клапанов, циркуляционных клапанов, одиночных регулирующих шариковых клапанов с v-отверстиями, компенсаторов полимерных хлопьев, относительно небольших камер для полимерных хлопьев и т.п.Кроме того, уровень твердых частиц в испарительной камере 64 может поддерживаться за счет клапана регулирования уровня в основании испарительной камеры 64 или на патрубке 70 выхода твердых частиц, обеспеченном для увеличения продолжительности пребывания твердых частиц в испарительной камере 64.
[00114] В более стандартных конфигурациях с применением испарительной камеры 64 в качестве испарителя, работающего под высоким давлением, твердые частицы полимерных хлопьев из испарительной камеры 64 могут быть выгружены в испарительную камеру, работающую при низком давлении, как описано выше, при этом газ, выделенный при более низком давлении, подлежит сжатию для возврата в реактор. Однако для исключения испарения при низком давлении и сопряженного сжатия газа были разработаны новые технологии, в которых выгрузка твердых частиц полимерных хлопьев из испарительной камеры 64, работающей под высоким давлением, происходит в продувочную колонну 68.
[00115] В иллюстрированном варианте реализации изобретения первичные твердые частицы, которые подают на последующую продувочную колонну 68, обычно представляют собой выгружаемые твердые частицы 70 (полиолефиновые хлопья), которые выходят из испарительной камеры 64. Продувочная колонна 68 предназначена для удаления остаточного углеводорода из входящих потоков твердых частиц и для обеспечения, по существу, чистых полимерных хлопьев 28, содержащих не более чем относительно низкие количества захваченных летучих органических соединений (ЛОС). Полимерные хлопья 28 могут быть транспортированы или перекачаны в экструзионную систему 36 (см. фиг. 1 и фиг. 15) для превращения в гранулы 38 и для распространения и продажи в виде гранул полиолефиновой смолы потребителям 40 при помощи разгрузочной системы 39 (см. фиг. 1 и фиг. 15). Как правило, обработанные полимерные частицы, выходящие из продувочной колонны 68 в качестве полимерных хлопьев 28, могут быть переработаны при помощи стандартной отделочной операции, такой как переработка в двухшнековом экструдере в экструзионной системе 36 (фиг. 1).
[00116] В иллюстративной, представленной на фигурах системе продувочной колонны 68 в продувочную колонну 68 вводят азот для удаления или вытеснения остаточных углеводородов через верхнее разгрузочное отверстие 74. Выгруженный продукт 74 может быть направлен через разделительную установку 76, такую как мембранная установка регенерации, установка короткоцикловой адсорбции переменного давления, холодильная установка и т.п., в установку выделения азота при помощи потока 78 азота и на выгрузку выделенного углеводородного потока 80, который может быть сжат и направлен, например, в систему 30 фракционирования. В некоторых примерах выделенный углеводородный поток 80 может соответствовать части потока 26 на фиг. 1. В данной области техники разделительная установка 76 может быть известна как азотная система регенерации разбавителя (DNRU), азотная установка регенерации изобутана (INRU) и т.п. Кроме того, к потоку азота может быть добавлен свежий азот 82 для пополнения потерь азота в системе продувочной колонны 68. Наконец, следует отметить, что углеводородный поток 80, выходящий из разделительной установки 76, может быть сжат и переработан в системе 30 фракционирования (фиг. 1) с получением не содержащего олефинов разбавителя, используемого при приготовлении катализатора и для продувания реактора или технологических линий.
[00117] В заключение, специалистам в данной области техники понятно, что в системе 24 регенерации разбавителя/мономера могут быть использованы многочисленные конфигурации. Например, выход 70 твердых продуктов из испарительной камеры 64 может быть направлен в другой реактор (например, жидкофазный реактор или газофазный реактор) или в испарительную камеру низкого давления, а не в продувочную колонну 68. Затем полимер может быть направлен в продувочную колонну 68 (т.е. из дополнительного реактора или испарительной камеры низкого давления). При выгрузке из испарительной камеры 64 в другой реактор в предшествующий выходящий поток 22 обычно не впрыскивают каталитический яд и, следовательно, сохраняются остаточные активные катализаторы для дальнейшей полимеризации. В другой конфигурации продувочная колонна 68 может быть исключена из системы 20 регенерации и объединена с последующим баком, питающим экструдер, и в такой комбинации выполняют удаление остаточного углеводорода или летучих органических соединений (ЛОС). Действительно, разделительная установка 76, связанная с продувочной колонной 68, может быть перенесена в другое место для размещения, например, комбинации продувочной колонны/бака, питающего экструдер. Конечно, в предложенной технологии подразумеваются многочисленные другие конфигурации и типы емкостей и оборудования.
[00118] Фиг. 10 и 11 представляют собой альтернативные варианты реализации изобретения, в которых происходит разделение потоков твердых полимерных хлопьев в системе 24 регенерации мономера/разбавителя. Два обработанных потока 28А и 28В твердых полимерных хлопьев выгружают из системы 24 регенерации мономера/разбавителя, и они могут быть направлены в различные баки, питающие экструдеры. Это может быть преимущественным, например, если требуется питать две различные системы 36А и 36В экструдеров. Такая конфигурация и эксплуатационная гибкость могут быть преимущественными для обеспечения соответствия эксплуатации с мощностью экструзионных систем и/или при необходимости использования различных пакетов соответствующих добавок в двух экструзионных системах и т.п. Кроме того, следует отметить, что разделительная емкость 64 может быть выполнена с возможностью приема более чем одной суспензии 22 хлопьев продукта, как описано выше в отношении фиг. 9. И снова, например, две суспензии 22 продукта могут быть объединены в предыдущей продувочной линии или могут поступать в разделительную емкость 64 по отдельности через два входных сопла и могут быть объединены уже в разделительной емкости 64.
[00119] Фиг. 10 представляет собой альтернативный вариант реализации системы 24 регенерации мономера/разбавителя, имеющей две параллельные продувочные колонны 68А и 68В. В разделительную емкость 64 (например, испарительную камеру или испарительный барабан) поступает суспензия 22 хлопьев продукта из реакторной системы 20. Разделительная емкость 64 может быть испарителем, работающим под высоким или низким давлением. В иллюстрированном варианте реализации из разделительной емкости 64 выходят два потока 70А и 70В твердых частиц, например, через два выходных сопла, расположенных в нижней части сосуда 64, и каждое выходное сопло или патрубок имеет, например, клапан регулирования уровня (не показан). Иллюстративная схема управления может содержать эксплуатационную схему клапанов регулирования уровней в фиксированных открытых положениях, при этом другой клапан регулирования уровня модулируют для регулирования уровня хлопьев твердых частиц в сосуде 64. Два потока 70А и 70В твердых частиц выгружают в две соответствующие продувочные колонны 68А и 68В. Из двух продувочных колонн 68А и 68В могут выходить соответствующие обработанные потоки 28А и 28В хлопьев твердых частиц, например, в различные баки, питающие экструдеры.
