液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)以及使用該檢測(cè)系統(tǒng)的聚合方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于檢測(cè)聚合物富相與溶劑富相之間的界面的系統(tǒng)，包括：液液分離器，其被配置為通過進(jìn)料口接收聚合物溶液作為在基于溶劑的聚合反應(yīng)器中所產(chǎn)生的包括溶劑、聚合物和未反應(yīng)的單體的入口流，其中容器被配置為提供至少20分鐘的停留時(shí)間并且允許所述流分離為所述聚合物富相和所述溶劑富相；第一聲波收發(fā)器，用于發(fā)送來自所述液液分離器的頂部或底部的第一聲波信號(hào)并且接收所述聲波信號(hào)的第一反射部分，所述聲波信號(hào)的反射部分為所述聲波信號(hào)穿過所述溶劑富相與所述聚合物富相之間的液液界面所創(chuàng)建，其中，所述第一聲波收發(fā)器被定位為使得其傳輸與所述液液界面垂直地行進(jìn)的信號(hào)。
【專利說明】液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)以及使用該檢測(cè)系統(tǒng)的聚合方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)以及使用所述液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)的聚合方法。

【背景技術(shù)】
[0002]液液分離器用在多種應(yīng)用中，以分離具有不同密度的兩種液相。液液分離器可以用于在溶液聚烯烴方法中分離溶劑和聚合物。對(duì)于溶液的穩(wěn)定性，控制聚合物溶液與純?nèi)軇┲g的界面層(界(rag)層)是十分重要的。該層的位置確定兩種液體之間的分離程度。遺憾的是，分離器并不包含用于查看界面的任何側(cè)部玻璃，以及用于檢測(cè)碳鋼導(dǎo)管中的聚合物和溶劑界面的聲波探針。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是一種液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)以及使用所述液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)的聚合方法。
[0004]在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種用于檢測(cè)聚合物富相與溶劑富相之間的界面的系統(tǒng)，包括:液液分離器(LLS)，其被配置為通過進(jìn)料口接收在基于溶劑的聚合反應(yīng)器中所產(chǎn)生的包括溶劑、聚合物和未反應(yīng)單體的入口流，其中，容器被配置為提供至少20分鐘的停留時(shí)間并且允許所述流分離為所述聚合物富相和所述溶劑富相；第一聲波收發(fā)器，用于發(fā)送來自所述液液分離器的頂部或底部的第一聲波信號(hào)并且接收所述聲波信號(hào)的第一反射部分，所述聲波信號(hào)的反射部分為所述聲波信號(hào)穿過所述溶劑富相與所述聚合物富相之間的液液界面所創(chuàng)建，其中，所述第一聲波收發(fā)器定位為使得其傳輸與所述液液界面垂直地行進(jìn)的信號(hào)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]為了說明本發(fā)明的目的，在附圖中示出示例性的形式；然而，應(yīng)理解，本發(fā)明不限于所示的精確布置和手段。
[0006]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的具有兩個(gè)聲波收發(fā)器的液液分離器的示意圖；以及
[0007]圖2的圖線展現(xiàn)出現(xiàn)液液分離時(shí)作為分離劑濃度的函數(shù)的溶劑富相和聚合物富相的溶液密度的變化以及聲波收發(fā)器用于在形成兩種液相時(shí)檢測(cè)兩相之間的液液界面的存在性的能力。

【具體實(shí)施方式】
[0008]本發(fā)明是一種液液分離器界面檢測(cè)和控制系統(tǒng)以及使用所述液液分離器界面檢測(cè)和控制系統(tǒng)的和聚合方法。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)包括:液液分離器(LLS)，其被配置為通過進(jìn)料口接收聚合物溶液作為在基于溶劑的聚合反應(yīng)器中所產(chǎn)生的包括溶劑、聚合物和未反應(yīng)單體的入口流，其中，容器被配置為提供至少20分鐘的停留時(shí)間并且允許所述流分離為聚合物富相和溶劑富相；第一聲波收發(fā)器，用于發(fā)送來自所述液液分離器的頂部或底部的第一聲波信號(hào)并且接收所述聲波信號(hào)的第一反射部分，所述聲波信號(hào)的反射部分為所述聲波信號(hào)穿過所述溶劑富相與所述聚合物富相之間的液液界面所創(chuàng)建，其中，所述第一聲波收發(fā)器定位為使得其傳輸與所述液液界面垂直地行進(jìn)的信號(hào)。
