丙烯的聚合的制作方法

1.本公开涉及丙烯的聚合。


背景技术：

2.聚丙烯可通过在一个或多个反应器中聚合丙烯来制备，在所述一个或多个反应器中引入了诸如单体、共聚单体、催化剂、活化剂、链转移剂和催化剂稀释剂等进料物质。反应器内的聚合反应产生作为聚合产物的一部分的聚丙烯。可回收丙烯，并且通常可在反应器的下游在单体回收系统中进一步处理聚合产物的剩余部分(例如，未反应的丙烯、未反应的共聚单体和催化剂稀释剂)。聚丙烯可为均聚物、无规共聚物或嵌段共聚物。
3.存在对改进丙烯聚合方法和系统的持续需求。


技术实现要素：

4.本文公开了一种用于在环流淤浆反应器中聚合丙烯的方法。所述方法可包括在本体聚合条件下在环流淤浆反应器中聚合丙烯以生产聚丙烯。在所述方法中，聚合步骤的时空产率(sty)大于0.36且小于0.60吨聚丙烯/小时/m3的所述环流淤浆反应器。在所述方法中可利用各种操作条件，这包括：在所述环流淤浆反应器中以在约75吨/小时至约90吨/小时的范围内的生产速率生产聚丙烯；利用在约1:40至约1:65吨/小时:m3/小时的范围内的所述生产速率与冷却剂流速的比率；利用在约11:1至约20:1吨/小时:℃的范围内的所述生产速率与温度差的比率；利用在约0.0352:1至约0.637:1吨/小时:m2的范围内的所述生产速率与冷却剂接触表面的表面积的比率；以及利用在约1:40:0.087吨/小时:m3/小时:℃至约1:65:0.050吨/小时:m3/小时:℃的范围内的所述生产速率与所述冷却剂流速与所述温度差的比率。在各方面，所述方法可另外包括：通过至少三个连续输出阀排出聚合产物，使得平均排出流速是在约20至约30吨聚丙烯/小时/阀的范围内；使所述聚合产物通过多个闪蒸管线加热器(每一者都连接到一个连续输出阀)流动到分离器，其中闪蒸管线加热器中的每一者具有在约3.89kpa/m至约4.97kpa/m的范围内的总压降；以及在所述分离器中将所述聚合产物分离为聚丙烯产物流和蒸气产物流。所述方法的各方面包括将所述蒸气产物流再循环到所述环流淤浆反应器。替代的方面包括使所述蒸气产物流的一部分流动到丙烯回收系统，所述丙烯回收系统被配置为从蒸气中回收丙烯并且将丙烯再循环到所述环流淤浆反应器。在各方面，可将聚丙烯产物脱气以回收脱气的丙烯，并且脱气的蒸气可流动到所述丙烯回收系统。
5.本文还公开了一种丙烯聚合系统，所述丙烯聚合系统可具有环流淤浆反应器和热交换系统。所述环流淤浆反应器具有垂直支管和弯管，其中每个垂直支管通过所述弯管中的一者联接到相邻的垂直支管。所述热交换系统具有冷却通道和热交换器。每个冷却通道联接到所述热交换器并且被配置为仅冷却所述环流淤浆反应器的所述垂直支管中的两者。
6.本文还公开了一种丙烯聚合系统，所述丙烯聚合系统可具有：环流淤浆反应器；连续输出阀，所述连续输出阀流体地联接到所述环流淤浆反应器；闪蒸管线加热器，所述闪蒸
管线加热器联接到所述连续输出阀；入口歧管，所述入口歧管具有连接到或以其他方式联接到所述闪蒸管线加热器中的每一者的入口侧；以及分离器，所述分离器连接到或以其他方式联接到所述入口歧管的出口侧。
附图说明
7.以下附图形成本说明书的一部分，并且被包括来进一步展示本发明的某些方面。可通过参考这些附图中的一个或多个附图并结合本文呈现的特定实施方案的详细描述更好地理解本发明。
8.图1示出了根据本公开的方面的丙烯聚合系统的示例性工艺流程图。
9.图2示出了图1的环流淤浆反应器的热交换系统的示例性示意图。
10.图3a至图3e是根据本公开的入口歧管的各种视图。
11.虽然本文公开的发明易产生各种修改和替代形式，但是仅在附图中通过举例示出并在下文详细地描述了几个特定实施方案。附图以及这些特定实施方案的详细描述不意图以任何方式限制本发明概念或所附权利要求的宽度或范围。相反，提供附图和详细书面描述是为了对本领域普通技术人员说明本发明概念，并且使得此类人员能够获得和使用本发明概念。
具体实施方式
12.呈现上文描述的附图和下文对特定结构和功能的书面描述并不是为了限制申请人已经发明的事物的范围或所附权利要求的范围。相反，提供附图和书面描述是为了教导本领域技术人员获得和使用寻求专利保护的发明。本领域技术人员将了解，为了清楚和理解，并未描述或示出本发明的商业实施方案的所有特征。本领域技术人员还将了解，结合本发明的方面的实际商业实施方案的开发将需要许多特定于实现方式的决策以实现开发者对商业实施方案的最终目标。此类特定于实现方式的决策可能包括但可能不限于对系统相关、业务相关、政府相关和其他约束的遵从性，这些约束可能因具体实现方式、位置和时间而异。虽然开发者的工作在绝对意义上可能复杂且耗时，然而对于受益于本公开的本领域技术人员来说，此类工作将是一项常规任务。必须理解，本文公开和教导的发明容易有众多不同的修改和替代形式。最后，单数术语(诸如但不限于“一个(a)”)的使用不意图限制物品的数量。此外，在书面描述中使用关系术语，诸如但不限于“顶部”、“底部”、“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”、“向下”、“向上”、“侧部”等是为了清楚地具体参考附图，并且不意图限制本发明或所附权利要求的范围。
13.本文使用术语“配置为”、“配置为使用”或“适于使用”和类似的语言来反映具体列举的结构或程序用于烯烃聚合系统或工艺中。例如，除非另有指明，否则如技术人员已经理解的，特定结构“配置为使用”表示所述特定结构被“配置为用于烯烃聚合反应器系统中”，并且因此被设计、成形、布置、构造，和/或定制成实现烯烃聚合。
14.术语“导管”和“管线”是可互换的，并且如本文所使用是指被配置用于供材料从中流过的物理结构，诸如管道或管件。在“导管”或“管线”中流动的材料可为气相、液相、固相或这些相的组合。
15.如本文所使用的术语“流”是指流过“导管”或“管线”的材料的物理成分。
16.本文公开了一种用于丙烯聚合的系统和方法。所述系统和方法通常实现本体聚合条件并且在比先前在被配置用于丙烯聚合的环流淤浆反应器中所实现更大的反应器时空产率(sty)下操作。例如，丙烯聚合的当前sty为约0.273吨聚丙烯/小时/m3的反应器(2.27磅聚丙烯/小时/加仑的反应器)。在不改变反应器容积的情况下，所公开的系统和方法可实现大于0.36且小于0.60吨聚丙烯/小时/m3的环流淤浆反应器(大于3且小于5磅聚丙烯/小时/加仑的循环淤浆反应器)的sty。另外地，所公开的系统和方法利用了与先前用于丙烯聚合的那些不同的各种操作条件和配置(例如，关于连续输出阀、环流反应器冷却回路、闪蒸管线加热器对分离器配置)。
17.现在转向附图，图1示出了根据本公开的方面的丙烯聚合系统100。丙烯聚合系统100通常包括环流淤浆反应器110、至少三个连续输出阀120a至120d、闪蒸管线加热器130a至130d、入口歧管140、分离器150、脱气容器160和丙烯回收系统170。
18.环流淤浆反应器110通常具有垂直支管111(分别示出为支管111a至111l)，所述垂直支管也称为垂直区段。环流淤浆反应器110还具有弯管112(分别示出为弯管112a至112l)，所述弯管也称为上部水平区段和下部水平区段，所述弯管连接垂直支管111，使得形成反应环流中的流动路径。垂直支管111中的每一者平行于相邻的垂直支管111并且通过弯管112中的一者联接到所述相邻的垂直支管。丙烯的聚合发生在由反应环流限定的反应区中。一个或多个泵113可与环流淤浆反应器110中的流动路径联接并且(例如，经由马达/泵轮布置)被配置为使淤浆在流动路径环流中循环。泵或循环器可为轴向流、径向流或混合流的。在各方面，环流淤浆反应器110可具有约151m3至约208m3(40,000加仑至55,000加仑)；可替代地约170m3至约189m3(45,000加仑至约50,000加仑)；可替代地约174m3(46,000加仑)；可替代地约178m3(47,000加仑)；可替代地约182m3(48,000加仑)；可替代地约185m3(49,000加仑)的容积。
19.每个弯管112a至112l连接到垂直支管111a至111l中的两者。在图1中，弯管112a连接到支管111a和111b，弯管112b连接到支管111b和111c，弯管112c连接到支管111c和111d，弯管112d连接到支管111d和111e，弯管112e连接到支管111e和111f，弯管112f连接到支管111f和111g，弯管112g连接到支管111g和111h，弯管112h连接到支管111h和111i，弯管112i连接到支管111i和111j，弯管112j连接到支管111j和111k，弯管112k连接到支管111k和111l，并且弯管112l连接到支管111l和111a。
20.每个垂直支管111a至111l连接到弯管112a至112l中的两者。支管111a连接到弯管112a和112l，支管111b连接到弯管112a和112b，支管111c连接到弯管112b和112c，支管111d连接到弯管112c和112d，支管111e连接到弯管112d和112e，支管111f连接到弯管112e和112f，支管111g连接到弯管112f和112g，支管111h连接到弯管112g和112h，支管111i连接到弯管112h和112i，支管111j连接到弯管112i和112j，支管111k连接到弯管112j和112k，并且支管111l连接到弯管112k和112l。