[00120] Фиг. 11 представляет собой альтернативный вариант реализации системы 24 регенерации мономера/разбавителя. В разделительную емкость 64 (например, испарительную камеру или испарительный барабан и т.д.) поступает суспензия 22 хлопьев продукта из реакторной системы 20. Разделительная емкость 64 может быть испарителем, работающим под высоким или низким давлением. В иллюстрированном варианте реализации из разделительной емкости поток 70 хлопьев твердых частиц выходит в продувочную колонну 68. В этом альтернативном варианте реализации из продувочной колонны 68 выходят два потока 28А и 28В твердых частиц, например, через два выходных сопла, расположенных в нижней части продувочной емкости 68, при этом каждое сопло или патрубок имеет, например, клапан регулирования уровня (не показан). Иллюстративная схема управления может содержать эксплуатационную схему клапанов регулирования уровней в фиксированных частично открытых положениях, при этом другой клапан регулирования уровня модулируют для регулирования уровня твердых частиц хлопьев в сосуде 68. Два обработанных потока 28А и 28В хлопьев твердых частиц могут быть направлены, например, в различные соответствующие баки, питающие экструдеры.
[00121] Фиг. 12 иллюстрирует системы 24-1 и 24-2 регенерации мономера/разбавителя, которые при эксплуатации могут быть соединены или разъединены. Две системы 24-1 и 24-2 регенерации мономера/разбавителя могут быть расположены на одном промышленном объекте, и могут представлять собой, например, части соответствующей линии производства полиолефинов. В некоторых примерах системы 24-1 и 24-2 регенерации мономера/разбавителя могут быть расположены рядом или вблизи друг друга. Кроме того, возможность соединения/разъединения, изображенная на фиг. 12 и описанная выше, может быть обеспечена с нулевого цикла. С другой стороны, такая возможность может быть обеспечена в качестве модернизации существующей установки, например, модернизации двух независимых систем 24-1 и 24-2 регенерации, расположенных рядом или вблизи друг друга. В любом случае разделительные емкости 64-1 и 64-2 могут быть оснащены так, чтобы принимать несколько суспензий продукта, как описано выше в отношении фиг. 9.
[00122] При этом в системе 24-1 регенерации разделительная емкость 64-1 (например, испарительный барабан) выполнен с возможностью приема суспензии 22-1 хлопьев полиолефинового продукта из петлевого реактора 50-1 и выгрузки потока 70-1 хлопьев твердых частиц в продувочную колонну 68-1. В продувочной колонне 68-1 происходит обработка хлопьев твердых частиц с удалением остаточного углеводорода и выгрузка обработанных хлопьев 28-1 твердых частиц в бак, питающий экструдер, в экструзионной системе 36-1. Уровень хлопьев твердых частиц в разделительной емкости 64-1 можно поддерживать при помощи клапана регулирования уровня (не показан), расположенного на выходе из разделительной емкости 64-1, который регулирует скорость течения потока 70-1 хлопьев твердых частиц. Точно так же, уровень хлопьев твердых частиц в продувочной колонне 68-1 можно поддерживать при помощи клапана регулирования уровня (не показан), расположенного на выходе из продувочной колонны 68-1, который регулирует скорость потока твердых частиц 28-1 полимерных хлопьев.
[00123] Точно так же, в системе 24-2 регенерации разделительная емкость 64-2 (например, испарительный барабан) выполнен с возможностью приема суспензии 22-2 хлопьев полиолефинового продукта из петлевого реактора 50-2 и выгрузки потока 70-2 хлопьев твердых частиц в продувочную колонну 68-2. В продувочной колонне 68-2 происходит обработка хлопьев твердых частиц с удалением остаточного углеводорода и выгрузка обработанной хлопьев 28-2 твердых частиц в бак, питающий экструдер, в экструзионной системе 36-2. Уровень хлопьев твердых частиц в разделительной емкости 64-2 можно поддерживать при помощи клапана регулирования уровня (не показан), расположенного на выходе из разделительной емкости 64-2, который регулирует скорость течения потока 70-2 хлопьев твердых частиц. Точно так же, уровень хлопьев твердых частиц в продувочной колонне 68-2 можно поддерживать при помощи клапана регулирования уровня (не показан), расположенного на выходе из продувочной колонны 68-2, который регулирует скорость потока твердых частиц 28-1 полимерной хлопьев. Такая описанная выше эксплуатация двух систем 24-1 и 24-2 может быть представлять собой разъединенную параллельную эксплуатацию.
[00124] При соединенной эксплуатации в разделительную емкость 64-1, при ее наличии, например, поступает суспензия 22-1 хлопьев продукта из петлевого реактора 50-1, затем происходит выгрузка в продувочную колонну 68-1 и/или продувочную колонну 68-2. Следовательно, функционально из разделительной емкости 64-1 может происходить выгрузка в продувочную колонну 68-2 в дополнение или вместо выгрузки в продувочную колонну 68-1. Кроме того, в продувочную колонну 68-1, при ее наличии при соединенной эксплуатации, например, поступает поток 70-1 твердых частиц из разделительной емкости 64-1, затем происходит выгрузка в экструзионную систему 36-1 и/или экструзионную систему 36-2. Следовательно, выгрузка из продувочной колонны 68-1 может происходить в экструзионную систему 36-2 в дополнение или вместо выгрузки в экструзионную систему 36-1. Поэтому соединенная эксплуатация, изображенная на фиг. 12, может быть обеспечена для разделения, отвода и объединения потоков хлопьев твердых частиц, обеспечивая гибкость при эксплуатации, техническом обслуживании и номенклатурную гибкость.
[00125] Примеры одного или двух выходных отверстий для каждой из разделительной емкости 64-1 и продувочной колонны 68-1 могут включать два выходных отверстия из каждой емкости (например, два выходных сопла в каждой емкости), при этом каждое выходное отверстие имеет клапан регулирования уровня. Следовательно, при выгрузке двух потоков хлопьев твердых частиц из данной емкости (т.е. из 64-1 или 68-1) можно использовать клапан регулирования уровня на каждом выходе, или можно удерживать один клапан регулирования уровня в постоянном частично открытом положении и модулировать другой клапан регулирования уровня для регуляции уровня твердых частиц в емкости. В случае эксплуатации с получением одного выходного потока хлопьев твердых частиц один из клапанов регулирования уровня может быть закрыт, или может быть использован только один физический выход из емкости, а для направления одного потока хлопьев твердых частиц используют распределительный клапан или трехходовый клапан.