[0010]通常在本發(fā)明實(shí)施方式中使用的液液分離器系統(tǒng)通常描述于美國(guó)專利申請(qǐng)公開N0.20120088893中，其公開內(nèi)容通過引用并入到本申請(qǐng)。如在此所討論的那樣，液液分離器可以用于通過使用溶液聚合方法中的下臨界溶液溫度(LCST)的現(xiàn)象來從聚合物溶液移除溶劑。本發(fā)明涉及使用聲波收發(fā)器以檢測(cè)聚合物富相與溶劑富相之間的液液界面的位置。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的聚合方法包括:A)在存在反應(yīng)溶劑時(shí)使一種或多種單體聚合，以形成聚合物溶液；B)將所述聚合物溶液作為入口流傳送到液液分離器中，而不將熱量加入到所述溶液，其中在所述液液分離器之前或之內(nèi)以受控方式主動(dòng)降低所述聚合物溶液的壓力，以誘導(dǎo)至少兩個(gè)液相，即聚合物富相和溶劑富相，其中所述聚合物富相中的聚合物的濃度高于傳送到所述液液分離器的所述聚合物溶液中的聚合物的濃度；以及C)通過使用位于所述液液分離器內(nèi)的聲波收發(fā)器來檢測(cè)所述聚合物富相與所述溶劑富相之間的界面；以及D)移除所述溶劑富相和所述聚合物富相之一或二者。
[0012]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述聚合物溶液在LLS中的停留時(shí)間為至少20分鐘。至少20分鐘的所有單獨(dú)值和子范圍包括并公開于本申請(qǐng)中；例如，停留時(shí)間可以為20、24、28、32、36或40分鐘的下限。例如，停留時(shí)間可以為至少20分鐘，或在替選方案中，停留時(shí)間可以為至少30分鐘，或在替選中，停留時(shí)間可以為至少40分鐘。停留時(shí)間是流體(典型地兩相)在LLS中耗費(fèi)的平均時(shí)間量。該時(shí)間計(jì)算為“LLS導(dǎo)管的容積”/ “進(jìn)入LLS的入口流的容積流速”。
[0013]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述第一聲波收發(fā)器被部分地包圍在套筒中。在這些實(shí)施方式中，套筒被配置并且放置為使得其不中斷或影響所述聲波收發(fā)器所生成的聲波的路徑。
[0014]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述進(jìn)料口將所述聚合物溶液饋送到所述液液分離器的底部部分。
[0015]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述液液分離器被封護(hù)。
[0016]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述液液分離器是重力分離器。
[0017]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述系統(tǒng)還包括聚合物富相出口閥，其包括流量計(jì)以及位于所述流量計(jì)任一側(cè)上的差分壓力發(fā)送器。
[0018]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述系統(tǒng)還包括自動(dòng)化控制閥，用于控制所述液液分離器中的聚合物富相的位置。
[0019]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述系統(tǒng)還包括第二聲波收發(fā)器，用于發(fā)送來自所述液液分離器的頂部或底部的第二聲波信號(hào)并且接收所述聲波信號(hào)的第二反射部分。
[0020]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，用于接收并且分析從所述第一聲波收發(fā)器并且可選地從所述第二聲波收發(fā)器所恢復(fù)的數(shù)據(jù)。
[0021]聲波收發(fā)器及其控制系統(tǒng)是本領(lǐng)域公知的并且是商用的。一種示例性商用聲波收發(fā)器和控制系統(tǒng)可以商品名INTERFAZER得自Transducer美國(guó)(德克薩斯州，休斯頓)。
