本发明涉及烯烃聚合，特别涉及一种聚烯烃用催化剂的分装装置及分装方法。
背景技术：
1、聚乙烯的生产工艺使用的催化剂类型为z-n催化剂、茂金属催化剂、cr催化剂、非茂催化剂等，可生产出不同的聚乙烯产品，如，丁烯共聚聚乙烯、辛烯共聚聚乙烯、超高分子量聚乙烯、极低密度聚乙烯等。随着近年来聚乙烯行业的快速发展，催化剂的应用取得了显著成功，结合聚乙烯生产工艺，可以生产出满足不同使用需求的聚乙烯产品，在不断提升聚乙烯生产技术水平、产品质量、生产规模的基础上，催化剂的生产技术和研发应用也在不断革新。
2、制备的聚乙烯用催化剂的应用性能评价前，首先可通过小试聚合装置进行产品测试数据，然后利用中试生产装置对标市场应用的催化剂，获得装置分析运行数据和产品性能。催化剂的研发以满足提高装置生产负荷和拓宽产品牌号为目的，只有综合性能稳定的催化剂体系才能帮助装置高负荷稳定运行，才能更好地进行高附加值牌号生产。结合聚烯烃生产工艺，通过调节生产目标牌号时的氢气/乙烯摩尔比和α-烯/乙烯摩尔比的变化来考察催化剂的性能，乙烯聚合使用的干粉类催化剂是整个聚乙烯生产线的关键，精确的催化剂用量及配比可以为聚乙烯生产性研究提高效率，对于拥有多个聚乙烯小试和中试聚合研究的装置来说，催化剂分布在不同的聚乙烯反应器中，不能互相备用，所以需要对催化剂进行分配至相应的储罐中进行使用。聚乙烯干粉催化剂分装罐是为将成品罐中大容积的干粉催化剂产品进行小批次分装储存而使用的一种压力容器，分装罐罐顶连有催化剂进料口、氮气口、排空口、压力表、阀门等相关附件，罐体底部设有称重用地秤。分装时，对分装罐和输送管线进行氮气置换后，再通过进料管线进行分装进料，待罐体压力、质量达到设定值时关闭相关阀门，分装完毕。然而，在实际操作中，在确定进料结束关闭各阀门前，催化剂已经从排空管线中冒出，产生冒罐现象，进而造成产品损失，增加清理难度且污染环境。目前，并没有文献资料和技术显示如何对聚乙烯干粉催化剂进行有效分配，也没有形成行业标准或规范。因此，急需研究开发一种用于烯烃聚合的干粉催化剂物料分配装置及分配方法与应用。
3、如中国专利文献cn108017733b公开了一种用于烯烃聚合的催化剂物料分配装置及分配方法与应用，该催化剂分配装置包括顺次连通的催化剂储罐、催化剂进料泵以及催化剂物料分配系统。催化剂物料分配系统包括控制催化剂物料流向的多通路转换阀组以及与所述多通路转换阀组电连接的控制器，其中多通路转换阀组包括进料口、冲洗口和出料口，进料口和冲洗口的总数量与出料口的数量相等，可将催化剂物料按照预定比例分成多股物流，分别进入下游生产线主聚合反应器，通过周期性切换物流方向，实现多条聚烯烃生产线共用一套催化剂储存和进料装置并联生产方式。但是该分配装置适用于液相催化剂的分配，且在分配过程中催化剂在输送管线中易沉降，导致其浓度发生变化等问题，进而影响催化剂分配加料的准确性，影响聚合反应的稳定，且一旦催化剂进料泵的机封发生泄漏，对人身安全造成极大危害。同时，该催化剂分配系统更适用于催化剂的进料，而不适用于催化剂分装储存。
4、中国专利文献cn205745269u公开了一种苯加氢催化剂组合分装罐，该苯加氢催化剂组合分装罐包括主分装罐和副分装罐，其中，主分装罐本体和副分装罐本体上设有氮气管线、催化剂进料管线和排空管线，主分装罐和副分装罐通过软连接管线联通。但是该苯加氢催化剂组合分装罐，不能直观观察催化剂分装过程中是否发生冒罐现象，在主分配罐经过压力卸放过程中，其内的催化剂必然会产生质量流失，不能精准计量罐内催化剂的重量，同时主分装罐向副分装罐进行催化剂进料过程中，压力必然会产生超压现象，安全存在隐患。
