控制烯烴聚合的溶液工藝的方法

2023-05-11 01:14:36 2

專利名稱：控制烯烴聚合的溶液工藝的方法
控制烯烴聚合的溶液工藝的方法本發明涉及控制烯烴聚合的溶液工藝的方法。具體地，本發明涉及控制在溶劑存 在下製備烯烴共聚物的工藝的方法。烯烴共聚物的製備由許多工藝，包括氣相、淤漿和溶液聚合工藝進行。溶液工藝的特徵在於使用合適的溶劑，在其中連續溶解由聚合反應形成的(共) 聚合物。在一些情況下，溶劑為單體本身，例如當通過聚合液體丁烯-1形成聚丁烯時。在 其它情況下，溶劑為不同於單體的烴，例如在製備乙丙橡膠(Era或EPDM)的情況下。在通過在溶液中連續聚合烯烴單體製備固體聚合物中，理想的是控制聚合反應， 以提供具有恆定和目標物理性能的聚合物。與製備所需產物已知的一組條件的任何偏離將 不可避免地產生大量不合格的產物。US 2007/0019191 Al公開了一種方法，使用拉曼光譜學測定反應混合物的各種性 能來監測溶液聚合工藝。一個或多個拉曼探針插入聚合反應器、排料管道和/或設計用來 連續提取聚合材料流的取樣裝置中。可以測定組成成分的值以及許多特性值，它們然後經 由處理器與基準數據比較，以保證聚合體系的聚合材料在可接受的操作規程內。但是在以上文獻中公開的方法中，成功執行拉曼光譜學監測技術需要採樣和分析 設備，並需要特別小心。採樣裝置可能需要泵來確保材料從反應器連續流動，並且探針周圍 的溫度需要精確控制，以彌補散射輻射方面的偏移。此外，可能需要彌補信號幹擾(噪聲)， 使得執行該方法非常昂貴。因此，需要尋找控制烯烴聚合的溶液工藝的方法，其可靠、簡單並且不需要使用特 殊裝置來分析和測定製備的聚合混合物或(共)聚合物的特性。因此本發明涉及控制烯烴聚合的溶液工藝的方法，其中一種或多種單體在反應器 中聚合形成可溶於反應器中存在的溶劑中的聚合物，所述工藝包括再循環未反應的單體和 溶劑，並將新鮮的單體和溶劑進料到所述反應器中；所述方法的特徵在於包括以下步驟a)測量一組工作參數值，包括(i)聚合反應器的溫度(T)(ii)聚合反應器的壓力(P)(iii)聚合反應器內溶液的密度(P)；(iv)再循環料流的流速；(ν)再循環料流中單體的濃度；(vi)再循環料流中溶劑的濃度；(vii)進料到聚合反應器的新鮮單體的流速；b)使用所述工作參數值計算與從聚合反應器排放的料流相關的一組預測參數； 包括(i)未反應的單體的流速；(ii)排放的溶劑的流速；(iii)排放的聚合物的流速；
c)將所述預測參數的所述值與工藝最佳操作所限定的目標參數進行比較，以製備 具有所需特徵和性能的聚合物；d)檢測所述預測參數值與相應目標參數值的可能偏差；e)任選調節一種或多種新鮮進料到所述聚合反應器中的所述單體、和/或進料到 所述反應器中的料流的任何其它組分的流速，和/或調節所述聚合反應器的溫度(T)和/ 或壓力(P)，以彌補所述可能偏差；其中所述預測參數的所述計算通過一種算法來進行，該算法計算作為溶液密度 (P)的函數的反應程度(ξ )，然後計算溶液的整體組成，所述計算包括求解包括狀態方 程、單體相對引入共聚物的方程、化學計量方程和轉換方程的方程組。本發明的工藝控制方法適用於烯烴聚合的溶液工藝，特別是在共聚物產物的溶劑 存在下進行的由兩種或多種共聚單體製備共聚物的溶液工藝。在環己烷溶液中進行的乙烯-丙烯共聚工藝的流程圖的實施方案在