21.支管111a连接到弯管112a和112l，支管111b连接到弯管112a和112b，支管111c连接到弯管112b和112c，支管111d连接到弯管112c和112d，支管111e连接到弯管112d和112e，支管111f连接到弯管112e和112f，支管111g连接到弯管112f和112g，支管111h连接到弯管112g和112h，支管111i连接到弯管112h和112i，支管111j连接到弯管112i和112j，支管111k连接到弯管112j和112k，并且支管111l连接到弯管112k和112l。
22.在各方面，垂直支管111中的至少一些可包括冷却夹套。图1示出了在相应的垂直支管111(分别示出为支管111a至111l)中的每一者上的冷却夹套114(分别示出为夹套114a至114l)。冷却夹套114通常可包裹在垂直支管111的外表面周围。本文公开的丙烯聚合反应是放热的；因此，环流淤浆反应器110中的反应温度可通过从环流淤浆反应器110中去除热量，即通过利用冷却夹套114来控制。冷却剂流过每个冷却夹套114a至114l并且通过接触附接有冷却夹套114a至114l的相应的支管111a至111l的外表面来吸收环流淤浆反应器110中生成的热量。在每个冷却夹套114a至114l中，冷却剂由于从相应的支管111a至111l接收到热量而升温，并且从相应的冷却夹套114a至114l流动到热交换器。针对图2更详细地描述了在通往和始于热交换器的冷却通道中从环流淤浆反应器110中去除热量的冷却剂流动。
23.虽然图1中的环流淤浆反应器110包括十二个垂直支管111a至111l和十二个弯管112a至112l，但可设想的是，环流淤浆反应器110可包括比图1所示更多或更少的支管111和弯管112。通常，支管111的数量等于环流淤浆反应器110中的弯管112的数量。支管111通常具有直线管形状。弯管112可具有连接到垂直支管111中的两者并且允许反应混合物从两个垂直支管111中的第一支管流过弯管112并流动到两个垂直支管111中的第二支管中的任何形状或形式。例如，在一些配置中，弯管112可具有连续弯曲(例如，具有弯曲的u形)，而不是如图1所示的方形u形；可替代地，弯管112可具有如图1所示的方形u形；可替代地，弯管112中的一些可具有连续弯曲，而弯管112中的其他弯管可具有方形u形。
24.在各方面，环流淤浆反应器110的内径可在约0.3048m至约0.914m(12英寸至36英寸)的范围内。在另外的方面，环流淤浆反应器110的外径可在约0.3048m至约0.914m(12英寸至36英寸)的范围内。环流淤浆反应器110可具有在整个环流中相同的内径；可替代地，第一部分(例如，排出管线附近的一个或多个部分)可具有大于环流反应器110的第二部分的内径，其中两个部分具有在约0.3048m至约0.914m(12英寸至36英寸)的范围内的内径。
25.丙烯进料流115被配置为将丙烯单体进给到环流淤浆反应器110中的反应区。丙烯进料流115可携带丙烯在连接到环流淤浆反应器110(例如，连接到支管111中的一者或弯管112中的一者)的一个或多个进料导管或管道中流动。基于进料流115的总重量，丙烯进料流115可含有大于95、96、97、98、99、99.5或99.9重量％的丙烯。丙烯进料流115可另外含有乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、戊烷、氮气、氢气、氧气、存在于单体进料流中的任何杂质或其组合。在一些方面，丙烯进料流115可为聚合等级丙烯流(例如，基于丙烯进料流115的总重量，具有至少约99.5重量％的丙烯和小于约0.5重量％的除丙烯以外的组分)；可替代地，丙烯进料流115可为中间等级丙烯流(例如，基于丙烯进料流115的总重量，具有约95重量％至约99.5重量％的丙烯和大于约0.5重量％且小于约5重量％的除丙烯以外的组分)。在一些方面，中间等级丙烯流可含有约0.1至约4重量％的丙烷。在一些方面，聚合等级丙烯流可含有约0.1至约0.5重量％的丙烷。
26.任选的共聚单体进料流116被配置为将共聚单体进给到环流淤浆反应器110。共聚单体进料流116可在连接到环流淤浆反应器110(例如，连接到支管111中的一者或弯管112中的一者)的共聚单体导管或管道中流动。尽管本公开的各方面包括用于形成聚丙烯的均聚物的丙烯的均聚(例如，使用丙烯进料流115而不使用共聚单体进料流116)，但替代的方面包括丙烯和共聚单体(诸如乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯或1-癸烯)的共聚。可相对于一定量的丙烯将一定量的共聚单体进给到环流淤浆反应器110，使得共聚单体基于丙
烯共聚物的总重量以如下范围存在于所得丙烯共聚物中：约0.01重量％至约20重量％；可替代地约0.01重量％至约10重量％；可替代地约0.01重量％至约5重量％；可替代地约0.1重量％至约4重量％。
27.催化剂进料流117被配置为将催化剂进给到环流淤浆反应器110以在本体聚合条件下与丙烯单体和任选的共聚单体接触。催化剂进料流117可在连接到环流淤浆反应器110(例如，连接到支管111中的一者或弯管112中的一者)的催化剂进料导管或管道中流动。催化剂可包括可用于聚合丙烯单体的任一种或多种催化剂或任一种或多种催化剂体系。例如，一种或多种催化剂或一种或多种催化剂体系可选自铬基催化剂、包括单种和多种(两种或更多种)茂金属催化剂两者的单中心过渡金属催化剂、齐格勒-纳塔催化剂或其组合。催化剂可被活化用于随后的聚合并且可与或不与载体材料缔合(例如，可为非均相的或均相的)。在一些方面，催化剂或催化剂体系可利用稀释剂进行稀释；而在替代的方面，催化剂或催化剂体系可作为纯材料(不稀释)进给到环流淤浆反应器110。在一些方面，催化剂或催化剂体系可在位于环流淤浆反应器的上游的容器中与丙烯单体预接触，并且含有催化剂或催化剂体系的预接触混合物可在催化剂进料流117中进给到环流淤浆反应器。预接触容器可包括分批反应器、连续反应器、环流反应器、导管或管道。合适的催化剂稀释剂包括在进料和聚合条件下是惰性的并处于液相或者在淤浆聚合条件下为超临界流体的烃。例如，合适的催化剂稀释剂包括丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、正己烷、正庚烷或其组合。在一个或多个方面，催化剂稀释剂是丙烷、异丁烷、异戊烷(异戊烷(i-pentane))或其组合。
28.再循环流118被配置为将从环流淤浆反应器110排出的聚合产物中回收的未反应的丙烯往回进给到环流淤浆反应器110。再循环流118可在连接到环流淤浆反应器110(例如，连接到支管111中的一者或弯管112中的一者)的再循环导管或管道中流动。再循环流118通常是含有未反应的丙烯的再循环等级丙烯流。在各方面，再循环流118可另外含有氮气、未反应的共聚单体、氢气、氧气、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、正己烷、正庚烷或其组合。在各方面，再循环流118可含有从分离器150、脱气容器160、丙烯回收系统170或其组合中回收的未反应的丙烯，这将在下文更详细地描述。
29.排出流119a至119d被配置为将聚合产物从环流淤浆反应器110中去除。每个排出流119a至119d可在连接到环流淤浆反应器110的排出导管或管道中流动。在每个排出流119a至119d从中流过的导管或管道中含有一个连续输出阀120a至120d。图1中的丙烯聚合系统100示出了四个排出流119a至119d。可设想的是，排出流119a至119d中的仅三者可被配置为以约75吨聚丙烯/小时的速率处理来自环流淤浆反应器110的一定流速的聚合产物，其中第四排出流119a、119b、119c或119d是离线的以用作备用(例如，如果某一在线连续输出阀发生故障，阀或排出流被堵塞，或者阀或排出流另外变得不可操作的话)；可替代地，可设想的是，四个排出流119a至119d可被配置为以约90吨聚丙烯/小时的速率处理来自环流淤浆反应器110的聚合产物流。每个排出流119a至119d从中流过的导管另外连接到相应的闪蒸管线加热器130a至130d。
30.在图1所示的丙烯聚合系统100中，四个连续输出阀120a至120d(也称为cto阀)被示出为经由排出流119a至119d流体地联接到环流淤浆反应器110。每个连续输出阀120a至120d另外流体地联接到闪蒸管线加热器130a至130d中的一者的端部131a至131d。在各方
