淤浆催化剂流量分流器及其使用方法 相关申请的交叉引用
本申请要求 2008 年 6 月 4 日递交的系列号 61/130,867 的优先权， 该专利申请的 公开内容通过引用其全文插入本文中。
技术领域 本发明大体上涉及将淤浆催化剂加料到聚烯烃生产系统中的系统和方法。 更具体 地说， 本发明涉及将淤浆催化剂加料到若干个注射点， 使得该流量被平均地分配到每个注 射点。 本发明还涉及用于在若干个催化剂注射点间分流淤浆催化剂流量以控制相对于通过 第一注射点的淤浆催化剂流量的进入每个注射点的流量的系统和方法。
背景技术
在聚合技术上的改进已经提供了更为有效、 更高产和更经济的工艺。特别说明的 这些改进是利用茂金属催化剂体系和其他改进的茂金属型催化剂体系的技术开发。然而， 茂金属催化剂及茂金属型催化剂一旦被注射进反应器系统通常就显示出高的催化活性。 因 此， 这些催化剂应该在在商业规模的反应器中多于一个位置注射， 以在该反应器中提供良 好的催化剂分布。
通常有益的是将各种类型的催化剂化合物 ( 例如茂金属催化剂化合物和茂金属 型催化剂化合物 ) 担载在例如硅土或氧化铝的载体上。使用担载型或非均相催化体系确保 形成的聚合颗粒达到了改善反应器的操作性能和操作难易程度的形状和密度， 从而提高了 工艺效率。这些担载型催化体系通常悬浮于溶液中形成催化剂淤浆组合物， 并且催化剂淤 浆组合物通过各种催化剂注射系统被注射到聚合反应器中。
加料担载型淤浆催化剂组合物可以证明高活性催化剂有问题， 这可能需要低的淤 浆催化剂组合物流速。用来测定和控制淤浆催化剂组合物的流速的设备具有非常小的通 道， 该通道易于被在淤浆催化剂组合物中偶尔形成的结块所堵塞。这对将淤浆催化剂组合 物注射进反应体系的系统中的控制阀来说特别成问题。 当够小的流速必须被分进多于一个 注射点时， 这些问题更加严重。当期望在反应器中均匀地分配淤浆催化剂组合物时 ( 这需 要淤浆催化剂组合物的流速在若干个催化剂注射点的每一个之间相当均匀 )， 这些问题甚 至更加严重。
美国专利 6,606,675、 6,608,149 和 6,956,089 公开了一种催化剂组合物， 该催化 剂组合物通过如下制备 ： 将催化剂组分淤浆与催化剂组分溶液连续结合而形成淤浆催化剂 组合物， 接着将该淤浆催化剂组合物引进操作中的聚合反应器中。这些专利还公开了用于 向反应体系中输送淤浆组合物的系统。
美国专利 5,317,036、 5,693,727、 6,075,101、 6,245,868、 和 7,235,614 都描述了 用于将负载型和非负载型催化剂组合物以液体形式引入聚合反应器的各种工艺和技术。
鉴于上述参考资料， 需要将淤浆催化剂组合物输送到聚合反应器中的若干个进料 点， 而在企图控制淤浆催化剂组合物的低流速时不易于结块。 而且， 需要精确地控制到若干个进料点中的每一个的流速与到其他进料点的流速的比率。特别地， 需要将淤浆催化剂组 合物均匀地输送到聚合反应器中的若干个进料点中的每一个。 发明内容
在各种实施方式中， 本发明提供了用于加料淤浆催化剂组合物的系统和方法。本 发明的实施方式允许使用者控制淤浆催化剂组合物到聚合反应器中的若干个进料点中的 每一个的输送。从而， 淤浆催化剂组合物可被均匀地供给到每个进料口。
在一类实施方式中， 本发明提供了用于加料淤浆催化剂组合物的系统， 该系统包 括： 第一淤浆进料系统和第二淤浆进料系统， 所述第一於浆进料系统包括第一淤浆流量计 和第一催化剂注射装置， 其中所述第一淤浆流量计测定到所述第一催化剂注射装置中的第 一於浆催化剂组合物的流速 ； 所述第二於浆进料系统包括第二淤浆流量计、 第二载液、 第二 载液控制装置和第二催化剂注射装置， 其中所述第二淤浆流量计测定到所述第二催化剂注 射装置中的第二淤浆催化剂组合物的流速， 其中所述第二载液控制装置基于所述第一淤浆 催化剂组合物流速与所述第二淤浆催化剂组合物流速的比率来控制所述第二淤浆进料系 统的工艺参数。 在至少一个实施方式中， 所述第二淤浆进料系统的工艺参数是第二淤浆催化剂组 合物的流速、 第二载液的流速、 第二淤浆进料系统中的背压、 或第二淤浆进料系统中的差压 (pressure differential)。