圖1中示意性 地示出。參考圖1，攪拌的罐式反應器10含有環己烷溶劑、乙烯和丙烯單體、催化劑體系和 其它可能成分，如本領域中所知。聚合工藝優選在5至100巴的壓力，和40至300°C的溫度 下進行。聚合工藝中使用的催化劑為通過使屬於元素周期表4-10族(新表示法)的過渡 金屬化合物與烷基鋁化合物和/或鋁氧烷化合物接觸得到的產物。其中，特別優選的是非 均質齊格勒_納塔催化劑，包括通過使任選滷代的烷基鋁化合物與負載在氯化鎂上的包括 Ti或V滷化化合物的固體組分接觸得到的產物。另一組優選的催化劑包括所謂的單位點 催化劑(SSC)產物，其通過使含有至少一種在聚合期間保持鍵合至過渡金屬的不同於滷素 的輔助配體的過渡金屬化合物(根據上述4-10族之一)與至少一種鋁氧烷或能夠形成烷 基-金屬陽離子的另一種化合物接觸得到。單位點催化劑當中，優選的類別由茂金屬、二茂 鉻、限制幾何結構催化劑以及後過渡金屬催化劑代表，所有這些都是本領域中公知的。乙烯-丙烯共聚物的溶液經由管道12排放到精製部分，在那裡在三個連續液化 (devolatilisation)階段14、16、18中將聚合物與溶劑和未反應的單體分離。固體乙烯-丙 烯共聚物經由管道20從階段18排放。提供包括三個階段22、24、26的溶劑回收部分，其中 在階段22具有環己烷補充管道28。工藝料流的未反應的部分通過蒸餾回收並經由再循環 管道30再循環回到反應部分。補給單體通過管道32進料到再循環管道30中，形成經由進 料管道34引入反應器10中的進料。單體僅在催化劑體系存在下開始聚合。反應物的轉化是部分的。選擇反應器工作 條件，使得反應體系是單相的並且具有有限的粘度。聚合物溶液必須保持固體聚合物和氣 泡皆不必須從液相中分離。幾乎沒有環己烷消耗，同時單體消耗極好地適應生產。反應器中的聚合物濃度在工藝控制中起關鍵作用，但是並非一種可直接測量的變 量。根據本發明，公開一種控制聚合工藝的方法，這種方法基於能夠從其它可使用的變量計 算聚合物濃度的算法，因此使得能夠從這種變量不僅計算反應器生產量，而且計算決定最 終產品性能的所有物質的濃度。以下描述本發明的工藝控制的方法以及該方法所基於的算 法。反應器進料34為單體和溶劑的混合物。在反應器10中，僅一部分單體轉變成聚
5合物。本發明的工藝控制方法基於一種求解方程組的算法，其基於發現一旦反應器10 的工作條件(即溫度和壓力)和進料流34中所有組分的流速已經固定，反應器的所有性能 取決於通常稱為反應程度ζ的變量。詳細地，聚合物濃度、引入的單體、浴液(bath)組成、溶液密度和排放料流12中的 所有組分的流速取決於反應程度，該反應程度是算法中的最重要的變量。方程組主要描述反應程度和反應器密度之間的關係。該方程組由四組方程組成 狀態方程，單體引入方程，化學計量方程和轉換方程。在下文中詳細地描述該方程組的方程 及其求解算法。方程中包括的溶液工藝的單個分量用字母表示A、B和C表示單體；S表示溶劑，P 表示聚合物。狀態方程是該方程組的方程之一。若干狀態方程足以精確地描述聚合物溶液反 應體系為可用的受控區域。根據本發明，優選的是使用代表目前工藝水平的PC-SAFT (幹 擾-鏈統計結合流體理論(Perturbed-ChainStatistical Associating Fluid Theory)) 狀態方程。所述方程能夠精確地描述具有不同分子(小型和大型，包括聚合物)的體系的 體積和熱性能以及相平衡。其特別適用於液相和應用於臨界點區間。PC-SAFT狀態方程具 有非常複雜的形式，但是僅具體表現三個一元參數和一個二元參數。該方程具有固體理論基礎。實際上，二元相互作用參數通常並不偏離預設值零很 多，或反之亦然，將它們設定為零，已經獲得良好的精確度。對於具有寬分子量分配的聚合物，同樣可以使用該方程。為此目的，認為假組分的 適當混合物等於對照聚合物，但是具有不同的分子量。執行狀態方程向共聚物的擴展，並且可用於工藝模擬器Aspen的程序包聚合物增 強版(Polymer Plus)。PC-SAFT狀態方程的表達式和常規化合物的一元參數可以在Gross，J.； Sadowski, G. (2001)·Perturbed-Chain SAFT :An Equation of StateBased on a Perturbation Theory for Chain Molecules. Ind. Eng. Chem. Res. ,40,1244-1260 中 得到。