面，连续输出阀120a至120d中的仅三者可被配置为是在线的，共同地被配置为以约75吨聚丙烯/小时的速率(例如，三个cto阀的平均流速是25吨/小时/阀)从环流淤浆反应器110抽取聚合产物，其中第四连续输出阀120a、120b、120c或120d是离线的以用作备用(例如，如果某一在线连续输出阀发生故障，阀或排出流被堵塞，或者阀或排出流另外变得不可操作的话)。在替代的方面，可设想的是，四个连续输出阀120a至120d可共同地被配置为以约90吨聚丙烯/小时的速率(例如，四个cto阀的平均流速是22.5吨/小时/阀)从环流淤浆反应器110抽取聚合产物。在各方面，每个连续输出阀120a至120d可具有约1英寸至约3英寸(约2.54cm至约7.62cm)；可替代地约1.5英寸(3.81cm)的内径。
31.在各方面，通过连续输出阀120a至120d的聚合产物的流动通常可为连续的，其中每个阀120a至120d被配置为在大于0％高达100％的开度下操作。在替代的方面，连续输出阀120a至120d中的任一者可被配置为在打开位置与关闭位置之间交替，使得连续输出阀120a至120d的共同操作允许从环流淤浆反应器110中连续去除聚合产物。
32.在替代的方面，一个或多个沉降支管可经由排出流119a至119d中的一者或多者联接到环流淤浆反应器110。在另外的方面，一个或多个沉降支管可用于排出流119a至119d中的一些排出流中，而连续输出阀可用于排出流119a至119d中的其他排出流中。
33.在其他替代的方面，一个或多个旋液分离器可经由排出流119a至119d中的一者或多者联接到环流淤浆反应器110。在另外的方面，一个或多个旋液分离器可用于排出流119a至119d中的一些排出流中，而连续输出阀可用于排出流119a至119d中的其他排出流中。在另外的方面，一个或多个旋液分离器可用于排出流119a至119d中的一些排出流中，而沉降支管可用于排出流119a至119d中的其他排出流中。在另外的方面，一个或多个旋液分离器可用于排出流119a至119d中的一些排出流中，而连续输出阀可用于排出流119a至119d中的其他排出流中，并且同时沉降支管可用于排出流119a至119d中的其他排出流中。
34.在图1的丙烯聚合系统100中示出了四个闪蒸管线加热器130a至130d。每个闪蒸管线加热器130a至130d具有(例如，经由排出流119a至119d的相应的导管)流体地联接到连续输出阀120a至120d中的一者的端部131a至131d。可设想的是，闪蒸管线加热器130a至130d中的仅三者可被配置为是在线的，其中第四闪蒸管线加热器130a、130b、130c或130d是离线的以用作备用(例如，如果某一在线连续输出阀发生故障，阀或排出流或闪蒸管线加热器被堵塞，或者阀或排出流或闪蒸管线加热器另外变得不可操作的话)；可替代地，四个闪蒸管线加热器130a至130d可被配置为是在线的。
35.每个闪蒸管线加热器130a至130d的端部131a至131d被配置为从相应的排出流119a至119d接收聚合产物。每个闪蒸管线加热器130a至130d被配置为向聚合产物供应热量，以便在聚合产物流过闪蒸管线加热器130a至130d时蒸发聚合产物中所含的液态烃(例如，未反应的丙烯、未反应的共聚单体、催化剂稀释剂)的至少一部分。在各方面，每个闪蒸管线加热器130a至130d可包括至少一个导管或管道，所述至少一个导管或管道具有热源(例如，包裹在导管或管道的一个或多个部分周围的一个或多个蒸汽夹套或一个或多个电加热器)，所述热源被配置为向导管或管道中流动的聚合产物供应热量。
36.在一些方面，闪蒸管线加热器130a至130d中的每一者可被配置为开放式流动通道闪蒸管线加热器，它是具有恒定直径的带夹套的管道，所述带夹套的管道在闪蒸管线加热器130a、130b、130c、130d的一个端部(例如，端部131a、131b、131c、131d)处通过将蒸汽注入
夹套中来加热，并且在相对端部(例如，相对端部132a、132b、132c、132d)处从夹套收集冷凝物。在开放式流动通道配置中，夹套可包括用于蒸汽的共用收集系统，所述蒸汽在将热量传递到移动通过闪蒸管线加热器130a至130d的产物混合物之后在夹套中冷凝成水。收集系统可包括被配置为收集冷凝物的向下开角的流动区段。
37.在一些替代的方面，导管或管道的具有热源的每个部分可称为闪蒸管线加热器130a、130b、130c或130d的区段，并且每个闪蒸管线加热器130a至130d可由多个区段组成。在一些方面，段的直径可从端部131a至131d增加到相对端部132a至132d。适合于闪蒸管线加热器130a至130d的配置进一步在美国专利号8,597,582和8,883,940中进行讨论，所述专利中的每一者以引用的方式整体并入。
38.入口歧管140被配置为将每个闪蒸管线加热器130a至130d与分离器150流体地联接。入口歧管140解决了以本文公开的生产速率和sty聚合丙烯时发现的问题：需要更多的排出流119a至119d、连续输出阀120a至120d和闪蒸管线加热器130a至130d。然而，已发现，仍然可通过利用所公开的入口歧管140将闪蒸管线加热器130a至130d适配到分离器150来使用单个分离器150，而不是堆叠多个分离器。入口歧管140的入口侧141可连接到闪蒸管线加热器130a至130d中的每一者的相对端部132a至132d，并且入口歧管140的出口侧142可连接到分离器150的入口151。在图1中，入口歧管140具有在入口歧管140的入口侧141上的入口法兰143a至143d，所述入口法兰与闪蒸管线加热器130a至130d的相对端部132a至132d上的对应的出口法兰133a至133d连接。入口歧管140还具有在入口歧管140的出口侧142上的出口法兰144，所述出口法兰(例如，经由分离器150的入口151上的对应的法兰)连接到分离器150的入口151。
39.聚合产物可从闪蒸管线加热器130a至130d的相对端部132a至132d流入入口歧管140的入口侧141中。入口歧管140被配置为将来自每个闪蒸管线加热器130a至130d的聚合产物引导到分离器150的入口151中。在针对图3a至图3e的描述中更详细地描述了入口歧管140。
40.分离器150可连接到入口歧管140的出口侧142。分离器150被配置为从入口歧管140接收聚合产物并且将聚合产物分离为含有烃和轻组分的蒸气产物流152以及含有聚丙烯和残余烃(例如，未反应的丙烯、未反应的共聚单体、催化剂稀释剂、进料杂质烃诸如丙烷等)的聚丙烯产物流153，所述残余烃被夹带在聚丙烯中或以其他方式残余地保留在聚丙烯中。蒸气产物流152和聚丙烯产物流153各自可在连接到分离器150的相应的导管或管道中流动。在各方面，分离器150可体现为闪蒸罐、闪蒸容器、闪蒸室、旋风分离器、高效旋风分离器或离心机。通常，分离器150可为有至少一部分是呈圆锥形形状的中空容器。分离器150的顶部可具有大于分离器150的底部的直径的直径。在一些方面，分离器150可具有以下直径：在约8英寸至约30英尺(0.203m至9.14m)的范围内；可替代地在约1英尺至约30英尺(0.305m至9.14m)的范围内；可替代地约8英寸至约12英寸(0.203m至0.305m)。在分离器150为旋风分离器的方面，旋风分离器的锥角可为约45
°
至约80
°
；可替代地约50
°
至约75
°
；可替代地约60
°
至约65
°
；可替代地约45
°
至约60
°
；可替代地约60
°
至约70
°
；可替代地约70
°
至约80
°
。
41.在各方面，可设想的是，分离器150包括两个容器。也就是说，分离器150的第一容器可体现为具有本文描述的方面的闪蒸罐、闪蒸容器、闪蒸室、旋风分离器、高效旋风分离器或离心机；并且第二容器可体现为滞留罐、缓冲罐或具有在至少5分钟至约5小时的范围
内的停留时间的任何容器。在此类方面，聚丙烯从中流过的第一容器的出口可直接连接到第二容器的入口；可替代地，第一容器的聚丙烯出口可经由导管或管道联接到第二容器的聚丙烯入口。连接分离器150的两个容器的管道或导管可包括具有连续输出阀120a至120d的类似配置的连续阀，所述连续阀被配置为连续地允许聚丙烯(例如，含有如本文所描述的残余烃)从第一容器流动到第二容器，在所述第二容器处，聚丙烯在流动到脱气容器160之前停留给定的停留时间。
42.脱气容器160可经由聚丙烯产物流153联接到分离器150，被配置为接收聚丙烯产物，并且被配置为去除烃(例如，未反应的丙烯单体、任何任选的烯烃共聚单体、任何催化剂稀释剂或其组合)的被夹带或以其他方式保留在聚丙烯产物内的至少一部分。聚丙烯产物流153从中流过的导管或管道可另外连接到脱气容器160。气流161可被配置为向脱气容器160提供气体(例如，氮气；惰性烃，诸如乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、戊烷或其混合物；乙烯、丙烯或任何其他烃)。脱气容器160可在适当的条件(例如，温度、压力、惰性气体流速)下操作，使得惰性气体流过存在于脱气容器160中的聚丙烯颗粒的集合体，从聚烯烃颗粒中去除夹带的烃，与所去除的一种或多种烃一起向上移动通过脱气容器160，并且连同脱气流162中的先前夹带的烃一起离开脱气容器160。脱气的聚丙烯产物可经由聚丙烯流163回收。气流161、脱气流162和聚丙烯流163各自可在连接到脱气容器160的相应的导管或管道中流动。
