一种强化乙烯聚合的系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种强化乙烯聚合的系统，包括：进料单元；与所述进料单元相连的反应单元；设置在所述进料单元内的微界面发生器；与所述反应单元相连的出料单元。本实用新型专利技术通过破碎乙烯使其形成微米尺度的微米级气泡，使乙烯微米级气泡与溶剂混合形成气液乳化物，并通过破碎引发剂使其形成微米尺度的微米级气泡，使引发剂微米级气泡与气液乳化物混合形成混合物料，通过各原料间的充分混合，以增大气液两相的相界面积，从而达到在较低预设操作条件范围内强化传质的效果；同时，各所述微米级气泡均能够与溶剂充分混合形成气液乳化物，通过将气液两相充分混合，能够保证系统中的乙烯和引发剂能够与溶剂烯充分接触，进一步提高了所述系统的聚合效率。

【技术实现步骤摘要】
一种强化乙烯聚合的系统
本技术涉及聚合物制备
，尤其涉及一种强化乙烯聚合的系统。
技术介绍
聚乙烯(PE)是世界上最常用的塑料聚合物，年消耗率超过每年500亿磅。超过70％的Porex产品使用聚乙烯。以重复的线性分子结构–CH2-CH2-为单位，PE是一种半结晶聚合物，其强韧性在拉伸断裂前得到增强。一般说来，PE是一种坚固的轻量级热塑性材料，拥有极好的耐化学性。耐腐蚀性，电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良，可以氯化，辐照改性，可用玻璃纤维增强。低压聚乙烯的熔点，刚性，硬度和强度较高，吸水性小，有良好的电性能和耐辐射性；高压聚乙烯的柔软性，伸长率，冲击强度和渗透性较好，超高分子量聚乙烯冲击强度高、耐疲劳、耐磨。低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件；高压聚乙烯适于制作薄膜等；超高分子量聚乙烯适于制作减震，耐磨及传动零件。中国专利公开号：CN101754987A公开了一种用于制备聚乙烯的方法及其制备得到的聚乙烯，包括以下步骤：生产聚乙烯或聚丙烯聚合物或其共聚物的方法，包括使包含单体的介质与聚合催化剂粒子在至少一个高剪切混合装置中接触以形成分散体。所述单体选自乙烯、丙烯及其组合。由此可见，所述方法及系统存在以下问题：第一，所述系统使用搅拌的方式对催化剂进行破碎，虽提高了催化剂与物料间的接触面积，但乙烯气体仍为大气泡，无法做到乙烯与催化剂的充分接触，导致系统反应不均匀，从而导致系统的聚合效率低。第二，所述系统将各组分原料混合在一起进行搅拌，多种原料在进入混合装置中无法充分混合。第三，所述系统中反应后的尾气直接排除，导致乙烯原料的利用率低，增加了系统的运行成本。
技术实现思路
为此，本技术提供一种强化乙烯聚合的系统，用以克服现有技术中物料间无法充分混合导致的聚合效率低的问题。为实现上述目的，本技术提供一种强化乙烯聚合的系统，包括：进料单元，用以分别输送气相原料和液相催化剂；反应单元，其与所述进料单元相连，用以接收所述进料单元输出的原料和催化剂的混合溶液；微界面发生器，其设置在所述进料单元内，将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给气相原料，使原料破碎形成直径≥1μm、＜1mm的微米级气泡以提高乙烯与液相催化剂间的传质面积；出料单元，其与所述反应单元相连，用以接受反应单元输出的聚合后物料。进一步地，所述进料单元包括：原料进料管道，其与所述微界面发生器相连，用以将气相原料输送至微界面发生器；催化剂进料管道，其与所述反应单元相连，用以将催化剂输送至所述反应单元内部；减粘剂进料管道，其与所述反应单元相连，用以将减粘剂输送至所述反应单元内部。进一步地，所述原料进料管道包括：进料管，用以向所述气相进料管道输送气相原料；压缩机，其与所述进料管相连，用以为物料的输送提供动力；冷却器，其与所述压缩机相连，用以对所述压缩机输出的物料进行冷却；溶剂进料管，其与所述进料管相连并设置在所述共聚单体进料管下游处，用以将溶剂输送至所述气相进料管道内部；共聚单体进料管，其与所述进料管相连并设置在所述冷却器出口处，用以将共聚单体输送至所述气相进料管道内部；引发剂进料管，其与所述进料管相连并设置在所述溶剂进料管下游处，用以将引发剂输送至所述气相进料管道内部。进一步地，所述微界面发生器包括：第一微界面发生器，其设置在所述进料管与所述溶剂进料管之间的汇流处，用以将乙烯破碎形成微米尺度的微米级气泡；第二微界面发生器，其设置在所述进料管与所述引发剂进料管的汇流处，用以将引发剂破碎形成微米尺度的微米级气泡。进一步地，所述催化剂进料管道包括：催化剂加料器，用以储存和输送液相催化剂；催化剂进料阀门，其设置在所述催化剂加料器出口处，用以控制催化剂的流量。进一步地，所述反应单元为一反应器，用以为微米级气泡提供反应空间，包括：物料进料口，其开设在所述反应器底部并与所述物料进料管道相连，用以使物料进料管道将物料输出至反应器内部；催化剂进料口，其开设在所述反应器侧壁并与所述催化剂进料管道相连，用以使催化剂进料管道将催化剂输出至反应器内部；减粘剂进料口，其开设在所述反应器侧壁并与所述减粘剂进料管道相连，用以使减粘剂进料管道将减粘剂输出至反应器内部；物料出口，其开设在所述反应器下部侧壁并与所述出料单元相连，用以将反应后的混合物输出至所述出料单元；尾气出口，其开设在所述反应器顶部，用以将反应后生成的尾气排出系统。进一步地，所述反应单元与所述物料进料管道之间设有回流管，用以将反应单元中未反应的乙烯回流至所述物料进料单元。进一步地，所述出料单元包括：出料中间罐，其与所述反应单元相连，用以对反应单元输出的物料进行气液分离；产品料仓，其设置在所述出料中间罐底部并与出料中间罐相连，用以接收所述出料中间罐输出的液相物料。进一步地，所述反应单元和所述出料单元输出的尾气均会进入火炬，以防止尾气污染环境。与现有技术相比，本技术的有益效果在于，本技术通过破碎乙烯使其形成微米尺度的微米级气泡，使乙烯微米级气泡与溶剂混合形成气液乳化物，并通过破碎引发剂使其形成微米尺度的微米级气泡，使引发剂微米级气泡与气液乳化物混合形成混合物料，通过各原料间的充分混合，以增大气液两相的相界面积，同时减小了液膜厚度，降低了传质阻力，以达到在较低预设操作条件范围内强化传质的效果；同时，各所述微米级气泡均能够与溶剂充分混合形成气液乳化物，通过将气液两相充分混合，能够保证系统中的乙烯和引发剂能够与溶剂充分接触，进一步提高了所述系统的聚合效率。此外，可以根据不同的产品要求或不同的催化剂，而对预设操作条件的范围进行灵活调整，进一步确保了反应的充分有效进行，进而保证了反应速率，达到了强化反应的目的。进一步地，所述原料进料管道内分别设有多根汇流管道，通过顺次向乙烯中添加指定原料，使原料能够顺次与乙烯混合，从而提高所述进料单元中各原料间的混合效率。尤其，所述第一微界面发生器设置在所述进料管和所述溶剂进料管的汇流处，在系统运行时，第一微界面发生器会将乙烯破碎形成微米级气泡以使乙烯与溶剂充分混合，从而提高所述系统中物料间的混合效率。尤其，所述第二微界面发生器设置在所述进料管和所述引发剂进料管的汇流处，在系统运行时，第二微界面发生器会将引发剂破碎形成微米级气泡以使引发剂微米级气泡与气液乳化物充分混合，从而进一步提高所述系统中物料间的混合效率。进一步地，所述进料单元中还设有减粘剂进料管道，通过向物料中输送减粘剂，能够使反应后的聚乙烯保持流动性，不会出现过度聚合而凝固的情况，提高了所述系统的聚合效率。进一步地，所述催化剂进料管中设有催化剂进料阀门，通过对催化剂流量的调节以控制系统中乙烯的聚合速率，使系统中反应速率更加稳定，从而使产物分布更加均匀，进一步提高了所述系统的聚合效率。进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强化乙烯聚合的系统,其特征在于，包括:/n进料单元，用以分别输送气相原料和液相催化剂；/n微界面发生器，其设置在所述进料单元内，将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给气相原料，使原料破碎形成直径≥1μm、＜1mm的微米级气泡以提高乙烯与液相催化剂间的传质面积；/n反应单元，其与所述进料单元相连，用以接收所述进料单元输出的原料和催化剂的混合溶液；/n出料单元，其与所述反应单元相连，用以接受反应单元输出的聚合后物料。/n