聚合物鏈段的一元參數在 Gross，J. ；Sadowski, G. (2002), Modeling Polymer Systems Using the Perturbed—Chain StatisticalAssociating Fluid Theory Equation of State, Ind. Eng. Chem. Res. ,41, 1084-1093 ； 禾口 Kouskoumvekaki, I. A; von Solms, N ；Lindvig, Τ. ；Michelsen, Μ. L ；Kontogeorgis, G. Μ. (2004), Novel Method for EstimatingPure-Component Parameters for Polymers -Application to the PC-SAFTEquation of State，Ind. Eng. Chem. Res.，43，2830-2838 中列出。後一來源是本發 明優選的。因為大多數狀態方程同樣為PC-SAFT，在壓力變量方面明確的是P = EOS(T, P , z, X)這一點表示對於均質聚合物體系，壓力P取決於溫度T、密度P、體系組成z和聚 合物組成X。如果體系包括若干聚合物，它們所有的組成應該在EOS函數的自變量表中報告。z和X均為摩爾分數的矢量，但是前者表示體系的組分，包括聚合物，而後者表示引入進聚合物中的單體。算法使用狀態方程的一個反函數ρ = EOS-1 (Τ, P, ζ, X)因為涉及的反應體系總是單相的，所以等溫線嚴格遞增並且這一狀態使得總是可 以進行逆向計算。在逆向的迭代法中，壓力函數接近於拋物線，以便具有更快速收斂。PC-SAFT狀態方程及其反函數均根據已知的程序，以Visual Basicfor Applications 執行。單體引入方稈這些方程描述狀態方程中存在的術語X。在公開文獻中，各種方程可以用來描述 單體相對引入聚合物。參考文獻例如Ham，G.E. (1964). Copolymerization, High Polymer Series, Vol. XVIII, Interscience, NewYork 巾&i白勺。描述二元聚合的最簡單模型為線性定律W = RR · w在該方程中，W和w分別為聚合物和浴液中兩種單體A和B的摩爾濃度的比率 大寫字母表示聚合物，小寫字母表示浴液。比例常數RR被稱作競聚率。但是，在聚合浴液中，反應物的濃度可以在寬範圍內改變，不再維持比例規律。在 這種情況下，優選的是根據本發明應用以下Lewis和Mayo雙參數方程 其具有固體理論基礎可以被認為是通過統計或動力學的。兩個參數rAB和rBA仍然被稱作競聚率並且具有明確定義的含義 和kAA為在增長的聚合物鏈的末端鏈段A上分別插入鏈段B和鏈段A的逐步反 應的動力學常數。Lewis-Mayo方程變為相當於比例規律，在= RR 和 rBA = 1/RR 時。一旦已經利用線性定律或Lewis-May0方程確定變量W，可以最終獲取引入進二元 聚合物中的單體的摩爾分數，求解以下方程組 相對於未知變量Xa和Xbc該方程組的解為
作為一個實例，對於乙烯(A)和丙烯(B)的二元聚合，已經應用Lewis-May0方程 在圖2中繪出曲線圖。由齊格勒-納塔催化劑的實驗室規模測試評估使用的兩個競聚率
= 6. 785，和 rBA = 0. 185。三元聚合描述起來更加複雜，但是Lewis-May0法可以有說服力地和一致地擴展 至這一情況。最終得到以下方程組
必須相對於未知變量XA、Xb和X。進行求解。 六個競聚率在方程組中表現為恆定值，即rAB、rBA、rAC、rcA、rBC、rCB。它們與三1
水一
