本發(fā)明涉及烯烴高壓聚合，具體涉及一種聚合反應(yīng)流出物的冷卻方法和系統(tǒng)及聚合反應(yīng)方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、通過高壓自由基聚合方法廣泛用于生產(chǎn)低密度聚乙烯或乙烯-極性單體共聚物。高壓自由基聚合生產(chǎn)低密度時(shí)反應(yīng)壓力通常超過1000巴，反應(yīng)溫度超過150℃。例如采用釜式反應(yīng)器生產(chǎn)低密度聚乙烯時(shí)，典型的反應(yīng)壓力約1500bar至2500bar，反應(yīng)溫度約200℃至250℃。管式反應(yīng)器中生產(chǎn)條件更加苛刻，典型的反應(yīng)壓力約1700bar至3000bar。

2、高壓自由基聚合反應(yīng)器出口未反應(yīng)的乙烯和極性單體的質(zhì)量與聚合物的質(zhì)量之比通常在65wt％～85wt％，這些未反應(yīng)物料由高壓減壓閥泄壓后送去高壓分離器，用于分離聚合物。由于乙烯的反焦耳湯姆遜效應(yīng)，經(jīng)過高壓減壓閥后物料溫度顯著升高，一方面溫度過高存在乙烯分解的風(fēng)險(xiǎn)，另一方面溫度過高也會導(dǎo)致殘留的引發(fā)劑分解產(chǎn)生自由基，繼續(xù)引發(fā)反應(yīng)，從而生成分子量高的聚合物，導(dǎo)致聚合物存在產(chǎn)品晶點(diǎn)問題。

3、為了冷卻高壓減壓閥后的聚合物和未反應(yīng)單體的混合物，cn102791369b和cn101472950b采用一種驟冷系統(tǒng)和方法，該方法在反應(yīng)器下游設(shè)置一個(gè)泵，泵吸入口連通第一壓縮機(jī)，然而該方法中噴射泵的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)困難。cn10794958a和cn113087830a中采用一種高壓聚乙烯產(chǎn)物的冷卻方法和系統(tǒng)，該方法為減壓閥上游的產(chǎn)品冷卻器和減壓閥下游的冷乙烯驟冷系統(tǒng)的組合。然而該方法中減壓閥上游的產(chǎn)品冷卻器一方面增加超高壓管道的投資費(fèi)用，另一方面會產(chǎn)品冷卻器中物料溫度過低，會存在相分離風(fēng)險(xiǎn)，從而增加產(chǎn)品冷卻器中結(jié)垢概率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有高壓烯烴聚合過程中，高壓反應(yīng)器減壓后物料升溫、聚合物產(chǎn)品晶點(diǎn)水平高和潛在的單體分解和聚合物分解等問題，提供一種聚合反應(yīng)流出物的冷卻方法和系統(tǒng)及聚合反應(yīng)方法和系統(tǒng)，該聚合反應(yīng)流出物的冷卻方法能夠降低乙烯分解風(fēng)險(xiǎn)和聚合物產(chǎn)品中的晶點(diǎn)含量。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種聚合反應(yīng)流出物的冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

3、高壓減壓閥，對來自高壓自由基聚合反應(yīng)器的流出物進(jìn)行減壓得到第一物流；

4、用于第一物流與冷卻單體原料物流進(jìn)行第一混合冷卻得到第二物流；

5、與第一混合裝置連通的靜態(tài)混合器，對所述第二物流進(jìn)行再次混合冷卻。

6、本發(fā)明第二方面提供一種聚合反應(yīng)流出物的冷卻方法，該方法包括：

7、高壓自由基聚合反應(yīng)后的流出物經(jīng)高壓減壓閥減壓得到第一物流，第一物流與冷卻單體物流進(jìn)行第一混合冷卻后得到第二物流，第二物流通入靜態(tài)混合器再次混合冷卻；

8、其中，所述第一物流的壓力為15-40mpa；

9、所述冷卻單體物流的溫度為20-80℃。

10、本發(fā)明第三方面提供一種聚合反應(yīng)系統(tǒng)，該反應(yīng)系統(tǒng)包括：

11、第一壓縮機(jī)，和設(shè)置在第一壓縮機(jī)出口的第一冷卻器，第一壓縮機(jī)和冷卻器各自用于對單體原料加壓和降溫得到冷卻單體原料物流；

12、與第一冷卻器串連的第二壓縮機(jī)和高壓自由基聚合反應(yīng)器，第二壓縮機(jī)對反應(yīng)冷卻單體原料物流進(jìn)行加壓后送入高壓自由基聚合反應(yīng)器中進(jìn)行高壓自由基聚合反應(yīng)；

