ПРОИЗВОДСТВО ПОЛИЭТИЛЕНА В МНОГОРЕАКТИВНОЙ СИСТЕМЕ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ
POLYETHYLENE PRODUCTION IN THE MULTIREACTIVE POLYMERIZATION SYSTEM

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится в целом к производству полиэтилена и, более конкретно, к размеру частиц полиэтилена при эксплуатации системы реакторов полимеризации полиэтилена, содержащей два или более реакторов полимеризации.
Уровень техники
[0002] Данный раздел предназначен для ознакомления читателя с теми аспектами данной области техники, которые могут иметь отношение к тем аспектам настоящего изобретения, которые раскрыты и/или заявлены 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] По мере развития химических и нефтехимических технологий продукты этих технологий все шире распространяются в современном обществе. В частности, с развитием технологий, позволяющих соединять простые молекулярные структурные элементы в более длинные цепи (или полимеры), полимерные продукты, обычно в форме различного пластика, все чаще входят в состав различных повседневных вещей. Например, полиэтиленовый полимер и его сополимеры применяют для изготовления труб, потребительской и фармацевтической упаковки, упаковки для пищевых продуктов и напитков, пластиковых пакетов, хозяйственных товаров, различных промышленных продуктов и т.д.
[0004] Полиэтилен можно получать из мономера этилена. Если для полимеризации используют один мономер этилен, то полиэтиленовый полимер называют гомополимером, а при введении в дополнение к этилену других мономеров происходит образование сополимера или терполимера и т.п. При производстве полиэтилена в дополнение к этилену обычно используют сомономер 1-гексен для регулирования плотности полиэтилена. Мономеры (этилен, 1-гексен и т.д.) можно добавлять в полимеризационный реактор, такой как жидкофазный реактор или газофазный реактор, где они превращаются в полимеры. В жидкофазный реактор можно добавлять инертные углеводороды, такие как изобутан, пропан, н-пентан, изопентан, неопентан и/или н-гексан, которые можно использовать в качестве разбавителя для переноса содержимого реактора. В реактор также можно добавлять катализатор (например, Циглера-Натта, металлоценовый, хромовый и т.д.) для облегчения реакции полимеризации. В отличие от мономеров, катализаторы обычно не расходуются в реакции полимеризации.
[0005] По мере роста полимерных цепей во время полимеризации образуются твердые частицы, известные как «хлопья» или «чешуйки» или «порошок». Полимерные хлопья могут обладать одним или несколькими требуемыми свойствами расплава, физическими, реологическими и/или механическими свойствами, такими как плотность, индекс расплава (ИР), содержание сомономера, молекулярная масса, кристалличность и т.д. Различные свойства могут быть желательными для полимерных хлопьев, в зависимости от применения, для которого будут использованы полиэтиленовые хлопья или гранулированные полиэтиленовые хлопья. 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.
[0006] В некоторых случаях для повышения производительности линии полимеризации или для достижения некоторых требуемых характеристик полимера условия полимеризации могут быть преимущественно обеспечены за счет использования более одного реактора полимеризации полиэтилена, при этом каждый реактор имеет собственный набор условий. Можно задать и поддерживать такие условия реактора, включая рецептуру полимеризации, чтобы полиэтиленовый полимерный продукт был мономодальным, бимодальным или мультимодальным. В случае бимодальных или мультимодальных полимеров по меньшей мере два полиэтиленовых полимера, имеющих различные молекулярно-массовые фракции, например, могут быть соединены в один полимерный продукт. В общем смысле, полиэтилен, полученный в каждом реакторе, будет суспендирован в разбавителе с образованием суспензии. Реакторы могут быть соединены последовательно, так что суспензия из одного реактора может быть перенесена в следующий реактор и так далее, до получения полиэтиленового 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.
[0007] Производство полиэтилена относится к сфере бизнеса с высокой конкуренцией, что заставляет производителей постоянно совершенствовать свои технологии для снижения производственных затрат, улучшения качества продукта, удовлетворения экологических требований и т.д. В промышленности, которая ежегодно выпускает миллиарды фунтов полиэтиленового продукта, даже небольшое постепенное усовершенствование, такое как улучшение стабильности и технологичности реактора, регенерации мономера и разбавителя и т.п., может привести к значительным экономическим преимуществам и повышению экологической эффективности и т.д.
Сущность изобретения
[0008] Один из аспектов настоящего изобретения относится к способу эксплуатации системы реакторов по производству полиэтилена, включающему: полимеризацию этилена на катализаторе в первом полимеризационном реакторе с образованием промежуточных частиц, содержащих катализатор и первый полиэтилен; выгрузку промежуточных частиц из первого полимеризационного реактора во второй полимеризационный реактор; полимеризацию этилена на катализаторе до промежуточных частиц во втором полимеризационном реакторе с образованием частиц продукта, содержащих катализатор, первый полиэтилен и второй полиэтилен; выгрузку частиц продукта из второго полимеризационного реактора; и контролирование размера частиц продукта путем подбора времени пребывания катализатора в первом полимеризационном реакторе и/или во втором полимеризационном реакторе.
[0009] Другой аспект настоящего изобретения относится к способу эксплуатации системы реакторов по производству полиэтилена, включающему: полимеризацию этилена на катализаторе в первом полимеризационном реакторе с образованием первого полиэтилена и с образованием промежуточных полиэтиленовых частиц, содержащих катализатор и первый полиэтилен; выгрузку промежуточных полиэтиленовых частиц из первого полимеризационного реактора во второй полимеризационный реактор; полимеризацию этилена на катализаторе во втором полимеризационном реакторе с образованием второго полиэтилена и с образованием полиэтиленовых частиц продукта, содержащих катализатор, первый полиэтилен и второй полиэтилен; выгрузку частиц полиэтиленового продукта из второго полимеризационного реактора; и контролирование размера полиэтиленовых частиц продукта путем подбора активности катализатора в первом полимеризационном реакторе и/или во втором полимеризационном реакторе.
[0010] Другой аспект настоящего изобретения относится к способу повышения эффективности отделения остаточного углеводорода от полиэтиленовых частиц в продувочной емкости, включающему: полимеризацию этилена на катализаторе в системе реакторов с образованием полиэтиленовых частиц, при этом система реакторов содержит первый полимеризационный реактор и второй полимеризационный реактор, расположенные последовательно; выгрузку полиэтиленовых частиц из второго полимеризационного реактора в разделительную емкость для отделения углеводорода от полиэтиленовых частиц; выгрузку полиэтиленовых частиц из испарительной емкости в продувочную емкость для отделения остаточного углеводорода от полиэтиленовых частиц; и регулирование размера полиэтиленовых частиц, выгружаемых из второго полимеризационного реактора, для улучшения отделения остаточного углеводорода от полиэтиленовых частиц в последующей продувочной емкости.
Краткое описание чертежей
[0011] Преимущества настоящего изобретения станут понятны при прочтении следующего подробного описания со ссылкой на следующие графические материалы.
[0012] Фиг. 1 представляет собой технологическую блок-схему, демонстрирующую иллюстративную систему производства полиэтилена для получения полиэтилена в соответствии с вариантами реализации предложенной технологии;
[0013] Фиг. 2 представляет собой технологическую блок-схему иллюстративной системы реакторов в системе производства полиэтилена, изображенной на фиг. 1, в соответствии с вариантами реализации предложенной технологии;
[0014] Фиг. 3 представляет собой технологическую блок-схему иллюстративной системы регенерации мономера/разбавителя в системе производства полиэтилена, изображенной на фиг. 1, в соответствии с вариантами реализации предложенной технологии;
[0015] Фиг. 4 представляет собой технологическую блок-схему иллюстративной системы питания реакторов в системе производства полиэтилена, изображенной на фиг. 1, в соответствии с вариантами реализации предложенной технологии;
[0016] Фиг. 5 представляет собой технологическую блок-схему способа эксплуатации системы реакторов в системе производства полиолефинов в соответствии с вариантами реализации предложенной технологии;
[0017] Фиг. 6 представляет собой технологическую блок-схему способа эксплуатации системы производства полиолефинов, включающую повышенную эффективность отделения ЛОС в соответствии с вариантами реализации предложенной технологии;
[0018] Фиг. 7 представляет собой график результатов, полученных в иллюстративной модели летучих органических углеродсодержащих веществ (ЛОУ) в потоке полиолефиновых хлопьев, выгружаемых из продувочной колонны;
[0019] Фиг. 8А представляет собой график изменения среднего размера хлопьевидных частиц в зависимости от времени пребывания катализатора при трех различных активностях катализатора, имеющего первый размер частиц;
[0020] Фиг. 8В представляет собой график изменения количества ЛОУ в хлопьях, выходящих из продувочной колонны, в зависимости от времени пребывания катализатора при трех активностях катализатора, изображенных на фиг. 9А;
[0021] Фиг. 9А представляет собой график изменения среднего размера хлопьевидных частиц в зависимости от 4 общих времен пребывания при трех различных активностях катализатора, имеющего второй размер частиц;
[0022] Фиг. 9В представляет собой график изменения количества ЛОУ в хлопьях, выходящих из продувочной колонны, в зависимости от времени пребывания катализатора при трех активностях катализатора, изображенных на фиг. 9А;
[0023] Фиг. 10 представляет собой технологическую блок-схему иллюстративной альтернативной системы реакторов системы производства полиэтилена в соответствии с вариантами реализации предложенной технологии; и
[0024] Фиг. 11 представляет собой технологическую блок-схему иллюстративной технологической системы переноса суспензии альтернативной системы реакторов, изображенной на фиг. 10.
Подробное описание изобретения
[0025] Ниже описаны одно или несколько 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 при проектировании, изготовлении и производстве специалистами в данной области техники, получающими преимущество от настоящего описания.
[0026] Варианты реализации предложенной технологии относятся к контролированию или регулированию размера частиц, например, среднего (усредненного) размера частиц, среднего (медианного) размера частиц, распределения частиц по размеру и т.п. полиэтиленовых хлопьев, образованных в реакторе полимеризации. Такое контролирование или регулирования размера частиц может обеспечивать улучшение стабильности и технологичности реактора, а также преимущественно улучшать отделение остаточного углеводорода или летучих органических соединений (ЛОС) от полиэтиленовых хлопьев при последующей переработке. Действительно, в предложенной технологии учтено, что размер хлопьевидных частиц влияет на циркуляцию в реакторах, перенос суспензии между реакторами, эффективность последующей дегазации и т.п.
[0027] В отношении улучшенной циркуляции в реакторе и его технологичности контролирование или оптимизация размера хлопьевидных частиц может преимущественно улучшать поток суспензии и гидравлику, например, влияя на природу хлопьевидных твердых частиц, кажущуюся вязкость суспензии хлопьев, скорость осаждения или сальтации суспензии хлопьев и т.д. Например, увеличение размера частиц может в целом снижать общую площадь поверхности твердых частиц и, следовательно, может снижать кажущуюся вязкость суспензии, что преимущественно приводит к уменьшению необходимого в цикле выпускного патрубка насоса для циркуляции суспензии, что может улучшать стабильность реактора. Могут быть понятны и другие примеры и причины улучшенной технологичности реактора, связанные со средним или медианным размером частиц, распределением частиц по размеру и т.д. В общем, контролирование размера хлопьевидных частиц может обеспечивать более стабильную работу реактора и стадию переноса, что приводит к уменьшению времени остановки реактора, снижению производства продукта, не соответствующего спецификации, повышению качества полиэтилена, сокращению времени переключения реактора между марками полиэтилена и т.д.
[0028] Что касается контролирования или регулирования размера частиц для улучшения отделения остаточного углеводорода от полиэтиленовых хлопьев, то улучшенное разделение может преимущественно обеспечивать снижение механического выноса углеводорода с полиэтиленовыми хлопьями, направляемыми в зону экструзии производственного объекта. В некоторых случаях уменьшения размера хлопьевидных частиц может повышать эффективность отделения и количество остаточного углеводорода, отделенного от хлопьев. Кроме того, улучшение разделения может обеспечивать узкое или широкое распределение частиц. В общем, при повышении разделения за счет контролирования размера частиц может быть выделено большее количество разбавителя, улучшено соблюдение экологических норм и т.д.
