BG62958B1 - Двойна флуидна дюза и метод за използуването й за впръскване на течност в кипящ слой - Google Patents
Двойна флуидна дюза и метод за използуването й за впръскване на течност в кипящ слой Download PDFInfo
- Publication number
- BG62958B1 BG62958B1 BG101667A BG10166797A BG62958B1 BG 62958 B1 BG62958 B1 BG 62958B1 BG 101667 A BG101667 A BG 101667A BG 10166797 A BG10166797 A BG 10166797A BG 62958 B1 BG62958 B1 BG 62958B1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- liquid
- gas
- nozzle
- fluidized bed
- outlet
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
- B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
- B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
- B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
- B05B7/0433—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of gas surrounded by an external conduit of liquid upstream the mixing chamber
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/26—Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/1818—Feeding of the fluidising gas
- B01J8/1827—Feeding of the fluidising gas the fluidising gas being a reactant
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
- B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
- B05B7/08—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
- B05B7/0892—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point the outlet orifices for jets constituted by a liquid or a mixture containing a liquid being disposed on a circle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00162—Controlling or regulating processes controlling the pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00164—Controlling or regulating processes controlling the flow
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Nozzles (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)
- Catching Or Destruction (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Percussion Or Vibration Massage (AREA)
- Distillation Of Fermentation Liquor, Processing Of Alcohols, Vinegar And Beer (AREA)
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
Двойната флуидна дюза намира приложение при непрекъснат процес на полимеризация на газовата фаза наолефини. С нея се подобряват регулирането и разпределението на течността в кипящия слой, както и дисперсията на течността в слоя. Методът включва използването на двойна флуидна дюза, при която за пулверизиране на течността се използва газ. Дюзата (1) се състои от входящ отвор за течност под налягане (3), входящ отвор за пулверизиращ газ (2), смесителна камера (4) и поне един изходящ отвор (5, 6) за сместа газ-течност.
Description
Област на техниката
Настоящото изобретение се отнася до дюза, подходяща за използване в метод за впръскване на течност директно в кипящ слой при непрекъснат процес на полимеризация на газовата фаза на олефини и в частност за дюза, която позволява подобрено регулиране и разпределение на течността в споменатия кипящ слой.
Предшестващо състояние на техниката
Процесите на хомополимеризация и кополимеризация на олефини в газова фаза са добре известни в тази област на техниката. Такива процеси могат да протекат, например при въвеждане на газообразен мономер в разбъркван и/ или кипящ слой, съдържащ предварително получен полиолефин и катализатор на полимеризацията.
При полимеризацията на олефини в кипящ слой процесът протича в реактор с кипящ слой, в който слоят от полимерни частици се поддържа във флуидизирано състояние с помощта на възходящ газов поток, който съдържа мономер, участващ в газовата реакция. Възбуждането на такава полимеризация предполага наличие на слой от предварително получени полимерни частици, подобни на полимера, който трябва да се произведе. В течение на полимеризацията чрез каталитична полимеризация на мономера се създава пресен полимер и полимерният продукт се извлича, за да се поддържа повече или по-малко постоянен обем на слоя. При промишлено предпочитания процес се използва флуидизираща решетка, която служи за разпределяне на флуидизиращия газ в слоя и за поддържане на слоя в случай на прекратяване подаването на газ. Произведеният полимер се извлича от реактора през изпускателен тръбопровод, разположен в долната част в близост до флуидизиращата решетка. Кипящият слой се състои от слой нарастващи полимерни частици, частици-полимерен продукт и частици-катализатор. Тази реакционна смес се поддържа в кипящо състояние под действието на непрекъснат поток от газ, насочен от основата на реактора нагоре, който съдържа рециркулиращ газ от горната част на реактора плюс допълнително компенсиращ газ.
Флуидизиращият газ постъпва в дъното на реактора и се пропуска през кипящия слой, за предпочитане през флуидизираща решетка.