在一些实施方式中， 第一淤浆催化剂组合物流速与第二淤浆催化剂组合物流速的 比率可以控制在大约 0.9 ∶ 1 到大约 1.1 ∶ 1。
在至少一个实施方式中， 用于加料淤浆催化剂组合物的所述系统包括至少两个第 二淤浆进料系统。
在至少一个实施方式中， 所述第二淤浆进料系统还包括第二载液流量计、 第二载 液控制器和第二淤浆流量控制器， 其中通过所述第二载液控制装置控制的工艺参数是通过 所述第二载液流量计测定的第二载液流速， 其中所述第二载液控制器基于第二载液的流速 和来自所述第二淤浆流量控制器的第二载体流设定点 (setpoint) 来控制第二载液控制装 置。
在至少一个实施方式中， 所述第二淤浆流控制器接收作为测定的工艺变量的第二 淤浆催化剂组合物流速和作为工艺变量设定点的第一淤浆催化剂组合物流速， 并且产生第 二载体流设置点。
在任何实施方式中， 所述第二淤浆进料系统还可包括 ： 第二淤浆流控制装置 ； 第 二载体 / 催化剂混合器 ； 和第二载气。
在任何实施方式中， 所述第一淤浆进料系统还可包括 ： 第一淤浆流控制装置 ； 第 一载液 ； 第一载液控制装置 ； 第一载体 / 催化剂混合器 ； 第一催化剂注射装置 ； 和第一载 气。
另一类实施方式提供了用于加料淤浆催化剂组合物的系统， 该系统包括 ： 第一淤 浆进料系统和第二淤浆进料系统， 所述第一於浆进料系统包含第一淤浆流量计和第一催化 剂注射装置， 其中所述第一淤浆流量计测定到所述第一催化剂注射装置中的第一淤浆催化 剂组合物的流速 ； 所述第二於浆进料系统包括第二淤浆流量计、 第二载气、 第二载气控制装
置和第二催化剂注射装置， 其中所述第二淤浆流量计测定到所述第二催化剂注射装置中的 第二淤浆催化剂组合物的流速， 其中所述第二载气控制装置基于所述第一淤浆催化剂组合 物的流速与所述第二淤浆催化剂组合物的流速的比率控制所述第二淤浆进料系统的工艺 参数。
在至少一个实施方式中， 所述第二淤浆进料系统的工艺参数是第二淤浆催化剂组 合物的流速、 第二载气的流速、 第二淤浆进料系统中的背压、 或第二淤浆进料系统中的差 压。
在另一个实施方式中， 第二淤浆进料系统还包括第二载气流量计、 第二载气控制 器和第二淤浆流量控制器， 其中由所述第二载气控制装置控制的工艺参数是由所述第二载 气流量计测定的第二载气的流速， 其中所述第二载气控制器基于第二载气的流速和来自第 二淤浆流量控制器的第二载体流设置点来控制第二载气控制装置。
另一类实施方式提供了通过如下控制淤浆催化剂流的方法 ： 提供淤浆催化剂组合 物； 将所述淤浆催化剂组合物分为第一淤浆催化剂组合物和第二淤浆催化剂组合物 ； 测定 所述第一淤浆催化剂组合物的第一淤浆催化剂组合物流速 ； 将所述第一淤浆催化剂组合物 供应到第一催化剂注射装置 ； 测定所述第二淤浆催化剂组合物的第二淤浆催化剂组合物流 速； 基于所述第一淤浆催化剂组合物流速与所述第二淤浆催化剂组合物流速的比率控制第 二淤浆进料系统的工艺参数， 其中所述工艺参数影响第二淤浆催化剂组合物流速 ； 并且将 所述第二淤浆催化剂组合物供应到第二催化剂注射装置。 在至少一个实施方式中， 所述的第一淤浆催化剂组合物流速与第二淤浆催化剂组 合物流速的比率通过控制工艺参数得以有效控制。
在另一个实施方式中， 控制第二淤浆进料系统的工艺参数， 使得第一淤浆催化剂 组合物流速与第二淤浆催化剂组合物流速的比率为大约 0.9 ∶ 1 到大约 1.1 ∶ 1。
在至少一个实施方式中， 第二淤浆进料系统的工艺参数是第二淤浆催化剂组合物 流速、 第二载液流速、 第二载气流速、 第二淤浆进料系统中的背压、 或第二淤浆进料系统中 的差压。
在至少一个实施方式中， 第二淤浆进料系统的工艺参数是第二载液流速， 并且该 方法还包括以下步骤 ： 供应第二载液 ； 比较第一淤浆催化剂组合物流速和第二淤浆催化剂 组合物流速 ； 以及升高或降低第二载液流速来调节相对于所述第一淤浆催化剂组合物流速 的第二催化剂组合物流速。
