一种在烯烃聚合物生产中用于聚烯烃固体粉料中催化剂及助催化剂脱活的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种在烯烃聚合物生产中用于聚烯烃树脂残存催化剂及助催化剂脱活的方法及系统，通过在粉料输送气中添加一定量的水蒸汽，不仅能够将聚烯烃树脂中残存的催化剂及助催化剂脱活，而且成功避免了脱活用的水份进入排放气回收单元，有效减少排放气回收系统的设备投资和运行物耗及能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种在烯烃聚合物生产中用于聚烯烃固体粉料中催化剂及助催化剂脱活的方法及系统
本专利技术属于聚烯烃生产领域，具体涉及一种在烯烃聚合物生产中用于聚烯烃固体粉料中的残留催化剂及助催化剂脱活的方法及系统。烯烃聚合物指α-烯烃聚合物，主要指乙烯、丙烯的聚合物及其共聚物。
技术介绍
在聚烯烃的生产过程中，从反应系统排出的聚烯烃树脂中溶解有未反应的烃类物质(未反应单体及溶剂)、残留的催化剂、助催化剂等。必须除去这些未反应的烃类和氢气，且使聚烯烃树脂中残留的催化剂、助催化剂失活，以达到环境保护的标准，并保证下游工序和产品的安全。因此聚烯烃树脂进行脱挥得到合格产品，还需要将聚烯烃树脂中残留的催化剂、助催化剂失活，特别是使用Ziegler-Natta催化剂生产的聚烯烃产品，其生产过程中通常需要加入有机金属助催化剂，例如三乙基铝，残存的催化剂具有一定的活性，如果不脱活将有聚合结块堵塞设备及管道的风险，而有机金属助催化剂是一种性质特别活泼的物质，当遇到氧气时会自燃，引起火灾危险，且残存的催化剂和助催化剂可能影响所获聚烯烃产品的气味和颜色。工业装置中通常采用水蒸汽来将聚烯烃树脂中残存的催化剂及助催化剂进行失活，水能与催化剂反应从而将催化剂失活，水也能与助催化剂反应形成一种或多种自燃点较高甚至不燃的物质，从而达到将助催化剂失活的目的。聚烯烃树脂生产过程中使用的Ziegler-Natta催化剂活性非常高，反应过程中加入的催化剂量为聚烯烃树脂质量的0.00005～0.0004，反应过程中绝大部分的催化剂都被聚烯烃树脂颗粒包裹在内部，仅有非常少量的部分暴露在聚烯烃树脂表面，包括在聚烯烃树脂内部的催化剂由于不能于其它物质接触可认为其活性已不复存在，只有少量暴露在聚烯烃树脂表面的催化剂需要进行脱活，这部分催化剂仅占催化剂总加入量的0～10％。助催化剂的加入量为聚烯烃树脂质量的0.00001～0.0001，绝大部分的助催化剂在聚烯烃反应器中与原料中的微量杂质反应已失活，仅有少于10％左右的助催化剂随着聚烯烃树脂排出反应器。因此，聚烯烃树脂中残存的催化剂量是非常少的，仅为聚烯烃树脂质量的0.000006～0.00005，在聚烯烃树脂中加入过量的水即可将该部分残存的催化剂及助催化剂失活，通常情况下加入的水份量是聚烯烃树脂质量的0.00001～0.0003，虽然催化剂及助催化剂都能与水发生反应，但是由于反应物的量极其微小，因此反应过程的危险程度是可控可接受的。中国专利技术专利CN88102601公开了一种在单一的脱气容器中同时将未聚合的气态单体脱除，又能将残存在聚烯烃树脂中的Ziegler-Natta催化剂和助催化剂失活的方法。该方法将一个立式容器分为上下两段脱气过程，聚烯烃树脂自始至终在整个容器中都是自上而下流动，先经过上段，再经过下段，最后从下段出口流出；上段采用惰性气体自下而上与聚烯烃树脂逆流接触脱除未聚合的气态单体；下段采用含过量水份的惰性气体自下而上与聚烯烃树脂逆流接触将残存在聚烯烃树脂中的Ziegler-Natta催化剂和助催化剂失活，用于失活的气体从上段与下段的中间抽出，抽出的量大于加入的失活气体的总量，即有部分用于脱气的惰性气体也会随着失活气体被抽出，从而保证了含有水份的气体不会从脱气仓的顶部抽出而进入排放气回收系统，一旦有水份进入排放气回收系统，如果没有干燥床的情况下，该进入排放气回收系统的水份会随着回收液体进入反应器从而影响催化剂的活性。该技术很巧妙的实现了在一个脱气容器中实现两种独立的脱气过程，用于失活的水份也不会进入到回收系统，进而也省去了干燥系统。流程简单，设备较少，投资较小，是一种行之有效的方法，但是由于脱气容器的操作压力较低，通常小于35kPaG，失活气体从上段和下段之间抽出的压力将低于脱气容器的操作压力，这股失活气体的排放去向收到很大限制，由于该失活气体中含有因过量采出而带出的烃类物质，所以不能直接排放至大气，且由于该气体压力低于正常全厂火炬的操作压力，因此需要单独为该失活气体设置一个低压火炬，这会使得整个装置的投资和占地增加。而且工业装置中常常发生失活气体中的水份采出不完全，进入到排放气回收系统的情况，该进入排放气回收系统中的微量水份会导致排放气回收系统的深冷回收单元冰冻堵塞换热器无法正常运行。专利CN101573390A公开了一种聚烯烃的后处理方法，该方法使从聚合反应器中排出的聚烯烃与饱和蒸汽对流接触，由此从聚烯烃中除掉气体并使残存的催化剂及助催化剂失活，该方法中饱和蒸汽的用量范围为30～150kg/1000kg聚烯烃。显而易见的，由于聚烯烃的聚合反应催化剂均对水份敏感，与水份极易发生反应而使催化剂失去活性，因此该方法中回收的未反应单体的回收流程将必不可少的需要净化除去水份，其流程较为复杂，且能耗较高，否则未反应单体将无法回收利用，物耗相比其它技术将会非常高。专利CN100513431C公开了一种处理固态烯烃聚合物的方法，采用包括脱气段和脱活段的卧式搅拌床，两段的容积比为1：5，脱气段与脱活段之间用一种惰性气体气幕进行阻隔，在脱活段，用含有水份的惰性气体将聚合物中残存的催化剂和/或有机金属助催化剂失活。物料在设备内近似于自然堆积状态，相比较立式流化床脱气容器，同样聚合物处理量时设备可以做的更小，设备内部采用搅拌可以使聚合物均匀充分的脱气、脱活。上述方法虽然可以实现烯烃聚合物中残存的催化剂及助催化剂脱活，但是由于在同一容器中集成了脱气及脱活两种功能，脱活所使用的水份很难保证不会进入到脱气的气体中，一旦有水份进入到脱气的气体中，则未聚合的单体烃类的回收将会变得复杂，能耗较高。因此专利技术一种将脱气与脱活功能分开的系统，而又不显著增加设备投资和运行能耗物耗的方法，对于聚烯烃粉料处理显得尤为重要。烯烃聚合生成的聚烯烃粉料树脂在脱气容器中脱除未聚合单体烃类以后将送至一个专门的粉料仓，然后进入挤压造粒系统造粒后包装作为成品外售，聚烯烃粉料树脂在从脱气容器送至储存料仓或者缓冲料仓的过程通常情况下采用风送的方式，即用输送气将聚烯烃粉料传输至储存料仓或者缓冲仓，输送气循环利用。聚烯烃生产过程中的脱气容器由于停留时间的需要，通常情况下都比较高大，粉料的粉料仓也比较高大，因此脱气容器布置在粉料仓上部通过重力流的方式输送就变得很不经济；另外，由于脱气容器的操作压力较低，聚烯烃粉料树脂通过压差传送的方式送至粉料仓也很难实现；综上，用风送的方式将聚烯烃粉料树脂从脱气容器输送至粉料仓几乎变成了唯一的选择；在输送风中添加一定量的水份可在输送的过程中将聚烯烃粉料树脂中残存的催化剂及助催化剂失活，由于脱气系统与输送系统通过旋转下料阀隔离，因此输送气中的水份不会进入排放气回收系统，避免了排放气回收系统需要增加干燥设施，或单独设置低压火炬而大幅增加投资；由于在输送风中添加的水份总量较小，对于聚烯烃粉料树脂的后加工不会产生负面影响，总量的排放也不会造成环境的污染和危险。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足提供一种在烯烃聚合物生产中用于聚烯烃树脂残存催化剂及助催化剂脱活的方法及系统，不仅能够将聚烯烃树脂中残存的催化剂及助催化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在烯烃聚合物生产中用于聚烯烃固体粉料中催化剂及助催化剂脱活的方法，其包括：/n(1)聚烯烃固体粉料从气态烃类脱除机构出料，经旋转加料阀控制流量后，与第一输送气在输送风与粉料混合器中混合成气固混合流；/n(2)气固混合流通过聚烯烃固体粉料输送机构沿管道送入粉料仓中气固分离，气体经粉料仓顶部过滤器除去粉料后从顶部输出第二输送气；/n(3)第二输送气经过输送风保安过滤器后输出第三输送气，一部分排放至大气或火炬，剩余部分作为第四输送气进入输送风机入口冷却器；/n(4)第四输送气进入输送风机入口冷却器降温后输出第五输送气，第五输送气与惰性气体混合后输出第六输送气；/n(5)第六输送气进入输送风机增压后输出第七输送气，第七输送气再经输送风机出口冷却器降温后输出第八输送气，第八输送气与补充的水份混合后输出第一输送气循环使用。/n

