本發明屬于烯烴聚合，具體地，涉及一種烯烴溶液聚合方法及裝置。

背景技術：

1、溶液聚合工藝在烯烴聚合中占有重要地位。但是由溶液聚合生成的聚合物溶液中的聚合物分離相對其他工藝來講更為復雜。通常，離開聚合反應器的溶液具有相對低的聚合物濃度，例如3～30wt％。需要將聚合物與未反應的單體和溶劑分離，并將經分離的單體和溶劑回收至反應器循環使用。

2、聚合物溶液能夠表現出低臨界溶解溫度(lower?critical?solutiontemperature，以下簡稱為lcst)現象，其中聚合物溶液在特定溫度和特定壓力區間分離成富含聚合物的濃相和幾乎不含聚合物的清相。在所述特定溫度和特定壓力區間內，使聚合物溶液形成液液分相，上部的清相可直接返回到反應器中，下部的濃相將送至下游設備進一步分離。這與蒸發等量溶劑相比，所需熱負荷顯著降低。

3、通常，相分離方法涉及高壓下加熱聚合物溶液，然后降低壓力至能夠形成相分離的溫度和壓力區間。專利文獻cn107614541a公開了一種用于連續溶液聚合的方法，該方法可將聚合物溶液加熱或冷卻溶劑臨界溫度的50℃以內的溫度；再使所述聚合物溶液通過泄壓閥進入液-液分離器，并使所述聚合物溶液的壓力降低或升高到所述臨界壓力的50psig以內的壓力以引發所述聚合物溶液分離成兩個液相，上層貧相中僅有極少量聚合物，下層濃相中聚合物發生富集，從而使得后續溶劑分離時的所需能量降低。在該方法中，為保證在泄壓進入液液分離器前具有足夠的壓力，聚合反應在100-130bar的條件下進行。這種高壓使反應器操作具有挑戰性，并且相關的設備、儀表、管道都將需要更高等級的材料及密封手段。專利文獻cn113164898a通過降低單體轉化率來促進相分離的進行，同時降低反應器操作壓力，但其反應器的操作壓力仍然要大于或等于90kgf/cm2(約88bar)。

4、專利文獻cn112724281a在較低壓力下進行聚合反應，通過直接加熱的方式達到相分離條件，相分離發生在用于加熱的盤管換熱器中。這種方式可以避免高壓反應，但以這種方式形成穩定相界面所用的時間較長，長時間高溫易導致聚合物降解。

5、由此，仍需探索新的分相方法，以降低裝置投資及運行成本。

技術實現思路

1、針對現有技術存在的上述問題，本發明的目的是提供一種烯烴溶液聚合方法及裝置，有利于促進聚合物溶液的分相，克服了現有技術從聚合物溶液中進行聚合物液液相分離時存在的局限性以及能耗大和成本高的缺陷。

2、本發明的第一方面提供了一種烯烴溶液聚合方法，該方法包括：

3、1)在溶劑的存在下，至少一種烯烴單體聚合得到聚合物溶液；

4、2)將聚合物溶液進行熱處理，使聚合物溶液的溫度達到臨界溶解溫度±50℃的范圍，聚合物溶液的壓力為10～50bar；

5、3)將熱處理后的聚合物溶液通過夾套管與導熱介質進行熱交換，聚合物溶液流動的雷諾系數不低于30，導熱介質的溫度低于熱處理溫度5～20℃；

6、4)熱交換后的聚合物溶液進入分相容器進行液液相分離；

7、5)分離得到的上層清液送至聚合反應器上游，下層濃相進入脫揮設備處理，得到聚合物。

8、本發明的第二方面提供了上述的烯烴溶液聚合方法使用的裝置，該裝置包括：聚合反應器、加熱處理設備、夾套管、分相容器、脫揮設備、造粒系統和分離系統；

9、聚合反應器的出料口依次經加熱處理設備、夾套管與分相容器的進料口相連，分相容器的上層清液出口與聚合反應器相連，分相容器的下層濃相出口與脫揮設備相連，脫揮設備的聚合物出口與造粒系統相連，脫揮設備的揮發物出口與分離系統相連，分離系統與聚合反應器相連。

10、本發明將聚合物溶液進行熱處理，使聚合物溶液升高溫度到臨界溶解溫度附近，再接觸比升高的溫度低的介質降溫，然后進行液液分相，有助于提高分相效果，減少上層清相中的聚合物夾帶。

11、本發明的其它特征和優點將在隨后具體實施方式部分予以詳細說明。

技術特征：

1.一種烯烴溶液聚合方法，其特征在于，該方法包括：

2.根據權利要求1所述的烯烴溶液聚合方法，其中，所述溶劑選自c5-c10的直鏈或支鏈的烷基、c5-c10的環烷烴和c6-c20的芳香烴中的一種或多種；

3.根據權利要求1所述的烯烴溶液聚合方法，其中，所述聚合物溶液中的聚合物選自塑料、橡膠和熱塑性彈性體中的至少一種；

4.根據權利要求1所述的烯烴溶液聚合方法，其中，所述聚合物溶液中的聚合物的濃度為5-20wt％，優選為6-15wt％。

5.根據權利要求1所述的烯烴溶液聚合方法，其中，所述熱處理的溫度比所述聚合物溶液的低臨界溶解溫度低50℃以內，優選低30℃以內，更優選低20℃以內。

6.根據權利要求1所述的烯烴溶液聚合方法，其中，所述熱處理的溫度為100-300℃，優選為120-200℃，熱處理的壓力為20-50bar。

7.根據權利要求1所述的烯烴溶液聚合方法，其中，熱處理前加入助分相劑，所述助分相劑為硅油型助分相劑或者選自任意具有取代基的c1-c4的直鏈或支鏈烷烴和任意具有取代基的c2-c4的直鏈或支鏈烯烴中的一種或多種，所述取代基優選為鹵素，更優選為氯；

8.根據權利要求7所述的烯烴溶液聚合方法，其中，以聚合物溶液的重量為基準，所述助分相劑的用量為0.3-5wt％，優選為0.5-3wt％，更優選為1-2.5wt％。

9.根據權利要求1所述的烯烴溶液聚合方法，其中，上層清液中聚合物的濃度小于1wt％；下層濃相中聚合物的濃度為聚合物溶液中聚合物濃度的1.35倍以上，優選為1.8倍以上，更優選為2.0倍以上。

10.權利要求1-9中任意一項所述的烯烴溶液聚合方法使用的裝置，其特征在于，該裝置包括：聚合反應器、加熱處理設備、夾套管、分相容器、脫揮設備、造粒系統和分離系統；

技術總結
本發明屬于烯烴聚合技術領域，公開了一種烯烴溶液聚合方法及裝置，該方法包括：1)在溶劑的存在下，至少一種烯烴單體聚合得到聚合物溶液；2)將聚合物溶液進行熱處理，使聚合物溶液的溫度達到臨界溶解溫度±50℃的范圍，聚合物溶液的壓力為10～50bar；3)將熱處理后的聚合物溶液通過夾套管與導熱介質進行熱交換，聚合物溶液流動的雷諾系數不低于30，導熱介質的溫度低于熱處理溫度5～20℃；4)熱交換后的聚合物溶液進入分相容器進行液液相分離；5)分離得到的上層清液送至聚合反應器上游，下層濃相進入脫揮設備處理，得到聚合物。本發明的方法分相效果好，可減少上層清相中的聚合物夾帶。

技術研發人員：方園園,宋文波,韓書亮,王國棟,呂靜蘭,金釗,王路生,王亞,張珍穎,吳子昂
受保護的技術使用者：中國石油化工股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28