[0022]如在此使用的那樣，術(shù)語“聲波收發(fā)器”表示包括聲波發(fā)送器和聲波接收器的設(shè)備。聲波收發(fā)器在本發(fā)明的系統(tǒng)和方法中是有用的，并且基于有源SONAR的原理。有源聲納產(chǎn)生聲波的脈沖、聲波，然后檢測(cè)脈沖的反射波。通常使用包括信號(hào)發(fā)生器、功率放大器和電聲換能器/陣列的聲納發(fā)射器以電子方式來產(chǎn)生這種聲波的脈沖?？梢圆捎貌ㄊ纬善鲗⒙暪β蕝R聚到波束中。一部分聲波反射自具有不同密度的兩種液相之間或液相與固相之間的界面。反射部分為所述聲波收發(fā)器所接收，可以基于液體中聲波的速度使用已知的原理來計(jì)算距所述界面的距離。商用系統(tǒng)(例如INTERFAZER)典型地包括用于將反射的聲波轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)并且計(jì)算生成反射聲波的界面的位置的標(biāo)準(zhǔn)電子設(shè)備和軟件。
[0023]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述聲波收發(fā)器提供連續(xù)界面檢測(cè)。
[0024]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述聲波收發(fā)器提供斷續(xù)界面檢測(cè)。在這些實(shí)施方式中，所述聲波收發(fā)器可以按所指定的時(shí)間間隔或根據(jù)需要來發(fā)送并且接收信號(hào)。
[0025]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于反應(yīng)溶劑是重?zé)N溶劑(例如含有C6-Cltl烴成分)和輕烴溶劑(例如，含有C2-C5烴成分)的混合物?？梢酝ㄟ^降低壓力來實(shí)現(xiàn)液液分離，由此誘導(dǎo)形成兩相——聚合物富液相和溶劑富液相。
[0026]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述重?zé)N溶劑包括至少一種含有6-10個(gè)碳原子的烴。在替選實(shí)施方式中，所述至少一種烴可以包括至少一種含有7-9個(gè)碳原子的烴。
[0027]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述重?zé)N溶劑不包括含有少于6個(gè)碳原子的烴，不過可能存在殘余量的這些烴(基于重?zé)N溶劑的總重量，典型地小于1000ppm)。在此使用的“烴”指代僅以碳和氫原子構(gòu)成的有機(jī)分子。
[0028]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述輕烴溶劑包括至少一種含有2-5個(gè)碳原子的烴。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述輕烴溶劑包括至少一種含有2-4個(gè)碳原子的烴。
[0029]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述輕烴溶劑不包括含有多于5個(gè)碳原子的烴，不過可能存在殘余量的這些烴(基于輕烴溶劑的總重量，典型地小于1000ppm)。在此使用的“烴”指代僅以碳和氫原子構(gòu)成的有機(jī)分子。
[0030]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述輕烴溶劑選自乙烷、丙烷、異丁烷或異戊烷或其混合物，并且優(yōu)選地丙烷或異丁烷。
[0031]在一個(gè)實(shí)施方式中，基于所述聚合物溶液的重量，所述輕烴溶劑為5-40wt%。5-40wt%的所有單獨(dú)值和子范圍包括并公開于本申請(qǐng)中；例如，聚合物溶液中輕烴溶劑的量可以為從5、15、25或35?丨％的下限到10、20、30或40?丨％的上限。例如，所述聚合物溶液中所述輕烴溶劑的量可以為5-40wt%，或在替選方案中，所述聚合物溶液中所述輕烴溶劑的量可以為20-35wt%。
[0032]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述重?zé)N溶劑選自正己烷、正庚烷、正辛烷、異辛烷、正壬烷、正癸烷或其混合物，優(yōu)選地正辛烷、異辛烷、正壬烷、正癸烷或其混合物，或更優(yōu)選地正辛燒。
[0033]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述溶劑占20-50wt%，基于所述輕烴溶劑和所述重?zé)N溶劑的重量之和。20-50wt%的所有單獨(dú)值和子范圍包括并公開于本申請(qǐng)中；例如，基于輕烴溶劑和重?zé)N溶劑的重量之和，輕烴溶劑的量可以從20、30或40被％的下限到25、35、45或50wt%的上限。例如，基于輕烴溶劑和重?zé)N溶劑的重量之和，輕烴溶劑的量可以為20-50wt%，或在替選方案中，為20-40wt%。
[0034]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述輕烴溶劑包括C3烴并且所述重?zé)N溶劑包括具有8或更多個(gè)碳原子的烴。
[0035]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述輕烴溶劑包括C3烴并且所述重?zé)N溶劑包括具有10或更多個(gè)碳原子的烴。