[0029] В итоге, может быть целесообразно регулировать размер частиц полиэтиленовых хлопьев, образующихся в реакторах полимеризации. Выбор оптимального или заданного значения размера хлопьевидных частиц (например, среднего или медианного размера частиц и ширины распределения частиц по размеру) может зависеть от условий реактора, включая эксплуатационные условия и рецептуру, тип полиэтиленового продукта и т.д.
[0030] Размер полимерных частиц может коррелировать с временем пребывания в реакторе, активностью катализатора, диаметром частиц катализатора, склонности катализатора к дроблению, плотностью частиц катализатора и т.д. Предложенная технология может обеспечивать контролирование или изменение размера частиц полиэтиленовых хлопьев за счет подбора времени пребывания катализатора и/или подбора активности катализатора в реакторах полимеризации. Кроме того, выбор катализатора может быть нацелен на регулирование размера частиц полиэтиленовых хлопьев. Как описано ниже, могут быть применены многочисленные приемы контролирования или регулирования размера частиц полиэтиленовых хлопьев.
I. Производство полиэтилена
[0031] Обратимся к чертежам, сначала со ссылкой на фиг. 1, которая представляет собой блок-схему, изображающую иллюстративную производственную систему 10 для получения полиолефина полиэтилена. Иллюстративную производственную систему 10, как правило, эксплуатируют непрерывно, но она может содержать как непрерывную, так и периодическую системы. Иллюстративная номинальная мощность иллюстративной производственной системы 10 составляет примерно 700-1400 миллионов фунтов (примерно 317-635 миллионов кг) полиэтилена в год. Иллюстративная расчетная скорость производства составляет приблизительно от 7000 до 150000 фунтов (примерно от 3175 до 68038 кг) полимеризованного/экструдированного полиэтилена 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.
[0032] Различные поставщики 12 могут обеспечивать реакторные сырьевые материалы 14 для производственной системы 10 при помощи трубопроводов, кораблей, грузовиков, цистерн, барабанов 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 (МАО), триэтилалюминий (TEAl), бораты, TiBAL 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 (примерно 5,5-99,9 МПа при 7,2-18,3°С). Иллюстративное водородное сырье также может поступать по трубопроводу, но приблизительно с 900-1000 psig при 90-110°F (примерно 6,2-6,9 МПа при 32,2-43,3°С). Конечно, могут существовать различные условия поставки этилена, водорода и другого сырья 14.
[0033] Поставщики 12, как правило, подают сырье 14 в систему 16 питания реактора, где сырье 14 может 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 подающей системе 16. В системе 16 питания сырье 14 может быть очищено или переработано перед его введением в качестве сырья 18 в систему реакторов полимеризации. Например, сырье 14, такое как мономер, сомономер и разбавитель, может быть пропущено 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 сырья 14 используют лишь относительно малые количества свежеприготовленного разбавителя, а большую часть разбавителя, подаваемого в реактор полимеризации, выделяют из выходного потока реактора.
[0034] 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. 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 этилена, 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.
[0035] 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. В реакторах полимеризации происходит полимеризация одного или более олефиновых мономеров (например, этилена) и факультативно сомономеров (например, 1-гексена) с образованием дисперсного полимерного продукта, обычно называемого хлопьями или гранулами. 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.
[0036] Помимо одного или более олефиновых мономеров 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 и другие общеизвестные полиолефиновые катализаторы, а также сокатализаторы. Пример конкретного катализатора представляет собой катализатор на основе оксида хрома, содержащий шестивалентный хром на подложке из диоксида кремния. Обычно для приготовления и/или доставки катализатора по питающему трубопроводу, 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. 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.
[0037] 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.
[0038] Выходящая суспензия 22 продукта полиэтиленовых хлопьев из реакторов в системе 20 может содержать полимерные полиэтиленовые 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. Выгружаемая суспензия 22 хлопьевидного продукта, выходящая из реактора (например, из последнего реактора в группе последовательных реакторов) через выходное сопло, может быть затем переработана, например, в системе 24 регенерации разбавителя/мономера.
[0039] В системе 24 регенерации разбавителя/мономера может происходить переработка суспензии 22 хлопьев продукта, выходящей из реакторной системы 20, с отделением неполимерных компонентов 26 (например, разбавителя и непрореагировавшего мономера) от полимерных хлопьев 28.
[0040] В системе 30 фракционирования может происходить переработка необработанных отделенных 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.
[0041] 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.
[0042] Полиэтиленовые хлопья 28, выходящие из системы 24 регенерации разбавителя/мономера, могут быть экструдированы в полиэтиленовые 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. Сырье для экструдера может содержать добавки, такие как УФ-ингибиторы, антиоксиданты и пероксиды, которые добавляют в хлопьевидный продукт 28 для обеспечения требуемых характеристик экструдированных полимерных гранул 32. В экструдер/гранулятор подают экструзионное сырье, содержащее один или более хлопьевидных продуктов 28 и любые введенные добавки. 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. Такие гранулы, как правило, охлаждают в водной системе, расположенной непосредственно у выходного отверстия гранулятора или вблизи него.
[0043] В разгрузочной системе 39 могут быть получены 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. Полиэтиленовые 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 и т.д.
[0044] Полимеризационная часть и часть регенерации разбавителя в системе 10 производства полиэтилена могут быть названы зоной 42 «жидкого» продукта или, альтернативно, «реакционным» остатком процесса 10. Системы экструзии 38 и разгрузки 39 в системе 10 производства полиэтилена могут быть названы зоной 44 «сухого» продукта или, альтернативно, «конечной» зоной полиолефинового процесса 10.
[0045] Полиолефиновые (например, полиэтиленовые) гранулы 38 можно применять 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 перед продажей готовых изделий или деталей из гранул 38 их 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 (например, полиэтиленовых) 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.
[0046] Переменные параметры процесса в системе 10 производства полиэтилена 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 полиэтилена, такими как операции, представленные на фиг. 1. Производственные мощности по производству полиэтилена 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 DCS, 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 DCS. В заводской зоне «сухого» продукта операции загрузки экструдера и/или гранул также могут управляться при помощи системы на основе процессора (например, РСУ или ПЛК).
[0047] РСУ и соответствующая(-ие) система(-ы) управления в системе 10 производства полиэтилена 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 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.
[0048] 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 может предоставлять пользователю графическую версию удаленного процесса. Возможно использование нескольких консолей или рабочих станций ЧМИ с разными степенями доступа к данным.
II. Система реакторов полимеризации
[0049] 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, применяющим настоящее описание, понятно, что предложенная технология применима к более сложным комбинациям реакторов, таким как комбинация, включающая 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 комбинации считаются входящими в границы объема настоящего изобретения.
[0050] 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, хотя следует понимать, что предложенная технология точно так же может быть применена к другим типам жидкофазных реакторов.
[0051] 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 альтернативных вариантах реализации изобретения между двумя петлевыми реакторами 50A, 50В может быть расположено производственное оборудование (см., например, фиг. 10 и 11). Кроме того, функциональная конфигурация двух изображенных петлевых реакторов 50 может быть переключена на параллельную эксплуатацию. Действительно, предложенная технология подразумевает множество конфигураций системы реакторов, таких как те, которые описаны в заявке на патент США №2011/0288247, которая включена в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме.
[0052] Петлевой суспензионный реактор 50А, 50В состоит, в основном, из сегментов трубы, соединенных гладкими уголками или коленами. Изображение петлевых реакторов 50A, 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 (примерно 61 см) и длиной приблизительно 200 футов (примерно 60,9 м), 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.
[0053] Реакторы 50А, 50В могут быть использованы для выполнения полимеризации полиолефина (например, полиэтилена) 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 50A, 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.
[0054] Текучая среда в каждом реакторе 50 может содержать олефиновые мономеры и сомономеры, разбавитель, сокатализаторы (например, алкильные соединения, триэтилбор, TiBAL, TEAl, метилалюминоксан или МАО, бораты и т.д.), 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 трубопроводы в определенных положениях, таких как показаны в сырьевых потоках 58А, 58В, которые обычно соответствуют одному из сырьевых потоков 18 на фиг. 1.
[0055] 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 50A, 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 60, хотя это не показано. В целом, добавленные компоненты, включая катализатор и другие сырьевые компоненты, обычно составляют текучую среду в реакторе 50А, 50В, в которой катализатор представляет собой суспендированные частицы.
[0056] Условия реакции, такие как температура, давление и концентрации реагентов, в каждом реакторе 50 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 50A, 50В может быть регулироваться в пределах требуемого диапазона давлений, обычно от 100 до 800 psig (примерно от 0,6 до 5,5 МПа), стандартный диапазон составляет 450-700 psig (примерно 3,1-4,8 МПа).
[0057] По мере протекания реакции полимеризации в каждом реакторе 50 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, англ. continuous take-off) и т.д.
[0058] 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 полиэтилен. С другой стороны, в случае бимодального производства условия эксплуатации реактора могут быть установлены так, чтобы полиэтилен, полимеризованный в первом реакторе 50A, отличался от полиэтилена, полимеризованного во втором реакторе 50В. Следовательно, при наличии двух реакторов первый полиэтилен, полученный в первом петлевом реакторе 50А, и второй полиэтилен, полученный во втором петлевом реакторе 50В, могут быть смешаны с получением бимодального полиэтилена или мономодального полиэтилена.
[0059] Эксплуатация двух петлевых реакторов 50A, 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 во 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 50A, 50В можно поддерживать одинаковые или различные концентрации водорода. Кроме того, первый полиэтилен (т.е. полиэтилен, полимеризованный в первом реакторе 50А) может иметь физическое свойство в первом диапазоне, а второй полиэтилен (т.е. полиэтилен, полимеризованный во втором реакторе 50В) может иметь физическое свойство во втором диапазоне. Первый диапазон и второй диапазон могут быть одинаковыми или различными. Иллюстративные физические свойства включают плотность полиэтилена, процентное содержание сомономера, количество короткоцепочечных разветвлений, молекулярную массу, вязкость, индекс расплава и т.п.
[0060] Как показано, суспензия 22 хлопьев полиэтиленового продукта выходит из второго реактора 50В и подвергается последующей переработке, например, в системе 24 регенерации разбавителя/мономера (фиг. 1). 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. Для непрерывной разгрузки предусмотрены многочисленные конфигурации выгрузки. Использование стопорного 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 имеет стопорный клапан (например, плунжерный клапан), расположенный на стенке реактора, и клапан плавного регулирования (например, шариковый клапан с v-отверстиями), расположенный на разгрузочном патрубке. 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.
[0061] 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 стопорный клапан (плунжерный клапан) или которая имеет конфигурацию СТО со стопорным клапаном (плунжерным клапаном) и клапаном 25 плавного регулирования. Иллюстративные конфигурации и СТО и контроля, а также другие разгрузочные конструкции представлены в вышеупомянутой заявке на патент США №2011/0288247 и в патенте США №6,239,235, который также включен в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме.
[0062] 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.
[0063] Перекачиваемая суспензия 21 полимерных хлопьев выходит из первого петлевого реактора 50А во второй петлевой реактор 50В по технологической линии 21L. Содержимое потока 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, стопорный клапан (например, плунжерный клапан), посредством непрерывного отбора (где СТО имеет стопорный или плунжерный клапан и клапан плавного регулирования) или при помощи другой конфигурации клапана. 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 стопорный 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.
[0064] 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 50A, 50В во время технологического обслуживания или остановки реакторной системы 20, или при вводе в эксплуатацию альтернативной технологической линии 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).
[0065] 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 расположены 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.
[0066] 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 представлять собой или содержать локальный датчик температуры, показания каждого из которых могут быть считаны локально, например, оператором или технологом.
[0067] 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) (примерно 137,9 кПа). В некоторых примерах манометрические элементы 61-1 и 61-2, которые показывают давление, могут быть расположены на технологической линии 21L и могут быть установлены, например, для определения перепада давления вдоль технологической линии 21L.