[00126] Следовательно, при соединенной эксплуатации может происходить выгрузка из разделительной емкости 64-1 в продувочную колонну 68-2 в дополнение к одновременной выгрузке в продувочную колонну 68-1, например, через дополнительный (второй) выход и дополнительный (второй) клапан регулирования уровня (не показан). Также может происходить выгрузка из разделительной емкости 64-1 в продувочную колонну 68-2 вместо выгрузки в продувочную колонну 68-1, например, закрыванием клапана регулирования уровня на первом выходе или, например, путем выгрузки через первый выход и через распределитель или трехходовый клапан (не показан). Кроме того, при соединенной эксплуатации может происходить выгрузка из разделительной емкости 64-1 в экструзионную систему 36-2 в дополнение к одновременной выгрузке в экструзионную систему 36-1, например, через дополнительный выход и дополнительный клапан регулирования уровня (не показан). Функционально может также происходить выгрузка из разделительной емкости 64-1 в экструзионную систему 36-2 вместо выгрузки в продувочную колонну 68-1, например, через первый выход и распределитель или трехходовый клапан (не показан). Наконец, следует отметить, что суспензия 22-1 хлопьев продукта из петлевого реактора 50-1 может быть разделена или направлена в разделительную емкость 64-1, например, при помощи концепции, описанной в отношении фиг. 6А - 8.
[00127] Фиг. 12 может быть описана как изображающая соответствующие системы 24-1 и 24-2 регенерации мономера/разбавителя в двух линиях производства полиолефинов, которые имеют соответствующие петлевые реакторы 50-1 и 50-2. Как показано, из петлевого реактора 50-1 первой линии 10-1 может происходить выгрузка суспензии 22-1 хлопьев продукта через нагретую выпарную линию в систему 24-1 регенерации мономера/разбавителя. Точно так же, из реактора 50-2 второй линии 10-2 может происходить выгрузка суспензии 22-2 хлопьев продукта через нагретую выпарную линию в систему 24-2 регенерации мономера/разбавителя. Такая эксплуатация может быть описана как параллельная эксплуатация двух реакторов 50-1 и 50-2. Соответствующие части двух линий производства полиолефинов могут быть расположены на одном производственном объекте, а в некоторых случаях могут быть расположены рядом или вблизи друг друга.
[00128] На фиг. 13 изображена разделительная емкость 64, выполненная с возможностью приема двух суспензий 22А и 22В хлопьев продукта из одной или более реакторных систем 20 (через соответствующие встроенные нагреватели 62А и 62В выпарной линии). В некоторых вариантах реализации изобретения выпарные линии, в том числе встроенные нагреватели 62А и 62В, считаются частью реакторной системы (систем) или расположены между реакторными системами и системой 24 регенерации разбавителя/мономера. В иллюстрированном варианте реализации систему 24 регенерации (и послереакторная система обработки полимерной хлопьев) определяют как начинающуюся с разделительной емкости 64, как показано ссылочной линией 8. Разделительная емкость 64 имеет два входных отверстия для приема соответствующих суспензий 22А и 22В хлопьев продукта, которые впервые контактируют в разделительной емкости 64 и не контактируют в предыдущем трубопроводе или выпарной линии.
[00129] Как указано выше, два входа в иллюстративную разделительную емкость в представленном варианте реализации изобретения могут представлять собой тангенциальный вход (например, тангенциально расположенное сопло). С другой стороны, одно или оба входных отверстия могут быть простым соплом. Кроме того, разделительная емкость 64 может иметь такой размер, чтобы вмещать массу и объем двух или более суспензий 22А и 22В хлопьев продукта. Например, объем, высота, ширина и камера выделения разделительной емкости 64 может быть больше.
V. Экструзионная система и система разгрузки
[00130] Фиг. 14 представляет собой технологическую блок-схему иллюстративной экструзионной системы 36 и иллюстративной системы 39 разгрузки, изображенных на фиг. 1. Полиолефиновые хлопья 28 из продувочной колонны 68 (например, фиг. 9) могут быть переданы пневматически, например, с применением компрессора разбавленной фазы, через клапан 340 (например, распределитель или трехходовый клапан) в систему 36 экструдера и либо в трубопровод 342 в бункер 344 полимерных хлопьев, либо в трубопровод 346 в бак 348, питающий экструдер. Бункер 344 полимерных хлопьев может быть использован для обеспечения буферной емкости при остановке экструдера (или других операций) в экструзионной системе 36. С другой стороны, бункер 344 полимерных хлопьев может также накапливать хлопья для обеспечения полной загрузки производственной мощности экструдера, если расположенные перед ним реакторы 50А, 50В полимеризации находятся на стадии запуска реакторов 50А, 50В. Полиолефиновые хлопья в бункере 344 могут быть пневматически переданы в бак 348, питающий экструдер, через поворотный клапан 350 при помощи компрессорной системы (не показана).
[00131] Однако обычно основную часть полиолефиновых хлопьев 28 направляют в бак 348, питающий экструдер, через трубопровод 346. Затем через поворотный клапан 352 может быть выполнена подача полиолефиновых хлопьев 354 в экструдер 356, при этом в экструдере происходит нагревание, плавление и прессование полиолефиновых хлопьев 354. Специалистам в данной области техники понятно, что хлопья 354 из бака 348, питающего экструдер, могут быть поданы в экструдер 356 в определенном количестве при помощи различных дозаторов, таких как автоматизированный измеритель расхода, дозатор типа мастер-фидер и т.п.
[00132] Кроме того, в поток 354 полимерных хлопьев могут быть введены добавки со скоростью добавления, основанной на определенном отношении к массовой скорости потока полимерных хлопьев 354. Это отношение или «привязка» подачи добавок в полимерные хлопья 354 может быть определена по значению, необходимому для получения требуемой рецептуры, например, для каждой полиолефиновой марки или продукта, а также для обеспечения требуемых свойств готовых полиолефиновых гранул. Кроме того, введение добавок может быть выполнено при помощи системы введения жидких добавок, такой как весовой питатель непрерывного действия и т.п. В некоторых вариантах реализации изобретения может быть использован один или более весовых питателей непрерывного действия для измерения и предварительного смешивания пакета добавок, подаваемых из контейнера сыпучих грузов, например, в экструдер 356 через поток 354 полимерных хлопьев, через загрузочный бункер экструдера (не показан) или непосредственно в экструдер 356, например, впрыском в полиолефиновый расплав в экструдере 356 и т.п. Как было упомянуто выше в отношении фиг. 1, добавки или пакеты добавок, внесенные в питатель экструдера или в экструдер (например, впрыснутые в канал расплава экструдера), могут содержать модификаторы поверхности (например, скользящие агенты, антиадгезивы, агенты, придающие клейкость), УФ-ингибиторы, антиоксиданты (например, фенольные, фосфитные, тиоэфирные, аминные и т.п.), красители, пигменты, технологические добавки (например, активаторы течения, такие как воски и масла, а также фторсодержащие эластомеры), пероксиды и другие добавки.