在至少一个实施方式中， 如果第二淤浆催化剂组合物的流速高于第一淤浆催化剂 组合物的流速， 则升高第二载液的流速， 或者， 如果第二淤浆催化剂组合物的流速低于第一 淤浆催化剂组合物的流速， 则降低第二载液的流速。
在另一个实施方式中， 通过自动控制系统比较第一淤浆催化剂组合物的流速与第 二淤浆催化剂组合物的流速， 并且升高或降低第二载液的流速。
然而另一个实施方式调节第一载液流速或第一载气流速， 从而调节相对于第一淤 浆催化剂组合物流速的第二催化剂组合物流速。
在任何实施方式中， 可供应第二载气。
在至少一个实施方式中， 所述第二淤浆进料系统的工艺参数是第二载气流速， 并 且在该实施方式中， 该方法包括以下步骤 ： 比较第一淤浆催化剂组合物流速与第二淤浆催
化剂组合物流速 ； 以及升高或降低第二载气流速， 以调节相对于第一淤浆催化剂组合物流 速的第二催化剂组合物流速。 附图说明
图 1 是本发明的实施方式的示意图。具体实施方式
在对本发明的化合物、 组分、 组合物、 装置、 软件、 硬件、 设备、 结构、 方案、 系统与 / 或方法进行公开和描述之前， 应理解， 除非另外指出， 本发明并不限于具体的化合物、 组分、 组合物、 装置、 软件、 硬件、 设备、 结构、 方案、 系统、 方法等， 除非另外指出， 否则这些可以进 行改变。还应该理解， 本文所用的术语仅是为了描述具体实施方式的目的， 并非意欲限制。
还应当注意， 如在说明书和权利要求书中所使用的， 除非另外指出， 单数形式的 “一个” 、 “所述” 包括复数的指代物。
通常， 本文公开的实施方式涉及用于加料淤浆催化剂组合物的系统和方法。具体 地， 本文的实施方式涉及将淤浆催化剂组合物加料到若干个催化剂注射点的系统和方法。 美国专利 6,606,675、 6,608,149 和 6,956,089 公开了用于生产淤浆催化剂组合物 的系统， 该於浆催化剂组合物通过将催化剂组分淤浆与催化剂组分溶液连续结合以形成淤 浆催化剂组合物来制备。 在一个示例性方法中， 催化剂组分淤浆 2 可与催化剂组分溶液 4 结 合和 / 或反应， 从而形成催化剂 / 组分混合物 6。接着， 可以将催化剂 / 组分混合物 6 送到 混合装置 8 中。在充分的接触时间之后， 将淤浆催化剂组合物 10 被从混合装置 8 中取出， 然后使用本发明的第一和 / 或第二淤浆催化剂进料系统 12、 14 引入聚合反应器中。因此， 在本文中使用时， “淤浆催化剂组合物” 或 “淤浆催化剂” 10 指离开混合装置 8 的含催化剂 混合物。由于期望将淤浆催化剂组合物加料到若干个进料点， 所以离开在线混合器的流量 通常在若干个进料点间分配。
当将来自一个淤浆催化剂进料源的淤浆催化剂组合物 10 加料到若干个注射点 时， 业已发现， 各个注射点的载液或载气流速的改变对加料到该注射点的淤浆催化剂流速 具有直接的影响。从而， 本发明提供了通过控制各个注射点的载液或载气流速从而控制加 料到单个注射点的淤浆催化剂流量的系统和方法。
本发明的一类实施方式提供了加料淤浆催化剂组合物 10 的系统， 该系统包含 ： 第 一淤浆进料系统 12 和第二淤浆进料系统 14， 所述第一於浆进料系统 12 包括第一淤浆流量 计 16 和第一催化剂注射装置 18， 其中第一淤浆流量计测定到第一催化剂注射装置中的第 一淤浆催化剂组合物流速 ； 所述第二於浆进料系统 14 包括第二淤浆流量计 20、 第二载液 22、 第二载液控制装置 24、 和第二催化剂注射装置 26， 其中第二淤浆流量计测定到第二催 化剂注射装置中的第二淤浆催化剂组合物流速， 其中第二载液控制装置基于第一淤浆催化 剂组合物流速与第二淤浆催化剂组合物流速的比率来控制第二淤浆进料系统的工艺参数。 本文使用时， “第二淤浆进料系统” 表示至少一个第二淤浆进料系统。因此， 在任何实施方式 中， 用于加料淤浆催化剂组合物的系统可包括多于一个第二淤浆进料系统 14。在一个实施 方式中， 用于加料淤浆催化剂组合物的系统包括至少两个第二淤浆催化剂进料系统 14。而 且， 用于加料淤浆催化剂组合物 10 的多于一个系统可用于将淤浆催化剂加料到反应系统