元聚合對A和B、B和C、A和C相關。整個競聚率組簡短地表示為矢量r。 如果在該比例關係右側的三個術語分別稱為Ga、Gb和化，並且被認為是矢量G的分
量，則該方程組的解可以書寫為
X
G
Q
其中
Q = 和 I e {A，B，C}。
εΙ
以Visual Basic for Applications執行程序，用於計算產生的聚合物的組成。 詳細地，給出浴液中的單體的濃度和競聚率，程序計算聚合物的組成。 以下方法為三元聚合的Lewis-May0之一，因為其是最通用的。 有用的是總結由採用下列函數的程序進行的計算 X = INC (X，r) 其中
X為聚合物中單體的摩爾分數的矢量， χ為浴液中單體的摩爾分數的矢量， r為競聚率的矢量。 化學計量方稈
化學計量方程說明浴液的何種單體組成隨聚合提高。它們可以以矢量形式書寫 在化學計量方程中存在變量反應程度ζ，其在算法中起關鍵作用。反應程度ζ為聚合鏈段的進料中的摩爾濃度，即聚合的單體的摩爾數與溶劑和 已經聚合的以及仍然在浴液中游離的單體的摩爾數的比率。除了反應程度之外，在化學計量方程中存在其它新的表示法。矢量X列出浴液中 的單體的摩爾分數，下標0表示進料。人們現在認識到ζ可以從0(不聚合)直至XA°+XB°+Xc°(單體全部消耗)變化。可以證明還引入比反應程度是有幫助的 Ψ具有在0至1之間變化的優點。化學計量方程與單體引入方程緊密聯繫，並必須一起求解。將前者替換為後者，得到新的矢量關係式 這是一個方程與單體數一樣多的參數系統，未知變量為矢量X的分量，即引入聚 合物的單體的摩爾分數。矢量x°和r為已知變量，反應程度ζ為參數。以Visual Basic for Applications執行特殊程序將其求解。應用於求解非線性 系統的技術為迭代Newton-Raphson法。矢量方程的解可以被認為是一個函數。其現在可得並且具有以下形式 現在可以得出重要結果。一旦規定進料和競聚率，聚合物的組成僅為反應程度的 函數。當然，相同情況適用於浴液中的單體濃度。實際上，新的函數可以有效地代入化學 計量方程中X0-CORE^檢驗一個實例可能是有益的。舉例來說，圖3顯示函數χΑ( ζ )，χΒ(ζ )的曲線圖，當χΑ° = 0. 2，χΒ° = 0. 4，= 6. 785 和 rBA = 0. 185 時構成 ΧΑ(ζ)。沒有繪製函數 Xb ( ζ )，因為 Xb ( ζ ) = 1_ΧΑ「)。在該實例中，A為乙烯，B為丙烯。證明即使較少濃縮，乙烯仍然比丙烯更具反應性。由於兩種單體的反應性不同，當 升高反應程度時，浴液中的丙烯濃度首先升高，然後降低，顯示最大值，沒有邊界。如果不調整進料，失控產生富於丙烯的聚合物，即引入的乙烯減少。單體同時在終點流出，當比反應程度達到一致時。轉換方程
9
這些方程，即方程組的最後一組，處理兩個問題。第一種情況，它們允許將迄今已經考慮的強度變量轉換為具有廣泛性質的算法的 輸入和輸出。詳細地，該算法接受並產生進料和排放料流中的所有組分的流速。第二種情況，轉換方程以等效關係轉換所有方程中使用的但是不同形式的系統組 成的信息 單體引入方程和化學計量方程分別參照浴液和聚合物將單體組成矢量χ和X聯繫 在一起，同時狀態方程同樣在其論證中計算體系組成矢量ζ。如果f為進料的摩爾流量矢量，則進料組成可以書寫為 即使簡單，以強調變量依賴性的形式書寫該公式是有用的X0 = FEED (f)如果N為引入的單體的摩爾流量矢量，η為所有體系組分(單體、溶劑和聚合物) 的摩爾流量矢量，則可以推算以下質量平衡方程
其中 J = {A，B，C，S}Hi = f-Ni Vi S Ins = fs 其中Wi為單體的分子量的矢量，PMW為聚合物的分子量。公知的是聚合物的分子量對其所屬的聚合物體系的體積性能具有可以忽略的影 響。於是可以自由地選擇恆定PMW，只要其高於例如100000。涉及的變量的依賴性因此總結如下η = TRANS ( ξ , X, f, MW, PMW)如果ζ為排放的摩爾流量矢量，則排放組成可以書寫為