[00133] Модификаторы поверхности могут изменять поверхностные характеристики пленки или покрытия, изготавливаемого впоследствии из гранул 38, для регулирования коэффициента трения (КТ) или липкости. Например, модификаторы поверхности, которые представляют собой скользящие агенты (например, стеарамиды, олеамиды, эрукамиды и т.д.), могут снижать КТ изготавливаемых впоследствии пленок и покрытий. Модификаторы поверхности, которые представляют собой антиадгезивы, могут снижать склеивание соседних поверхностей пленки, например, в рулоне готовых пакетов. Модификаторы поверхности, такие как агенты, придающие клейкость (например, полиизобутен или ПИБ), могут быть добавлены либо в сухой форме (например, добавление концентрата) в питатель экструдера, либо могут быть введены в виде жидкости в канал расплава экструдера для обеспечения липкости и «сцепления» между соседними поверхностями пленки, например, при производстве растягивающихся полиэтиленовых пленок.
[00134] Для улучшения конкретных свойств качества могут быть добавлены специальные добавки. Другие добавки могут включать антипирены (для снижения горючести полиолефиновой смолы), антистатики (для снижения статистического заряда, образующегося при экструзии, на последующих стадиях переработки и при конечном применении, например, в потребительском товаре), поглотители и абсорберы (для поглощения запахов и газообразных соединений, например, из пленок и/или упакованных продуктов), усилители запаха (для обеспечения требуемого запаха изготавливаемой впоследствии пленки), агенты разрушения (для улучшения разложения полимера при захоронении на полигонах отходов) и т.п.
[00135] Могут быть добавлены технологические добавки для улучшения экструзионных характеристик полимера путем обеспечения более низкого давления экструзии или снижения разрушения экструзионного потока, например. Примеры технологических добавок представляют собой активаторы течения, которыми могут быть смазаны металлические поверхности, с которыми контактирует расплавленный полимер, снижающие сопротивление и, следовательно, снижающие разрушение экструзионного потока и других недостатков поверхности, обусловленных реологией. Активаторы течения также могут снижать энергозатраты при экструзии и нарастание или накопление полимера в экструзионной головке. Активаторы течения при экструзии полиэтиленовой смолы могут включать фторсодержащие эластомеры (которые снижают разрушение экструзионного потока и улучшают технологичность смолы), полиэтиленгликоль и низкомолекулярные ПЭ воски, и т.п.
[00136] В общем, в экструдере 356 может происходить плавление, гомогенизация и продавливание полиолефинового полимера и добавок через гранулятор 358, который может содержать, например, набор сеток и нагретую головку, где происходит грануляция смеси полимерных хлопьев и добавок. Затем при помощи лезвий ножа гранулятора (например, под водой) может происходить нарезка полиолефинового расплава, экструдированного через головку в гранулы. Гранулы обычно охлаждают водой 360, а затем из гранулятора 358 можно пропустить через суспензию 362 гранул и воды в сушилку 364, обезвоживающую гранулы. В сушилке 364 может происходить выделение свободной воды, а затем высушивание оставшейся поверхностной воды с гранул при помощи центробежной силы. Высушенные гранулы 366 могут быть выгружены, например, на головной грохот 368, где происходит отделение слишком крупных и слишком мелких гранул от гранул 370, соответствующих спецификации.
[00137] Подача воды 360 в гранулятор 358 может происходить из водяного бака 372 через центробежный насос 374 и охладитель 376 Вода 378, удаленная из сушилки 364 гранул, может быть возвращена в водяной бак 372. Полиолефиновые гранулы 370, выходящие из головного грохота 368, могут падать под действием силы тяжести через поворотный клапан 380, например, на линию 382 пневмотранспорта в плотной фазе, и могут быть транспортированы в хранилище 384 гранул. Компрессорная установка 386 подает азот и/или воздух 388 для перемещения гранул 370 по конвейерной линии 382 в хранилище 384 гранул. В некоторых примерах хранилище 384 гранул может быть описано как граница между экструзионной системой 36 и системой разгрузки 39, как компоненты системы экструзии 36 и/или разгрузки 39 и т.п.
[00138] Хранилище 384 гранул может содержать баки для хранения, смесители, баки для хранения продукта, не соответствующего спецификации, и т.п. Полиолефиновые гранулы 390 могут быть загружены в железнодорожные вагоны 392, саморазгружающиеся вагоны, грузовики, контейнеры для перевозки, мешки и т.п. Гранулы 390 могут быть загружены в саморазгружающиеся вагоны, например, при помощи гравитационной, пневматической, многокаскадной системы загрузки. Такая система может обеспечивать возможность автоматической загрузки хоппера со скоростью, превосходящей скорость полимеризации и экструзии. Поэтому излишнее «время», образующееся за счет более высоких скоростей выгрузки, может быть использовано для обеспечения времени для перемещения саморазгружающихся вагонов или железнодорожных вагонов 392 после их заполнения и для установки следующего пустого вагона 392.
[00139] На фиг. 15А - 15С изображены иллюстративные варианты реализации частей двух экструзионных систем 36-1 и 36-2, содержащих соответствующие баки 348-1 и 348-2, питающие экструдеры, а также соответствующие экструдеры 356-1 и 356-2. В бак 348-1, питающий экструдер, поступают обработанные хлопья 28-1 твердых частиц из системы 24-1 регенерации мономера/разбавителя. В бак 348-2, питающий экструдер, поступают обработанные хлопья 28-2 твердых частиц из системы 24-2 регенерации мономера/разбавителя. Фиг. 15А аналогична фиг. 16 в том, что первый бак 348-1, питающий экструдер, подает хлопья 354-1 в первый экструдер 356-1, а второй бак 348-2, питающий экструдер, подает хлопья 354-2 во второй экструдер 356-2.
[00140] В альтернативных вариантах реализации изобретения, изображенных на фиг. 15В и 15С, предложена возможность объединения обработанных пылеобразных твердых частиц 28-1 и 28-2 в экструдере 256-2. Следовательно, при необходимости экструдер 356-1 может быть выведен из эксплуатации для осмотра или технического обслуживания, и/или пылеобразные твердые частицы 28-1 и 28-2 могут быть, объединены, например, для введения в них одного пакета добавок. В варианте реализации, изображенном на фиг. 15С, предложена также возможность разделения обработанных пылеобразных твердых частиц 28-1 между двумя экструдерами 256-1 и 256-2, например, при необходимости введения двух различных пакетов добавок при параллельном гранулировании разделенных потоков пылеобразных твердых частиц 28-1.
[00141] На фиг. 15В из первого бака 348-1, питающего экструдер, хлопья 354-1 могут быть направлены в первый экструдер 356-1 или во второй экструдер 356-2. За счет распределителя или трехходового клапана 400 происходит распределение хлопьев 354-1 из первого бака 348-1, питающего экструдер, либо в первый экструдер 356-1, либо во второй экструдер 356-2. Что касается второго бака 348-2, питающего экструдер, то из него хлопья 354-2 поступают во второй экструдер 356-2. Следовательно, в этом примере обработанные пылеобразные твердые частицы 28-1 из системы 24-1 регенерации мономера/разбавителя могут быть направлены в экструдер 356-1 или в экструдер 356-2.