[0036]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于在所述聚合方法中沒有用于將所述溶劑的重?zé)N成分和輕烴成分彼此分離的特殊操作(比如蒸餾)。
[0037]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于在所述聚合方法中沒有用于以將所述溶劑與所述單體和共聚單體分離的特殊單元操作(諸如蒸餾)。
[0038]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于在所述聚合方法中沒有用于將所述溶劑與所述聚合物分離的特殊單元操作(諸如蒸懼)。
[0039]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于在步驟B中進(jìn)入所述液液分離器的所述聚合物溶液中的聚合物濃度為5-30Wt%，基于所述聚合物溶液的重量。聚合物溶液的5-30Wt%的所有單獨(dú)值和子范圍包括并公開于本申請(qǐng)中；例如，聚合物溶液中的聚合物濃度可以為5、15或25?〖％的下限到10、20或3(^七％的上限。例如，聚合物溶液中的聚合物濃度可以為5-30wt%，或在替選方案中，聚合物溶液中的聚合物濃度可以為10-15wt %，或在替選方案中，聚合物溶液中的聚合物濃度可以為15-20wt%。
[0040]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于在步驟B中離開所述液液分離器的聚合物富相中的聚合物濃度為20-50wt%。20-50wt%的所有單獨(dú)值和子范圍包括并公開于本申請(qǐng)中；例如，離開液液分離器的聚合物富相中的聚合物濃度可以為20、30、40或45?七％的下限到25、35、45或50界七％的上限。例如，離開液液分離器的聚合物富相中的聚合物濃度可以為20-50wt%，*在替選方案中，離開液液分離器的聚合物富相中的聚合物濃度可以為35-50wt%，或在替選方案中，離開液液分離器的聚合物富相中的聚合物濃度可以為20-35wt%，或在替選方案中，離開液液分離器的聚合物富相中的聚合物濃度可以為30-40wt %。
[0041]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于在每個(gè)反應(yīng)器與所述液液分離器之間不加入熱量。
[0042]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述處理不包含加熱設(shè)備(諸如步驟A與步驟B之間的熱交換器)。
[0043]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于在步驟A和步驟B中熱量并未通過熱交換器加入到所述聚合物溶液。
[0044]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于在步驟A和步驟B中熱量并未通過較高溫度流(較高能量)加入到所述聚合物溶液。
[0045]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于并不重復(fù)步驟B。
[0046]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于步驟B得以重復(fù)。
[0047]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于在步驟B中所述聚合物溶液僅形成兩種液相。
[0048]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于無輕烴溶劑加入到步驟B。
[0049]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于輕烴溶劑加入到步驟B。
[0050]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于一種或多種相分離劑在所述液液分離器之前或之內(nèi)加入到所述聚合物溶液。
[0051]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于無相分離劑在所述液液分離器之前或之內(nèi)加入到所述聚合物溶液。在另一實(shí)施方式中，無相分離劑在所述液液分離器之后加入到所述聚合物溶液。
[0052]相分離劑的一些實(shí)例包括H2、N2、CO、CO2, C3H8和CH4。
[0053]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述聚合物富相不含有多于5wt%的夾帶(entrained) “溶劑富相”，基于這兩相的重量之和。