其中 K = {Α，B，C，S，P}即使簡單，以強調變量依賴性的形式書寫該公式是有用的ζ = DISCHARGE (η)算法所有元素現在可以用來寫下描述反應體系的方程組。
該方程組的方程為數量和矢量的。該方程組涉及若干變量。測量聚合物溶液的壓力P、溫度T和密度P。這一點同樣適用於列出所有組分的 進料流速的矢量f。矢量r中匯集的競聚率、矢量MW中的單體的分子量和聚合物分子量PMW被推理得 知。該方程組於是可以根據未知變量χ°、χ、Χ、ζ、η、z求解。詳細地，兩個矢量η和X完全描述反應器的排放料流。所呈現的方程組本身可以理論求解。儘管如此，數值計算中的最好實踐建議只要 有可能，將其分為更小部分。這一規則通常減少計算時間。這裡表明該算法解開了該方程組。方便的是以不同的順序和其它形式書寫全部已經存在的方程組的方程。 第一組五個方程為函數並且可以被替換，一個替換為下一個，使得可以得到新的 以下函數ρ = MAIN(T, P, f, ξ , MW, PMW, r),其所有論據是已知的，除了反應程度ζ。可以推測新函數的特性。當反應程度提高時，輕組分，例如單體消失，重組分，例如聚合物出現。組成變化引 起聚合物溶液變得更稠。函數MAIN因此嚴格遞增，並且可以根據反應程度反轉ξ = MAIN-1 (Τ, P, f, P , MW, PMW, r)以Visual Basic for Applications執行程序，用於計算兩個函數。僅通過已經可用函數的組成獲得函數MAIN的計算；經由基於對分法的應用計算 技術得到反函數MAIN"1的計算。
方程組最終可以書寫為最後的形式
0162]該形式使得可以僅通過直接計算和代換，相繼計算所有未知變量。
0163]在給出的所有方程中，摩爾基礎已經用於流量和份數。毫無疑問其可以輕易地轉 換為質量基礎。
0164]
0165]f 進料摩爾流量，kmol/s
0166]f 進料摩爾流量的矢量(指數基礎J)
0167]G 三元聚合比例的術語，_
0168]G 三元聚合比例中術語的矢量(指數基礎I)
0169]k:動力學常數
0170]MW 單體分子量，kg/mo 1
0171]MW:單體分子量的矢量(指數基礎I)
0172]η 體系中的摩爾流量，kmol/s
0173]η 體系中摩爾流量的矢量(指數基礎K)
0174]N 聚合單體的摩爾流量，kmol/s
0175]N 聚合單體的摩爾流量的矢量(指數基礎I)
0176]P:壓力，Pa
0177]PMW 聚合物分子量，kg/kmol
0178]0:參數，_
0179]r :Lewis-Mayo方程中的競聚率，-
0180]r 競聚率的矢量(指數基礎AB、BA、AC、CA、BC、CB)
0181]RR:比例規律中的競聚率，_
0182]T 溫度，K
0183]w 浴液中單體A對單體B的摩爾比率，kmol/kmol
0184]W 聚合物中單體A對單體B的摩爾比率，kmol/kmol
0185]X 聚合物中的摩爾分數，kmol/kmol
0186]X 聚合物中的摩爾分數的矢量(指數基礎I)
0187]χ 浴液中的摩爾分數，kmol/kmol
0188]χ 浴液中的摩爾分數的矢量(指數基礎I)
0189]ζ 體系中的摩爾分數，kmol/kmol
0190]ζ 體系中摩爾摩爾分數的矢量(指數基礎K)
0191]希臘字母0192]ρ 密度 kmol/m3
0193]ζ 反應程度，kmol/kmol
0194]Ψ:比反應程度，
0195]下標
0196]A 表示單體A
0197]B:表示單體B
0198]C:表示單體C
0199]i 單體的指數
0200]j 進料的一個組分的指數
0201]k 體系的一個組分的指數
0202]S 表示溶劑
0203]P 表示聚合物
0204]上標
0205]0 表示進料
0206]-1 反函數