[00142] На фиг. 15С изображена возможность подачи хлопьев 354-1А из первого бака 348-1, питающего экструдер, через клапан 402 регулирования уровня в первый экструдер 354-1 и подачи хлопьев 354-1 В через клапан 404 регулирования уровня во второй экструдер 356-2. Во время работы потоки хлопьев 354-1А и 354-1В могут проходить одновременно, при эксплуатации обоих регулирующих клапанов 402 и 404, используемых для поддержания уровня хлопьев в баке 348-1, питающем экструдер. С другой стороны, один из регулирующих клапанов 402 и 404 может быть закрыт, так чтобы проходил только один из потоков хлопьев 354-1А и 354-1В. Что касается второго бака 348-2, питающего экструдер, то хлопья 354-2 поступает из него во второй экструдер 356-2. Следовательно, в этом примере обработанные пылеобразные твердые частицы 28-1 из системы 24-1 регенерации мономера/разбавителя могут поступать только в экструдер 356-1, только в экструдер 356-2 или могут быть разделены и поступать в оба экструдера 356-1 и 356-2 одновременно.
[00143] Таким образом, варианты реализации предложенной технологии, могут обеспечивать систему производства полиолефинов, содержащую: первый реактор (например, петлевой реактор), выполненный с возможностью получения продукта, выгружаемого из первого реактора и содержащего первый полиолефин (например, полиэтилен); второй реактор (например, петлевой реактор), выполненный с возможностью получения продукта, выгружаемого из второго реактора и содержащего второй полиолефин (например, полиэтилен); и послереакторную зону обработки, выполненную с возможностью приема продукта, выгружаемого из первого реактора, и продукта, выгружаемого из второго реактора, при этом первый и второй реакторы выполнены с возможностью обеспечения переноса продукта, выгруженного из первого реактора, (а) во второй реактор и, альтернативно, (b) его отведения в обход второго реактора и подачи в послереакторную зону обработки, где первый и второй полиолефины впервые контактируют в послереакторной зоне обработки. Первый полиолефин может иметь более высокую среднюю молекулярную массу, чем второй полиолефин, или второй полиолефин имеет более высокую среднюю молекулярную массу, чем первый полиолефин. Кроме того, первый полиолефин и второй полиолефин могут иметь различную плотность. Более того, первый полиолефин может составлять от 30 масс.% до 70 масс.% относительно массы второго полиолефина. Послереакторная зона обработки может содержать разделительную емкость, продувочную колонну, питающий экструдер бак, экструдер и т.п. Первый и второй полиолефины могут быть перенесены в послереакторную зону обработки, так что первый и второй полиолефины впервые контактируют в разделительной емкости, в продувочной колонне, в баке, питающем экструдер, или в экструдере и т.п.
[00144] Кроме того, различные варианты реализации предложенной технологии могут обеспечивать систему производства полиолефинов, содержащую первый реактор для получения продукта, выгружаемого из первого реактора и содержащего полиолефин и неполиолефиновые компоненты, а также послереакторную зону обработки для приема продукта, выгружаемого из первого реактора, и получения первого экструдированного полиолефина и второго экструдированного полиолефина. Послереакторная зона обработки может содержать разделительную емкость, выполненную с возможностью приема продукта, выгружаемого из первого реактора, и получения первого и второго потоков продуктов, выходящих из разделительной емкости. Послереакторная зона обработки может содержать разделительную емкость и продувочную колонну, при этом в разделительную емкость поступает продукт, выгруженный из первого реактора, с образованием потока продукта, выходящего из разделительной емкости, а в продувочную колонну поступает поток продукта, выгруженного из разделительной емкости, с образованием первого и второго потоков продуктов, выходящих из продувочной колонны. Послереакторная зона обработки может содержать разделительную емкость, продувочную колонну и бак, питающий экструдер. В этом примере в разделительную емкость поступает продукт, выгруженный из первого реактора, с образованием потока продукта, выходящего из разделительной емкости, в продувочную колонну поступает поток продукта, выгруженного из разделительной емкости, с образованием потока продукта, выходящего из продувочной колонны, а в питающий экструдер бак поступает поток продукта, выгруженного из продувочной колонны, с образованием первого и второго потоков продуктов, выходящих из бака, питающего экструдер.
[00145] В некоторых примерах во втором реакторе происходит образование продукта, выходящего из второго реактора, который поступает в первый реактор. Следовательно, в этих примерах исходный реактор в группе помечен как второй реактор. Полиолефин в продукте, выходящем из второго реактора, может иметь более высокую или более низкую среднюю молекулярную массу, чем полиолефин в продукте, выходящем из первого реактора. Кроме того, полиолефин в продукте, выходящем из второго реактора, может иметь другую плотность, чем полиолефин в продукте, выходящем из первого реактора. Полиолефин в продукте, выходящем из второго реактора, может составлять от 30 масс.% до 70 масс.% относительно массы полиолефина в продукте, выходящем из второго реактора. Более того, первый экструдированный полиолефин и второй экструдированный полиолефин могут содержать различные пакеты добавок. Различные пакеты добавок могут содержать модификаторы поверхности, УФ-ингибиторы, антиоксидант, красители, пигменты или любую их комбинацию.
[00146] Наконец, варианты реализации предложенной технологии, могут обеспечивать систему производства полиолефинов, содержащую: первый реактор для получения первой выгружаемой суспензии, содержащей первый полиолефин; второй реактор для получения второй выгружаемой суспензии, содержащей второй полиолефин; и послереакторную зону обработки, содержащую разделительную емкость, выполненную с возможностью приема отдельных потоков первой выгруженной суспензии и второй выгруженной суспензии, в некоторых режимах эксплуатации. Первый и второй реакторы могут быть выполнены с возможностью обеспечения переноса первой выгруженной суспензии (а) во второй реактор и, альтернативно, (b) в обход второго реактора и подачи в послереакторную зону обработки. В различных вариантах реализации изобретения первая выгруженная суспензия и вторая выгруженная суспензия могут впервые сталкиваться в разделительной емкости и не сталкиваться до разделительной емкости. В некоторых примерах первая выгруженная суспензия и вторая выгруженная суспензия изначально не контактируют в патрубке, а впервые контактируют в емкости, такой как разделительная емкость или другая емкость, т.е. в емкости, имеющей два входных отверстия для приема, соответственно, первой выгруженной суспензии и второй выгруженной суспензии.