43.脱气容器160可被配置用于从上到下实现聚丙烯产物的活塞流。聚丙烯产物在脱气容器160中的停留时间可为至少10分钟；可替代地至少30分钟；可替代地约1小时；可替代地约1小时至约6小时；可替代地约1小时至约8小时；可替代地约1小时至约16小时。脱气容器160的操作压力可为真空压力、大气压力或大于大气压力。在特定方面，脱气容器160的压力可为在约0psia至约50psia(约-0.101mpaa至约0.345mpaa)的范围内的压力。
44.虽然在图1中示出了一个脱气容器160，但可设想的是，脱气可在并行操作并具有与脱气容器160相同的配置的两个或更多个脱气容器中进行，其中将气流161进给到每个脱气容器，将脱气流组合成脱气流162，并且将聚丙烯流组合成聚丙烯流163。可替代地，可设想的是，脱气可在串联连接并具有与脱气容器160相同的配置的两个或更多个脱气容器中进行，其中将气流161进给到每个脱气容器，将脱气流组合成脱气流162，将第一脱气容器的聚丙烯流进给到第二脱气容器，依此类推，直到最终的脱气容器产生聚丙烯流163为止。仍然可替代地，可设想的是，脱气可在并行操作的多个脱气队列中进行，其中每个队列含有串联连接的两个或更多个脱气容器。与其他方面一样，气流161可被配置为进给到队列中的每个脱气容器，每个脱气容器可产生与其他脱气流组合以形成脱气流162的脱气流，并且每个队列的最终的脱气容器具有与其他聚丙烯流组合以形成聚丙烯流163的聚丙烯流。
45.在一些方面，可设想的是，蒸气产物流152可(例如，经由再循环流118)将未反应的丙烯直接再循环到环流淤浆反应器110。另外地或可替代地，丙烯聚合系统100可被配置为将蒸气产物流152分流为第一部分154和第二部分171。第一部分154可(例如，经由再循环流118)直接再循环到环流淤浆反应器110。丙烯聚合系统100可在被配置为接收蒸气产物流152的第二部分171的丙烯回收系统170中含有一个或多个蒸馏塔172和175。丙烯回收系统170通常联接到分离器150和环流淤浆反应器110，并且被配置为从含有丙烯和其他组分(例如，轻气体，诸如氮气和氢气、未反应的共聚单体、催化剂稀释剂)的蒸气产物流152的第二
部分171中回收未反应的丙烯，并且(例如，经由流176和再循环流118)将回收的丙烯再循环到环流淤浆反应器110。
46.一个或多个蒸馏塔172和175可包括以任何顺序串联连接的轻物质塔和重物质塔。在图1的丙烯回收系统170中，第一蒸馏塔172是轻物质塔，并且第二蒸馏塔175是重物质塔。在图1的丙烯聚合系统100的范围内，可设想的是，借助于本公开，根据本领域已知的技术，在丙烯回收系统170中可包括与单体和稀释剂回收系统相关联的各种设备(例如，阀、泵、蓄能器、管件、再沸器、冷凝器、加热器、压缩机、控制系统、安全设备等)，但为了清楚起见并未示出。
47.第一蒸馏塔172被配置为接收蒸气产物流152的部分171并且经由蒸馏将蒸气产物流152分离为轻物质塔顶流173，所述轻物质塔顶流含有比丙烯更轻的气体(例如，氮气、氢气、氧气、乙烯的任选的未反应的共聚单体或其组合)；以及轻物质塔底流174，所述轻物质塔底流含有丙烯和较重的烃(例如，1-丁烯或较重的烯烃、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、正己烷、正庚烷或其组合的任选的未反应的共聚单体)。第一蒸馏塔172可在适合于在轻物质塔顶流173中回收比丙烯更轻的气体(例如，氮气、氢气、氧气、乙烯的任选的未反应的共聚单体、或其组合)并在轻物质塔底流174中回收丙烯和较重的烃的条件(例如，温度、压力、塔板数量、回流速率、加热速率、以及用于控制蒸馏塔的操作的其他参数)下操作。例如，第一蒸馏塔172可在约50℃(122
°
f)至约20℃(68
°
f)；可替代地约40℃(104
°
f)至约10℃(50
°
f)；可替代地约30℃(86
°
f)至约5℃(41
°
f)的范围内的温度下，并在0.101mpaa(14.7psia)至约3.64mpaa(527.9psia)、可替代地约0.108mpaa(15.7psia)至约2.40mpaa(348psia)、可替代地约0.586mpaa(85psia)至约2.00mpaa(290psia)的范围内的压力下操作。
48.第二蒸馏塔175被配置为接收轻物质塔底流174并且经由蒸馏将轻物质塔底流174分离为含有丙烯(以及任选地丙烷)的重物质塔顶流176以及含有c4+烃(例如，1-丁烯或较重的烯烃、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、正己烷、正庚烷或其组合的未反应的共聚单体)的重物质塔底流177。第二蒸馏塔175可在适合于在重物质塔底流177中回收重烃并在重物质塔顶流176中回收丙烯的条件(例如，温度、压力、塔板数量、回流速率、加热速率、以及用于控制蒸馏塔的操作的其他参数)下操作。例如，第二蒸馏塔175可在约15℃(59
°
f)至约233℃(451.4
°
f)、可替代地约20℃(68
°
f)至约200℃(392
°
f)、可替代地约20℃(68
°
f)至约180℃(356
°
f)的范围内的温度，和/或约0.101mpaa(14.7psia)至约3.64mpaa(527.9psia)、可替代地约0.108mpaa(15.7psia)至约2.40mpaa(348psia)、可替代地约0.586mpaa(85psia)至约2.00mpaa(290psia)的范围内的压力下操作。
49.在利用部分171的方面，基于蒸气产物流152的总重量，蒸气产物流152的流动到丙烯回收系统170的部分171可在蒸气产物流152的0重量％至约50重量％的范围内。
50.另外地或可替代地，丙烯回收系统170可含有精处理单元178，诸如丙烯氮气回收单元(pnru)。精处理单元178通常联接到脱气容器160以及蒸馏塔172和175中的一者，并且被配置为将流162分离为气流161以及含有丙烯和任选地其他残余烃的残余烃流179。在图1中，残余烃流179可在连接到蒸气产物流152的部分171从中流过的导管或管道的导管或管道中流动；可替代地，残余烃流179从中流过的导管或管道可直接连接到第一蒸馏塔172。精处理单元178可利用对用于从残余烃脱气的惰性气体进行分离的任何技术，例如压缩、蒸馏
(例如，利用低温和/或真空条件)、吸收、膜分离、冷凝或其组合。在流161中的惰性气体是氮气的方面，精处理单元178是pnru。
51.丙烯聚合系统100可另外包括热交换系统200。图2示出了包括冷却通道210、220、230、240、250和260以及热交换器270的热交换系统200。在图2中示出了六个冷却通道210、220、230、240、250和260，因为环流淤浆反应器110具有12个垂直支管111a至111k。每个冷却通道210、220、230、240、250和260被配置为仅冷却两个垂直支管。对于具有更多或更少垂直支管的环流淤浆反应器，通道的数量是支管的数量除以二，例如，4个支管是2个通道、6个支管是3个通道、8个支管是4个通道、10个支管是5个通道、14个支管是7个通道、16个支管是8个通道、18个支管是9个通道、或20个支管是10个通道。
52.冷却通道210、220、230、240、250和260的配置不同于当前在环流淤浆反应器中利用的那些配置，因为当前的冷却通道冷却4个垂直支管；然而，本公开的冷却通道配置仅冷却2个垂直支管。可用于所公开的冷却通道配置的环流淤浆反应器配置包括为2的倍数的支管和弯管，例如2、4、6、8、10、12、14、16、18和20个支管，因为冷却通道仅冷却两个支管；然而，先前的冷却通道配置要求环流淤浆反应器110具有为4的倍数的支管，例如4、8、12、16和20个支管。
53.总的来说，冷却通道包括i)冷却夹套114a至114k，ii)导管210a至210c、220a至220c、230a至230c、240a至240c、250a至250c、260a至260c、273a至273b、274a至274b，以及iii)具有入口271和出口272的热交换器270。热交换器270可包括一个或多个热交换设备，所述热交换设备是串联或并联的并且每个热交换设备联接到入口271和出口272。
54.在各方面，导管210a、220a、230a、240a、250a和260a通常连接到相应的冷却夹套114a、114b、114k、114d、114i和114f的底部。导管210b、220b、230b、240b、250b和260b通常连接到相应的冷却夹套114a、114b、114k、114d、114i和114f的顶部并且连接到相应的冷却夹套114l、114c、114j、114e、114h和114g的顶部。导管210c、220c、230c、240c、250c和260c通常连接到相应的冷却夹套114l、114c、114j、114e、114h和114g的底部。