5、中国专利文献cn216806694u公开了一种镁钛系聚乙烯催化剂罐用出料机构，包括储存罐主体、高度调节装置、出料装置和密封装置。储存罐主体包括进料口和出料口，高度调节装置包括支撑架，出料装置包括电动阀，电动阀设置在出料口处，出料口底端设有出料管，出料管的一端固定设有散料盘，出料管的另一端设有驱动装置，液压缸和导杆的设计，便于调节储存罐主体的高度便于出料。但是该装置通过在出料管的一端设置氮气压缩机和氮气缓冲罐，在出料管内吹出压缩后的氮气，驱动催化剂在出料管内流动，避免催化剂在出料管内拥堵，此过程仅能保证成品罐防止水汽以及灰尘等污染物影响催化剂，且设备操作复杂，在催化剂分配和分装过程中不具有适用性。
6、中国专利文献cn203346317u公开了一种萜烯树脂生产的聚合反应中添加催化剂的专用设备，包括加料罐和氮气缓冲罐，加料罐底部的出料口处设有放料蝶阀，加料罐顶部设有可封闭式催化剂加料端口、放空阀、压力表和氮气输入口，氮气缓冲罐的气体输出端通过调节阀和加气阀连通加料罐的氮气输入口；在放料蝶阀的输出端设有视镜筒、形成外接端口，通过视镜筒方便观测催化剂加料速度和用量；在加料罐侧壁设有透明刻度尺、以方便观测加料罐内的催化剂存量；从加料罐的催化剂加料端口到反应釜的连接构成全封闭型反应体系。但是，该设备中的视镜筒仅用于观测催化剂加料速度和用量，通过在加料罐侧壁的透明刻度尺来观测加料罐内的催化剂存量，导致催化剂的存量不准确。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种聚烯烃用催化剂的分装装置及分装方法，采用该装置对聚烯烃用催化剂进行分装，通过第一多通路转换阀组和第二多通路转换阀组中各通路与催化剂成品罐、各催化剂分装罐的配合，结合视镜的观察，避免冒罐现象，提高催化剂分装的精准定量，可用于催化剂的分配和分装。
2、为达到上述目的，本发明提供了一种聚烯烃用催化剂的分装装置，包括催化剂成品罐和至少两个催化剂分装罐，所述催化剂成品罐与各所述催化剂分装罐之间通过分配系统连通；
3、所述分配系统包括控制催化剂物料流向的第一多通路转换阀组和控制压力泄放的第二多通路转换阀组；
4、所述催化剂分装罐顶部设有催化剂入口、排空口和至少一个催化剂流动口；所述催化剂成品罐的顶部设有氮气入口、催化剂加料口和安全阀排空口，底部设有卸料口；
5、所述第一多通路转换阀组包括催化剂进料口和至少两个催化剂出料口，所述催化剂出料口的个数与所述催化剂分装罐的个数相同，各所述催化剂出料口经管线分别与相应的所述催化剂分装罐上的催化剂入口连通；且相邻的两个所述催化剂分装罐上的催化剂流动口经带视镜的管线连通；
6、所述第二多通路转换阀组包括进料口、出料口和至少一个流通口；所述进料口经管线与所述催化剂成品罐底部的卸料口连通；所述出料口经管线与所述第一多通路转换阀组的所述催化剂进料口连通；所述流通口的个数不多于所述催化剂分装罐的个数，各所述流通口经管线分别与相应的所述催化剂分装罐上的排空口连通。
7、可选的，本发明提供的聚烯烃用催化剂的分装装置中，所述第一多通路转换阀组和所述第二多通路转换阀组分别与相应的控制器电连接或根据催化剂进料量进行手动控制。
8、可选的，本发明提供的聚烯烃用催化剂的分装装置中，各所述催化剂分装罐上分别设有气动震动锤。
9、可选的，本发明提供的聚烯烃用催化剂的分装装置中，各所述视镜与相应的所述催化剂分装罐上的催化剂流动口之间的管线上均设有流动控制阀；优选所述流动控制阀设于所述催化剂分装罐所述催化剂流动口处，且所述催化剂分装罐上所述催化剂流动口与所述流动控制阀的个数相同，具体不限，优选1-2个。