III. Система регенерации разбавителя/мономера
[0068] Прежде всего, следует подчеркнуть, что система 24 регенерации разбавителя/мономера (фиг. 1 и 3), 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 отделения разбавителя, мономера и других компонентов от суспензии 22 хлопьев полиэтиленового продукта. Кроме того, в соответствии с предложенной технологией контролирование размера частиц полиэтиленовых хлопьев в суспензии 22, выходящей из реакторной системы 20, может быть преимущественным в многочисленных типовых процессах, в которых происходит отделение углеводорода (например, разбавителя, мономера и т.д.) или остаточного углеводорода от полиэтиленовых хлопьев. Как правило, чем меньше размер частиц (например, чем меньше средний размер частиц, чем меньше медианный размер частиц), тем меньше количество остаточного углеводорода или ЛОС, оставшихся в полиэтиленовых хлопьях (например, после обработки хлопьев в продувочной колонне или при помощи другой операции разделения). Другими словами, обычно, чем меньше размер частиц, тем больше углеводорода или ЛОС, которые можно удалить при разделении, (см., например, фиг. 7). Такое увеличение эффективности удаления остаточного углеводорода или ЛОС может быть связано с увеличением отношения площади поверхности к объему более мелких частиц, с меньшим объемом пор более мелких частиц и т.п.
[0069] Фиг. 3 представляет собой иллюстративную систему 24 регенерации разбавителя/мономера. Суспензия 22 хлопьев полиолефинового продукта, выходящая из реактора 50В, 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.
[0070] Встроенный испарительный нагреватель 62 может быть окружен трубопроводом или рубашкой, в которой используют пар или пароконденсат, например, в качестве нагревающей среды для обеспечения косвенного нагрева суспензии 22. Так, выходящую из второго петлевого реактора 50В суспензию (суспензию 22 хлопьев продукта) нагревают перед ее подачей в испарительную камеру 64. Кроме того, суспензия 22 может быть, как правило, подвергнута снижению давления в выпарной линии и, следовательно, испарению нетвердых компонентов за счет одновременного снижения давления и повышения температуры. Кроме того, перед попаданием суспензии 22 хлопьев продукта в испарительную камеру 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), возвращаемого в реакторы 50A, 50В.
[0071] В испарительной камере 64 (например, или более часто в разделительной емкости) основная часть нетвердых компонентов суспензии 22, выходящей из реактора, выбрасывается вверх в виде пара выделенного газа 66. Следует отметить, что рециклированный выделенный газ 66 может быть, например, конденсирован и направлен в обход 34 системы 30 фракционирования в реактор 50А, 50В (т.е. через питающую систему 16) (см. также фиг. 1). С другой стороны, весь или часть выделенного газа 66 (в виде пара и/или жидкости) может быть направлена в систему 30 фракционирования (см. также фиг. 1). При производстве полиэтилена этот пар 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 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.
[0072] 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 дезоксигенации. Кроме того, 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. В некоторых примерах выделенный газ 66 может соответствовать некоторым или всем потокам 26 и 34 рецикла, изображенным на фиг. 1.
[0073] 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 выход 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. В более стандартных конфигурациях твердые частицы полимерных хлопьев из испарительной камеры 64 могут быть выгружены в испарительную камеру, работающую при более низком давлении, при этом газ, выделенный при более низком давлении, подлежит сжатию для возврата в систему 30 фракционирования и реактор. Однако для исключения испарения при низком давлении и сопряженного сжатия газа были разработаны новые технологии, в которых выгрузка твердых частиц полимерных хлопьев пыли из испарительной камеры 70 происходит в продувочную колонну 68.
[0074] В иллюстрированном варианте реализации изобретения первичные твердые частицы, которые подают на последующую продувочную колонну 68, обычно представляют собой выгружаемые твердые частицы 70 (полиэтиленовые 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 72, содержащих не более чем относительно низкие количества захваченных летучих органических соединений (ЛОС). Полимерные хлопья 72 могут быть транспортированы или перекачаны в экструзионную систему 36 (см. фиг. 1) для превращения в гранулы 38 и для распространения и продажи в виде гранул полиолефиновой смолы потребителям 40 (см. фиг. 1) при помощи разгрузочной системы 39. Как правило, обработанные полимерные частицы, выходящие из продувочной колонны 68 в качестве полимерных хлопьев 72, могут быть переработаны при помощи стандартной отделочной операции, такой как переработка в двухшнековом экструдере в экструзионной/разгрузочной системе 36 (фиг. 1).
[0075] В иллюстративной, представленной на фигурах системе продувочной колонны 68 в продувочную колонну 68 вводят азот для удаления 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.
[0076] 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.
IV. Система питания реакторов полимеризации
[0077] Ссылаясь на фиг. 4 и как описано ниже, для реакторов полимеризации могут быть подобраны разные виды сырья для регулирования времени пребывания катализатора в реакторах полимеризации и, следовательно, для регулирования размера частиц полиэтиленовых хлопьев в реакторах полимеризации. На фиг. 4 изображена иллюстративная система 16 питания реакторов полимеризации (представленных на фиг. 1). В этом варианте реализации изобретения мономер 90 (например, этилен) подают через очистители 92 мономера в жидкофазный реактор (например, петлевой суспензионный реактор 50А, 50В) в реакторной системе 20. Кроме того, может быть использован расходометр 94 (например, массовый расходометр, массомер Кориолиса, измерительная диафрагма, дифференциальный манометр и т.д.) для измерения скорости потока этилена в полимеризационный реактор 50А, 50В. Действительно, скорость потока этиленового мономера 90 в реактор, как правило, обычно измеряют (и контролируют) для облегчения достижения требуемых условий эксплуатации (например, плотности суспензии, соотношения сомономера/мономера, скорости производства и т.д.) в реакторе полимеризации для обеспечения требуемых свойств полиэтилена, образующегося в реакторе.
[0078] Выделенный газ 66 (см. также фиг. 3), содержащий, в основном, рециклированный разбавитель (например, изобутан), или с относительно небольшим количеством захваченного этилена, может быть возвращен из системы 24 регенерации разбавителя/мономера (например, соответствуя потоку 34 на фиг. 1) и направлен в полимеризационный реактор 50А, 50В в реакторной системе 20. В примере «прямого» возврата в реактор регенерированный разбавитель или выделенный газ 66 может быть охлажден и пропущен через ловушку 96 тяжелых соединений, где тяжелые компоненты удаляют через нижнее выходное отверстие и направляют через центробежный насос 98, например, в качестве сырья 100 в систему 30 фракционирования. Поток 102, выходящий в верхней части ловушки 96, может быть дополнительно охлажден в теплообменнике 106 и собран в компенсаторе 108 регенерированного разбавителя для подачи в реактор. На последующих стадиях центробежный насос 110 может обеспечивать доставку разбавителя 112 через очистители 114 рециклированного разбавителя в петлевой суспензионный реактор. Следует отметить, что в систему 30 фракционирования может быть добавлено относительно небольшое количество свежего разбавителя (не показано), например, для пополнения потерь разбавителя в системе 10 производства полиэтилена. Кроме того, во впускное отверстие насоса 110 или в других местах контура рециклированного разбавителя может быть добавлен сомономер 116 (например, 1-гексен) для введения в реактор. Очистители 92 мономера и очистители 114 регенерированного разбавителя могут содержать молекулярные сита или алюминиевые слои, например, выполненные с возможностью удаления каталитических ядов из мономера, рециклированного разбавителя, сомономерного сырья и других сырьевых потоков.
[0079] В петлевой суспензионный реактор могут быть добавлены другие сырьевые компоненты. Например, может быть добавлен водород 118 для контролирования молекулярной массы полиолефина, образующегося в реакторе. Кроме того, в реактор могут быть введены другие добавки, такие как антистатические материалы, ингибиторы активности катализатора и т.д., как показано ссылочным номером 120. Различные компоненты потоков могут быть объединены в сырьевой поток 58А, 58В или 60 (см. также фиг. 2) для питания петлевого суспензионного реактора. Кроме того, как описано ниже, разбавитель 122, который, по существу, не содержит олефинов, может быть возвращен из системы 30 фракционирования через очистители 124 для применения при получении катализатора, подаваемого в реактор. Действительно, разбавитель 122 может действовать в качестве носителя потока 60 катализатора, выгружаемого из системы 126 получения катализатора в петлевой суспензионный реактор. Наконец, очистители могут быть использованы для переработки различных типов сырья, например, для удаления каталитических ядов из сомономера, свежего изобутана и водорода.
V. Размер частиц
[0080] На фиг. 5 представлен способ 130 эксплуатации или контролирования системы 10 производства полиэтилена (фиг. 1), имеющей реакторную систему 20 (фиг. 2). Способ 130 преимущественно обеспечивает возможность контролирования размера частиц полиэтилена, образованного в системе 20 реактора полимеризации, и, следовательно, улучшения технологичности, например, производственной системы 10. В некоторых вариантах реализации изобретения реакторная система 20 имеет два реактора полимеризации (например, жидкофазные реакторы, петлевые реакторы и т.д.), расположенные и эксплуатируемые последовательно. Следовательно, как рассмотрено, продукт из первого реактора полимеризации может быть выгружен во второй реактор полимеризации. Как описано выше, различные сырьевые компоненты, такие как катализатор, разбавитель, этилен, сомономер (например, 1-гексен), водород и т.д., могут быть направлены в реакторную систему 20.
[0081] Сначала, как показано на фиг. 5, этилен полимеризуется (блок 132) на катализаторе в первом реакторе полимеризации с образованием промежуточных полиэтиленовых частиц, содержащих катализатор и первый полиэтилен. В некоторых примерах, поскольку этилен полимеризуется в первом реакторе с образованием первого полиэтилена, то первый полиэтилен растет на частицах катализатора с образованием промежуточных полиэтиленовых частиц. Промежуточные частицы выгружают (блок 134) из первого реактора полимеризации в перекачиваемой суспензии по технологической линии во второй реактор полимеризации. Перекачиваемая суспензия может содержать промежуточные полиэтиленовые частицы (содержащие активный катализатор), разбавитель и непрореагировавшие компоненты, такие как этилен, сомономер (например, 1-гексан) и т.д.
[0082] Этилен полимеризуется (блок 136) на катализаторе, содержащемся в промежуточных полиэтиленовых частицах, во втором реакторе полимеризации с образованием второго полиэтилена и с образованием готовых полиэтиленовых частиц, содержащих катализатор, первый полиэтилен и второй полиэтилен. В некоторых примерах, поскольку этилен полимеризуется во втором реакторе с образованием второго полиэтилена, то второй полиэтилен растет на частицах катализатора в промежуточных полиэтиленовых частицах с образованием готовых полиэтиленовых частиц. Готовые полиэтиленовые частицы выгружают (блок 138) из второго реактора полимеризации (т.е. в выгружаемой суспензии) для дополнительной переработки, такой как переработка в системе 24 регенерации разбавителя/мономера (фиг. 1 и фиг. 3) и т.д.
[0083] Способ 130 может включать контролирование (блок 140) размера частиц готовых полиэтиленовых частиц, которые выходят из второго реактора полимеризации. Размер готовых частиц можно контролировать путем подбора времени пребывания катализатора в первом реакторе полимеризации и/или во втором реакторе полимеризации. Увеличенное время пребывания может обеспечивать получение более крупных (например, большего среднего или медианного размера частиц) готовых полиэтиленовых частиц. И наоборот, сокращенное время пребывания может обеспечивать получение более мелких (например, меньшего среднего или медианного размера частиц) готовых полиэтиленовых частиц.
[0084] Время пребывания катализатора может быть увеличено за счет повышения концентрации твердых частиц в циркулирующей суспензии в первом реакторе полимеризации и/или во втором реакторе полимеризации. Концентрация твердых веществ может быть увеличена, например, за счет снижения скорости подачи разбавителя и/или повышения скорости подачи катализатора в реакторы полимеризации. И наоборот, время пребывания катализатора может быть сокращено путем снижения концентрации твердых веществ в циркулирующей суспензии в одном или в обоих реакторах полимеризации. Концентрация твердых веществ может быть снижена, например, за счет повышения скорости подачи разбавителя и/или снижения скорости подачи катализатора в реакторы полимеризации.
[0085] В некоторых вариантах реализации изобретения общее время пребывания катализатора в реакторах может быть, в общем, суммой времени пребывания катализатора в первом реакторе полимеризации и пребывания катализатора во втором реакторе полимеризации. Следовательно, регулирование времени пребывания (т.е. общего времени пребывания) катализатора может затрагивать регулирование времени пребывания катализатора в первом реакторе и/или во втором реакторе.