55.在图2中，第一冷却通道210包括两个垂直支管111a和111l中的第一支管111a的第一冷却夹套114a、两个垂直支管111a和111l中的第二支管111l的第二冷却夹套114l、联接到热交换器270的出口272(例如，经由共用导管274a和274b)和第一冷却夹套114a的第一冷却剂导管210a、连接到第一冷却夹套114a和第二冷却夹套114l的第二冷却剂导管210b、以及联接到第二冷却夹套114l和热交换器270的入口271(例如，经由共用导管273a和273b)的第三冷却剂导管210c。
56.第二冷却通道220包括两个垂直支管111b和111c中的第一支管111b的第一冷却夹套114b、两个垂直支管111b和111c中的第二支管111c的第二冷却夹套114c、联接到热交换器270的出口272(例如，经由共用导管274a和274b)和第一冷却夹套114b的第一冷却剂导管220a、连接到第一冷却夹套114b和第二冷却夹套114c的第二冷却剂导管220b、以及联接到第二冷却夹套114c和热交换器270的入口271(例如，经由共用导管273a和273b)的第三冷却剂导管220c。
57.第三冷却通道230包括两个垂直支管111j和111k中的第一支管111k的第一冷却夹套114k、两个垂直支管111j和111j中的第二支管111j的第二冷却夹套114j、联接到热交换器270的出口272(例如，经由共用导管274a和274b)和第一冷却夹套114k的第一冷却剂导管
230a、连接到第一冷却夹套114k和第二冷却夹套114j的第二冷却剂导管230b、以及联接到第二冷却夹套114j和热交换器270的入口271(例如，经由共用导管273a和273b)的第三冷却剂导管230c。
58.第四冷却通道240包括两个垂直支管111d和111e中的第一支管111d的第一冷却夹套114d、两个垂直支管111d和111e中的第二支管111e的第二冷却夹套114e、联接到热交换器270的出口272(例如，经由共用导管274a和274b)和第一冷却夹套114d的第一冷却剂导管240a、连接到第一冷却夹套114d和第二冷却夹套114e的第二冷却剂导管240b、以及联接到第二冷却夹套114d和热交换器270的入口271(例如，经由共用导管273a和273b)的第三冷却剂导管240c。
59.第五冷却通道250包括两个垂直支管111h和111i中的第一支管111i的第一冷却夹套114i、两个垂直支管111h和111i中的第二支管111h的第二冷却夹套114h、联接到热交换器270的出口272(例如，经由共用导管274a和274b)和第一冷却夹套114i的第一冷却剂导管250a、连接到第一冷却夹套114i和第二冷却夹套114h的第二冷却剂导管250b、以及联接到第二冷却夹套114h和热交换器270的入口271(例如，经由共用导管273a和273b)的第三冷却剂导管250c。
60.第六冷却通道260包括两个垂直支管111f和111g中的第一支管111f的第一冷却夹套114f、两个垂直支管111f和111g中的第二支管111g的第二冷却夹套114g、联接到热交换器270的出口272(例如，经由共用导管274a和274b)和第一冷却夹套114f的第一冷却剂导管260a、连接到第一冷却夹套114f和第二冷却夹套114f的第二冷却剂导管260b、以及联接到第二冷却夹套114g和热交换器270的入口271(例如，经由共用导管273a和273b)的第三冷却剂导管260c。
61.共用导管274a和274b被示出为使冷却剂从热交换器270的出口272流动到每个冷却通道210、220、230、240、250和260的第一冷却剂导管210a、220a、230a、240a、250a和260a的一种配置；并且可设想的是，每个冷却通道210、220、230、240、250和260可包括共用导管274a和274b或者可将冷却剂从热交换器270输送到每个冷却通道210、220、230、240、250和260的其他导管配置。
62.共用导管273a和234b被示出为使冷却剂从每个冷却通道210、220、230、240、250和260的第三冷却剂导管210c、220c、230c、240c、250c和260c流动到热交换器270的入口271的一种配置；并且可设想的是，每个冷却通道210、220、230、240、250和260可包括共用导管273a和273b或者可将冷却剂从每个冷却通道210、220、230、240、250和260输送到热交换器270的其他导管配置。在一些方面，共用导管273a和273b是每个第三冷却剂导管210c至260c所连接的单个导管；和/或共用导管274a和274b是每个第一冷却剂导管210a至260a所连接的单个导管。在其他方面，第三冷却剂导管210c至260c的任何组合可彼此连结以形成中间导管，所述中间导管之后连接到共用导管273a和273b；和/或第一冷却剂导管210a至260a的任何组合可彼此连结以形成中间导管，所述中间导管之后连接到共用导管274a和274b。
63.在各方面，热交换器270定位在环流淤浆反应器110外部并且被配置为控制进入热交换器270的冷却剂的第一温度与离开热交换器270的冷却剂的第二温度之间的温度差。
64.在各方面，热交换器270被配置为冷却在环流淤浆反应器110的冷却通道210、220、230、240、250和260中升温的冷却剂。为此，热交换器270可具有冷却剂接触表面(例如，板、
管等)，所述冷却剂接触表面被配置为接触冷却剂并且从冷却剂吸收热量以便控制经由出口272离开热交换器270的冷却剂的温度。
65.在各方面，热交换器270具有在约1,177m2至约2,556m2的范围内的冷却剂接触表面的表面积。在另外的方面，热交换系统200被配置为使冷却剂以约3,100m3/小时至约5,500m3/小时的总流速流过冷却通道210、220、230、240、250和260。
66.在各方面，进入热交换器270的入口271的冷却剂的第一温度比离开热交换器270的出口272的冷却剂的第二温度高约4.4℃(8
°
f)至约6.7℃(12
°
f)。换句话说，进入热交换器270的冷却剂的第一温度与离开热交换器270的冷却剂的第二温度之间的温度差可为约4.4℃(8
°
f)至约6.7℃(12
°
f)。在生产速率为约75吨聚丙烯/小时的方面，温度差可为约6.5℃(11.7
°
f)。在生产速率为约90吨聚丙烯/小时的方面，温度差可为约4.5℃(8.1
°
f)。
67.图3a至图3e是根据本公开的入口歧管140的各种视图。入口侧141和出口侧142在图3a至图3e中大体上是圆形的形状；然而，入口侧141和出口侧142的形状不限于圆形，并且可设想其他形状，例如三角形、方形、矩形、五边形、六边形、八边形等。
68.图3a是入口歧管140的等距视图。入口侧141是入口歧管140的可连接到闪蒸管线加热器130a至130d的一侧，并且入口歧管140的出口侧142是可连接到分离器150的一侧。
69.在入口歧管140的入口侧141上可看到四个入口法兰143a至143d。更多或更少的入口法兰可被包括在入口歧管140的其他实施方案中，这取决于与入口歧管140连接的闪蒸管线加热器的数量。也就是说，入口歧管140上的入口法兰的数量可等于丙烯聚合系统100中的闪蒸管线加热器的数量。在各方面，每个入口法兰143a至143d可为asme级600凸面法兰，所述凸面法兰具有适合连接到歧管导管145a至145d(例如，经由焊缝)的内径。
70.在入口歧管140的出口侧142上可看到一个出口法兰144。出口法兰144可具有形成于其中的多个出口孔146。通常，出口孔的数量等于歧管导管的数量。在图1和图3a至图3e所示的实施方案中，入口歧管140具有四个歧管导管145a至145d和形成于出口法兰144中的四个出口孔146。在各方面，出口法兰144可为asme级600凸面法兰，所述凸面法兰具有在约10至约30英寸(25.4至76.2cm)的范围内；可替代地约14英寸(35.6cm)的内径。在另外的方面，出口法兰144可为盲法兰，其中出口孔146具有适合于将歧管导管145a至145d接纳在其中，例如适合于具有4英寸(10.2cm)内径的歧管导管的直径。
71.每个歧管导管145a至145d连接到入口法兰143a至143d和出口法兰144。通常，歧管导管的数量等于入口法兰的数量。在图1和图3a至图3e中，入口歧管140具有四个入口法兰143a至143d和四个歧管导管145a至145d。每个歧管导管145a至145d可具有在约1至约10英寸(2.54至25.4cm)的范围内；可替代地约4英寸(10.2cm)的内径。
72.入口歧管140还可包括支撑构件147，所述支撑构件具有形成于其中的多个支撑孔148。通常，支撑孔的数量等于歧管导管的数量。在图3a至图3e所示的实施方案中，支撑构件147具有四个支撑孔148。歧管导管145a至145d中的每一者延伸穿过支撑构件147中的支撑孔148中的一者。支撑构件147可具有在约20至约30英寸(50.8cm至76.2cm)的范围内；可替代地约22.5英寸(57.2cm)的外径。