10、可选的，本发明提供的聚烯烃用催化剂的分装装置中，所述第一多通路转换阀组为含有一个催化剂进料口和三个两个催化剂出料口的四通阀；所述第二多通路转换阀组为含有一个进料口、一个出料口和两个流通口的四通阀。
11、可选的，本发明提供的聚烯烃用催化剂的分装装置中，所述第一多通路转换阀组中各所述催化剂出料口与相应的所述催化剂分装罐上的催化剂入口之间的管线上均设有第二控制阀，优选所述第二控制阀设于所述催化剂分装罐上的催化剂入口处。
12、可选的，本发明提供的聚烯烃用催化剂的分装装置中，所述第二多通路转换阀组的进料口与所述催化剂成品罐底部的卸料口之间的管线上设有第一控制阀，优选所述第一控制阀设于所述催化剂成品罐底部的卸料口处。
13、可选的，本发明提供的聚烯烃用催化剂的分装装置中，距离氮气储罐最远的催化剂分装罐上设有压力检测装置，优选各所述催化剂分装罐上均设有压力检测装置。
14、可选的，本发明提供的聚烯烃用催化剂的分装装置中，所述聚烯烃用催化剂的分装装置中还包括排放罐；各所述催化剂分装罐上的排空口经含有排空阀的管线与所述排放罐连通，优选所述排空阀设于所述催化剂分装罐上的排空口处。
15、可选的，本发明提供的聚烯烃用催化剂的分装装置中，距离氮气储罐最近的所述催化剂分装罐上设有氮气入口；优选各所述催化剂分装罐上均设有氮气入口。
16、可选的，本发明提供的聚烯烃用催化剂的分装装置中，所述催化剂成品罐内设有搅拌装置。
17、可选的，本发明提供的聚烯烃用催化剂的分装装置中，各所述管线的材质为不锈钢，通过采用不锈钢材质的管线，可防止常规的pvc或聚氨酯等材质的管线因不承压导致破裂等问题。具体各管线的长度和直径由各装置之间的距离以及催化剂的量而定，优选1/8～1/2寸管线。
18、本发明还提供物料一种聚烯烃用催化剂的分装方法，采用上述的聚烯烃用催化剂的分装装置进行分装。
19、可选的，本发明还提供了一种聚烯烃用催化剂的分装方法，包括如下步骤：
20、将所述聚烯烃用催化剂的分装装置内的空气完全置换成氮气；
21、将催化剂成品罐内的催化剂通过管线依次经所述催化剂成品罐底部的卸料口、第二多通路转换阀组的进料口和第二多通路转换阀组的出料口、第一多通路转换阀组中的催化剂进料口和第一多通路转换阀组中的至少一个催化剂出料口输入相应的催化剂分装罐内，同时通过视镜观察相应的所述催化剂分装罐内催化剂的是否填满；
22、待所述催化剂分装罐填满后，关闭所述第一多通路转换阀组中相应的催化剂出料口。
23、可选的，本发明提供的聚烯烃用催化剂的分装方法中，将所述聚烯烃用催化剂的分装装置内的空气完全置换成氮气的具体置换方式步骤偶限定，采用业内常规的方式即可，为确保催化剂活性，可根据实际情况选择置换3-20次，如当采用的氮气压力为0.1-0.5mpa，且距离氮气储罐最远的催化剂分装罐内的压力达到0.2mpa时，可泄压放空至排放罐，如此重复操作。具体可通过检测距离氮气储罐最远的催化剂分装罐内水/氧含量来确定是否可以停止置换，如当距离氮气储罐最远的催化剂分装罐内水/氧含量在1ppm以下后，可停止置换，进行催化剂的分装。
24、可选的，本发明提供的聚烯烃用催化剂的分装方法中，各所述催化剂分装罐同时分装、分批次分装或依次分装。
25、可选的，本发明提供的聚烯烃用催化剂的分装方法中，各所述催化剂分装罐分装催化剂的过程中，采用气动震动锤震动所述催化剂分装罐。
26、可选的，本发明提供的聚烯烃用催化剂的分装方法中，各所述催化剂分装罐分装催化剂的过程中，将所述第二多通路转换阀组中的流通口打开。
27、可选的，本发明提供的聚烯烃用催化剂的分装方法中，所述氮气为精制氮气，优选所述氮气的压力为0.1-0.5mpa。
28、相比于现有技术，本发明具有以下优点：
