Способ управления технологическим процессом полимеризации этилена - RU2017101159A

1. Способ управления суспензионной полимеризацией при производстве полиэтилена, в котором полиэтилен получают в реакторе полимеризации, содержащем, в качестве суспензии, дисперсный полиэтилен в суспензионной среде с разбавителем, реакцией катализатора Циглера, этилена и либо водорода, либо, в качестве сомономера (ов), одного или нескольких С₃-С₁₀ альфа-олефинов, или водорода и одного или нескольких С₃-С₁₀ альфа-олефинов при температуре в реакторе от 60°С до 95°С и при давлении в реакторе от 0,15 МПа до 3 МПа;

в котором разбавитель, катализатор Циглера и либо водород, либо один или несколько С₃-С₁₀ альфа-олефинов, или водород и один или несколько С₃-С₁₀ альфа-олефинов подаются в реактор полимеризации, а суспензия отбирается из реактора полимеризации; и

в котором реактор полимеризации имеет суспензионную реакторную часть с суспензией и парофазную реакторную часть с паром, содержащим этилен, разбавитель и либо водород, либо один или несколько С₃-С₁₀ альфа-олефинов, или водород и один или несколько С₃-С₁₀ альфа-олефинов;

способ включающий:

a) отбор пара из парофазной реакторной части;

b) анализ пара для определения его состава; и

c) расчет, исходя из давления внутри реактора полимеризации, значений парциального давления этилена, соотношения парциального давления водорода/этилена и соотношений парциального давления одного или нескольких сомономеров к этилену;

d) поддержание скорости подачи этилена в реактор полимеризации на постоянном уровне;

e) регулирование скорости подачи катализатора Циглера в реактор полимеризации для сохранения парциального давления этилена на уровне заданного парциального давления этилена; и

f) либо регулирование скорости подачи водорода в реактор полимеризации для сохранения соотношения парциального давления водорода/этилена на уровне заданного соотношения парциального давления водорода/этилена; и

или регулирование скоростей подачи одного или нескольких сомономеров в реактор полимеризации для поддержания соотношений парциального давления сомономера/этилена на уровне заданных соотношений парциального давления сомономера/этилена;

или регулирование, как скорости подачи водорода в реактор полимеризации для сохранения соотношения парциального давления водорода/этилена на уровне заданного соотношения парциального давления водорода/этилена, так и регулирование скорости подачи одного или нескольких сомономеров в реактор полимеризации для сохранения соотношений парциального давления сомономера/этилена на уровне заданных соотношений парциального давления сомономера/этилена.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что водород подается в реактор полимеризации, а скорость подачи водорода в реактор полимеризации регулируется для поддержания соотношения парциального давления водорода/этилена на уровне заданного соотношения парциального давления водорода/этилена.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что один или несколько сомономеров подаются в реактор полимеризации, а скорости подачи сомономеров в реактор полимеризации регулируется для поддержания соотношений парциального давления сомономера/этилена на уровне заданных соотношений парциального давления сомономера/этилена.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что сомономеры выбираются из группы, состоящей из 1-бутена, 1-пентена, 1-гексена, 1-октена или их смеси.

5. Способ по п.1 дополнительно включающий

g) поддержание скорости подачи разбавителя в реактор полимеризации на постоянном уровне.

6. Способ по п.1 или 5, отличающийся тем, что растворитель представляет собой гексан или изобутан.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что отбор пара из парофазной реакторной части сопровождается его охлаждением до температуры 10°C или ниже перед началом анализа.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что охлаждение осуществляется теплообменником, расположенным над реактором полимеризации, и жидкой средой, получаемой частичной конденсацией пара во время охлаждения, которая подается в реактор полимеризации под действием силы тяжести.