中。 在本文的任何实施方式中， 第一淤浆流量计 16 和第二淤浆流量计 20 测定淤浆催 化剂通过各个第一和第二淤浆进料系统 12、 14 的流量。第一和第二淤浆流量计 16、 20 可以 具有适于测定淤浆催化剂组合物流量的任何设计。在任何实施方式中， 第一和第二淤浆流 量计 16、 20 可为 Coriolis 型流量计， 例如 Micromotion CFM-010M。Coriolis 型流量计可 在典型的注射系统流速下产生大约 20 到 70kPa(3 到 10psi) 的差压。
在任何实施方式中， 在将淤浆催化剂组合物加料到聚合反应器之前， 第一载液 28 可与第一淤浆催化剂组合物 30 组合并且 / 或者第二载液 22 可与第二淤浆催化剂组合物 32 组合。所述第一和第二载液 18、 22 可被引入进正在向下移动的淤浆催化剂组合物中。淤浆 催化剂组合物和载液的混合物可分别通过第一或第二载体 / 催化剂混合器 34、 36 或长导管 道 ( 例如套管 (tubing))， 以在被注射到聚合反应器或与第一或第二载气 38， 40 相接触之前 进行混合。 第一或第二载液 28， 22 可以是非反应性液体 ( 例如烷烃如异戊烷或己烷 )， 或可 以是烯烃共聚单体 ( 例如己烯、 丁烯 ) 或其他通常加到工艺中的合适液体。合适的液体在 所述混合物离开聚合反应器中的第一或第二注射装置 18， 22 后优选协助淤浆催化剂组合 物的分散。
任何实施方式可包括第一或第二载液控制装置 42、 24。可使用任何适于控制第一 或第二载液 18、 22 的流量的控制装置， 例如控流电动阀。
在任何实施方式中， 第二载液控制装置 24 控制第二淤浆进料系统 14 的工艺参数。 该工艺参数可以是第二淤浆催化剂组合物流速， 或者可以是影响第二淤浆催化剂组合物 32 的流速的任何工艺参数。如上述讨论的， 各种工艺参数会影响淤浆流。例如， 已发现提高第 二载液流速以减小第二淤浆催化剂流速。尽管不希望受理论的束缚， 但据称增大第二载液 22 的流量会提高第二淤浆进料系统 14 的背压， 从而减小了来自供给系统的淤浆催化剂组 合物 32 到第二淤浆进料系统 14 的流量。因而， 在至少一个实施方式中， 第二淤浆进料系统 14 的工艺参数可为第二载液流速、 第二淤浆进料系统中的背压、 或第二淤浆进料系统中的 差压。
在本文的任何实施方式中， 第二载液控制装置 24 基于第一淤浆催化剂组合物流 速与第二淤浆催化剂组合物流速的比率可控制工艺参数。通过改变第二载液流量， 所选择 的工艺参数会变化并第二催化剂组合物流速会变化， 从而第一与第二催化剂组合物流速的 比率受影响。就是说， 因为对要控制的工艺参数进行选择以直接控制或影响第二淤浆催化 剂组合物流速， 所以通过控制工艺参数， 控制第二催化剂组合物流速与第一催化剂组合物 流速的比率在期望的比率下。在至少一个实施方式中， 第一淤浆催化剂组合物流速与第二 淤浆催化剂组合物流速的比率被控制在介于大约 0.8 ∶ 1 到大约 1.2 ∶ 1 之间， 或大约 0.9 ∶ 1 到大约 1.1 ∶ 1 之间。
在本文的任何实施方式中， 第二淤浆进料系统 14 还包括第二载液流量计 44、 第二 载液控制器 46、 和第二淤浆流量控制器 48。在一些实施方式中， 通过第二载液控制装置 24 控制的工艺参数是由第二载液流量计 44 测定的第二载液流速。第二载液控制器 46 基于第 二载液流速和来自第二淤浆流量控制器 48 的第二载体流设定点来控制第二载液控制装置 24。第二载液流量计 44 和第二载液控制器 46 可以是适于测定和控制载液流量的任何标准 工业设计。在任何实施方式中， 第二淤浆流量控制器 48 可以是适于测定和控制淤浆催化剂
组合物的任何标准工业设计。在至少一种实施方式中， 通过自动控制回路控制第二载液 22 的流速。由第二淤浆流量控制器 48 产生第二载液流速的设定点。随着设定点的改变和第 二载液流速的改变， 第二淤浆组合物流受影响。就是说， 随着第二载液 22 流速的提高， 第二 淤浆催化剂组合物流速降低， 反之亦然。因而， 在一些实施方式中， 第二淤浆组合物的流速 可以通过控制第二载液控制器 46 的设定点而受第二淤浆流量控制器 48 的控制， 这反过来 控制第二载液 22 的流速。