[0054]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于在步驟B中所述液液分離器中的壓力小于或等于SOOpsig。小于或等于SOOpsig的所有單獨(dú)值和子范圍包括并公開于本申請(qǐng)中；例如，液液分離器中的壓力可以為800psig的上限。例如，液液分離器中的壓力可以為700psig的上限，或在替選方案中，液液分離器中的壓力可以為600psig的上限。
[0055]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于在步驟B中所述液液分離器中的壓力是400psig至800psig。
[0056]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述液液分離器中的壓力是450psig至700psig。
[0057]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述液液分離器中的壓力是500psig至600psig。
[0058]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于在所述液液分離器中的溫度大于或等于150°C。大于或等于150°C的所有單獨(dú)值和子范圍包括并公開于本申請(qǐng)中。例如，液液分離器中的溫度可以為1500C的上限，或在替選方案中，液液分離器中的溫度可以為160°C的上限，或在替選方案中，液液分離器中的溫度可以為170°C的上限。
[0059]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于在步驟B中所述液液分離器中的溫度是150°C至220°C。
[0060]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述液液分離器中的溫度是160°C至210°C。
[0061]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述液液分離器中的溫度是165°C至205°C。
[0062]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述液液分離器是容器。
[0063]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述液液分離器具有大于或等于10加侖的容量。
[0064]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述液液分離器具有大于或等于100加侖的容量。
[0065]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述液液分離器具有大于或等于1000加侖的容量。
[0066]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述液液分離器具有大于或等于10，000加侖的容量。
[0067]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述液液分離器具有大于或等于50，000加侖的容量。
[0068]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述液液分離器具有10至50，000加侖的容量。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述液液分離器具有100至25，000加侖的容量。在優(yōu)選實(shí)施方式中，在所述液液分離器中不發(fā)生機(jī)械混合。
[0069]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述液液分離器在步驟B中包含至少兩種液相。如以重力方式所確定的那樣，液相的密度為大于或等于0.2g/cc，優(yōu)選地大于或等于0.3g/cc。
[0070]所述液液分離器可以包括在此所描述的兩個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的組合。
[0071]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述溶劑富相包括少于100ppm聚合物。少于100ppm聚合物的所有單獨(dú)值和子范圍包括并公開于本申請(qǐng)中；例如，溶劑富相中聚合物的量可以為250、350、450、550、650、750、850、950 或 100ppm 的上限。
[0072]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于步驟(A)在溶液聚合反應(yīng)器中進(jìn)行。
[0073]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于步驟(A)在連續(xù)攪拌罐式反應(yīng)器中進(jìn)行。