9. Способ по п. 1 или 5, отличающийся тем, что суспензионная полимеризация осуществляется в каскаде реакторов полимеризации, включающем: первый реактор полимеризации и один или несколько последующих реакторов полимеризации; где реактор полимеризации по пп.1–8 представляет собой первый реактор каскада реакторов полимеризации, а отбор суспензии из указанного первого реактора осуществляется в последующий реактор; где дополнительный полиэтилен получают в одном или нескольких последующих реакторах при температуре в реакторе от 60°С до 95°С и давлении в реакторе от 0,15 МПа до 3 МПа,

отличающийся тем, что разбавитель, этилен и либо водород, либо, в качестве сомономера (ов), один или несколько С₃-С₁₀ альфа-олефинов, или водород и один или несколько С₃-С₁₀ альфа-олефинов подаются в один или несколько последовательных реакторов полимеризации, а суспензия отбирается из одного или нескольких последовательных реакторов полимеризации, и

отличающийся тем, что один или несколько последовательных реакторов полимеризации имеют суспензионную реакторную часть с суспензией и парофазную реакторную часть с паром, содержащим этилен, разбавитель и либо водород, либо один или несколько сомономеров, или водород и один или несколько сомономеров;

способ управления суспензионной полимеризацией, включающей дополнительные стадии:

h) отбора пара из парофазной реакторной части одного или нескольких последовательных реакторов полимеризации;

i) анализа пара для определения его состава; и

j) расчета, исходя из давления внутри последовательного реактора полимеризации, значений парциального давления этилена, соотношения парциального давления водорода/этилена и соотношений парциального давления одного или нескольких сомономеров к этилену;

k) поддержания скорости подачи этилена в один или несколько последовательных реакторов полимеризации на постоянном уровне; и

l) либо регулирования скорости подачи водорода в один или несколько последовательных реакторов полимеризации для поддержания соотношения парциального давления водорода/этилена на уровне заданного соотношения парциального давления водорода/этилена;

либо регулирования скоростей подачи одного или нескольких сомономеров в один или несколько последовательных реакторов полимеризации для поддержания соотношений парциального давления сомономера/этилена на уровне заданных соотношений парциального давления сомономера/этилена;

либо регулирования, как скорости подачи водорода в один или несколько последовательных реакторов полимеризации для поддержания соотношения парциального давления водорода/этилена на уровне заданного соотношения парциального давления водорода/этилена, так и регулирования скоростей подачи одного или нескольких сомономеров в один или несколько последовательных реакторов полимеризации для поддержания соотношений парциального давления сомономера/этилена на уровне заданных соотношений парциального давления сомономера/этилена.

10. Способ по п.9 дополнительно включающий

m) поддержание скорости подачи разбавителя в один или несколько последовательных реакторов полимеризации на постоянном уровне.

11. Способ по п.9 отличающийся тем, что каскад реакторов полимеризации имеет два реактора полимеризации.

12. Способ по п.9 отличающийся тем, что каскад реакторов полимеризации имеет три реактора полимеризации.

13. Способ по п.9, отличающийся тем, что: водород подается в предшествующий реактор полимеризации; суспензия, отобранная из предшествующего ректора полимеризации, обрабатывается на стадии испарения в испарительном сосуде перед подачей в последующий реактор; скорость подачи водорода в последующий реактор полимеризации регулируется для поддержания соотношения парциального давления водорода/этилена на уровне заданного соотношения парциального давления водорода/этилена путем регулировки давления в испарительном сосуде.

14. Технологический процесс производства полиэтилена реакцией суспензионной полимеризации в суспензионной среде, содержащей: разбавитель, этилен, катализатор Циглера и либо водород, либо, в качестве сомономера (ов), один или несколько С₃-С₁₀ альфа-олефинов, или водород и один или несколько С₃-С₁₀ альфа-олефинов при температуре в реакторе от 60°С до 95°С и при давлении в реакторе от 0,15 МПа до 3 МПа, отличающийся тем, что управление полимеризацией осуществляется способом по любому из пп.1–13.

15. Технологический процесс по п.14, отличающийся тем, что полимеризация осуществляется в каскаде реакторов полимеризации.