在本文的一些实施方式中， 第二淤浆流量控制器 48 可接收作为所测工艺变量的 第二淤浆催化剂组合物流速和作为工艺变量设定点的第一淤浆催化剂组合物流速， 并产生 用于第二载液控制器 46 的载体流量设定点。通过接收作为工艺变量设定点的第一淤浆催 化剂组合物流速， 第一与第二淤浆组合物流速的比率被控制在大约 1 ∶ 1。 在其他实施方式 中， 第二淤浆流量控制器 48 是流速比率控制器， 其中该第二淤浆流量控制器接收第一和第 二淤浆流速并且基于第一淤浆流速与第二淤浆流速的比率而产生到第二载液控制器 46 的 载体流设定点。
在本文的任何实施方式中， 第二淤浆进料系统 14 还包括第一或第二淤浆流量控 制装置 50、 52。可使用第一或第二淤浆流量控制装置 50、 52 来切断到第一或第二淤浆进料 系统 12、 14 的流量或者可以另外调节第一或第二淤浆进料系统中的流量或压力。 本文中的任何实施方式还包括协助将淤浆催化剂组合物带进聚合反应器的第一 或第二载气 38、 40。第一或第二载气 38、 40 可以是惰性气体， 例如氮气。第一或第二载气控 制装置 54、 56 可分别控制第一或第二载气 38、 40 的流量。
本文中的任何实施方式还包括第一或第二载体 / 催化剂混合器 34、 36。第一或第 二载体 / 催化剂混合器 34、 36 可以是被设计用于向下液流的在线混合物装置， 其提供淤浆 催化剂组合物和第一或第二载液 28、 22 的混合。在至少一个实施方式中， 第一或第二载体 / 催化剂混合器 34、 36 位于第一或第二淤浆催化剂组合物与第一或第二载液 28、 22 组合之 后， 以及第一或第二载气 38、 40 被注射进该混合流之前。
本文中的任何实施方式还可以包括第一载液控制装置 42， 其用于控制到第一催化 剂注射装置 18 中的第一载液 28 的流量。
一类实施方式提供了用于加料淤浆催化剂组合物的系统， 该系统包括 ： 第一於浆 进料系统 12 和第二於浆进料系统 14， 所述第一淤浆进料系统 12 包括第一淤浆流量计 16 和 第一催化剂注射装置 18， 其中所述第一淤浆流量计测定到第一催化剂注射装置中的第一淤 浆催化剂组合物流速 ； 所述第二淤浆进料系统 14 包括第二淤浆流量计 20、 第二载气 40、 第 二载气控制装置 56、 和第二催化剂注射装置 26， 其中所述第二淤浆流量计测定到第二催化 剂注射装置中的第二淤浆催化剂组合物流速， 并且其中第二载气控制装置 56 基于第一淤 浆催化剂组合物流速与第二淤浆催化剂组合物流速的比率控制第二淤浆进料系统 14 的工 艺参数。
在本文的任何实施方式中， 第二气体控制装置 56 可控制第二淤浆进料系统 14 的 工艺参数。该工艺参数可以是第二淤浆催化剂组合物 32 流速， 或可以是影响第二淤浆催化 剂组合物 32 流速的任何工艺参数。因而， 在至少一个实施方式中， 第二淤浆进料系统 14 的 工艺参数可以是第二淤浆催化剂组合物流速、 第二载气流速、 第二淤浆进料系统 14 中的背 压、 或第二淤浆进料系统 14 中的差压。
第二载气控制装置 56 可以基于第一淤浆催化剂组合物流速与第二淤浆催化剂组 合物流速的比率来控制工艺参数。所述的工艺参数可以这样选择， 结果第二催化剂组合物 的流速通过改变工艺参数而发生改变， 从而第一催化剂组合物流速与第二催化剂组合物流 速的比率受到影响。在至少一个实施方式中， 第一淤浆催化剂组合物流速与第二淤浆催 化剂组合物流速的比率可被控制在介于大约 0.8 ∶ 1 到大约 1.2 ∶ 1 之间， 或介于大约 0.9 ∶ 1 到大约 1.1 ∶ 1 之间。