29、有益效果1：本发明提供的聚烯烃用催化剂的分装装置，通过第一多通路转换阀组和第二多通路转换阀组中各通路与催化剂成品罐、各催化剂分装罐的配合，结合视镜的观察，能够避免冒罐现象，实现催化剂连续稳定进料，适用于固体催化剂和液体催化剂。同时，通过第一多通路转换阀组和第二多通路转换阀组及催化剂成品罐和两个或两个以上催化剂分装罐的配合，能有效避免在催化剂输送过程中催化剂与空气的接触，从根本上杜绝了催化剂中的活性组分如含钛化合物与空气接触后反应生成二氧化钛和氯化氢，导致催化剂的活性降低及生成的盐酸烟雾污染环境，对操作人员有很大的伤害。利用该催化剂分配装置，精准计量后的催化剂加入聚合反应器后反应平稳，不会造成反应器内部结块，更不会造成催化剂的进料管线堵塞，提高催化剂分装的精准定量，可同时用于催化剂的分配分装及储存(储存时将催化剂分装罐上的各阀门关闭即可)。从根本上解决干粉催化剂下料不完全，造成催化剂浪费，或装置负荷较高时，配制频次较高，操作人员的劳动强度大等问题。
30、有益效果2：该分装装置是一种持续平稳及精准计量的聚烯烃分装装置，尤其适用于中试或小试装置需要对同种或不同种类的催化剂进行定量应用研究，覆盖线型低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯等不同固体催化剂，更适用于采取小批量的从催化剂储罐中分配接受催化剂。如在进行聚烯烃催化剂研发及评价、聚合反应工程研究和聚烯烃新产品开发的实验中，由于催化剂价格昂贵，同时也需要对催化剂的种类、差量催化剂进料和聚合反应条件进行试验研究，需要采取小批量的从催化剂储罐中分配接受催化剂或灵活切换催化剂的进料，达到试验过程中催化剂的精准进料，保证聚合试验参数的准确性，同时也避免了催化剂的浪费和后处理工序。
31、有益效果3：本发明提供的聚烯烃用催化剂的分装装置，对于研发的催化剂进行性能评价试验中，能够根据不同条件下的聚合试验，匹配优化后的试验参数，实现多个烯烃聚合反应装置中的催化剂的使用，使得多个催化剂分装罐能够无缝切换进料，保证目标催化剂进料量的准确性，提高催化剂使用效率。从而解决了现有对于拥有多个聚烯烃小试或中试聚合生产装置，同时进行催化剂研发及评价、聚合工艺研究、新产品开发等需求。通过对各个催化剂分装罐的定量装填，以备不同的聚合工艺条件下使用，在满足试验要求的催化剂进料量前提下，避免产生催化剂的过渡浪费和后续的催化剂处理，安全且环保。除此之外，还有效解决了实际应用过程中因某个聚烯烃聚合装置催化剂的储存罐、聚合釜、工艺管线需要改造或者催化剂在人为操作环境下导致的催化剂失活，引起催化剂不能正常投料使用的问题。本发明中多个催化剂分装罐之间连续稳定的切换，保证了整个聚烯烃装置的连续运行。
32、有益效果4：本发明提供的聚烯烃用催化剂的分装装置，尤其适用于聚烯烃中试或小试试验装置的干粉催化剂分装及催化剂进料系统。因固体干粉催化剂的进料系统存在易强制下料、催化剂注入管易堵塞、加料器内催化剂架桥等方面的问题，本发明通过在催化剂分装罐上增添气动震荡锤，并结合输送氮气和阀门开度的调节，能够保固体干粉催化剂的分配和加入的连续性、稳定性，实现反应系统的平稳控制，固体干粉催化剂在定量和连续平稳的下料下，可避免导致反应温度、反应压力、产率等的大幅波动，使聚合装置能够安全稳定生产。