0207]集合
0208]I = {A, B, C}
0209]J = {A, B, C, S}
0210]K = {A, B, C, S, P}
0211]函數
0212]CORE
0213]DISCHARGE
0214]EOS
0215]FEED
0216]INC
0217]TRANS
0218]控制系統的執,行
0219]通常通過稱為分配控制系統(DCS)的處理器網絡控制化工設備。DCS通過輸入和 輸出模塊與現場交換信息。輸入模塊從輸入儀器(溫度、壓力、水平等傳感器)接受信息， 輸出模塊向輸出儀表(閥門調節器)傳送信息。專有協議用於在處理器中以及處理器與模 塊之間信息交流。在一個工藝中，變量可以通過藉助於控制器操作另一適當的變量來加以控制。受 控變量、操作變量和控制器的系統被稱作控制迴路。DCS處理器可以管理若干控制器。操作者可以通過工作站存取由DCS管理的工藝參數。在DCS環境中，給予所有工 藝參數標籤。DCS也可以具有應用處理平臺，以與其它系統交換信息用於數據加工。Visual Basic(VB)為程式語言。程序可以以Visual Basic編碼為可執行文件。Microsoft Office Excel (或簡稱Excel)為電子表格應用。其以計算、曲線工具、 基準表格和VB衍生的稱為VBA(Visual Basic for Applications)的宏程式語言為特色。 Excel文件以由若干工作表組成的工作手冊的形式呈現給用戶。兩個產品均由Microsoft的作業系統Microsoft Windows編寫和分配。以Excel文件執行本發明方法中使用的算法。描述的程序和函數以VBA中宏的形 式進行編碼，並從一個工作表的單元適當調用。在Excel文件的另一個工作表中，列出工作 和預測參數的標籤和值。Excel文件可以獨立運行。一旦輸入工作參數值，計算時，預測變 量被中止。準備VB可執行文件用於設備DCS和Excel文件之間數據交換以及用於Excel文 件計算。實時數據的信息交流基於標準0PC，其表示工藝控制的OLE。進而OLE表示目 標-聯繫和植入。詳細地，VB可執行文件執行以下運算1.從Excel文件讀取工作和預測參數的標籤。2.將工作參數值代入DCS中。3.將工作參數值輸入Excel文件的適當單元中。4.用所有VBA宏計算工作手冊。5.將預測參數值代入Excel文件的適當單元中。6.將預測參數值存入DCS的適當位置中。
實施例實施例涉及用12wt%乙烯製備乙烯/丙烯共聚物。使用的ZN催化劑的競聚率如下:rAB = 0. 758，rBA = 0. 185。用對應於得到所需產品所需的條件的浴液化學組成的預測值製備配方。配方在以 下表1中示出，其中C2-和C3-分別表示乙烯和丙烯。表1 該配方顯示最有意義的工作參數的目標值，例如從反應器排放的C2_、C」環己烷 和聚合物的流速。這些目標值在工藝工作期間被保持，以製備具有所需性能和特徵的共聚 物。一旦工藝啟動並且反應器穩定運行，上述算法幾乎不使用測量參數來執行預測工 作參數的計算。在工藝根據以上配方製備共聚物中，測量以下工作參數並檢測以下值 用由Krohne Ltd.製造的Coriolis質量流量計「0PTIMASS」測量再循環料流中單 體的密度、濃度和流速。由算法執行的計算給出以下報告的預測參數值預測值顯示與目標值存在偏差。具體地，未反應的C2-的流速的預測值為0. 53kg/ h，即其低於0. 83kg/h的目標值。控制室中的檢測團隊檢測這一偏差並改變進料，以彌補這種偏差。在這種情況下， 改變為提高新鮮C2-的流速，使得未反應的C2-的預測流速達到目標值。以上實施例顯示，通過測量和/或檢測一些容易測量或檢測的參數，本發明的控 制溶液聚合工藝的方法允許製備具有所需性能和特徵的聚合物，並在設備的整個運行期間 保持這種特徵穩定。具體地，當達到穩定工作時，本發明的方法不需要對產生的聚合物或浴 液或者兩者進行任何化學分析，並且不要求從反應器中提取聚合物或浴液或兩者的試樣進 行任何聯機或脫機的化學分析或其它物理研究。具體地，藉助於如上所述商用儀器或設備 測量溶液密度。⑴未反應的C2-的流速⑴未反應的C3-的流速(ii)排放的溶劑的流速(iii)排放的聚合物的流速