[0086] Время пребывания катализатора в первом реакторе полимеризации может быть изменено, например, за счет регулирования скорости сырьевого потока разбавителя в первый реактор полимеризации. Время пребывания катализатора во втором реакторе может быть отрегулировано, например, регулированием скорости первого сырьевого потока разбавителя в первый реактор полимеризации и/или регулированием скорости второго сырьевого потока разбавителя во второй реактор полимеризации. Изменение скорости подачи разбавителя в первый реактор полимеризации может влиять на время пребывания во втором реакторе полимеризации, поскольку повышенное содержание разбавителя в первом реакторе имеет сообщение через перекачиваемую суспензию со вторым реактором. Наконец, вместе с регулированием подачи разбавителя время пребывания катализатора в первом реакторе полимеризации и во втором реакторе полимеризации может быть отрегулировано путем изменения соответствующих концентраций твердых веществ в первом реакторе полимеризации и во втором реакторе полимеризации, соответственно.
[0087] Размер частиц продукта также можно контролировать путем подбора активности катализатора (например, имеющей единицы масса полимера, полученного на массу катализатора, использованного за время) в первом реакторе полимеризации и/или во втором реакторе полимеризации. Более активный катализатор обычно приводит к получению более крупных частиц полиэтиленового продукта, выходящего из второго реактора. Наоборот, менее активный катализатор обычно приводит к получению более мелких частиц полиэтиленового продукта.
[0088] Первоначальная активность катализатора может быть свойством, связанным с закупленным катализатором. Однако, как описано ниже, активность катализатора может быть изменена за счет добавления в процесс модификатора активности (ингибитора или промотора). Некоторые виды сырье или компоненты реактора, такие как водород, добавленный для контролирования молекулярной массы, могут действовать, например, как ингибитор катализатора, снижающий активность катализатора, или могут действовать как промотор катализатора, повышающий активность катализатора, в зависимости от используемой системы катализатора и получаемого полиолефина. В каталитическое сырье или в реактор также могут быть добавлены сокатализаторы (например, алкилалюминиевые соединения), например, для активации катализатора и которые обычно повышают активность катализатора. Кроме того, в соответствии с предложенной технологией может быть добавлен модификатор активности, который ингибирует или подавляет активность катализатора, для облегчения контролирования размера полиэтиленовых частиц.
[0089] В соответствии с предложенной технологией в реакторы полимеризации может быть добавлен модификатор активности (ингибитор и/или промотор) для регуляции активности катализатора. Модификаторы активности могут содержать подавитель активности или ингибитор активности (например, каталитический яд). Действительно, требуемое снижение активности катализатора (т.е. для снижения размера готовых полиэтиленовых частиц) может быть достигнуто путем добавления ингибитора активности в первый реактор полимеризации и/или во второй реактор полимеризации. Кроме того, повышение активности катализатора (т.е. для увеличения размера готовых полиэтиленовых частиц) может быть достигнуто путем прекращения или уменьшения скорости добавления ингибитора активности.
[0090] Иллюстративные ингибиторы активности включают фенольные соединения (бутилированный гидрокситолуол ВНТ, антиоксидант ВНЕВ, Irganox 1076, Irganox 1010), фосфиты (трис-нонилфенилфосфит TNPP, Irgafox 168, Weston 626), сложные тиоэфиры (антиоксиданты DLTDP и DSTDP), амины (Tinuvin 622, Chimmassorb 944), реакторные антистатические агенты (Stadis 450), диоксид углерода, монооксид углерода, ацетилен и т.д. В некоторых вариантах реализации ингибиторы активности могут быть впрыснуты в сырьевой поток (например, сырье 58) из контейнера (цистерны, барабана, ящика, емкости и т.д.), содержащего ингибитор активности.
[0091] И снова, активность катализатора по меньшей мере частично можно контролировать путем добавления ингибитора активности или каталитического яда. В некоторых примерах при использовании катализатора Циглера-Натта в двойном петлевом процессе с получением в первом реакторе низкомолекулярного, высокоплотного полиэтиленового компонента, активность катализатора может быть очень высокой из-за условий в первом реакторе (например, высокое содержание водорода, высокая температура, высокая концентрация этилена и т.д.). В некоторых примерах такая высокая активность в первом реакторе может быть преимущественно сдержана для уравновешивания активности между реакторами для лучшего контролирования размера частиц полиэтилена и т.д.
[0092] Следует также отметить, что размер частиц полиэтиленовых хлопьев может, в общем, коррелировать с производительностью катализатора, которая представляет собой массу полиэтилена, произведенного на массу использованного катализатора. Производительность катализатора может быть охарактеризована как активность катализатора, умноженная на время пребывания катализатора в реакторе. Следовательно, вышеупомянутая технология регулирования времени пребывания и активности катализатора может быть способом регулирования производительности катализатора для контролирования размера частиц. Кроме того, как описано ниже, степень дробления полиэтиленовых частиц может быть связана с производительностью катализатора, активностью катализатора и временем пребывания катализатора, плотностью частиц катализатора и т.д. Контролирование или регулирование размера частиц может включать регулирование степени дробления полиэтиленовых частиц в системе реакторов.
[0093] Кроме того, для регулирования активности (и, следовательно, производительности) катализатора для регулирования размера частиц полиэтиленовых хлопьев можно регулировать температуру в первом и/или во втором реакторе полимеризации. Активность и производительность катализатора в первом реакторе 50А можно регулировать путем изменения температуры (т.е. температуры циркулирующей суспензии) в первом реакторе 50А. Точно так же, активность и производительность катализатора во втором реакторе 50В можно регулировать путем изменения температуры (т.е. температуры циркулирующей суспензии) во втором реакторе 50В. Как правило, существует прямо пропорциональная взаимосвязь между температурой реактора и активностью/производительностью катализатора. Другими словами, в общем, повышение температуры реактора обеспечивает увеличение активности и производительности катализатора, а снижение температуры реактора обеспечивает уменьшение активности и производительности катализатора. Однако такая взаимосвязь между активностью и производительностью катализатора с температурой реактора зависит от условий эксплуатации в отношении конечной точки или области кинетики (реакции) полимеризации. Действительно, в зависимости от точки на кинетической кривой, например, регулирование температуры может обеспечивать значительное изменение (прямая связь) активности и производительности или, по существу, не приводить к изменению активности или производительности.
[0094] Наконец, контролирование размера готовых полиэтиленовых частиц может дополнительно включать выбор альтернативного катализатора и подачи альтернативного катализатора в реакторную систему (например, в первый реактор полимеризации). Альтернативный катализатор может быть катализатором того же или иного типа, чем используемый катализатор, но иметь другой размер частиц катализатора. Действительно, размер частиц образующихся полиэтиленовых хлопьев может быть связан с размером частиц введенного катализатора. Как уже было показано, размер частиц может быть описан как средний размер частиц, медианный размер частиц, распределение частиц по размеру и т.п.
[0095] Как описано выше, выходящая из реактора суспензия обычно содержит полимерные хлопья, а также неполимерные компоненты, такие как непрореагировавший олефиновый мономер (и сомономер), разбавитель и т.д. В случае производства полиэтилена неполимерные компоненты обычно включают, главным образом, разбавитель, такой как изобутан, содержащий небольшое количество непрореагировавшего этилена (например, 5 масс.%). 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 полимерной пыли. Регенерированный разбавитель, непрореагировавший мономер и другие неполимерные компоненты из системы регенерации могут быть обработаны, например, при помощи очистительных слоев и/или системы фракционировании и, в конечном итоге, возвращены в качестве очищенного или обработанного сырья в реактор. Некоторые компоненты могут быть сожжены или возвращены поставщику, такому как завод по производству олефинов или нефтеперерабатывающий завод. 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.
[0096] Особая проблема при производстве полиэтилена заключается в нежелательном выбросе летучих органических веществ (например, разбавителя, мономера, сомономера и других углеводородов) вместе с или внутри полимерных хлопьевидных частиц, которые находятся в зоне «жидкого продукта» процесса производства полиолефина (например, находятся в продувочной колонне системы регенерации мономера/разбавителя). Этот поток хлопьевидных частиц, который находится в зоне жидкого продукта, обычно переносят в заводскую зону «сухого продукта» (например, при помощи пневматической конвейерной системы), где хлопья могут быть складированы в хранилище, экструдированы в гранулы, а затем загружены в виде гранул в контейнеры или железнодорожные вагоны и т.п. Углеводород в потоке полимерных хлопьев, находящихся в зоне жидкого продукта (например, в продувочной колонне), может быть захвачен полимерными хлопьями, растворен в полимерных хлопьях, абсорбирован и/или адсорбирован на полимерных хлопьях, может содержаться в порах полимерных хлопьев и т.д. Углеводород может неприемлемым образом выделяться в атмосферу в различных точках процесса в зоне сухого продукта (например, в экструзионной и разгрузочной системах), что приводит к потере углеводорода, превышению допустимых экологических норм и т.д.
[0097] Кроме того, следует отметить, что количество ЛОС в полимерных хлопьях может зависеть от количества и условий продувочного газа в случае его использования в операции дегазации, а также от условий в предшествующем реакторе, таких как тип и количество сомономера, и т.д. Более тяжелый сомономер (например, 1-гексен), добавленный в предшествующие реакторы, например, может способствовать более высокому содержанию ЛОС в хлопьях, образующихся на последующих стадиях.
[0098] В некоторых вариантах реализации изобретения размер частиц полиэтиленовых хлопьев в реакторах полимеризации можно контролировать или регулировать для преимущественного улучшения разделения или повышения эффективности разделения при удалении углеводорода из полиэтиленовых хлопьев в последующем технологическом оборудовании (например, испарительных емкостях, барабанах, продувочной колонне 228 и т.д.). Обсуждение удаления остаточного углеводорода из полиэтиленовых хлопьев и сопутствующих летучих органических соединений (ЛОС) из полиэтиленовых хлопьев представлено в патенте США №7,957,947, который включен в настоящий документ посредством ссылки в полном объеме. Следует подчеркнуть, что предложенные технологии обеспечивают возможность повышения эффективности разделения в различных последующих емкостях или сепараторах (отличных от описанной продувочной колонны 68) путем регулирования размера частиц полиэтиленовых хлопьев в предшествующих реакторах полимеризации.
[0099] В рассмотренном случае продувочной колонны иллюстративная продувочная колонна 228 может быть цилиндрической емкостью, имеющей относительно высокий вертикальный отсек, кровлю или крышку в верхней части, наклонные стенки или коническую форму в нижней части с отверстием для выгрузки полимерных хлопьев. Полимерные (например, полиэтиленовые) хлопья, подлежащие дегазации летучих углеводородов, могут поступать в эту емкость в верхней части, тогда как продувочный газ, обычно азот, может поступать в емкость через отверстия в наклонных нижних стенках. В емкости может быть обеспечен противоток между продувочным газом и полимерными хлопьями. И снова, в некоторых вариантах реализации продувочный газ, богатый углеводородом, выходит из емкости через отверстие в верхней части, тогда как дегазированные хлопья выходят в нижней части емкости.
[00100] Эффективность дегазации в такой продувочной емкости и в других продувочных емкостях может быть основана на поддержании равномерности поршневого потока полимерных хлопьев и продувочного газа в емкости, способствуя, таким образом, хорошему контакту между ними. В некоторых примерах диаметр емкости обычно варьируется от 5 до 6 футов (примерно от 1,5 до 1,8 м), а его длину (отношение L/D) выбирают для достижения времени пребывания (например, от 30 до 180 минут), достаточного для дегазации полимерных хлопьев. Иллюстративные соотношения L/D могут варьироваться от 4 до 8 или за пределами этого диапазона. Следует также отметить, что в продувочной колонне могут быть использованы внутренние устройства, такие как распределительная тарелка для введения продувочного газа (азота), обратный конус для облегчения поршневого нагнетания полимера (например, снижения зависания или уплотнения полимерных хлопьев) и т.д.
[00101] На фиг. 6 изображен способ 150, направленный на повышение отделения углеводорода (т.е. удаления ЛОС) из частиц полиэтиленовых хлопьев в последующем разделительном оборудовании. В частности, на фиг. 6 изображен способ эксплуатации системы 10 по производству полиэтилена, в котором размер полиэтиленовых хлопьев в реакторах полимеризации регулируют для улучшения разделения или удаления углеводорода, остаточного углеводорода, ЛОС и т.д., из частиц полиэтиленовых хлопьев в последующем оборудовании, таком как испарительная емкость низкого давления, продувочная колонна 68 и т.д. В некоторых вариантах реализации изобретения предполагается реакторная система 20 с двухпетлевыми реакторами 50А, 50В.