[00147] Послереакторная зона обработки может содержать разделительную емкость, продувочную колонну, бак, питающий экструдер, и экструдер и т.п. Конечно, применимы и альтернативные конфигурации. Первый и второй полиолефины могут быть перенесены в послереакторную зону обработки так, что первый и второй полиолефины впервые контактируют в разделительной емкости, продувочной колонне, питающем экструдер баке или в экструдере и т.д. В некоторых вариантах реализации предложено также, что первый и второй полиолефины могут сталкиваться во впускных трубах продувочной колонны, впускных трубах бака, питающего экструдер, и впускных трубах экструдера, но не во впускных трубах разделительной емкости (например, расширительной емкости). Как показано, первый полиолефин может иметь более высокую или более низкую среднюю молекулярную массу, чем второй полиолефин, и другую плотность, чем второй полиолефин. Первый полиолефин может составлять от 30 масс.% до 70 масс.% относительно массы второго полиолефина.
Примеры
[00148] Описана система производства полиолефинов. В качестве дополнительного описания предложены следующие клаузулы:
[00149] Пример 1 Система производства полиолефинов, содержащая: первый реактор, выполненный с возможностью получения продукта, выгружаемого из первого реактора и содержащего первый полиолефин; второй реактор, выполненный с возможностью получения продукта, выгружаемого из второго реактора и содержащего второй полиолефин; и послереакторную зону обработки, выполненную с возможностью приема продукта, выгружаемого из первого реактора, и продукта, выгружаемого из второго реактора, при этом первый и второй реакторы выполнены с возможностью обеспечения переноса продукта, выгруженного из первого реактора, (а) во второй реактор и, альтернативно, (b) его отведения в обход второго реактора и подачи в послереакторную зону обработки, где первый и второй полиолефины впервые контактируют в послереакторной зоне обработки.
[00150] Пример 2 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 1, отличающаяся тем, что и первый реактор, и второй реактор содержат петлевой реактор.
[00151] Пример 3 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 1, отличающаяся тем, что: послереакторная зона обработки содержит разделительную емкость; а первый и второй полиолефины направляют в разделительную емкость так, что первый и второй полиолефины впервые контактируют в разделительной емкости.
[00152] Пример 4 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 1, отличающаяся тем, что: послереакторная зона обработки содержит продувочную колонну; а первый и второй полиолефины направляют в продувочную колонну так, что первый и второй полиолефины впервые контактируют в продувочной колонне.
[00153] Пример 5 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 1, отличающаяся тем, что: послереакторная зона обработки содержит бак, питающий экструдер; а первый и второй полиолефины направляют в бак, питающий экструдер, так, что первый и второй полиолефины впервые контактируют в баке, питающем экструдер.
[00154] Пример 6 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 1, отличающаяся тем, что: послереакторная зона обработки содержит экструдер; а первый и второй полиолефины направляют в экструдер, так, что первый и второй полиолефины впервые контактируют во впускном отверстии экструдера и смешиваются в экструдере.
[00155] Пример 7 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 1, отличающаяся тем, что первый и второй полиолефины представляют собой полиэтилен.
[00156] Пример 8 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 1, отличающаяся тем, что первый полиолефин имеет более высокую среднюю молекулярную массу, чем второй полиолефин.
[00157] Пример 9 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 1, отличающаяся тем, что второй полиолефин имеет более высокую среднюю молекулярную массу, чем первый полиолефин.
[00158] Пример 10 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 1, отличающаяся тем, что первый полиолефин имеет другую плотность по сравнению со вторым полиолефином.
[00159] Пример 11 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 1, отличающаяся тем, что первый полиолефин составляет от 30 масс.% до 70 масс.% относительно массы второго полиолефина.
[00160] Пример 12 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 1, отличающаяся тем, что послереакторная зона обработки содержит бак, питающий экструдер, и экструдер, и при этом специальные добавки вводят по меньшей мере в бак, питающий экструдер, и/или экструдер.
[00161] Пример 13 Система производства полиолефинов, содержащая: первый реактор, выполненный с возможностью получения продукта, выгружаемого из первого реактора и содержащего полиолефиновые и неполиолефиновые компоненты; и послереакторную зону обработки, выполненную с возможностью приема продукта, выгружаемого из первого реактора, и производства первого экструдированного полиолефина и второго экструдированного полиолефина.
[00162] Пример 14 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 13, отличающаяся тем, что послереакторная зона обработки содержит разделительную емкость, выполненную с возможностью приема продукта, выгружаемого из первого реактора, и получения первого и второго потоков продуктов, выходящих из разделительной емкости.
[00163] Пример 15 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 13, отличающаяся тем, что: послереакторная зона обработки содержит разделительную емкость и продувочную колонну, при этом: разделительная емкость выполнена с возможностью приема продукта, выгруженного из первого реактора, и получения потока продукта, выходящего из разделительной емкости, а продувочная колонна выполнена с возможностью приема потока продукта, выгруженного из разделительной емкости, и получения первого и второго потоков продуктов, выходящих из продувочной колонны.
[00164] Пример 16 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 13, отличающаяся тем, что: послереакторная зона обработки содержит разделительную емкость, продувочную колонну и бак, питающий экструдер; разделительная емкость выполнена с возможностью приема продукта, выгруженного из первого реактора, и получения потока продукта, выходящего из разделительной емкости, продувочная колонная выполнена с возможностью приема потока продукта, выгруженного из разделительной емкости, и получения потока продукта, выходящего из продувочной колонны, а бак, питающий экструдер, выполнен с возможностью приема потока продукта, выгруженного из продувочной колонны, и получения первого и второго потоков продуктов, выходящих из бака, питающего экструдер.
[00165] Пример 17 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 13, дополнительно содержащая второй реактор, выполненный с возможностью получения продукта, выгружаемого из второго реактора, который подают в первый реактор.
[00166] Пример 18 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 17, отличающаяся тем, что полиолефин в продукте, выходящем из второго реактора, имеет более высокую среднюю молекулярную массу, чем полиолефин в продукте, выходящем из первого реактора.
[00167] Пример 19 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 17, отличающаяся тем, что полиолефин в продукте, выходящем из первого реактора, имеет более высокую среднюю молекулярную массу, чем полиолефин в продукте, выходящем из второго реактора.
[00168] Пример 20 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 17, отличающаяся тем, что полиолефин в продукте, выходящем из второго реактора, имеет другую плотность по сравнению с полиолефином в продукте, выходящем из первого реактора.
[00169] Пример 21 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 17, отличающаяся тем, что полиолефин в продукте, выходящем из первого реактора, составляет от 30 масс.% до 70 масс.% относительно массы полиолефина в продукте, выходящем из второго реактора.
[00170] Пример 22 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 13, отличающаяся тем, что первый экструдированный полиолефин и второй экструдированный полиолефин содержат различные пакеты добавок.
[00171] Пример 23 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 13, отличающаяся тем, что различные пакеты добавок содержат модификаторы поверхности, УФ-ингибиторы, антиоксиданты, красители, пигменты или любую их комбинацию.