73.图3b是入口歧管140的前视图。入口法兰143a至143d在开始于入口法兰143a，然后到入口法兰143b，然后到入口法兰143c，然后到入口法兰143d的逆时针方向上相等地间隔开。入口法兰143a的中心轴线与入口法兰143d的中心轴线之间的距离d1是在约15至约25英
寸(38.1至64.5cm)的范围内；可替代地为约17英寸(43.2cm)。入口法兰143b的中心轴线与入口法兰143c的中心轴线之间的距离(也为d1)是在约15至约25英寸(38.1至64.5cm)的范围内；可替代地为约17英寸(43.2cm)。
74.图3c是入口歧管140的后视图。孔146a至146d和孔146a至146d中的歧管导管145a至145d在开始于孔146a/导管145a，然后到孔146b/导管145b，然后到孔146c/导管145c，然后到孔146d/导管145d的顺时针方向上相等地间隔开。入口法兰143a的中心轴线与入口法兰143d的中心轴线之间的距离d2是在约5至约15英寸(12.7至38.1cm)的范围内；可替代地为约7.875英寸(20cm)。入口法兰143b的中心轴线与入口法兰143c的中心轴线之间的距离(也为d2)是在约5至约15英寸(12.7至38.1cm)的范围内；可替代地为约7.875英寸(20cm)。
75.图3d是入口歧管140的侧视图。入口歧管140的总长度l可在约20至约60英寸(50.8至152.4cm)的范围内；可替代地为约46.75英寸(188.7cm)。支撑构件147可具有在约0.375至约1英寸(0.95cm至2.54cm)的范围内；可替代地约0.625英寸(1.59cm)的厚度t。
76.在图3d中看不到导管145c，因为它在歧管导管145b的正后方。歧管导管145a、145b和145d的端部343a、343b和343d分别连接到入口法兰143a、143b和143d。歧管导管145a、145b和145d的相对端部345a、345b和345d连接到出口法兰144并且延伸穿过出口孔(图3c中的146a、146b和146d)。每个歧管导管145a、145b和145d的相对端部345a、345b和345d的部分346a、356b和356d延伸到出口法兰144中的对应的出口孔(图3c中的146a、146b和146d)之外。
77.在各方面，入口侧141与支撑构件147的面向入口侧141的一侧147a之间的距离d3是在以下范围内：约100mm至约400mm(3.93英寸至15.75英寸)；可替代地约150mm至约200mm(5.90英寸至7.87英寸)；可替代地约160、170、180或190mm(6.29、6.69、7.09或7.48英寸)。
78.观察图3a和图3d中的歧管导管145a至145d，并比较图3b和图3c中的距离d1和d2，可看到，歧管导管145a至145d中的每一者是锥形的，使得端部343a至343d间隔开的距离d1大于相对端部345a至345d间隔开的距离d2。
79.图3e是入口歧管140的歧管导管145a的相对端部345a的孤立的横截面图。可看到有一部分346a延伸超出出口法兰144的外面144a。
80.将参考图1、图2和图3a至图3e描述所公开的方法。在所公开的方法中，在聚合条件下在环流淤浆反应器110中聚合丙烯和任选的一种或多种共聚单体以生产聚丙烯(例如，均聚物或共聚物)。在各方面，聚合条件是本体聚合条件，其中丙烯作为液体存在于反应器中并且不存在用于丙烯单体的稀释剂。在各方面，用于使催化剂或催化剂体系流入环流淤浆反应器110的反应区中的催化剂稀释剂可在本公开所设想的本体聚合条件下存在于环流淤浆反应器110中。
81.所述方法可包括将用于聚合丙烯的各种组分(例如，丙烯单体、任选的共聚单体、催化剂或催化剂体系、催化剂稀释剂、氢气或其组合)在环流淤浆反应器110上的任何位置处并以任何顺序进给到环流淤浆反应器110。
82.所述方法还可包括操作环流淤浆反应器110，使得聚丙烯通过在大于0.36且小于0.60吨聚丙烯/小时/m3的环流淤浆反应器110(大于3且小于5磅聚丙烯/小时/加仑的环流淤浆反应器110)的时空产率(sty)下聚合丙烯来产生。
83.所述方法还可包括：利用以一定冷却剂流速(例如，冷却剂通过环流淤浆反应器
110的支管111上的所有冷却夹套114的总流速)流动的冷却剂来冷却环流淤浆反应器110的垂直支管111中的一者或多者；以及冷却一个或多个热交换器270(例如，在定位在环流淤浆反应器110外部的热交换系统200中)中的冷却剂，以便控制进入热交换器270的冷却剂的第一温度与离开热交换器270的冷却剂的第二温度之间的温度差。在所述方法的各方面，热交换系统200具有本文针对丙烯聚合系统100讨论的配置。
84.与环流淤浆反应器110和热交换系统200相关联的各种操作参数可用于所公开的方法中。在各方面，所述方法可包括：以在约75吨/小时至约90吨/小时的范围内的生产速率；可替代地以约75吨/小时；可替代地以约90吨/小时在环流淤浆反应器110中生产聚丙烯。在另外或替代的方面，所述方法可包括使冷却剂以如下冷却剂流速(例如，冷却剂通过环流淤浆反应器110的支管111上的所有冷却夹套114的总流速)流动：在约3,100m3/小时至约5,500m3/小时的范围内；可替代地针对75吨/小时的生产速率为约3,150m3/小时；可替代地针对90吨/小时的生产速率为约5,450m3/小时。在另外或替代的方面，生产速率与冷却剂流速的比率是在约1:40至约1:65吨/小时:m3/小时的范围内。在另外或替代的方面，生产速率与(例如，进入热交换器270的冷却剂的第一温度与离开热交换器270的冷却剂的第二温度之间的)温度差的比率是在约11:1至约20:1吨/小时:℃(约6:1至约12:1吨/小时:
°
f)的范围内；可替代地针对75吨/小时的生产速率为约11.5:1吨/小时:℃(6.4:1吨/小时:
°
f)；可替代地针对90吨/小时的生产速率为约20:1吨/小时:℃(11.1吨/小时:
°
f)。在另外或替代的方面，生产速率与热交换系统200中的热交换器270的冷却剂接触表面的表面积(例如，当存在多个热交换设备以形成热交换器270时为所有冷却剂接触表面积的总和)的比率是在约0.0352:1至约0.637:1吨/小时:m2的范围内。在另外或替代的方面，生产速率与冷却剂流速与温度差的比率是在约1:40:0.087吨/小时:m3/小时:℃至约1:65:0.050吨/小时:m3/小时:℃(约1:40:0.156吨/小时:3/小时:
°
f至约1:65:0.09吨/小时:m3/小时:℉)的范围内；可替代地针对75吨/小时的生产速率为约1:40:0.087吨/小时:m3/小时:℃(约1:40:0.156吨/小时:m3/小时:℉)；可替代地针对90吨/小时的生产速率为约1:65:0.050吨/小时:m3/小时:℃(约1:65:0.09吨/小时:m3/小时:℉)。在另外或替代的方面，环流淤浆反应器110具有以下压力：约400psig至约1,000psig(2.76mpag至6.89mpag)；可替代地约500psig至约900psig(3.45mpag至6.21mpag)；可替代地约600psig至约800psig(4.13mpag至5.52mpag)；可替代地约600psig至约700psig(4.13mpag至4.83mpag)；可替代地约650、660、670、680或690psig(4.48、4.55、4.62、4.69或4.76mpag)。
85.所述方法还可包括例如经由排出流119a至119e和连续输出阀120a至120d将包含聚丙烯的聚合产物从环流淤浆反应器110排出。在一些方面，聚合产物可通过具有约20至约30吨聚丙烯/小时/阀的平均排出流速的连续输出阀120a至120d中的三者或四者来排出。在一方面，排出是利用三个连续输出阀120a、120b和120c，并且平均排出流速为约25吨聚丙烯/小时/阀。在替代的方面，排出是利用四个连续输出阀120a、120b、120c和120d，并且平均排出流速为约22.5吨聚丙烯/小时/阀。“平均排出流速”是通过以下方式获得的平均流速值：将通过每个连续输出阀的聚丙烯的流速相加以获得总流速值，并且将总流速值除以聚丙烯从中流过的连续输出阀的数量。
86.所述方法还可包括使聚合产物通过一个或多个闪蒸管线加热器(例如，闪蒸管线加热器130a至130d)流动到分离器150。在各方面，每个闪蒸管线加热器130a、130b、130c、
130d具有在约0.17psi/英尺至约0.22psi/英尺(约3.89kpa/m至约4.97kpa/m)的范围内的总压降。在各方面，每个连续输出阀120a至120d与每个对应的闪蒸管线加热器130a至130d之间的聚合产物的压力可在以下范围内：约400psig至约500psig(2.76mpag至3.45mpag)；可替代地约410psig至约450psig(2.82mpag至3.10mpag)；可替代地约429psig至约440psig(2.95mpag至3.03mpag)。