[00102] Сначала, как показано блоком 152, этилен (и факультативный сомономер, такой как 1-гексен) полимеризуется в первом петлевом реакторе с образованием первого полиэтилена и полимеризуется во втором реакторе с образованием второго полиэтилена. В случае мономодального или недифференцированного производства первый полиэтилен может быть похожим на второй полиэтилен или немного отличаться от него. С другой стороны, в случае бимодального или дифференцированного производства первый полиэтилен по меньшей мере некоторыми свойствами отличается от второго полиэтилена. При последовательной эксплуатации двух реакторов перекачиваемую суспензию 21 выгружают из первого петлевого реактора 50А по технологической линии 21L во второй петлевой реактор 50В. Затем суспензию 22 продукта выгружают из второго петлевого реактора 50В, например, непрерывно выгружают при помощи СТО.
[00103] Суспензия 22 продукта может быть направлена через испарительную линию и первую разделительную емкость (например, испарительную емкость) для испарения (блок 154) углеводорода (например, разбавителя, непрореагировавшего этилена и т.д.) из полиэтиленовых хлопьев в суспензии 22 продукта. Полиэтиленовые хлопья, выходящие из первой разделительной емкости, могут быть продуты (блок 156) во второй разделительной емкости (например, продувочной колонне) для удаления остаточного углеводорода из полиэтиленовых хлопьев. В соответствии с предложенной технологией размер частиц полиэтиленовых хлопьев можно регулировать (блок 158) в предшествующих реакторах полимеризации для повышения (блок 160) эффективности разделения во второй разделительной емкости (например, продувочной колонне 68).
[00104] На фиг. 7 приведены примерные результаты (график) испытания чувствительности на иллюстративной модели для оценки влияния параметров продувания (например, размера полиэтиленовых частиц) на содержание ЛОС в потоке полиолефинового полимера (т.е. в хлопьях), выходящем из продувочной колонны. Иллюстративная модель основана на теории массопереноса и более подробно рассмотрена в вышеупомянутом патенте США №7,957,947. Содержание ЛОС в потоке полимера снижалось для меньшего размера полимерных частиц. Предполагают, что более мелкие частицы обычно усиливают диффузию абсорбированных или адсорбированных углеводородных компонентов из полимера.
-6
[00105] В частности, на фиг. 7 изображен график 170 результатов, полученных в иллюстративной модели с содержанием ЛОС 172, выраженным в м.д. (миллионных долях) в потоке полиолефиновых хлопьев, выгружаемых из продувочной колонны, в зависимости от среднего размера частиц 174, выраженного в 10 м (микрон или мкм) полиолефиновых полимерных хлопьев. Существует взаимосвязь между ЛОС 172 и размером полимерных частиц 174, как показано при помощи иллюстративной кривой 176. В одном примере чувствительности в этой модели при снижении размера хлопьевидных частиц с 800 микрон до 600 микрон (25% снижение) содержание ЛОС 172 уменьшилось примерно на 43%, с 47 м.д. до 26 м.д.
-6
[00106] На фиг. 8А-9В представлены результаты расчета с соответствующими промышленными данными для производства полиэтилена, касающимися размера частиц полиэтиленовых хлопьев и ЛОС, с предположением отсутствия дробления. Для ясности, предполагается, что частицы полиэтиленовых хлопьев не дробятся. На фиг. 8А и 8В представлены данные для полимеризации полиэтилена с катализатором, имеющим медианный (D-50) размер частиц, составляющий примерно 12 микрон (10 м или мкм), с последующим удалением ЛОС из полиэтилена. На фиг. 9А и 9В представлены данные для полимеризации полиэтилена с катализатором, имеющим медианный (D-50) размер частиц, составляющий примерно 20 микрон, с последующим удалением ЛОС из полиэтилена. Данные демонстрируют, что более крупные частицы катализатора обеспечивают более крупный размер частиц полиэтиленовых хлопьев при схожем времени пребывания катализатора и активности катализатора. Кроме того, допущения для этого воспроизведенного взаимоотношения включают: (1) отсутствие дробления частиц полиэтиленовых хлопьев; и/или (2) одинаковая плотность частиц двух катализаторов, имеющих различные диаметры.
[00107] Плотность частиц катализатора также может влиять на результирующий размер частиц пыли. В общем, катализатор с более высокой плотностью частиц (и более компактные частицы катализатора) может обеспечивать более высокий средний или медианный размер частиц пыли из-за меньшего дробления в реакторах. Следовательно, в некоторых примерах более мелкие частицы катализатора, имеющие более высокую плотность частиц, могут обеспечивать получение более крупных частиц хлопьев, чем могут обеспечивать более крупные частицы катализатора, имеющие меньшую плотность частиц. В соответствии с предложенной технологией, размер хлопьевидных частиц можно регулировать за счет выбора катализатора с определенной плотностью частиц катализатора, т.е. для изменения степени дробления, как описано ниже.
[00108] Данные, указанные на фиг. 8А-9В, демонстрируют также улучшенное разделение в продувочной колонне 68 (фиг. 3) для более крупных частиц полиэтиленовых хлопьев. В некотором смысле, улучшенное или повышенное разделение (повышенное удаление остаточного углеводорода или ЛОС из хлопьев) может быть описано как улучшенная или повышенная эффективность разделения (например, в продувочной колонне), поскольку при одинаковой массе хлопьев в них (т.е. при меньшем размере частиц) остается меньшее количество углеводорода.
[00109] Фиг. 8А представляет собой график 180 среднего диаметра 182 (мкм) хлопьевидных частиц в зависимости от общего времени 184 (часы) пребывания катализатора в предшествующих реакторах полимеризации при различных активностях 186 катализатора. Показано, что средний размер частиц катализатора составляет примерно 12 микрон. Даны три активности 186 катализатора, выраженные в единицах г/ч полиэтиленовых (ПЭ) хлопьев на грамм катализатора, составляющие 10000, 30000 и 50000, соответственно. Размер 182 хлопьевидных частиц относится к хлопьям, выходящим из второго или последнего реактора, которые должны в конечном итоге поступить в продувочную колонну 68 (фиг. 3). Взаимосвязи на фиг. 8А демонстрируют, что размер хлопьевидных частиц можно контролировать за счет регулирования времени пребывания катализатора в реакторе и за счет регулирования активности катализатора.
[00110] Фиг. 8В представляет собой график 190 ЛОС 192 (м.д.) в хлопьях, выходящих из продувочной колонны в зависимости от общего времени 184 пребывания катализатора в предшествующих реакторах полимеризации при трех активностях 186 катализатора. И снова, три активности 186 для катализатора оставляют 10000, 30000 и 50000 в единицах ПЭ (г/ч), полимеризованного и полученного на количество использованного катализатора (г). Как и в случае данных, представленных на фиг. 8А, средний размер частиц катализатора по данным, представленным на фиг. 9, составляет примерно 12 микрон. В общем, взаимосвязи на фиг. 8А и 8В демонстрируют, что эффективность разделения, т.е. увеличение удаления остаточного углеводорода или ЛОС из ПЭ хлопьев, может быть повышена в продувочной колонне за счет регулирования размера ПЭ частиц, времени пребывания катализатора в реакторе и активности катализатора.
[00111] Фиг. 9А представляет собой график 200 зависимости среднего диаметра 202 (мкм) хлопьевидных частиц от общего времени 204 (ч) пребывания катализатора в предшествующих реакторах полимеризации при трех активностях 206 катализатора, соответственно, которые являются такими же активностями 186, что и данные, представленные на предыдущих фиг. 8А и 8В. Однако в отличие от данных, представленных на фиг. 8А и 8В, данные, относящиеся к фиг. 9А, представлены для среднего размера частиц катализатора, составляющего примерно 20 микрон. Взаимосвязи на фиг. 9А демонстрируют, что размер хлопьевидных частиц можно контролировать за счет регулирования времени пребывания катализатора в реакторе и за счет регулирования активности катализатора.
[00112] Фиг. 9В представляет собой график 210 ЛОС 212 (м.д.) в ПЭ хлопьях, выходящих из продувочной колонны, в зависимости от общего времени 204 пребывания катализатора в предшествующих реакторах полимеризации при трех активностях 206 катализатора, соответственно. Взаимосвязи на фиг. 9А и 9В демонстрируют, что эффективность разделения, т.е. увеличение удаления остаточного углеводорода или ЛОС из ПЭ хлопьев, может быть повышена в продувочной колонне за счет регулирования размера частиц ПЭ хлопьев, времени пребывания катализатора в реакторе и активности катализатора.
[00113] Как уже было упомянуто, переход от меньшего размера частиц катализатора, имеющих диаметр 12 микрон (фиг. 8А и 8В) к более крупному размеру частиц катализатору, имеющих диаметр 20 микрон (фиг. 9А и 9В) приводит к увеличению размера частиц полиэтиленовых хлопьев, как, например, в случае полиэтиленовых хлопьев в суспензии 22 продукта, выходящей из второго петлевого реактора, или в случае полиэтиленовых хлопьев, выгружаемых из выходного отверстия 70 твердых частиц испарительной камеры 64 в продувочную колонну 68. Таким образом, описано, что контролирование размера частиц готовых полиэтиленовых частиц, выходящих из реактора полимеризации, может включать выбор исходного или альтернативного катализатора для подачи в реакторную систему 20. Катализатор отчасти может быть выбран по диаметру частиц катализатора и, следовательно, обеспечивать требуемый средний или медианный размер частиц готовых полиэтиленовых хлопьев.
[00114] Кроме того, может быть учтена также плотность частиц катализатора для контролирования или регулирования размера хлопьевидных частиц, как упомянуто выше. Например, меньшее дробление катализатора и хлопьев может быть обеспечено путем выбора катализатора, имеющего более высокую плотность частиц катализатора и, следовательно, обеспечивающего более крупный средний или медианный размер частиц полиэтиленовых хлопьев. С другой стороны, более высокое дробление катализатора и хлопьев может быть обеспечено путем выбора катализатора, имеющего более низкую плотность частиц катализатора и, следовательно, обеспечивающего более мелкий средний или медианный размер частиц полиэтиленовых хлопьев.
[00115] Дробление представляет собой разрушение частиц полиэтиленовых хлопьев в реакторе, которое влияет на размер частиц и содержание ЛОС в полиэтиленовых хлопьях. Как показано, степень дробления может быть связана с плотностью частиц катализатора. Кроме того, как и в случае размера хлопьевидных частиц, размер дробленых частиц полиэтиленовых хлопьев, как правило, может быть связан с активностью катализатора и временем пребывания катализатора в реакторе и, следовательно, также связан с производительностью катализатора. В таблицах 1 и 2 представлены промышленные данные и результаты расчетов для производства полиэтилена в двойном петлевом реакторе с двумя петлевыми реакторами, расположенными последовательно. Представленные данные представляют собой диапазон активностей катализатора и времени пребывания катализатора (общее время пребывания в двух катализаторах), а также связанной с ними производительности катализатора. Перечислены результирующие медианные размеры D-50 хлопьевидных частиц для всех полиэтиленовых хлопьев. Специалистам в данной области техники понятно, что размер частиц D-50 представляет собой медианный размер частиц, т.е. определяемый как размер, при котором 50% частиц в распределении мельче, чем диаметр D-50, и 50% частиц в распределении крупнее, чем диаметр D-50.
[00116] Кроме того, в таблице 1 и таблице 2 представлены данные о дроблении. В этих примерах дробление классифицировано для дробления на 2 частицы, дробления на 4 частицы, дробления на 8 частиц и дробления на 16 частиц. В таблице 1 медианный диаметр частиц перечислен для недробленого фрагмента и каждого из раздробленных фрагментов. Кроме того, в этом примере принято, что доля недробленых частиц составляет 0,5, раздробленных на 2 части - 0,267, раздробленных на 4 части - 0,133, раздробленных на 8 частей - 0,067 и раздробленных на 16 частей - 0,033. Как уже было упомянуто, медианный диаметр частиц может представлять собой D-50 размер частиц для данной части. Специалистам в данной области техники понятно, что D-50 размер частиц определяют как диаметр частиц при 50% от данного диапазона в генеральной совокупности. Таким образом, D-50 размер частиц представляет собой медианный размер частиц.