[00172] Пример 24 Система производства полиолефинов, содержащая: первый реактор, выполненный с возможностью получения первой выгружаемой суспензии, содержащей первый полиолефин; второй реактор, выполненный с возможностью получения второй выгружаемой суспензии, содержащей второй полиолефин; и послереакторную зону обработки, содержащую разделительную емкость, выполненную с возможностью приема отдельных потоков первой выгруженной суспензии и второй выгруженной суспензии.
[00173] Пример 25 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 24, отличающаяся тем, что первый и второй реакторы выполнены с возможностью обеспечения переноса первой выгруженной суспензии (а) во второй реактор и, альтернативно, (b) в обход второго реактора и подачи в послереакторную зону обработки.
[00174] Пример 26 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 24, отличающаяся тем, что первая выгружаемая суспензия и вторая выгружаемая суспензия впервые контактируют в разделительной емкости.
[00175] Пример 27 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 24, отличающаяся тем, что первая выгружаемая суспензия и вторая выгружаемая суспензия не контактируют до разделительной емкости.
[00176] Пример 28 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 24, отличающаяся тем, что первая выгружаемая суспензия и вторая выгружаемая суспензия первоначально не контактируют в трубопроводе.
[00177] Пример 29 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 24, отличающаяся тем, что первый и второй полиолефины направляют в разделительную емкость так, что первый и второй полиолефины впервые контактируют в разделительной емкости.
[00178] Пример 30 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 24, отличающаяся тем, что: послереакторная зона обработки содержит продувочную колонну; а первый и второй полиолефины направляют в продувочную колонну так, что первый и второй полиолефины впервые контактируют во впускной трубе продувочной колонны или в продувочной колонне.
[00179] Пример 31 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 24, отличающаяся тем, что: послереакторная зона обработки содержит бак, питающий экструдер; а первый и второй полиолефины направляют в бак, питающий экструдер, так, что первый и второй полиолефины впервые контактируют во впускной трубе бака, питающего экструдер, или в баке, питающем экструдер.
[00180] Пример 32 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 24, отличающаяся тем, что: послереакторная зона обработки содержит экструдер; а первый и второй полиолефины направляют в экструдер, так, что первый и второй полиолефины впервые контактируют во впускной трубе экструдера или в экструдере и смешиваются в экструдере.
[00181] Пример 33 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 24, отличающаяся тем, что первый полиолефин имеет более высокую среднюю молекулярную массу, чем второй полиолефин.
[00182] Пример 34 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 24, отличающаяся тем, что второй полиолефин имеет более высокую среднюю молекулярную массу, чем первый полиолефин.
[00183] Пример 35 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 24, отличающаяся тем, что первый полиолефин имеет другую плотность по сравнению со вторым полиолефином.
[00184] Пример 36 Система производства полиолефинов в соответствии с Примером 24, отличающаяся тем, что первый полиолефин составляет от 30 масс.% до 70 масс.% относительно массы второго полиолефина.
Вариант реализации А
[00185] Система производства полиолефинов, содержащая: первый реактор, выполненный с возможностью получения продукта, выходящего из первого реактора и содержащего первый полиолефин; второй реактор, выполненный с возможностью получения продукта, выходящего из второго реактора и содержащего второй полиолефин; послереакторную зону обработки, выполненную с возможностью приема продукта, выходящего из первого реактора, и продукта, выходящего из второго реактора, при этом первый и второй реакторы выполнены с возможностью обеспечения переноса продукта, выходящего из первого реактора, (а) во второй реактор и, альтернативно, (b) его отведения в обход второго реактора и подачи в послереакторную зону обработки, при этом первый и второй полиолефины впервые контактируют в послереакторной зоне обработки.
Вариант реализации В
[00186] Система производства полиолефинов по варианту реализации А, отличающаяся тем, что и первый реактор, и второй реактор содержат петлевой реактор.
Вариант реализации С
[00187] Система производства полиолефинов по вариантам реализации А-В, отличающаяся тем, что: послереакторная зона обработки содержит разделительную емкость; а первый и второй полиолефины направляют в разделительную емкость высокого давления так, что первый и второй полиолефины впервые контактируют в разделительной емкости.
Вариант реализации D
[00188] Система производства полиолефинов по вариантам реализации А-С, отличающаяся тем, что: послереакторная зона обработки содержит продувочную колонну; а первый и второй полиолефины направляют в продувочную колонну так, что первый и второй полиолефины впервые контактируют в продувочной колонне.
Вариант реализации Е
[00189] Система производства полиолефинов по вариантам реализации A-D, отличающаяся тем, что: послереакторная зона обработки содержит бак, питающий экструдер; а первый и второй полиолефины направляют в бак, питающий экструдер, так, что первый и второй полиолефины впервые контактируют в баке, питающем экструдер.
Вариант реализации F
[00190] Система производства полиолефинов по вариантам реализации А-Е, отличающаяся тем, что: послереакторная зона обработки содержит экструдер; а первый и второй полиолефины направляют в экструдер, так, что первый и второй полиолефины впервые контактируют во впускном отверстии экструдера и смешиваются в экструдере.
Вариант реализации G
[00191] Система производства полиолефинов по вариантам реализации A-F, отличающаяся тем, что первый и второй полиолефины представляют собой полиэтилен.
Вариант реализации Н
[00192] Система производства полиолефинов по вариантам реализации A-G, отличающаяся тем, что первый полиолефин имеет более высокую среднюю молекулярную массу, чем второй полиолефин.
Вариант реализации I
[00193] Система производства полиолефинов по вариантам реализации А-Н, отличающаяся тем, что второй полиолефин имеет более высокую среднюю молекулярную массу, чем первый полиолефин.
Вариант реализации J
[00194] Система производства полиолефинов по вариантам реализации A-I, отличающаяся тем, что первый полиолефин имеет другую плотность по сравнению со вторым полиолефином.
Вариант реализации K
[00195] Система производства полиолефинов по вариантам реализации A-J, отличающаяся тем, что первый полиолефин составляет от 30 масс.% до 70 масс.% относительно массы второго полиолефина.
Вариант реализации L
[00196] Система производства полиолефинов по вариантам реализации А-K, отличающаяся тем, что послереакторная зона обработки содержит бак, питающий экструдер, и экструдер, и при этом специальные добавки вводят по меньшей мере в бак, питающий экструдер, и/или экструдер.
Вариант реализации М
[00197] Система производства полиолефинов, содержащая: первый реактор, выполненный с возможностью получения продукта, выгружаемого из первого реактора и содержащего полиолефиновые и неполиолефиновые компоненты; и послереакторную зону обработки, выполненную с возможностью приема продукта, выгружаемого из первого реактора, и производства первого экструдированного полиолефина и второго экструдированного полиолефина.