34kg/h 65kg/h 25kg/h
0. 53kg/h
權利要求
控制烯烴催化聚合的溶液工藝的方法，其中一種或多種單體在反應器中聚合形成可溶於反應器中存在的溶劑中的聚合物，所述工藝包括再循環未反應的單體和溶劑，並將新鮮的單體和溶劑進料到所述反應器中；所述方法的特徵在於包括以下步驟a)測量一組工作參數值，包括(i)聚合反應器的溫度(T)；(ii)聚合反應器的壓力(P)；(iii)聚合反應器內溶液的密度(ρ)；(iv)再循環料流的流速；(v)再循環料流中單體的濃度；(vi)再循環料流中溶劑的濃度；(vii)進料到聚合反應器的新鮮單體的流速；b)使用所述工作參數值計算與從聚合反應器排放的料流相關的一組預測參數；包括(i)未反應的單體的流速；(ii)排放的溶劑的流速；(iii)排放的聚合物的流速；c)將所述預測參數的所述值與工藝最佳操作所限定的目標參數進行比較，以製備具有所需特徵和性能的聚合物；d)檢測所述預測參數值與相應目標參數值的可能偏差；e)任選調節一種或多種新鮮進料到所述聚合反應器中的所述單體、和/或進料到所述反應器中的料流的任何其它組分的流速，和/或調節所述聚合反應器的溫度(T)和/或壓力(P)，以彌補所述可能偏差；其中所述預測參數的所述計算通過一種算法來進行，該算法計算作為溶液密度(ρ)的函數的反應程度(ξ)，然後計算溶液的整體組成，所述計算包括求解包括狀態方程、單體相對引入共聚物的方程、化學計量方程和轉換方程的方程組。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於所述預測參數包括反應器中聚合物的濃度。
3.根據權利要求1的方法，其特徵在於所述預測參數包括引入的單體的流速。
4.根據權利要求1的方法，其特徵在於所述步驟e)包括調節催化劑或催化劑組分的流速。
5.根據權利要求1的方法，其特徵在於所述方程組的求解包括求解PC-SAFT形式的狀 態方程。
6.根據權利要求1的方法，其特徵在於所述方程組的求解包括求解Lewis-May0方程。
7.根據權利要求1的方法，其特徵在於所述反應器中聚合的所述單體包括乙烯和丙火布。
8.根據權利要求1的方法，其特徵在於在所述方法的步驟a)vi)測量的再循環料流中 單體的濃度為乙烯和丙烯的濃度。
9.根據權利要求1的方法，其特徵在於在所述方法的步驟a)i)計算的未反應的單體的 流速為未反應的乙烯和丙烯的流速。
10.根據權利要求1的方法，其特徵在於與步驟a)測量的所述工作參數相關的信息經由控制系統處理，所述控制系統產生傳送到藉助於電腦程式根據所述算法計算所述預測 參數的單元的輸出信息。
11.根據權利要求10的方法，其特徵在於所述控制系統為分配控制系統。
12.根據權利要求10的方法，其特徵在於所述電腦程式的語言為VisualBasic。
全文摘要
公開了控制烯烴聚合的溶液工藝的方法。該方法基於計算工藝的預測工作參數的算法，包括計算作為溶液密度(ρ)的函數的反應程度(ζ)，然後計算溶液的整體組成。該算法求解包括PC-SAFT形式的狀態方程，單體引入共聚物的Lewis-Mayo方程，以及化學計量方程的方程組。預測參數與目標參數進行比較以檢測可能的偏差，並在進料中執行相應的補償。
文檔編號C08F10/00GK101910215SQ200880123593
公開日2010年12月8日 申請日期2008年10月20日 優先權日2007年10月31日
發明者N·阿里克德菲內蒂 申請人:巴塞爾聚烯烴義大利有限責任公司