[0074]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述聚合方法還包括由聲波收發(fā)器所接收的反射聲波信號(hào)來計(jì)算所述界面的垂直位置。
[0075]在替選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供根據(jù)任何前述實(shí)施方式的液液分離器界面檢測(cè)系統(tǒng)和聚合方法，不同之處在于所述聚合方法還包括基于所述界面的垂直位置通過移除所述溶劑富相和所述聚合物富相之一或二者來調(diào)整流速。
[0076]圖1是具有兩個(gè)聲波收發(fā)器2和4的液液分離器I的示意圖。液液分離器I包括溶劑富相6和聚合物富相8。如圖1所示，各自定位聲波收發(fā)器2和4使得來自每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的聲波與液液界面成直角。來自聚合反應(yīng)器的聚合物溶液通過入口 10進(jìn)入液液分離器I。
[0077]在此所使用的術(shù)語“聚合物”指代通過使單體(無論是相同還是不同類型的)聚合而制備的聚合化合物。上位術(shù)語聚合物因此涵蓋術(shù)語均聚物(用于指代僅由一種類型的單體制備的聚合物)以及下文中所定義的術(shù)語互聚物。在此所使用的術(shù)語“互聚物”指代通過至少兩種不同類型的單體的聚合所制備的聚合物。上位術(shù)語互聚物因此包括共聚物(用于指代由兩種不同類型的單體制備的聚合物)以及由多于兩種不同類型的單體制備的聚合物。
[0078]在此所使用的術(shù)語“基于烯烴的聚合物”指代聚合物，其含有至少大于50wt%聚合的烯烴(例如乙烯或丙烯)(基于聚合物的重量)，以及任選的一種或多種另外共聚單體。
[0079]在此所使用的術(shù)語“基于乙烯的聚合物”指代聚合物，其含有至少大于50wt%聚合的乙烯(基于聚合物的重量)以及任選的一種或多種另外共聚單體。
[0080]在此所使用的術(shù)語“基于丙烯的聚合物”指代聚合物，其含有至少大于50wt%聚合的丙烯(基于聚合物的重量)以及任選的一種或多種另外共聚單體。
[0081]與所考慮的兩相或更多相有關(guān)的在此所使用的術(shù)語“聚合物富相”指代這樣的相，基于聚合物富相的總重量，通過重量分級(jí)所測(cè)量，該相含有較大濃度的聚合物。
[0082]與所考慮的兩相或更多相有關(guān)的在此所使用的術(shù)語“溶劑富相”指代這樣的相，基于溶劑富相的總重量，通過重量分級(jí)所測(cè)量，該相含有較大濃度的溶劑。
[0083]在此所使用的術(shù)語“重?zé)N溶劑”指代非反應(yīng)性烴(相對(duì)于聚合催化劑)，其含有至少一種帶有六個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴。典型地，重?zé)N溶劑具有高于95°C的正常沸點(diǎn)。重?zé)N溶劑不包括含有少于六個(gè)碳原子的烴，不過可能存在殘余量的這些烴(典型地小于lOOOOppm，基于重?zé)N溶劑的總重量)。在此使用的“烴”指代僅以碳和氫原子構(gòu)成的有機(jī)分子。實(shí)例是烷烴(比如正辛烷、正壬烷、異辛烷)以及烯烴(比如辛烯的異構(gòu)體，具有并不位于末端碳原子上的雙鍵的烯烴)。
[0084]在此所使用的術(shù)語“輕烴溶劑”指代非反應(yīng)性烴(相對(duì)于聚合催化劑)，其含有至少一種帶有五個(gè)或更少個(gè)碳原子的烴。典型地，輕烴溶劑具有低于40°C的正常沸點(diǎn)。輕烴溶劑不包括含有多于五個(gè)碳原子的烴，不過可能存在殘余量的這些烴(典型地小于lOOOOppm，基于輕烴溶劑的總重量)。在此使用的“烴”指代僅以碳和氫原子構(gòu)成的有機(jī)分子。實(shí)例包括乙烷、丙烷、異丁烯等。
[0085]在此所使用的相指代空間區(qū)域(熱動(dòng)力學(xué)體系)，遍布該空間區(qū)域，物質(zhì)的所有物理性質(zhì)基本上是均勻的。物理性質(zhì)的實(shí)例包括密度、折射率和化學(xué)組成。
[0086]液液相是不混溶的兩種單獨(dú)液相的組合。
[0087]在此所使用的術(shù)語“液液分離器(LLS) ”指代用于分離兩種或更多種液相的設(shè)備。分離源自為了誘導(dǎo)兩種或更多種液相而采取的具體動(dòng)作(例如壓力的減少)。
[0088]在此所使用的術(shù)語“聚合物溶液”指代在一種或多種溶劑(通常在分子量方面比聚合物低得多)中完全溶解聚合物從而形成均相(最常見處于液態(tài))。溶液包括聚合物和溶劑，并且可以還包括未反應(yīng)的單體以及聚合反應(yīng)的其它殘余物。
[0089]在此所使用的術(shù)語“溶劑”指代這樣的物質(zhì)(例如，烴或兩種或更多種烴的混合物(不包括單體和共聚單體))，其溶解感興趣物質(zhì)(比如單體和/或聚合物)，產(chǎn)生液相。
[0090]在此所使用的術(shù)語“混合的溶劑”指代兩種或更多種溶劑的混合物(例如兩種或更多種烴的混合物)。