[00117] Как можно видеть из таблицы 1, для всех хлопьевидных частиц, содержащих недробленые частицы и раздробленные частицы, размер частицы полиэтилена растет с увеличением времени пребывания и производительностью катализатора. Специалистам в данной области понятно, что производительность катализатора равна активности катализатора, умноженной на время пребывания катализатора. В таблице 2 для каждого раздробленного фрагмента перечислены значения ЛОС. Как можно видеть из таблицы 2, содержание ЛОС в хлопьях, выгружаемых из продувочной колонны, преимущественно снижается с уменьшением размера хлопьевидных частиц, снижением активности катализатора, уменьшением времени пребывания в реакторе и снижением производительности катализатора.
[00118] На фиг. 10 изображен альтернативный вариант реализации реакторной системы 240 полимеризации полиэтилена, в которой система 242 обработки хлопьев расположена между первым петлевым реактором 50А и вторым петлевым реактором 50В. Система 242 обработки суспензии хлопьев может включать удаление легких соединений 243, таких как водород и мономер (например, этилен), и других компонентов из перекачиваемой суспензии 21-1, выходящей, например, из первого петлевого реактора 50А. Могут быть задействованы другие потоки регенерации и обработки. Оборудование может содержать испарительные емкости, дистилляционные колонны, насосы, теплообменники, аналитическое оборудование, регулирующие клапаны и т.д. Контролирование размера частиц (например, регулирование в сторону укрупнения частиц) полиэтиленовых хлопьев, выходящих из первого реактора, может преимущественно улучшать технологичность (например, за счет более низкой вязкости и улучшенных гидравлических свойств суспензии) потока суспензии и характеристик насоса, например, в системе 242 обработки хлопьев. Так, контролирование потока перекачиваемой суспензии, насоса для перекачиваемой суспензии и т.д. в системе 242 обработки хлопьев может быть по меньшей мере частично связано с размером хлопьевидных частиц, и может быть улучшена стабильность эксплуатации. Кроме того, контролирование размера частиц (например, регулирование в сторону уменьшения размера частиц) может улучшать отделение углеводородов от суспензии или от твердых полиэтиленовых хлопьев в системе 242 обработки суспензии. Так, контролирование испарительной емкости или разделительной емкости, например, в системе 242 обработки суспензии может быть по меньшей мере частично связано с размером хлопьевидных частиц, и может быть улучшена стабильность эксплуатации.
[00119] Как и в реакторной системе 20, рассмотренной выше, два петлевых суспензионных (полимеризационных) реактора 50А, 50В в реакторной системе 240 могут быть расположены и эксплуатированы последовательно, и могут быть при необходимости переключены на параллельную эксплуатацию. В иллюстрированную комбинацию могут быть включены дополнительные петлевые реакторы или другие реакторы (например, газофазные ректоры). Как уже было описано, петлевой суспензионный реактор 50А, 50В состоит, в основном, из сегментов трубы, соединенных гладкими уголками или коленами. Могут быть обеспечены рубашки 52 реактора для отвода тепла, образующегося в результате экзотермической полимеризации, путем циркуляции охлаждающей среды, такой как очищенная вода, по рубашкам 52 реактора.
[00120] Реакторы 50А, 50В могут быть использованы для осуществления полимеризации полиолефина (например, полиэтилена) в суспензионных условиях. Циркуляцию текучей суспензии в каждом реакторе 50A, 50В обеспечивает соответствующее движущее устройство, такое как насос 54А, 54В. Импеллер может работать за счет двигателя 56А, 56В или другой движущей силы.
[00121] Суспензия 22 хлопьевидного продукта может выходить из второго петлевого реактора 50В и подвергаться последующей обработке, включая окончательную экструзию в полиэтиленовые гранулы. Суспензия 22 хлопьевидного продукта может выходить через регулирующее колено, СТО, изолирующий вентиль, клапан, плунжерный клапан или другую клапанную конфигурацию. Суспензия 22 хлопьевидного продукта может содержать мономодальный (или недифференцированный) полиэтилен или бимодальный (или дифференцированный) полиэтилен.
[00122] Первая технологическая линия 21L-1 может направлять первую перекачиваемую суспензию 21-1 из выходного отверстия первого петлевого реактора 50А в систему 242 обработки суспензии хлопьев. Выходное отверстие из первого петлевого реактора и ассоциированная технологическая линия 21L-1 могут содержать плунжерный клапан, СТО, регулирующее колено или другую клапанную конфигурацию. Вторая технологическая линия 21L-2 может направлять вторую перекачиваемую суспензию 21-2 из системы 242 обработки суспензии хлопьев во второй петлевой реактор 50В. В некоторых примерах насос в системе 242 обработки суспензии может обеспечивать движущую силу для прокачки второй перекачиваемой суспензии 21-2 по второй технологической линии 21L-2.
[00123] Вышеупомянутые технологии, относящиеся к контролированию размера частиц полиэтиленовых хлопьев применимы к иллюстрированному варианту реализации изобретения, изображенному на фиг. 10. Например, размер частиц полиэтиленовых хлопьев, выходящих из первого реактора 50А (в перекачиваемой суспензии 21-1) и/или из второго реактора 50В (в суспензии 22 продукта) можно контролировать или регулировать путем изменения условий реактора. Такие условия реактора могут включать время пребывания катализатора, активность катализатора, производительность катализатора и дробление полиэтилена, и т.д. Могут быть добавлены модификаторы активности, включая ингибиторы активности. Кроме того, выбор катализатора, например, в отношении размера частиц катализатора и/или плотности частиц катализатора, может обеспечивать регулирование размера частиц. Контролирование размера частиц может преимущественно улучшать технологичность реакторов 50, системы 242 обработки суспензии и последующих типовых операций и оборудования.
[00124] Фиг. 11 представляет собой пример системы 242 обработки суспензии хлопьев, расположенной между первым реактором 50А полимеризации и вторым реактором 50В полимеризации. В этом примере система 242 обработки суспензии имеет факультативную систему 244 концентратора и систему 246 удаления легких веществ. Конечно, могут быть применены другие конфигурации системы 242 обработки суспензии. Вышеупомянутая технология контролирования размера частиц в первом реакторе 50А может улучшать гидравлические свойства и технологичность системы 244 концентратора, а также улучшать гидравлические свойства, дегазацию и технологичность суспензий в системе 246 удаления легких веществ, и т.д.
[00125] Как описано ниже, система 244 концентратора может быть предназначена для создания потока рециркуляции для облегчения контролирования концентрации твердых веществ в первом петлевом реакторе 50А. Кроме того, система 244 концентратора может обеспечивать снижение содержания углеводородов (например, разбавителя, мономера, сомономера и т.д.) в потоке, направляемом в систему 246 удаления легких веществ.
[00126] Как показано, система 244 концентратора может быть исключена, а перекачиваемая суспензия 21-1, выходящая из первого реактора 50А, может быть направлена в систему 246 удаления легких веществ или в другую систему обработки суспензии. В некоторых примерах используют непрерывный отбор (СТО) вместо или в дополнение к системе 244 концентратора, а СТО расположен, например, на выходе из первого реактора 50А или в технологической линии 21L-1. В таких примерах СТО может обеспечивать концентрирование перекачиваемой суспензии 21-1 по сравнению с суспензией, циркулирующей в первом петлевом реакторе 50А.
[00127] В иллюстрированном варианте реализации изобретения технологическая линия 21L-1 обеспечивает перенос перекачиваемой суспензии 21-1 хлопьев, выходящей из первого полимеризационного реакторе 50А в гидроциклон 248 системы 244 концентратора. Поток 250 рециркуляции из гидроциклона 248 может быть возвращен при помощи насоса 252 в первый реактор 50А. Поток 250 рециркуляции может содержать разбавитель и мелкие частицы хлопьев (которые могут содержать активный катализатор). Скорость потока 250 рециркуляции может регулироваться для облегчения контролирования концентрации твердых частиц в суспензии, циркулирующей в первом петлевом реакторе 50A. Скорость потока 250 рециркуляции может быть изменена при помощи регулирующего клапана (не показан) и/или путем регулирования скорости насоса 250 и т.д. Что касается первоначального потока твердых веществ из гидроциклона 248, то концентрированный поток 254 суспензии твердых частиц выходит из гидроциклона 108 через клапан с понижением давления 255 в систему 246 удаления легких газов.
[00128] В этом примере система 246 удаления легких веществ может обеспечивать удаление легких компонентов 243 (например, водорода, мономера этилена и т.д.) из перекачиваемой суспензии 21-1, которая выходит из первого полимеризационного реактора 50А. В случае удаления водорода это может иметь преимущество в бимодальном производстве, например, если необходимо поддерживать более высокую концентрацию водорода, например, в первом реакторе 50А, чем во втором реакторе 50В. Конечно, могут быть осуществлены другие варианты применения, такие как варианты с мономером (например, этиленом), легкими сомономерами, легкими разбавителями, неконденсируемыми веществами и другими легкими компонентами. В некоторых примерах «легкий» компонент может быть определен как компонент, имеющий более низкую температуру кипения, чем разбавитель (например, изобутан), используемый в первом петлевом реакторе 50А. Кроме того, могут быть реализованы различные варианты, направленные на тяжелые компоненты (тяжелые сомономеры, добавки и т.д.) за счет рецикла из системы 244 концентратора в первый реактор 50А, а также за счет выгрузки более тяжелых компонентов из системы 246 удаления легких веществ (т.е. в нижней части испарительной емкости 256, в нижней части колонны 258 фракционирования и т.д.) во второй реактор 50А в перекачиваемой суспензии 21-2 и т.д.
[00129] В примере, иллюстрированном на фиг. 11, система 246 удаления легких газов содержит испарительную емкость 256 и дистилляционную или ректификационную колонну 258. В одном из примеров испарительная емкость 256 имеет рубашку (не показана) для нагревающей среды, такой как пар, пароконденсат и т.д. В случае пара скрытая теплота может быть перенесена к содержимому испарительной емкости 256. Испарительная емкость 256 также может иметь мешатель или мешалку 260.
[00130] Расположенная далее колонна 258 фракционирования может иметь множество теоретических стадий, обеспечиваемых многочисленными дистилляционными тарелками 262. Кроме того, в этом примере колонна 258 фракционирования также может иметь верхний конденсатор 264, расположенный в верхней части колонны 258 фракционирования. Кроме того, испарительная емкость 256, при наличии ранее упомянутой рубашки, может действовать как ребойлер колонны 258 фракционирования. Испарительная емкость 256 также действует как смесительный бак для сбора твердых частиц.
[00131] При эксплуатации поток 254 суспензии твердых частиц из гидроциклона 248 поступает в испарительную емкость 256, где в верхней части происходит выброс углеводородов, таких как разбавитель, мономер и сомономер, которые направляют в качестве сырьевого потока 266 в колонну 258 фракционирования. Давление испарительной емкости 256 может поддерживаться, например, при значении на 50 psi - 300 psi (примерно на 0,344-2,0 МПа) меньше, чем давление в первом петлевом реакторе 50А. Такое рабочее давление при одностадийном испарении в испарительной емкости 256 в этом примере может быть обеспечено для испарения некоторой части разбавителя, выходящего в верхней части, а также жидкого разбавителя, выходящего в нижней части испарительной колонны 256.
[00132] В дополнение к разбавителю и мономеру, верхний сырьевой поток 266 из испарительной емкости 256 в колонну 258 фракционирования может содержать захваченный водород, если он был добавлен в первый реактор 50А, а также некоторое количество хлопьевидных частиц, включая мелкодисперсные частицы. Большая часть частиц полиэтиленовых хлопьев оседает в испарительной емкости 256 и выходит из нижней части испарительной емкости 256 в виде перекачиваемой суспензии 21-2 (см. также фиг. 10). В испарительную емкость 256 может быть добавлен разбавитель 270 (например, изобутан).
[00133] Перекачиваемая суспензия 21-2, выходящая из нижней части испарительной емкости 256, может быть закачана при помощи группы насосов 272 во второй петлевой реактор 50В по технологической линии 21L-2. В иллюстрированном варианте реализации часть 274 суспензии 21-2, перекачиваемой во второй реактор 50В, может быть возвращена в испарительную емкость 256 через клапан 276 регулирования потока. Кроме того, в некоторых примерах из рециклированной части 274 могут быть взяты образцы, и в этих образцах может быть определен состав углеводорода при помощи, например, газовой хроматографии, для определения состава углеводорода в перекачиваемой суспензии 21-2. Результаты такого исследования состава могут быть использованы для облегчения контролирования сырьевых потоков, направляемых в реакторы 50А, 50В, и концентраций компонентов в реакторах 50А, 50В и т.п.