在本发明的至少一个实施方式中， 第二淤浆进料系统 14 还包括第二载气流量计 58、 第二载气控制器 60、 和第二淤浆流量控制器 48， 其中由第二载气控制器 60 控制的工艺 参数是通过第二载气流量计 58 测定的第二载气流速， 其中第二载气控制器 60 基于第二载 气流速和来自第二淤浆流量控制器 48 的第二载体流量设定点来控制第二载气控制装置 56。
在一些实施方式中， 第二淤浆流量控制器 48 接收作为所测工艺变量的第二淤浆 催化剂组合物流速和作为工艺变量设定点的第一催化剂组合物流速， 并且产生用于第二载 气控制器 60 的载体流量设定点。通过接收作为工艺变量设定点的第一淤浆催化剂组合物 流速， 第一与第二淤浆催化剂组合物流速的比率被控制在大约 1 ∶ 1。在其他实施方式中， 第二淤浆流量控制器 48 为比率控制器， 其中第二淤浆流量控制器 48 接收第一和第二淤浆 催化剂流速并基于第一淤浆催化剂流速与第二淤浆催化剂流速的比率产生到第二载气控 制器 60 的载体流量调定点。 另一类实施方式提供了一种控制淤浆催化剂流量的方法。在这种实施方式中， 提 供淤浆催化剂组合物 10 并将其分成第一淤浆催化剂组合物 30 和第二淤浆催化剂组合物 32。测定到第一催化剂注射装置 18 的第一淤浆催化剂组合物 30 的流速， 例如， 通过第一淤 浆流量计 16。 此外， 测定到第二催化剂注射装置 26 的第二淤浆催化剂组合物 32 的流速， 例 如， 通过第二淤浆流量计 20。 接着， 基于第一淤浆催化剂组合物流速与第二淤浆催化剂组合 物流速的比率控制第二淤浆进料系统 14 的工艺参数。
在本文的任何实施方式中， 工艺参数被选择为对第二淤浆催化剂组合物流速具有 直接或间接影响的第二淤浆进料系统 14 的参数。在任何实施方式中， 该工艺参数对第二淤 浆催化剂组合物流速具有足够强的相关性， 结果第一淤浆催化剂组合物流速与第二淤浆催 化剂流速的比率可以通过控制该工艺参数而被有效控制。在至少一个实施方式中， 第二淤 浆进料系统的工艺参数与第二淤浆催化剂组合物流速具有足够强的相关性， 从而允许将第 一淤浆催化剂组合物流速与第二淤浆催化剂组合物流速的比率控制在介于大约 0.8 ∶ 1 到 大约 1.2 ∶ 1 之间， 或介于大约 0.9 ∶ 1 到大约 1.1 ∶ 1 之间。与第二淤浆催化剂组合物 流速产生足够强相关性的工艺参数可包括， 实际的第二淤浆催化剂组合物流速、 第二载液 流速、 第二载气流速、 第二淤浆进料系统中的背压、 或第二淤浆进料系统中的差压。
现场试验已经表明， 第二载液 22 的流速对第二淤浆催化剂组合物 32 的流量具有 实质影响。 因此， 在本文的一些实施方式中， 第二淤浆进料系统的工艺参数可被选择为第二 载液流速。在这些实施方式中， 供应第二载液 22 并将其与第二淤浆催化剂组合物 32 组合。 对第一淤浆催化剂组合物流速与第二淤浆催化剂组合物流速进行比较， 例如在第二淤浆流 量控制器 48 中进行比较。接着， 增大或减小第二载液 22 的流速来调节相对于第一淤浆催 化剂组合物流速的第二催化剂组合物流速。例如， 如果第二淤浆催化剂组合物流速高于第
一淤浆催化剂组合物流速， 那么增大第二载液流速， 或者如果第二淤浆催化剂组合物流速 低于淤浆催化剂组合物流速， 那么减小第二载液流速。
在任何实施方式中， 第一淤浆催化剂组合物流速与第二淤浆催化剂组合物流速可 被比较并控制， 例如通过自动控制系统增大或减小第二载液流速来控制。自动控制系统可 以是任何自动控制系统， 包括电子分配控制系统或计算机控制系统。 在其他实施方式中， 可 手动完成控制。
在本文的任何实施方式中， 第一淤浆进料系统 12 可包括第一载液 28、 和 / 或第一 载气 38。改变第一载液 28 或第一载气 38 的流速可用来调节第一催化剂组合物流速。调节 第一催化剂组合物流速还影响第一和第二淤浆催化剂组合物 30、 32 的相对流量。从而， 在 至少一个实施方式中， 可调节第一载液流速或第一载气流速来调整相对于第一淤浆催化剂 组合物流速的第二催化剂组合物流速。 例如， 如果第一淤浆催化剂组合物流速太高， 那么可 以增大第一载液流速， 这将会降低第一淤浆催化剂的流速。这具有降低第一淤浆催化剂组 合物流速与第二淤浆催化剂组合物流速的比率的影响。