[0091]在此所使用的術(shù)語“單種溶劑”指代一種溶劑(例如一種烴)。
[0092]在此所使用的術(shù)語“溶液聚合”指代所形成的聚合物溶解在聚合溶劑中的聚合方法。
[0093]在此所使用的術(shù)語“相分離劑”指代這樣的物質(zhì)，當(dāng)將該物質(zhì)加入到存在的聚合物溶液時(shí)，具有在給定的聚合物重量分率降低下臨界溶液溫度(LCST)的效果。
[0094]在此所使用的下臨界溶液溫度(LCST)定義為這樣的溫度:高于該溫度時(shí)，在固定壓力，具有固定組成的溶液分離為兩個(gè)液相，而低于該溫度時(shí)，溶液作為單一液相而存在。
[0095]在此所使用的術(shù)語“聚合體系”指代包括單體、溶劑和催化劑并且將在適當(dāng)條件下經(jīng)歷聚合反應(yīng)的混合物。聚合體系對(duì)應(yīng)于向反應(yīng)器的總進(jìn)料。
[0096]在此所使用的術(shù)語“絕熱反應(yīng)器”指代沒有主動(dòng)熱量移除機(jī)制并且沒有主動(dòng)熱量添加機(jī)制的反應(yīng)器。
[0097]在此所使用的術(shù)語“減壓裝置”指代允許減少連續(xù)的液體流或固定液體批料的壓力的設(shè)備(例如控制閥)。
[0098]在此所使用的短語“以受控方式主動(dòng)減少”指代例如使用控制閥以將壓力以期望的速率減少到期望水平。
[0099]在此所使用的術(shù)語“單相聚合物溶液”指代在一種或多種溶劑(通常在分子量方面比聚合物低得多)中完全溶解聚合物從而形成均相(最常見處于液態(tài))。
[0100]在此所使用的用語“聚合物富相中的聚合物的濃度”指代聚合物的重量分率，基于含有聚合物的溶液(聚合物富相)的總重量。
[0101]在此所使用的用語“溶劑富相中的聚合物的濃度”指代聚合物的重量分率，基于含有聚合物的溶液(溶劑富相)的總重量。
[0102]在此所使用的術(shù)語“亞臨界區(qū)域”指代低于聚合介質(zhì)(定義為溶劑、單體和共聚單體的混合物[無催化劑或助催化劑])的臨界溫度的聚合溫度以及低于聚合介質(zhì)的臨界壓力的聚合壓力。
[0103]在此所使用的術(shù)語“臨界溫度”指代這樣的聚合介質(zhì)的溫度:高于該溫度時(shí)，無論任何壓力改變，聚合介質(zhì)都不相分離。
[0104]在此所使用的術(shù)語“臨界壓力”指代這樣的聚合介質(zhì)的壓力:高于該壓力時(shí)，無論任何溫度改變，聚合介質(zhì)都不相分離。
[0105]術(shù)語“濁點(diǎn)壓力”是這樣的壓力:低于該壓力，在固定溫度具有固定組成的聚合物溶液分離為兩個(gè)液相。高于該壓力時(shí)，聚合物溶液是單液相。
[0106]“濁點(diǎn)溫度”是這樣的溫度:高于(閾值溫度)時(shí)，在固定壓力具有固定組成的聚合物溶液分離為兩個(gè)液相。低于該溫度時(shí)，聚合物溶液是單液相。此外，濁點(diǎn)溫度也可以是頂點(diǎn)溫度(ceiling temperature),低于該溫度,存在兩個(gè)相；高于該溫度,存在一個(gè)相。
[0107]實(shí)施例
[0108]以下實(shí)施例示出本發(fā)明但并非意圖限制本發(fā)明的范圍。圖2示出INTERFAZER聲波收發(fā)器所檢測(cè)的溶劑富相和聚合物富相的分離。來自用于生產(chǎn)半結(jié)晶的含有非常少的二烯的乙烯-丙烯-二烯烴三元共聚物(EPDM)的單一溶液連續(xù)攪拌反應(yīng)器的聚合物溶液用于產(chǎn)生圖2中的信息。高反應(yīng)器壓力用于確保用于均相聚合的單液相環(huán)境。隨著聚合物溶液通過反應(yīng)器壓力控制閥，聚合物溶液的壓力從2200psig快速地減少到800psig。使用來自VXLEApS (丹麥，哥本哈根)的VXLE建模軟件，在液液分離之后所得的聚合物富流的密度在185°C和783psig預(yù)測(cè)為35.51bs/ft3，其中聚合物富相與溶劑富相之間的溶液密度差值為91bs/ft3。圖2示出作為時(shí)間和相分離劑濃度的函數(shù)的相分離。在圖2上，最左邊位置指示用于注射相分離劑的開始時(shí)間。此時(shí)，聚合物富相和溶劑富相的密度彼此十分接近并且接近反應(yīng)器流出物(聚合物溶液)密度。開始于y軸的最左邊所指示的時(shí)間，丙烷(一種分離劑)饋送到液液分離器中。隨著液液分離器中的丙烷濃度增加，溶劑富相的溶液密度降低。在13%的丙烷濃度，溶劑富相顯示出密度方面的快速降低。在該同一丙烷濃度，聲波收發(fā)器顯示40-50%液液界面位置(“第I次大密度降低”)。在達(dá)到15%丙烷時(shí)，丙烷水平保持恒定，在此時(shí)間期間，密度差得以保持，并且聲波收發(fā)器顯示清晰的界面。隨后，移除丙烷。在下降到低于13%丙烷時(shí)，聚合物富相和溶劑富相的粘度彼此接近，并且音波換能器并不顯示清晰的相分離。在圖2中，長(zhǎng)虛線指示聚合物富相密度，點(diǎn)劃線指示溶劑富相密度，實(shí)線指示丙烷含量，聲波收發(fā)器信號(hào)由點(diǎn)線指示。