Вариант реализации N
[00198] Система производства полиолефинов по варианту реализации М, отличающаяся тем, что послереакторная зона обработки содержит разделительную емкость, выполненную с возможностью приема продукта, выгружаемого из первого реактора, и получения первого и второго потоков продуктов, выходящих из разделительной емкости.
Вариант реализации О
[00199] Система производства полиолефинов по вариантам реализации M-N, отличающаяся тем, что: послереакторная зона обработки содержит разделительную емкость и продувочную колонну, при этом: разделительная емкость выполнена с возможностью приема продукта, выгруженного из первого реактора, и получения потока продукта, выходящего из разделительной емкости, а продувочная колонна выполнена с возможностью приема потока продукта, выгруженного из разделительной емкости, и получения первого и второго потоков продуктов, выходящих из продувочной колонны.
Вариант реализации Р
[00200] Система производства полиолефинов по вариантам реализации М-O, отличающаяся тем, что: послереакторная зона обработки содержит разделительную емкость, продувочную колонну и бак, питающий экструдер; разделительная емкость выполнена с возможностью приема продукта, выгруженного из первого реактора, и получения потока продукта, выходящего из разделительной емкости, продувочная колонная выполнена с возможностью приема потока продукта, выгруженного из разделительной емкости, и получения потока продукта, выходящего из продувочной колонны, а бак, питающий экструдер, выполнен с возможностью приема потока продукта, выгруженного из продувочной колонны, и получения первого и второго потоков продуктов, выходящих из бака, питающего экструдер.
Вариант реализации О
[00201] Система производства полиолефинов по вариантам реализации М-Р, дополнительно содержащая второй реактор, выполненный с возможностью получения продукта, выгружаемого из второго реактора, который подают в первый реактор.
Вариант реализации R
[00202] Система производства полиолефинов по вариантам реализации M-Q, отличающаяся тем, что полиолефин в продукте, выходящем из второго реактора, имеет более высокую среднюю молекулярную массу, чем полиолефин в продукте, выходящем из первого реактора.
Вариант реализации S
[00203] Система производства полиолефинов по вариантам реализации M-R, отличающаяся тем, что полиолефин в продукте, выходящем из первого реактора, имеет более высокую среднюю молекулярную массу, чем полиолефин в продукте, выходящем из второго реактора.
Вариант реализации Т
[00204] Система производства полиолефинов по вариантам реализации M-S, отличающаяся тем, что полиолефин в продукте, выходящем из второго реактора, имеет другую плотность по сравнению с полиолефином в продукте, выходящем из первого реактора.
Вариант реализации U
[00205] Система производства полиолефинов по вариантам реализации М-Т, отличающаяся тем, что полиолефин в продукте, выходящем из первого реактора, составляет от 30 масс.% до 70 масс.% относительно массы полиолефина в продукте, выходящем из второго реактора.
Вариант реализации V
[00206] Система производства полиолефинов по вариантам реализации M-U, отличающаяся тем, что первый экструдированный полиолефин и второй экструдированный полиолефин содержат различные пакеты добавок.
Вариант реализации W
[00207] Система производства полиолефинов по вариантам реализации M-V, отличающаяся тем, что различные пакеты добавок содержат модификаторы поверхности, УФ-ингибиторы, антиоксиданты, красители, пигменты или любую их комбинацию.
Вариант реализации Х
[00208] Система производства полиолефинов, содержащая: первый реактор, выполненный с возможностью получения первой выгружаемой суспензии, содержащей первый полиолефин; второй реактор, выполненный с возможностью получения второй выгружаемой суспензии, содержащей второй полиолефин; и послереакторную зону обработки, содержащую разделительную емкость, выполненную с возможностью приема отдельных потоков первой выгруженной суспензии и второй выгруженной суспензии.
Вариант реализации Y
[00209] Система производства полиолефинов по варианту реализации X, отличающаяся тем, что первый и второй реакторы выполнены с возможностью обеспечения переноса первой выгруженной суспензии (а) во второй реактор и, альтернативно, (b) в обход второго реактора и подачи в послереакторную зону обработки.
Вариант реализации Z
[00210] Система производства полиолефинов по вариантам реализации X-Y, отличающаяся тем, что первая выгружаемая суспензия и вторая выгружаемая суспензия впервые контактируют в разделительной емкости.
Вариант реализации АА
[00211] Система производства полиолефинов по вариантам реализации X-Z, отличающаяся тем, что первая выгружаемая суспензия и вторая выгружаемая суспензия не контактируют до разделительной емкости.
Вариант реализации АВ
[00212] Система производства полиолефинов по вариантам реализации Х-АА, отличающаяся тем, что первая выгружаемая суспензия и вторая выгружаемая суспензия первоначально не контактируют в трубопроводе.
Вариант реализации АС
[00213] Система производства полиолефинов по вариантам реализации Х-АВ, отличающаяся тем, что первый и второй полиолефины направляют в разделительную емкость так, что первый и второй полиолефины впервые контактируют в разделительной емкости.
Вариант реализации АD
[00214] Система производства полиолефинов по вариантам реализации Х-АС, отличающаяся тем, что: послереакторная зона обработки содержит продувочную колонну; а первый и второй полиолефины направляют в продувочную колонну так, что первый и второй полиолефины впервые контактируют во впускной трубе продувочной колонны или в продувочной колонне.
Вариант реализации АЕ
[00215] Система производства полиолефинов по вариантам реализации X-AD, отличающаяся тем, что: послереакторная зона обработки содержит бак, питающий экструдер; а первый и второй полиолефины направляют в бак, питающий экструдер, так, что первый и второй полиолефины впервые контактируют во впускной трубе бака, питающего экструдер, или в баке, питающем экструдер.
Вариант реализации AF
[00216] Система производства полиолефинов по вариантам реализации Х-АЕ, отличающаяся тем, что: послереакторная зона обработки содержит экструдер; а первый и второй полиолефины направляют в экструдер, так, что первый и второй полиолефины впервые контактируют во впускной трубе экструдера или в экструдере и смешиваются в экструдере.
Вариант реализации AG
[00217] Система производства полиолефинов по вариантам реализации X-AF, отличающаяся тем, что первый полиолефин имеет более высокую среднюю молекулярную массу, чем второй полиолефин.
Вариант реализации АН
[00218] Система производства полиолефинов по вариантам реализации X-AG, отличающаяся тем, что второй полиолефин имеет более высокую среднюю молекулярную массу, чем первый полиолефин.
Вариант реализации AI
[00219] Система производства полиолефинов по вариантам реализации Х-АН, отличающаяся тем, что первый полиолефин имеет другую плотность по сравнению со вторым полиолефином.
Вариант реализации AJ
[00220] Система производства полиолефинов по вариантам реализации X-AI, отличающаяся тем, что первый полиолефин составляет от 30 масс.% до 70 масс.% относительно массы второго полиолефина.