【技术特征摘要】
1.一种在烯烃聚合物生产中用于聚烯烃固体粉料中催化剂及助催化剂脱活的方法，其包括：
(1)聚烯烃固体粉料从气态烃类脱除机构出料，经旋转加料阀控制流量后，与第一输送气在输送风与粉料混合器中混合成气固混合流；
(2)气固混合流通过聚烯烃固体粉料输送机构沿管道送入粉料仓中气固分离，气体经粉料仓顶部过滤器除去粉料后从顶部输出第二输送气；
(3)第二输送气经过输送风保安过滤器后输出第三输送气，一部分排放至大气或火炬，剩余部分作为第四输送气进入输送风机入口冷却器；
(4)第四输送气进入输送风机入口冷却器降温后输出第五输送气，第五输送气与惰性气体混合后输出第六输送气；
(5)第六输送气进入输送风机增压后输出第七输送气，第七输送气再经输送风机出口冷却器降温后输出第八输送气，第八输送气与补充的水份混合后输出第一输送气循环使用。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚烯烃固体粉料输送机构中的气体流动为闭式循环流动方式。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水份为气态的水蒸汽，所述水蒸汽的设计添加量至少为使聚烯烃产品中残留的催化剂及助催化剂完全失活的水份化学计量量。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一输送气的输送温度高于所述水份的露点温度，所述水份自始至终保持气态，没有液态水凝结。


6.根据权利要求1～5所述的方法，其特征在于，所述第一输送气的管路上设置有水含量分析仪，当检测的水含量低于设计添加量时，通过水份补充口补充水份，当检...

【专利技术属性】
技术研发人员：包崇龙，沈建华，
申请(专利权)人：杭州双安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33