[00134] Что касается верхнего потока из испарительной емкости 256, то сырьевой поток 266 выходит из испарительной емкости 256 в колонну 258 фракционирования, где пар проходит вверх по колонне 258 фракционирования. Как показано, паровая рубашка на испарительной емкости 256 может действовать как ребойлер, обеспечивает нагрев в нижней части колонны 256 фракционирования. Пар двигается вверх по колонне 258, и большая часть разбавителя, а также любого тяжелого сомономера (например, 1-гексана) конденсируется в верхнем конденсаторе 264 и опускается в виде жидкости вместе со всеми отшелушенными мелкодисперсными частицами полиэтилена в нижнюю часть испарительной емкости 256 в потоке 278. В колонну 258 фракционирования может быть добавлен разбавитель 270 (например, изобутан).
[00135] Поток 243 легких компонентов выбрасывается в верхней части колонны 258 фракционирования через клапан 276 регулирования давления, например, в систему регенерации легких компонентов. Из потока 243 легких компонентов могут быть взяты образцы, которые могут быть испытаны на состав, например, при помощи газовой хроматографии. Результаты испытания состава могут быть использованы для облегчения контролирования концентраций компонентов в реакторах 50А, 50В для регулирования скоростей сырьевых потоков, направляемых в реакторы 50А, 50В и т.п.
[00136] Пример, иллюстрированный на фиг. 11, в некоторых случаях может быть обеспечен для более независимого контролирования размера частиц хлопьев в первом реакторе 50В по сравнению со вторым реактором 50В. Например, по существу, весь или часть модификатора активности катализатора (ингибитора и/или промотора), добавленного в первый реактор 50А, может быть возвращена в первый реактор 50А через систему 244 конденсатора и/или может быть удалена в потоке 243 легких компонентов, если модификатор активности катализатора представляет собой легкий компонент, и т.д. В другом случае изменение добавления разбавителя в первый реактор 50А для регулирования концентрации твердых веществ или времени пребывания в первом реакторе 50А в некоторых примерах может меньше влиять на второй реактор 50А из-за наличия системы 242 обработки суспензии, расположенной между первым реактором 50А и 50В, и т.п.
[00137] Описаны способы и системы производства полиэтилена. В качестве дополнительного описания предложены следующие клаузулы:
[00138] Пример 1. Способ эксплуатации системы реакторов по производству полиэтилена, включающий: полимеризацию этилена на катализаторе в первом полимеризационном реакторе с образованием промежуточных частиц, содержащих катализатор и первый полиэтилен; выгрузку промежуточных частиц из первого полимеризационного реактора во второй полимеризационный реактор; полимеризацию этилена на катализаторе до промежуточных частиц во втором полимеризационном реакторе с образованием частиц продукта, содержащих катализатор, первый полиэтилен и второй полиэтилен; выгрузку частиц продукта из второго полимеризационного реактора; и контролирование размера частиц продукта путем подбора времени пребывания катализатора в первом полимеризационном реакторе и/или во втором полимеризационном реакторе.
[00139] Пример 2. Способ в соответствии с примером 1, включающий подачу этилена, разбавителя и катализатора в первый реактор полимеризации и подачу этилена и разбавителя во второй реактор полимеризации.
[00140] Пример 3. Способ в соответствии с примером 1, отличающийся тем, что регулирование времени пребывания включает регулирование скорости потока разбавителя, подаваемого в первый реактор полимеризации.
[00141] Пример 4. Способ в соответствии с примером 1, отличающийся тем, что регулирование времени пребывания включает регулирование скорости потока разбавителя, подаваемого во второй реактор полимеризации.
[00142] Пример 5. Способ в соответствии с примером 1, отличающийся тем, что регулирование времени пребывания включает регулирование концентрации твердых веществ в первом реакторе полимеризации и/или во втором реакторе полимеризации.
[00143] Пример 6. Способ в соответствии с примером 1, отличающийся тем, что регулирование времени пребывания включает регулирование первого времени пребывания катализатора в первом реакторе полимеризации или регулирование второго времени пребывания катализатора во втором реакторе полимеризации, или регулирование и первого времени пребывания, и второго времени пребывания.
[00144] Пример 7. Способ в соответствии с примером 6, отличающийся тем, что регулирование первого времени пребывания включает регулирование скорости потока разбавителя, подаваемого в первый реактор полимеризации.
[00145] Пример 8. Способ в соответствии с примером 6, отличающийся тем, что регулирование второго времени пребывания включает регулирование скорости первого потока разбавителя, подаваемого в первый реактор полимеризации, и/или регулирование скорости второго потока разбавителя, подаваемого во второй реактор полимеризации.
[00146] Пример 9. Способ в соответствии с примером 6, отличающийся тем, что регулирование первого времени пребывания включает регулирование концентрации твердых веществ в первом реакторе полимеризации, и причем регулирование второго времени пребывания включает регулирование концентрации твердых веществ во втором реакторе полимеризации.
[00147] Пример 10. Способ в соответствии с примером 1, отличающийся тем, что и первый реактор полимеризации, и второй реактор полимеризации содержат жидкофазный реактор.
[00148] Пример 11. Способ в соответствии с примером 1, отличающийся тем, что и первый реактор полимеризации, и второй реактор полимеризации содержат петлевой реактор.
[00149] Пример 12. Способ в соответствии с примером 1, включающий дополнительное контролирование размера частиц продукта путем регулирования активности катализатора в первом реакторе полимеризации и/или во втором реакторе полимеризации.
[00150] Пример 13. Способ в соответствии с примером 12, отличающийся тем, что регулирование активности включает добавление ингибитора активности в первый реактор полимеризации и/или во второй реактор полимеризации.
[00151] Пример 14. Способ в соответствии с примером 13, отличающийся тем, что ингибитор активности содержит каталитический яд.
[00152] Пример 15. Способ в соответствии с примером 1, включающий выбор альтернативного катализатора и подачу альтернативного катализатора в первый реактор полимеризации с получением частиц альтернативного продукта, выгружаемых из второго реактора полимеризации, при этом частицы альтернативного продукта имеют другой средний размер частиц, чем частицы продукта.
[00153] Пример 16. Способ в соответствии с примером 1, включающий подачу большего количества водорода в первый реактор полимеризации, чем во второй реактор полимеризации, или подачу большего количества водорода во второй ректор полимеризации, чем в первый реактор полимеризации.
[00154] Пример 17. Способ в соответствии с примером 1, включающий подачу сомономера в первый реактор полимеризации и/или во второй реактор полимеризации.
[00155] Пример 18. Способ в соответствии с примером 17, отличающийся тем, что сомономер содержит пропилен, бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-октен и/или 1-децен.
[00156] Пример 19. Способ в соответствии с примером 1, включающий подачу большего количества сомономера в первый реактор полимеризации, чем во второй реактор полимеризации, или подачу большего количества сомономера во второй ректор полимеризации, чем в первый реактор полимеризации.
[00157] Пример 20. Способ в соответствии с примером 1, отличающийся тем, что первый полиэтилен и второй полиэтилен смешивают с получением мономодального полиэтилена или бимодального полиэтилена.
[00158] Пример 21. Способ эксплуатации системы реакторов по производству полиэтилена, включающий: полимеризацию этилена на катализаторе в первом полимеризационном реакторе с образованием первого полиэтилена и сообразованием промежуточных полиэтиленовых частиц, содержащих катализатор и первый полиэтилен; выгрузку промежуточных полиэтиленовых частиц из первого полимеризационного реактора во второй полимеризационный реактор; полимеризацию этилена на катализаторе во втором полимеризационном реакторе с образованием второго полиэтилена и с образованием полиэтиленовых частиц продукта, содержащих катализатор, первый полиэтилен и второй полиэтилен; выгрузку частиц полиэтиленового продукта из второго полимеризационного реактора; и контролирование размера полиэтиленовых частиц продукта путем подбора активности катализатора в первом полимеризационном реакторе и/или во втором полимеризационном реакторе.
[00159] Пример 22. Способ в соответствии с примером 21, отличающийся тем, что регулирование активности включает добавление ингибитора активности в первый реактор полимеризации и/или во второй реактор полимеризации.
[00160] Пример 23. Способ в соответствии с примером 22, отличающийся тем, что ингибитор активности содержит каталитический яд.
[00161] Пример 24. Способ в соответствии с примером 21, отличающийся тем, что контролирование размера готовых полиэтиленовых частиц дополнительно включает выбор альтернативного катализатора и подачу альтернативного катализатора в первый реактор полимеризации.
[00162] Пример 25. Способ в соответствии с примером 21, включающий подачу большего количества водорода в первый реактор полимеризации, чем во второй реактор полимеризации, или подачу большего количества водорода во второй ректор полимеризации, чем в первый реактор полимеризации.
[00163] Пример 26. Способ в соответствии с примером 21, включающий дополнительное контролирование размера частиц продукта путем регулирования времени пребывания катализатора в первом реакторе полимеризации и/или во втором реакторе полимеризации.
[00164] Пример 27. Способ в соответствии с примером 26, отличающийся тем, что регулирование времени пребывания включает регулирование скорости потока разбавителя, подаваемого в первый реактор полимеризации.
[00165] Пример 28. Способ в соответствии с примером 26, отличающийся тем, что регулирование времени пребывания включает регулирование скорости потока разбавителя, подаваемого во второй реактор полимеризации.
[00166] Пример 29. Способ в соответствии с примером 26, отличающийся тем, что регулирование времени пребывания включает регулирование концентрации твердых веществ в первом реакторе полимеризации и/или во втором реакторе полимеризации.
[00167] Пример 30. Способ в соответствии с примером 26, отличающийся тем, что регулирование времени пребывания включает регулирование первого времени пребывания катализатора в первом реакторе полимеризации или регулирование второго времени пребывания катализатора во втором реакторе полимеризации, или регулирование и первого времени пребывания, и второго времени пребывания.
[00168] Пример 31. Способ в соответствии с примером 21, отличающийся тем, что регулирование активности включает регулирование температуры в первом реакторе полимеризации и/или во втором реакторе полимеризации.
[00169] Пример 32. Способ повышения эффективности отделения остаточного углеводорода от полиэтиленовых частиц в продувочной емкости, включающий: полимеризацию этилена на катализаторе в системе реакторов с образованием полиэтиленовых частиц, при этом система реакторов содержит первый полимеризационный реактор и второй полимеризационный реактор, расположенные последовательно; выгрузку полиэтиленовых частиц из второго полимеризационного реактора в разделительную емкость для отделения углеводорода от полиэтиленовых частиц; выгрузку полиэтиленовых частиц из испарительной емкости в продувочную емкость для отделения остаточного углеводорода от полиэтиленовых частиц; и регулирование размера полиэтиленовых частиц, выгружаемых из второго полимеризационного реактора, для улучшения отделения остаточного углеводорода от полиэтиленовых частиц в последующей продувочной емкости.
[00170] Пример 33. Способ в соответствии с примером 32, отличающийся тем, что регулирование размера частиц включает регулирование размера раздробленных частиц полиэтилена в реакторной системе.
[00171] Пример 34. Способ в соответствии с примером 32, отличающийся тем, что регулирование размера частиц включает регулирование производительности катализатора в реакторной системе.
[00172] Пример 35. Способ в соответствии с примером 34, отличающийся тем, что регулирование производительности включает регулирование первой производительности катализатора в первом реакторе полимеризации или регулирование второй производительности катализатора во втором реакторе полимеризации, или регулирование и первой производительности, и второй производительности.
[00173] Пример 36. Способ в соответствии с примером 34, отличающийся тем, что регулирование производительности включает добавление ингибитора активности в первый реактор полимеризации или во второй реактор полимеризации, или в оба реактора.
[00174] Пример 37. Способ в соответствии с примером 34, отличающийся тем, что регулирование производительности включает регулирование времени пребывания катализатора в реакторной системе.
[00175] Пример 38. Способ в соответствии с примером 32, отличающийся тем, что регулирование размера частиц включает регулирование времени пребывания катализатора в реакторной системе.