87.所述方法还可包括使聚合产物从闪蒸管线加热器(例如，闪蒸管线加热器130a至130d)流入入口歧管140中。所公开的方法中的入口歧管140可具有本文公开的任何配置。
88.所述方法还可包括通过入口歧管140将从闪蒸管线加热器(例如，闪蒸管线加热器130a至130d)接收到的聚合产物引导到分离器150的入口151。
89.所述方法还可包括在分离器150中将聚合产物分离为含有聚丙烯和残余烃(例如，未反应的丙烯、未反应的共聚单体、催化剂稀释剂等)的聚丙烯产物流153以及蒸气产物流152(未反应的丙烯、未反应的共聚单体、催化剂稀释剂、氢气、氮气、氧气、或其组合)。在各方面，分离器150可在以下压力下操作：约50psig至约500psig(0.345mpag至3.45mpag)；可替代地约100psig至约400psig(0.689mpag至2.76mpag)；可替代地约200psig至约300psig(1.38mpag至2.07mpag)；可替代地约250psig至约300psig(1.72mpag至2.07mpag)；可替代地约275psig至约300psig(1.89mpag至2.07mpag)；可替代地约280至约290psig(1.93mpag至2.00mpag)；可替代地约286psig(1.97mpag)。
90.所述方法的各方面包括使所有未反应的丙烯从蒸气产物流152直接再循环到环流淤浆反应器110。所述方法的替代或另外的方面可包括：将蒸气产物流152分流为第一部分154和第二部分171；(例如，经由再循环流118)将含有未反应的丙烯的一部分的第一部分154直接再循环到环流淤浆反应器110；以及使含有未反应的丙烯的另一个部分的第二部分171流动到丙烯回收系统170。对蒸气产物流152进行分流，使得部分171流动到丙烯回收系统170的优点是，可将积聚在环流淤浆反应器110中的组分(例如，氮气、氢气、氧气、未反应的共聚单体、催化剂稀释剂)从系统100中去除，同时从这些组分中回收丙烯以将丙烯再循环回到环流淤浆反应器110。
91.所述方法的各方面包括从第二部分171中回收未反应的丙烯并且经由流176再循环回收的丙烯。这可通过以下方式来实现：通过丙烯回收系统170的轻物质塔172，将蒸气产物流152的第二部分171分离为轻物质塔顶流173，所述轻物质塔顶流包含比丙烯更轻的气体(例如，氮气、氢气、氧气、乙烯的任选的未反应的共聚单体或其组合)；以及轻物质塔底流174，所述轻物质塔底流包含未反应的丙烯和较重的烃(例如，未反应的共聚单体、丙烷、异丁烷、戊烷、己烷和庚烷中的一者或多者)；通过丙烯回收系统170的重物质塔175，将轻物质塔底流174分离为重物质塔顶流176，所述重物质塔顶流包含未反应的丙烯；以及重物质塔底流177，所述重物质塔底流包含未反应的共聚单体、丙烷、异丁烷、己烷和庚烷中的一者或多者；以及(例如，经由再循环流118)将重物质塔顶流176再循环到环流淤浆反应器110。在一些方面，蒸气产物流152的第一部分154可与重物质塔顶流176组合以形成再循环流118。
92.所述方法的各方面还可包括：使聚丙烯产物流153中的聚丙烯和残余烃流动到脱气容器160；使用惰性气体(例如，经由气流161引入到脱气容器160)将残余烃中的至少一些从聚丙烯中去除；回收流163中的脱气的聚丙烯；使流162中的脱气的烃(例如，包含未反应的丙烯以及丙烷、异丁烷和己烷中的一者或多者)流动到精处理单元178；回收气流161中的
惰性气体(例如，氮气)和流179中的未反应的丙烯；以及将流179与部分171组合以在蒸馏塔172和175中进行处理。在各方面，聚丙烯在脱气容器160中的停留时间可为约1小时至约5小时；可替代地约2小时至约4小时；可替代地约2小时至约3小时。
93.在各方面，所产生的聚丙烯可为均聚物(在环流淤浆反应器110中未利用共聚单体)、无规共聚物(在环流淤浆反应器110中利用共聚单体)或嵌段共聚物。在另外的方面，所产生的聚丙烯可为均聚物或者作为聚丙烯共聚物或嵌段共聚物的一部分的共聚物，其中聚丙烯共聚物或嵌段共聚物中的另一个部分在第二反应器中产生，所述第二反应器可为气相反应器、溶液反应器或环流淤浆反应器。第二反应器可例如放置在环流淤浆反应器110的上游，并且第二反应器的产物可被转移到环流淤浆反应器110以进行如本文所描述的聚丙烯的进一步的聚合。可替代地，第二反应器可例如放置在环流淤浆反应器110的下游，并且流153或流163中的聚丙烯可被转移到第二反应器以进行进一步的聚合。
94.实施例
95.虽然已经大体上描述了主题，但以下实施例作为本公开的特定实施方案给出，并且被包括来展示本公开的实践和优点，以及本发明的优选的方面和特征。本领域技术人员应了解，以下实施例中公开的技术表示由诸位发明人发现的，在本发明实践中发挥良好作用的技术，并且因此可被视为构成本发明实践的优选模式。然而，根据本公开，本领域技术人员应了解，在不脱离本公开的发明的范围的情况下，可在已公开并仍获得类似或相似结果的特定方面做出许多改变。应理解，实施例通过说明的方式给出，并且不意图以任何方式限制说明书或接着的权利要求。
96.预示性实施例1
97.具有图2中的热交换系统200的图1所示的丙烯聚合系统100的模拟使用aspen plus软件来进行。环流淤浆反应器110的容积为48,000加仑(约182m3)，并且丙烯生产速率为75吨/小时。此实施例的时空产率(sty)为3.44磅聚丙烯/小时/加仑的环流淤浆反应器110(约0.41吨聚丙烯/小时/m3的环流淤浆反应器110)。
98.已发现，系统100在3.44磅聚丙烯/小时/加仑的环流淤浆反应器110的sty下生产75吨聚丙烯/小时的总蒸汽流速为16,833kg蒸汽/小时。相对于在75吨/小时下的聚丙烯生产，蒸汽使用量达到224kg蒸汽/吨聚丙烯，这比在本文公开的范围之外的sty下每吨聚丙烯的蒸汽使用量要少。
99.已发现，系统100在3.44磅聚丙烯/小时/加仑的环流淤浆反应器110的sty下生产75吨聚丙烯/小时的总用电率为20,211kw/小时。相对于在75吨/小时下的聚丙烯生产，用电量达到270kw/吨聚丙烯，这比在本文公开的范围之外的sty下每吨聚丙烯的用电量要少。
100.预示性实施例2
101.具有图2中的热交换系统200的图1所示的丙烯聚合系统100的模拟针对90吨/小时的丙烯生产速率使用aspen plus软件来进行。环流淤浆反应器110的容积为48,000加仑(约182m3)，并且丙烯生产速率为90吨/小时。此实施例的时空产率(sty)为4.13磅聚丙烯/小时/加仑的环流淤浆反应器110(约0.50吨聚丙烯/小时/m3的环流淤浆反应器110)。
102.已发现，系统100在4.13磅聚丙烯/小时/加仑的环流淤浆反应器110的sty下生产90吨聚丙烯/小时的总蒸汽流速为20,340kg蒸汽/小时。相对于在90吨/小时下的聚丙烯生产，蒸汽使用量达到226kg蒸汽/吨聚丙烯，这比在本文公开的范围之外的sty下每吨聚丙烯
的蒸汽使用量要少。
103.已发现，系统100在4.13磅聚丙烯/小时/加仑的环流淤浆反应器110的sty下生产90吨聚丙烯/小时的总用电率为23,130kw/小时。相对于在90吨/小时下的聚丙烯生产，用电量达到257kw/吨聚丙烯，这比在本文公开的范围之外的sty下每吨聚丙烯的用电量要少。
104.额外公开内容
105.提供以下内容作为本发明的特征和方面的组合的额外公开内容。
106.方面1是一种方法，所述方法包括在本体聚合条件下在环流淤浆反应器中聚合丙烯以生产聚丙烯，其中聚合步骤的时空产率(sty)大于0.36且小于0.60吨聚丙烯/小时/m3的所述环流淤浆反应器。
107.方面2是方面1所述的方法，所述方法还包括：利用以一定冷却剂流速流动的冷却剂冷却所述环流淤浆反应器的多个垂直支管；冷却定位在所述环流淤浆反应器外部的热交换器中的所述冷却剂，以便控制进入所述热交换器的所述冷却剂的第一温度与离开所述热交换器的所述冷却剂的第二温度之间的温度差，其中所述热交换器具有冷却剂接触表面；以及在所述环流淤浆反应器中以在约75吨/小时至约90吨/小时的范围内的生产速率生产聚丙烯，其中存在以下项中的一者或多者：所述生产速率与所述冷却剂流速的比率是在约1:40至约1:65吨/小时:m3/小时的范围内，所述生产速率与所述温度差的比率是在约11:1至约20:1吨/小时:℃的范围内，所述生产速率与所述冷却剂接触表面的表面积的比率是在约0.0352:1至约0.637:1吨/小时:m2的范围内，并且所述生产速率与所述冷却剂流速与所述温度差的比率是在约1:40:0.087吨/小时:m3/小时:℃至约1:65:0.050吨/小时:m3/小时:℃的范围内。
108.方面3是方面1或2所述的方法，所述方法还包括利用包括多个冷却通道和热交换器的热交换系统冷却所述环流淤浆反应器，其中所述多个冷却通道中的每一者被配置为仅冷却所述环流淤浆反应器的两个垂直支管。