在本文的任何实施方式中， 第二淤浆进料系统 14 可供应要与淤浆催化剂组合物 和载液的混合物组合的第二载气 40。也已表明第二载气 40 的流速会影响第二淤浆催化剂 组合物 32 的流速。因而， 在一些实施方式中， 被选择影响第二淤浆催化剂流速的第二淤浆 进料系统的工艺参数可以是第二载气流速。在这些实施方式中， 可比较第一淤浆催化剂组 合物流速和第二淤浆催化剂组合物流速。接着， 可增大或减小第二载气流速来调节相对于 第一淤浆催化剂组合物流速的第二催化剂组合物流速。例如， 如果第二淤浆催化剂组合物 流速高于第一淤浆催化剂组合物流速， 那么可以增大第二载气流速， 或者如果第二淤浆催 化剂组合物流速低于第一淤浆催化剂组合物流速， 那么可以减小第二载气流速。 在任何实施方式中， 第一淤浆催化剂组合物流速与第二淤浆催化剂组合物流速可 被比较并控制， 例如可通过使用自动控制系统增大或减小第二载气流速来进行控制。所述 的自动控制系统可以是任何自动控制系统， 其包括电子分配控制系统或计算机控制系统。 在其他实施方式中， 可手动完成控制。
第一淤浆进料系统 14 还可供应第一载液 28 和 / 或第一载气 38。第一载液 28 和 第一载气 38 的流速会影响第一淤浆催化剂组合物 30 的流速。因此， 在一些实施方式中， 可 调节第一载液流速或第一载气流速来调节第一催化剂组合物流速。 这会影响第一与第二淤 浆催化剂组合物流速的比率， 从而有效地调节相对于第一淤浆催化剂组合物流速的第二催 化剂组合物流速。
注射装置
第一和第二催化剂注射装置 18、 26 可以是适于将淤浆催化剂注射进聚合反应器 的任何设计。美国专利 6,606,675、 6,608,149 和 6,956,089 讨论了淤浆催化剂组合物、 用 于生产淤浆催化剂组合物的系统、 和适于与本发明一起使用的注射设备 ( 装置 )。
在任何实施方式中， 第一和第二催化剂注射装置 18、 26 可包括催化剂注射管， 其 通过填料进入反应器并扩展到流化床中。 插入深度通常取决于反应器的直径并可延伸反应 器直径的大约 1/20 到 1/2， 反应器直径的大约 1/10 到 1/2， 或大约 1/5 到 1/3。
注射导管可在流化床内的结构 ( 支承管 ) 内部中被支承以提供结构完整性。这种 支承导管可以是厚壁管， 其内径为从大约 0.64cm 到大约 12.7cm(1/4 英寸到 5 英寸 )， 大约
1.3cm 到大约 7.6cm(1/2 英寸到 3 英寸 )， 或大约 1.9cm 到大约 5cm(3/4 英寸到 2 英寸 )。 这 种支承管可延伸通过反应器壁大约达到注射管的长度， 从而允许注射管延伸经过其至多大 约 25.4cm(10 英寸 )， 大约 0.25cm 到 12.7cm(0.1 到 5 英寸 )， 或大约 0.25cm 到 7.6cm(0.1 到 3 英寸 )。在一些实施方式中， 所述的注射管可正好在支承管末端内部终止。反应器中的 支承管末端可被水平并垂直于该管轴线的方式切割， 或可以以从大约 10 到 80 度的角度逐 渐变细。支承管的末端可被抛光或涂布有抗静电或防污材料。
液体清洗流 ( 通常为新鲜的单体、 乙烯、 己烷、 异戊烷、 循环气等等 ) 可被从反 应器的外部沿着支承管向下引入， 以协助催化剂组合物的分散， 从而允许产生具有优良 形态的树脂粒状颗粒， 其结块少并且 APS( 平均颗粒尺寸 ) 的范围为大约 0.01cm 到大约 0.3cm(0.005 到 0.10 英寸 )。液体清洗流可帮助最小化催化剂注射管以及支承管末端的结 垢。 在一些实施方式中， 支承管的出口末端可设计喷嘴， 从而形成喷射的或分散的液体清洗 流而有助于催化剂组合物的分布。在一些实施方式中， 支承管的内径以锥形逐步减小从而 形成使流体流加速和 / 或分散的喷嘴。
聚合工艺