[00176] Пример 39. Способ в соответствии с примером 32, отличающийся тем, что регулирование размера частиц включает регулирование первого времени пребывания катализатора в первом реакторе полимеризации или регулирование второго времени пребывания катализатора во втором реакторе полимеризации, или регулирование и первого времени пребывания, и второго времени пребывания.
[00177] Пример 40. Способ в соответствии с примером 32, отличающийся тем, что разгрузка полиэтиленовых частиц из второго реактора полимеризации включает непрерывную разгрузку полиэтиленовых частиц из второго реактора полимеризации.
[00178] Пример 41. Способ в соответствии с примером 32, отличающийся тем, что регулирование размера частиц включает выбор и подачу альтернативного катализатора, имеющего определенную плотность частиц катализатора, для получения требуемой степени дробления частиц полиэтиленовых хлопьев в реакторной системе.
[00179] Пример 42. Способ в соответствии с примером 32, отличающийся тем, что регулирование размера частиц включает регулирование температуры в первом реакторе полимеризации и/или во втором реакторе полимеризации.
Вариант реализации А
[00180] Способ эксплуатации системы реакторов по производству полиэтилена, включающий: полимеризацию этилена на катализаторе в первом полимеризационном реакторе с образованием промежуточных частиц, содержащих катализатор и первый полиэтилен; выгрузку промежуточных частиц из первого полимеризационного реактора во второй полимеризационный реактор; полимеризацию этилена на катализаторе до промежуточных частиц во втором полимеризационном реакторе с образованием частиц продукта, содержащих катализатор, первый полиэтилен и второй полиэтилен; выгрузку частиц продукта из второго полимеризационного реактора; и контролирование размера частиц продукта путем подбора времени удерживания катализатора в первом полимеризационном реакторе и/или во втором полимеризационном реакторе.
Вариант реализации В
[00181] Способ в соответствии с вариантом реализации А, включающий подачу этилена, разбавителя и катализатора в первый реактор полимеризации и подачу этилена и разбавителя во второй реактор полимеризации.
Вариант реализации С
[00182] Способ в соответствии с вариантами реализации А-В, отличающийся тем, что регулирование времени пребывания включает регулирование скорости потока разбавителя, подаваемого в первый реактор полимеризации.
Вариант реализации D
[00183] Способ в соответствии с вариантами реализации А-С, отличающийся тем, что регулирование времени пребывания включает регулирование скорости потока разбавителя, подаваемого во второй реактор полимеризации.
Вариант реализации Е
[00184] Способ в соответствии с вариантами реализации A-D, отличающийся тем, что регулирование времени пребывания включает регулирование концентрации твердых веществ в первом реакторе полимеризации и/или во втором реакторе полимеризации.
Вариант реализации F
[00185] Способ в соответствии с вариантами реализации А-Е, отличающийся тем, что регулирование времени пребывания включает регулирование первого времени пребывания катализатора в первом реакторе полимеризации или регулирование второго времени пребывания катализатора во втором реакторе полимеризации, или регулирование и первого времени пребывания, и второго времени пребывания.
Вариант реализации G
[00186] Способ в соответствии с вариантами реализации A-F, отличающийся тем, что регулирование первого времени пребывания включает регулирование скорости потока разбавителя, подаваемого в первый реактор полимеризации.
Вариант реализации H
[00187] Способ в соответствии с вариантами реализации A-G, отличающийся тем, что регулирование второго времени пребывания включает регулирование скорости первого потока разбавителя, подаваемого в первый реактор полимеризации, и/или регулирование скорости второго потока разбавителя, подаваемого во второй реактор полимеризации.
Вариант реализации I
[00188] Способ в соответствии с вариантами реализации A-Η, отличающийся тем, что регулирование первого времени пребывания включает регулирование концентрации твердых веществ в первом реакторе полимеризации, и причем регулирование второго времени пребывания включает регулирование концентрации твердых веществ во втором реакторе полимеризации.
Вариант реализации J
[00189] Способ в соответствии с вариантами реализации Α-I, отличающийся тем, что и первый реактор полимеризации, и второй реактор полимеризации содержат жидкофазный реактор.
Вариант реализации K
[00190] Способ в соответствии с вариантами реализации A-J, отличающийся тем, что и первый реактор полимеризации, и второй реактор полимеризации содержат петлевой реактор.
Вариант реализации L
[00191] Способ в соответствии с вариантами реализации А-K, включающий дополнительное контролирование размера частиц продукта путем регулирования активности катализатора в первом реакторе полимеризации и/или во втором реакторе полимеризации.
[00192] Способ в соответствии с вариантами реализации A-L, отличающийся тем, что регулирование активности включает добавление ингибитора активности в первый реактор полимеризации и/или во второй реактор полимеризации.
Вариант реализации N
[00193] Способ в соответствии с вариантами реализации А-М, отличающийся тем, что ингибитор активности содержит каталитический яд.
Вариант реализации О
[00194] Способ в соответствии с вариантами реализации A-N, включающий выбор альтернативного катализатора и подачу альтернативного катализатора в первый реактор полимеризации с получением частиц альтернативного продукта, выгружаемых из второго реактора полимеризации, при этом частицы альтернативного продукта имеют другой средний размер частиц, чем частицы продукта.
Вариант реализации Ρ
[00195] Способ в соответствии с вариантами реализации А-О, включающий подачу большего количества водорода в первый реактор полимеризации, чем во второй реактор полимеризации, или подачу большего количества водорода во второй ректор полимеризации, чем в первый реактор полимеризации.
Вариант реализации О
[00196] Способ в соответствии с вариантами реализации А-Р, включающий подачу сомономера в первый реактор полимеризации и/или во второй реактор полимеризации.
Вариант реализации R
[00197] Способ в соответствии с вариантами реализации A-Q, отличающийся тем, что сомономер содержит пропилен, бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-октен и/или 1-децен.
Вариант реализации S
[00198] Способ в соответствии с вариантами реализации A-R, включающий подачу большего количества сомономера в первый реактор полимеризации, чем во второй реактор полимеризации, или подачу большего количества сомономера во второй ректор полимеризации, чем в первый реактор полимеризации.
[00199] Способ в соответствии с вариантами реализации A-S, отличающийся тем, что первый полиэтилен и второй полиэтилен смешивают с получением мономодального полиэтилена или бимодального полиэтилена.
Вариант реализации U
[00200] Способ эксплуатации системы реакторов по производству полиэтилена, включающий: полимеризацию этилена на катализаторе в первом полимеризационном реакторе с образованием первого полиэтилена и сообразованием промежуточных полиэтиленовых частиц, содержащих катализатор и первый полиэтилен; выгрузку промежуточных полиэтиленовых частиц из первого полимеризационного реактора во второй полимеризационный реактор; полимеризацию этилена на катализаторе во втором полимеризационном реакторе с образованием второго полиэтилена и с образованием полиэтиленовых частиц продукта, содержащих катализатор, первый полиэтилен и второй полиэтилен; выгрузку частиц полиэтиленового продукта из второго полимеризационного реактора; и контролирование размера полиэтиленовых частиц продукта путем подбора активности катализатора в первом полимеризационном реакторе и/или во втором полимеризационном реакторе.
Вариант реализации V
[00201] Способ в соответствии с вариантом реализации U, отличающийся тем, что регулирование активности включает добавление ингибитора активности в первый реактор полимеризации и/или во второй реактор полимеризации.
Вариант реализации W
[00202] Способ в соответствии с вариантами реализации U-V, отличающийся тем, что ингибитор активности содержит каталитический яд.
Вариант реализации X
[00203] Способ в соответствии с вариантами реализации U-W, отличающийся тем, что контролирование размера готовых полиэтиленовых частиц дополнительно включает выбор альтернативного катализатора и подачу альтернативного катализатора в первый реактор полимеризации.
[00204] Способ в соответствии с вариантами реализации U-X, включающий подачу большего количества водорода в первый реактор полимеризации, чем во второй реактор полимеризации, или подачу большего количества водорода во второй ректор полимеризации, чем в первый реактор полимеризации.
Вариант реализации Ζ
[00205] Способ в соответствии с вариантами реализации U-Y, включающий дополнительное контролирование размера частиц продукта путем регулирования времени пребывания катализатора в первом реакторе полимеризации и/или во втором реакторе полимеризации.
Вариант реализации АА
[00206] Способ в соответствии с вариантами реализации U-Z, отличающийся тем, что регулирование времени пребывания включает регулирование скорости потока разбавителя, подаваемого в первый реактор полимеризации.
Вариант реализации АВ
[00207] Способ в соответствии с вариантами реализации U-AA, отличающийся тем, что регулирование времени пребывания включает регулирование скорости потока разбавителя, подаваемого во второй реактор полимеризации.
Вариант реализации АС
[00208] Способ в соответствии с вариантами реализации U-AB, отличающийся тем, что
регулирование времени пребывания включает регулирование концентрации твердых веществ в первом реакторе полимеризации и/или во втором реакторе полимеризации.
Вариант реализации АР
[00209] Способ в соответствии с вариантами реализации U-AC, отличающийся тем, что регулирование времени пребывания включает регулирование первого времени пребывания катализатора в первом реакторе полимеризации или регулирование второго времени пребывания катализатора во втором реакторе полимеризации, или регулирование и первого времени пребывания, и второго времени пребывания.
[00210] Способ повышения эффективности отделения остаточного углеводорода от полиэтиленовых частиц в продувочной емкости, включающий: полимеризацию этилена на катализаторе в системе реакторов с образованием полиэтиленовых частиц, при этом система реакторов содержит первый полимеризационный реактор и второй полимеризационный реактор, расположенные последовательно; выгрузку полиэтиленовых частиц из второго полимеризационного реактора в разделительную емкость для отделения углеводорода от полиэтиленовых частиц; выгрузку полиэтиленовых частиц из испарительной емкости в продувочную емкость для отделения остаточного углеводорода от полиэтиленовых частиц; и регулирование размера полиэтиленовых частиц, выгружаемых из второго полимеризационного реактора, для улучшения отделения остаточного углеводорода от полиэтиленовых частиц в последующей продувочной емкости.
Вариант реализации AF
[00211] Способ в соответствии с вариантом реализации АЕ, отличающийся тем, что регулирование размера частиц включает регулирование размера раздробленных частиц полиэтилена в реакторной системе.
Вариант реализации AG
[00212] Способ в соответствии с вариантами реализации AE-AF, отличающийся тем, что регулирование размера частиц включает регулирование производительности катализатора в реакторной системе.
Вариант реализации АН
[00213] Способ в соответствии с вариантами реализации AE-AG, отличающийся тем, что регулирование производительности включает регулирование первой производительности катализатора в первом реакторе полимеризации или регулирование второй производительности катализатора во втором реакторе полимеризации, или регулирование и первой производительности, и второй производительности.
Вариант реализации AI
[00214] Способ в соответствии с вариантами реализации АЕ-АН, отличающийся тем, что регулирование производительности включает добавление ингибитора активности в первый реактор полимеризации или во второй реактор полимеризации, или в оба реактора.
[00215] Способ в соответствии с вариантами реализации AE-AL, отличающийся тем, что регулирование производительности включает регулирование времени пребывания катализатора в реакторной системе.
Вариант реализации AK
[00216] Способ в соответствии с вариантами реализации AE-AJ, отличающийся тем, что регулирование размера частиц включает регулирование времени пребывания катализатора в реакторной системе.
Вариант реализации AL
[00217] Способ в соответствии с вариантами реализации АЕ-AK, отличающийся тем, что регулирование размера частиц включает регулирование первого времени пребывания катализатора в первом реакторе полимеризации или регулирование второго времени пребывания катализатора во втором реакторе полимеризации, или регулирование и первого времени пребывания, и второго времени пребывания.
Вариант реализации AM
[00218] Способ в соответствии с вариантами реализации AE-AL, отличающийся тем, что разгрузка полиэтиленовых частиц из второго реактора полимеризации включает непрерывную разгрузку полиэтиленовых частиц из второго реактора полимеризации.
Вариант реализации AN
[00219] Способ в соответствии с вариантами реализации АЕ-АМ, отличающийся тем, что регулирование размера частиц включает выбор и подачу альтернативного катализатора, имеющего определенную плотность частиц катализатора, для получения требуемой степени дробления частиц полиэтиленовых хлопьев в реакторной системе.