109.方面4是方面3所述的方法，其中所述两个垂直支管彼此平行。
110.方面5是方面3或4所述的方法，其中所述两个垂直支管中的每一者连接到所述环流淤浆反应器的弯管，使得流动路径从所述两个垂直支管中的第一支管延伸通过所述弯管并延伸到所述两个垂直支管中的第二支管中。
111.方面6是方面3至5中任一项所述的方法，其中所述冷却通道中的每一者包括：所述两个垂直支管中的第一支管的第一冷却夹套、所述两个垂直支管中的第二支管的第二冷却夹套、联接到所述热交换器的出口和所述第一冷却夹套的第一冷却剂导管、连接到所述第一冷却夹套和所述第二冷却夹套的第二冷却剂导管、以及联接到所述第二冷却夹套和所述热交换器的入口的第三冷却剂导管。
112.方面7是方面3至6中任一项所述的方法，其中所述热交换器具有在约1,177m2至约2,556m2的范围内的冷却剂接触表面积。
113.方面8是方面1至7中任一项所述的方法，其中所述环流淤浆反应器具有12个垂直支管。
114.方面9是方面3至8中任一项所述的方法，其中利用热交换系统冷却所述环流淤浆反应器包括使所述冷却剂以约3,100m3/小时至约5,500m3/小时的总流速流过所述多个冷却通道。
115.方面10是方面1至9中任一项所述的方法，所述方法还包括将包含聚丙烯的聚合产物从所述环流淤浆反应器并通过至少三个连续输出阀排出，所述至少三个连续输出阀具有约20至约30吨聚丙烯/小时/阀的平均排出流速。
116.方面11是方面10所述的方法，其中所述至少三个连续输出阀是三个连续输出阀，并且其中所述平均排出流速为约25吨聚丙烯/小时/阀。
117.方面12是方面10所述的方法，其中所述至少三个连续输出阀是四个连续输出阀，并且其中所述平均排出流速为约22.5吨聚丙烯/小时/阀。
118.方面13是方面10至12中任一项所述的方法，其中所述连续输出阀中的每一者的内径为约1英寸至约3英寸。
119.方面14是方面1至13中任一项所述的方法，所述方法还包括：将包含聚丙烯的聚合产物从所述环流淤浆反应器排出；以及使所述聚合产物通过多个闪蒸管线加热器流动到分离器。
120.方面15是方面14所述的方法，其中所述多个闪蒸管线加热器中的每一者具有在约3.89kpa/m至约4.97kpa/m的范围内的总压降。
121.方面16是方面14至15中任一项所述的方法，其中所述分离器是旋风分离器。
122.方面17是方面16所述的方法，其中所述旋风分离器通过入口歧管联接到所述多个闪蒸管线加热器中的每一者。
123.方面18是方面17所述的方法，其中所述多个闪蒸管线加热器包括三个或四个闪蒸管线加热器，其中所述入口歧管被配置为将所述三个或四个闪蒸管线加热器连接到所述旋风分离器。
124.方面19是方面14至18中任一项所述的方法，所述方法还包括在所述分离器中将所述聚合产物分离为聚丙烯产物流和蒸气产物流。
125.方面20是方面19所述的方法，其中所述聚合产物还包含未反应的丙烯，其中所述蒸气产物流包含所述未反应的丙烯，所述方法还包括将所述未反应的丙烯直接再循环到所述环流淤浆反应器。
126.方面21是方面19至20中任一项所述的方法，其中所述聚合产物还包含未反应的丙烯以及丙烷、异丁烷、己烷、氧气、氮气和氢气中的一者或多者，其中所述蒸气产物流包含所述未反应的丙烯以及丙烷、异丁烷、己烷、氮气和氢气中的一者或多者，所述方法还包括：将所述蒸气产物流分流为第一部分和第二部分；将所述第一部分直接再循环到所述环流淤浆反应器；以及使所述第二部分流动到丙烯回收系统。
127.方面22是方面21所述的方法，所述方法还包括：通过所述丙烯回收系统的轻物质塔，将所述蒸气产物流的所述第二部分分离为包含氮气和氢气的轻物质塔顶流，并且分离为包含所述未反应的丙烯以及丙烷、异丁烷和己烷中的一者或多者的轻物质塔底流；以及通过所述丙烯回收系统的重物质塔，将所述轻物质塔底流分离为包含所述未反应的丙烯的重物质塔顶流、以及包含丙烷、异丁烷和己烷中的所述一者或多者的重物质塔底流；以及将所述重物质塔顶流再循环到所述环流淤浆反应器。
128.方面23是一种丙烯聚合系统，所述丙烯聚合系统包括：环流淤浆反应器，所述环流淤浆反应器具有多个垂直支管和多个弯管，每个垂直支管通过所述多个弯管中的一者联接到相邻的垂直支管；以及热交换系统，所述热交换系统包括多个冷却通道和热交换器，其中
每个冷却通道联接到所述热交换器并且被配置为仅冷却所述多个垂直支管中的两者。
129.方面24是方面23所述的丙烯聚合系统，其中所述多个冷却通道中的每一者包括：第一冷却夹套，所述第一冷却夹套包裹在所述多个垂直支管中的第一垂直支管周围；第二冷却夹套，所述第二冷却夹套包裹在所述多个垂直支管中的第二垂直支管周围；第一冷却剂导管，所述第一冷却剂导管联接到所述热交换器的出口和所述第一冷却夹套；第二冷却剂导管，所述第二冷却剂导管连接到所述第一冷却夹套和所述第二冷却夹套；以及第三冷却剂导管，所述第三冷却剂导管联接到所述第二冷却夹套和所述热交换器的入口。
130.方面25是方面23至24中任一项所述的丙烯聚合系统，其中所述热交换器具有在约1,177m2至约2,556m2的范围内的冷却剂接触表面积。
131.方面26是一种丙烯聚合系统，所述丙烯聚合系统包括：环流淤浆反应器；多个连续输出阀，其中所述多个连续输出阀中的每一者流体地联接到所述环流淤浆反应器；多个闪蒸管线加热器，其中所述多个闪蒸管线加热器中的每一者具有流体地联接到所述多个连续输出阀中的一者的端部；入口歧管，所述入口歧管具有连接到所述多个闪蒸管线加热器中的每一者的相对端部的入口侧；以及分离器，所述分离器连接到所述入口歧管的出口侧。
132.方面27是方面26所述的丙烯聚合系统，其中所述入口歧管包括：在所述入口侧上的多个入口法兰，其中所述入口法兰中的每一者连接到所述多个闪蒸管线加热器中的一者；在所述出口侧上的出口法兰，其中所述出口法兰具有形成于其中的多个出口孔；多个导管，所述多个导管中的每一者具有连接到所述多个入口法兰中的一者的端部以及连接到形成于所述出口法兰中的所述多个出口孔中的一者的相对端部；以及支撑构件，所述支撑构件具有形成于其中的多个支撑孔，其中所述多个导管中的每一者延伸穿过所述多个支撑孔中的一者。
133.方面28是方面27所述的丙烯聚合系统，其中所述多个入口法兰由四个入口法兰组成，所述多个导管由四个导管组成，所述多个支撑孔由四个支撑孔组成，所述多个出口孔由四个出口孔组成，并且所述多个闪蒸管线加热器由四个闪蒸管线加热器组成。
134.方面29是方面27至28中任一项所述的丙烯聚合系统，其中所述支撑构件与所述入口歧管的所述入口侧之间的距离为约150mm至约200mm。
135.方面30是方面27至29中任一项所述的丙烯聚合系统，其中所述多个导管中的每一者是锥形的，使得所述多个导管的端部间隔开第一距离，所述第一距离大于相对端部间隔开的第二距离。
136.方面31是方面27至30中任一项所述的丙烯聚合系统，其中所述多个导管中的每一者延伸穿过所述多个出口孔中的每个对应的出口孔，使得所述多个导管中的每一者的所述相对端部有一部分延伸到所述出口法兰的在所述出口侧上的对应的出口孔之外。
137.尽管已经示出和描述了本公开的实施方案，但在不脱离本发明的精神和教导的情况下可对所述实施方案进行修改。本文描述的实施方案和实施例仅是示例性的，并且不意图具有限制性。本文公开的发明的许多变化和修改是可能的并且在本发明的范围内。
138.公开了至少一个实施方案，并且由本领域普通技术人员对一个或多个实施方案和/或一个或多个实施方案的特征进行的变化、组合和/或修改在本公开的范围内。通过组合、整合和/或省略一个或多个实施方案的特征而产生的替代实施方案也在本公开的范围内。当明确陈述数值范围或限制时，此类明确范围或限制应被理解为包括落在明确陈述的
范围或限制内的类似量值的迭代范围或限制(例如，约1至约10包括2、3、4、5、6、...；大于0.10包括0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、...)。例如，无论何时公开具有下限r
l
和上限ru的数值范围，均具体公开属于所述范围的任何数值。特别地，具体公开了所述范围内的以下数值：r＝r
l
+k*(r
u-r
l
)，其中k是增量为1％的范围为1％至100％的变量，即，k是1％、2％、3％、4％、5％、...、50％、51％、52％...、95％、96％、97％、98％、99％或100％。此外，还具体公开了由如上文所定义的两个r数值定义的任何数值范围。相对于权利要求的任何要素使用术语“任选地”意味着所述要素是必需的，或者可替代地，所述要素不是必需的，这两种替代方案都在权利要求的范围内。诸如包含、包括和具有等广义术语的使用应被理解成为诸如由
……
组成、基本上由
……
组成和大致上包括
……
等狭义术语提供支持。
139.因此，保护范围不受限于以上阐述的描述，而是仅受限于接下来的权利要求，所述权利要求的范围包括权利要求的主题的所有等效物。每一项权利要求都作为本发明的一方面并入到说明书中。因此，权利要求是进一步的描述，并且是对本发明的具体实施方式的补充。