13、高壓減壓閥，對來自高壓自由基聚合反應(yīng)器的流出物進(jìn)行減壓得到第一物流；

14、通過第一混合裝置與高壓減壓閥連通的靜態(tài)混合器，第一物流與冷卻單體原料物流在第一混合裝置混合冷卻得到第二物流，在靜態(tài)混合器中對第二物流進(jìn)行再次混合冷卻。

15、本發(fā)明第四方面提供一種聚合反應(yīng)方法，該反應(yīng)方法本發(fā)明所述的反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)行，該方法包括：

16、s1、通過第一壓縮機(jī)和第一冷卻器對單體原料加壓冷卻得到冷卻單體原料物流，并將冷卻單體原料物流分成兩股；

17、s2、一股冷卻單體原料物流經(jīng)第二壓縮機(jī)再次加壓后送入高壓自由基聚合反應(yīng)器中進(jìn)行高壓自由基聚合反應(yīng)，高壓自由基聚合反應(yīng)后的流出物經(jīng)高壓減壓閥減壓得到第一物流；

18、s3、第一物流與另一股冷卻單體原料物流在所述第一混合裝置混合冷卻得到第二物流；在靜態(tài)混合器中對第二物流進(jìn)行再次混合冷卻；

19、其中，所述第一物流的壓力為15-40mpa；

20、所述冷卻單體原料物流的溫度為20-80℃。

21、通過上述技術(shù)方案，將冷卻單體原料物流與高壓減壓閥后的物流的混合冷卻后再在靜態(tài)混合器中混合冷卻的方法，避免溫度熱點(diǎn)的產(chǎn)生；在靜態(tài)混合器增強(qiáng)第二物流的徑向混合速率，提高管道內(nèi)物料與壁面的傳熱速率，進(jìn)一步避免熱點(diǎn)的產(chǎn)生。通過抑制溫度熱點(diǎn)的產(chǎn)生能夠降低乙烯分解風(fēng)險(xiǎn)，可以降低聚合物產(chǎn)品的晶點(diǎn)含量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)特征：

1.一種聚合反應(yīng)流出物的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其中，

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷卻系統(tǒng)，其中，

4.一種聚合反應(yīng)流出物的冷卻方法，其特征在于，該方法包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冷卻方法，其中，所述高壓自由基聚合反應(yīng)后的流出物的壓力為160-250mpa，溫度為180-280℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的冷卻方法，其中，

7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任意一項(xiàng)所述的冷卻方法，其中，

8.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任意一項(xiàng)所述的冷卻方法，其中，

9.一種聚合反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，該反應(yīng)系統(tǒng)包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的聚合反應(yīng)系統(tǒng)，其中，

11.一種聚合反應(yīng)方法，其特征在于，該反應(yīng)方法在權(quán)利要求9-10中任意一項(xiàng)所述的反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)行，該方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及烯烴高壓聚合技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚合反應(yīng)流出物的冷卻方法和系統(tǒng)及聚合反應(yīng)方法和系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：高壓減壓閥，對來自高壓自由基聚合反應(yīng)器的流出物進(jìn)行減壓得到第一物流；用于第一物流與冷卻單體原料物流進(jìn)行第一混合冷卻得到第二物流；與第一混合裝置連通的靜態(tài)混合器，對所述第二物流進(jìn)行再次混合冷卻。將冷卻單體原料物流與高壓減壓閥后的物流的混合冷卻后再在靜態(tài)混合器中混合冷卻的方法，避免溫度熱點(diǎn)的產(chǎn)生，通過抑制溫度熱點(diǎn)的產(chǎn)生能夠降低乙烯分解風(fēng)險(xiǎn)，可以降低聚合物產(chǎn)品的晶點(diǎn)含量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)研發(fā)人員：任聰靜,林華杰,范小強(qiáng),史綻春,王靖岱,閆妍,黃正梁,翁程杰,陽永榮,覃桂芳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21