【技术特征摘要】
1.一种强化乙烯聚合的系统,其特征在于，包括:
进料单元，用以分别输送气相原料和液相催化剂；
微界面发生器，其设置在所述进料单元内，将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给气相原料，使原料破碎形成直径≥1μm、＜1mm的微米级气泡以提高乙烯与液相催化剂间的传质面积；
反应单元，其与所述进料单元相连，用以接收所述进料单元输出的原料和催化剂的混合溶液；
出料单元，其与所述反应单元相连，用以接受反应单元输出的聚合后物料。


2.根据权利要求1所述的强化乙烯聚合的系统，其特征在于，所述进料单元包括：
原料进料管道，其与所述微界面发生器相连，用以将气相原料输送至微界面发生器；
催化剂进料管道，其与所述反应单元相连，用以将催化剂输送至所述反应单元内部；
减粘剂进料管道，其与所述反应单元相连，用以将减粘剂输送至所述反应单元内部。


3.根据权利要求2所述的强化乙烯聚合的系统，其特征在于，所述原料进料管道包括：
进料管，用以向所述原料进料管道输送气相原料；
压缩机，其与所述进料管相连，用以为物料的输送提供动力；
冷却器，其与所述压缩机相连，用以对所述压缩机输出的物料进行冷却；
共聚单体进料管，其与所述进料管相连并设置在所述冷却器出口处，用以将共聚单体输送至所述原料进料管道内部；
溶剂进料管，其与所述进料管相连并设置在所述共聚单体进料管下游处，用以将溶剂输送至所述原料进料管道内部；
引发剂进料管，其与所述进料管相连并设置在所述溶剂进料管下游处，用以将引发剂输送至所述原料进料管道内部。


4.根据权利要求3所述的强化乙烯聚合的系统，其特征在于，所述微界面发生器包括：
第一微界面发生器，其设置在所述进料管与所述溶剂进料管之间的汇流处，用以将乙烯破碎形成微米尺度的微米...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志炳，李磊，周政，张锋，孟为民，王宝荣，杨高东，罗华勋，杨国强，田洪舟，曹宇，
申请(专利权)人：南京延长反应技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32