33、有益效果5：本发明提供的聚烯烃催化剂的分装方法，通过采用聚烯烃催化剂的分装装置，能够满足对于拥有多个聚烯烃中试或小试聚合生产装置，进行催化剂研发及评价、聚合工艺研究、新产品开发等需求。在催化剂成品罐底部的卸料口处，通过带有多通路转换阀组的软连接实现催化剂的定量分装，经第二多通路转换阀组及催化剂分装罐上的排空口，实现全流程的精制氮气吹扫和安全泄压排放，结合催化剂分装罐上设置的可观察催化剂流动的视镜，催化剂分装罐罐顶的催化剂入口、催化剂入口、排空口及压力表、氮气入口和阀门等附件。分装时，先对催化剂分装罐进行氮气置换后，再通过管线进行分装进料，待分装罐的罐体压力、质量达到设定值时关闭相关阀门，在确定进料结束关闭各阀门前和分装完毕后，可避免产生冒罐现象，减少产品损失，而且，如聚烯烃生产装置暂时不需要添加催化剂，可将分装好的催化剂直接在分装罐中储存，且储存过程中不会影响催化剂的活性。
34、附图说明
35、图1为本发明提供的一种聚烯烃用催化剂的分装装置的结构示意图。
1.一种聚烯烃用催化剂的分装装置，其特征在于，包括催化剂成品罐和至少两个催化剂分装罐，所述催化剂成品罐与各所述催化剂分装罐之间通过分配系统连通；
2.如权利要求1所述的聚烯烃用催化剂的分装装置，其特征在于，各所述催化剂分装罐上分别设有气动震动锤。
3.如权利要求1所述的聚烯烃用催化剂的分装装置，其特征在于，各所述视镜与相应的所述催化剂分装罐上的催化剂流动口之间的管线上均设有流动控制阀；优选所述流动控制阀设于所述催化剂分装罐上所述催化剂流动口处。
4.如权利要求1所述的聚烯烃用催化剂的分装装置，其特征在于，所述第一多通路转换阀组为含有一个催化剂进料口和三个两个催化剂出料口的四通阀；所述第二多通路转换阀组为含有一个进料口、一个出料口和两个流通口的四通阀。
5.如权利要求1所述的聚烯烃用催化剂的分装装置，其特征在于，所述第一多通路转换阀组中各所述催化剂出料口与相应的所述催化剂分装罐上的催化剂入口之间的管线上设有第二控制阀，优选所述第二控制阀设于所述催化剂分装罐上的催化剂入口处。
6.如权利要求1所述的聚烯烃用催化剂的分装装置，其特征在于，所述第二多通路转换阀组的进料口与所述催化剂成品罐底部的卸料口之间的管线上设有第一控制阀，优选所述第一控制阀设于所述催化剂成品罐底部的卸料口处。
7.如权利要求1所述的聚烯烃用催化剂的分装装置，其特征在于，距离氮气储罐最远的所述催化剂分装罐上设有压力检测装置，优选各所述催化剂分装罐上均设有压力检测装置。
8.如权利要求1所述的聚烯烃用催化剂的分装装置，其特征在于，所述聚烯烃用催化剂的分装装置中还包括排放罐，各所述催化剂分装罐上的排空口经含有排空阀的管线与所述排放罐连通，优选所述排空阀设于所述催化剂分装罐上的排空口处。
9.如权利要求1所述的聚烯烃用催化剂的分装装置，其特征在于，距离氮气储罐最近的所述催化剂分装罐上设有氮气入口；优选各所述催化剂分装罐上均设有氮气入口。
10.如权利要求1所述的聚烯烃用催化剂的分装装置，其特征在于，所述催化剂成品罐内设有搅拌装置。
11.如权利要求1-10任一项所述的聚烯烃用催化剂的分装装置，其特征在于，各所述管线的材质为不锈钢，优选1/8～1/2寸管线。
12.一种聚烯烃用催化剂的分装方法，其特征在于，采用权利要求1-11任一项所述的聚烯烃用催化剂的分装装置进行分装。
13.如权利要求12所述的分装方法，其特征在于，包括如下步骤：
14.如权利要求13所述的分装方法，其特征在于，各所述催化剂分装罐同时分装、分批次分装或依次分装。
15.如权利要求13所述的分装方法，其特征在于，各所述催化剂分装罐分装催化剂的过程中，采用气动震动锤震动所述催化剂分装罐。
16.如权利要求13所述的分装方法，其特征在于，各所述催化剂分装罐分装催化剂的过程中，将所述第二多通路转换阀组中的流通口打开。
17.如权利要求13所述的分装方法，其特征在于，所述氮气为精制氮气，优选所述氮气的压力为0.1-0.5mpa。