本文描述的实施方式可适于任何聚合方法中， 其中淤浆催化剂被加料到若干个注 射点中。该方法可包括在催化剂的存在下， 一种或多种烯烃 ( 其中的至少一种为乙烯、 丙 烯或其他单体 ) 的气相流化床聚合 ( 见例如美国专利 4,543,399、 4,588,790、 5,028,670、 5,317,036 、 5,352,749 、 5,405,922 、 5,436,304 、 5,453,471 、 5,462,999 、 5,616,661 和 5,668,228)。其他聚合方法， 特别是气相流化床法， 可包括包含气相和液相的循环流体。
本发明的方法可以针对具有从 2 到 30 个碳原子、 优选 2 到 12 个碳原子， 或2到 8 个碳原子的一种或多种烯烃单体的气相聚合方法。本发明非常适于乙烯、 丙烯、 1- 丁烯、 1- 戊烯、 4- 甲基 -1- 戊烯、 1- 己烯、 1- 辛烯和 1- 葵烯的两种或更多种烯烃单体的聚合。
可用在本方法中的其他单体可包括烯属不饱和单体、 具有 4 到 18 个碳原子的二 烯、 共轭的或非共轭的二烯、 多烯、 乙烯基单体和环烯。可用在本发明中的非限制性单体可 包括降冰片烯、 降冰片二烯、 异丁烯、 异戊二烯、 乙烯基苯并环丁烷、 苯乙烯、 烷基取代的苯 乙烯、 亚乙基降冰片烯、 二环戊二烯和环戊烯。
在一类实施方式中， 可以生产乙烯共聚物， 其中， 与乙烯一起， 含有至少一个具有 从 3 到 15 个碳原子、 从 4 到 12 个碳原子、 或从 4 到 8 个碳原子的 α- 烯烃的共聚单体可在 气相工艺中聚合。
在气相工艺中， 反应器的压力可从大约 690kPa 表压 (100psig) 到大约 4138kPa 表 压 (600psig)， 从大约 1379kPa 表压 (200psig) 到大约 2759kPa 表压 (400psig)， 或从大约 1724kPa 表压 (250psig) 到大约 2414kPa 表压 (350psig) 变化。
在接触步骤期间， 气相工艺中的反应器温度可从大约 30 ℃到大约 120 ℃， 大约 60℃到大约 115℃， 大约 70℃到 110℃， 或大约 70℃到大约 95℃变化。
本发明所预期的其他气相方法可包括串联或多阶聚合工艺。本发明所预期的 气 相 工 艺 还 可 以 包 括 在 美 国 专 利 5,627,242、 5,665,818 和 5,677,375 以 及 欧 洲 公 布 EP-A-0794200EP-B1-0649992、 EP-A-0802202 和 EP-B-634421 中描述的那些工艺。
本发明还针对用于单独聚合丙烯或将丙烯与包括乙烯、 和 / 或具有从 4 到 12 个碳 原子的其他烯烃的一种或多种其他单体进行聚合的聚合方法， 例如， 气相聚合方法。 可在本方法中生产的丙烯基聚合物包括无规立构聚丙烯、 全同立构聚丙烯、 和间同立构聚丙烯。 其 他丙烯聚合物包括丙烯无规共聚物、 丙烯嵌段共聚物或丙烯抗冲共聚物。
除非另有说明， 短语 “基本由…组成” 和 “基本上由…组成的” 不排除其它步骤、 元 素或材料的存在 ( 无论是否在说明书中提及 )， 前提是这些步骤、 元素和材料不影响本发明 基础的、 新颖的特性， 而且该短语不排除与所用元素和材料相关的常见的杂质。
为了简便起见， 本文中仅仅明确公开了某些数值范围。 然而， 某一下限可以与任何 其它上限组合用于限定未明确记载的范围， 类似地， 某一下限可以与任何其它下限组合用 于限定未明确记载的范围， 同样， 某一上限也可以与任何上限组合用于限定未明确记载的 范围。另外， 两端点之间的每个点或单独值也包括在范围内 ( 即使没有明确记载 )。因此， 每个点或单独值本身可作为上限或下限与其它点或单独值或其它上下限组合用于限定未 明确记载的范围。
通过引用将所有的现有技术文献结合在本文中， 前提是这种结合是被允许的并且 其公开内容不与本发明的描述相矛盾。此外， 本文引用的所有参考文献 ( 包括测试过程、 出 版物、 专利、 期刊论文等 ) 均通过引用结合在本文中， 前提是这种结合是被允许的并且其公 开内容不与本发明的描述相矛盾。
尽管根据大量实施方式和实施例来描述本发明， 但本领域技术人员应当理解， 在 不脱离本发明的范围和精神的前提下， 可以根据本文的公开内容而设计出其它的实施方 式。