[0109]在不脫離本發(fā)明的精神和基本屬性的情況下，可以通過其它形式來實(shí)施本發(fā)明，并且相應(yīng)地，至于指示本發(fā)明的范圍，應(yīng)參照所附權(quán)利要求，而不是前面的說明書。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢測(cè)聚合物富相與溶劑富相之間界面的系統(tǒng)，包括: 液液分離器，其被配置為通過進(jìn)料口接收在基于溶劑的聚合反應(yīng)器中所產(chǎn)生的包括溶齊U、聚合物和單體的入口流，其中，容器被配置為提供至少20分鐘的停留時(shí)間并且允許所述流分離為所述聚合物富相和所述溶劑富相； 第一聲波收發(fā)器，用于發(fā)送來自所述液液分離器的頂部或底部的第一聲波信號(hào)并且接收所述聲波信號(hào)的第一反射部分，所述聲波信號(hào)的反射部分為所述聲波信號(hào)穿過所述溶劑富相與所述聚合物富相之間的液液界面所創(chuàng)建，其中，所述第一聲波收發(fā)器被定位為使得其傳輸與所述液液界面垂直地行進(jìn)的信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括套筒，所述套筒部分地或完整地包圍所述第一聲波收發(fā)器。
3.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述進(jìn)料口將所述流饋送到所述液液分尚器的底部部分。
4.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述液液分離器受封護(hù)。
5.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述液液分離器是重力分離器。
6.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),還包括聚合物富相出口閥，所述聚合物富相出口閥包括流量計(jì)和位于所述流量計(jì)任一側(cè)上的差分壓力發(fā)送器。
7.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，還包括自動(dòng)化控制閥，用于控制所述液液分離器中的聚合物富相的位置。
8.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，還包括第二聲波收發(fā)器，所述第二聲波收發(fā)器用于發(fā)送來自所述液液分離器的頂部或底部的第二聲波信號(hào)，并且接收所述聲波信號(hào)的第二反射部分。
9.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)用于接收并且分析從所述第一聲波收發(fā)器和任選的所述第二聲波收發(fā)器所恢復(fù)的數(shù)據(jù)。
10.一種聚合方法，包括:A)在存在溶劑時(shí)使一種或多種單體聚合，以形成聚合物溶液；B)將所述聚合物溶液傳送到液液分離器，而不將熱量加入到所述溶液，其中在所述液液分離器之前或之內(nèi)以受控方式主動(dòng)降低所述聚合物溶液的壓力，以誘導(dǎo)至少兩個(gè)液相，即聚合物富相和溶劑富相，其中所述聚合物富相中的聚合物的濃度高于傳送到所述液液分離器的所述聚合物溶液中的聚合物的濃度；以及C)通過使用位于所述液液分離器內(nèi)的聲波收發(fā)器來檢測(cè)所述聚合物富相與所述溶劑富相之間的界面；以及D)移除所述溶劑富相和所述聚合物富相之一或二者。
11.如權(quán)利要求10所述的聚合方法，其中，從所述液液分離器移除所述溶劑富相，并且所移除的溶劑富相包括少于100ppm聚合物。 維持在大于或等于150°的溫度。
12.如權(quán)利要求10-11中的任一項(xiàng)所述的聚合方法，其中，步驟(A)在溶液聚合反應(yīng)器中進(jìn)行。
13.如權(quán)利要求10-12中的任一項(xiàng)所述的聚合方法，其中，步驟(A)在連續(xù)攪拌罐式反應(yīng)器中進(jìn)行。
14.如權(quán)利要求10-13中的任一項(xiàng)所述的聚合方法，還包括由所述聲波收發(fā)器所接收到的反射聲波信號(hào)來計(jì)算所述界面的垂直位置。
15.如權(quán)利要求10-14的任一項(xiàng)所述的聚合方法，還包括基于所述界面的所述垂直位置來調(diào)整移除所述溶劑富相和所述聚合物富相之一或二者的流速。
【文檔編號(hào)】G01F23/296GK104285144SQ201380023937
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月9日
【發(fā)明者】C·海波利特, A·Y·王 申請(qǐng)人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司