Полимеризацията на олефините е екзотермична реакция и, следователно е необходимо да се предвиди охлаждане на слоя, за да се отнеме топлината от полимеризацията. Без такова охлаждане температурата на слоя би се повишила, докато катализаторът се инактивира или слоят започне да се топи. При полимеризацията на олефини в кипящ слой предпочитаният начин за отнемане на топлина от полимеризацията е чрез подаване на газ в реактора за полимеризация, за предпочитане на флуидизиращ газ, с температура по-ниска от желаната температура на полимеризация, пропускане на газа през кипящия слой за отнемане на топлината от полимеризацията, отвеждане на газа от реактора, охлаждане чрез пропускане през топлообменник и рециркулиране на газа в слоя. Температурата на рециркулиращия газ може да се регулира в топлообменника така, че в слоя да се поддържа желаната температура на полимеризация. При този метод за полимеризация на алфа олефини рециркулиращият газ най-често се състои от мономерни олефини, при което не е задължително да е заедно с разреждащ газ или газообразен преносител на веригата, като водород. Така рециркулиращият газ служи за доставяне на мономер в слоя, флуидизиране на слоя и поддържане на желаната температура в него. Количеството мономер, използвано в реакцията на полимеризация, обикновено се компенсира с подаване на допълнителен газ към рециркулиращия газов поток.
Добре е известно, че добивът за единица обем и време, изразена чрез теглото полимер, произведен в единица обем от реакторното пространство за единица време, в промишлените реактори с кипящ слой от споменатия тип е ограничен от максималната скорост, с която топлината може да се отнеме от реактора. Скоростта на отнемането на топлината може да се повиши, например чрез повишаване скоростта на рециркулиращия газ и/или понижаване температурата на същия. Има обаче ограничение за скоростта на рециркулиращия газ, използван в практиката. Над тази граница слоят става неустойчив или дори може да бъде изхвърлен от реактора, което да доведе до блокиране на процеса. На практика има също и граница, до която рециркулиращият газ може да се охлади. Тя се определя от иконо2 мически съображения и на практика се ограничава от температурата на наличната промишлена охлаждаща вода. По желание, могат да се използват и охладителни апарати, но това води до увеличаване на производствените разходи. Така че, в промишлената практика, използването на охладен рециркулиращ газ като единствен начин за отнемане на топлината от полимеризация на олефини в кипящ слой има недостатъка, че ограничава максималната производителност на процеса.
В по-ранни работи в тази област се предлагат различни методи за отнемане на топлина при процеса на полимеризация в газов кипящ слой.
От GB 1415442 е известна полимеризация в газова фаза на поливинилхлорид в реактор с разбъркване или с кипящ слой, като полимеризацията се провежда в присъствие на поне един разредител на газа с температура на кипене пониска от тази на винилхлорида. В пример 1 подолу се описва регулиране температурата на полимеризация чрез периодично прибавяне на течен винилхлорид към флуидизирания поливинилхлориден материал. Течният винилхлорид се изпарява веднага в слоя, с което се отнема топлина от полимеризацията.
US 3625932 описва процес на полимеризация на винилхлорид, в който слоеве от поливинилхлоридни частици в многоетажен реактор с кипящ слой се поддържат във флуидизирано състояние чрез въвеждане на газообразен винилхлориден мономер в долната част на реактора. Охлаждането на всеки слой става, като се разпръсква течен винилхлориден мономер във възходящ газов поток под всеки един от етажите.
FR 2215802 се отнася до разпръскваща дюза от вида на обратен клапан, подходяща за разпръскване на течности в кипящия слой, например при полимеризация в газов кипящ слой на етиленно ненаситени мономери. Течността, с която слоят се охлажда може да бъде мономерът, подлежащ на полимеризация или течен ненаситен въглеводород, когато се полимеризира етилен. Разпръскващата дюза е описана при полимеризация на поливинилхлорид в кипящ слой.
От GB 1398965 е известна полимеризация в кипящ слой на етиленно ненаситени мономери и, по-специално на винилхлорид, като топлинното регулиране на полимеризацията става чрез впръскване на течен мономер в слоя чрез една или повече разпръскващи дюзи, разположени по ви сочина между 0 и 75% от височината на кипящия слой в реактора.
US 4390669 описва хомо- или кополимеризация на олефини чрез многостепенно преработване на газовата фаза, което може да се проведе в реактори с разбъркван слой, реактори с кипящ слой, реактори с разбъркван кипящ слой или в тръбни реактори. При този процес полимерът, получен в първата зона на полимеризация се суспендира в междинна зона с летлив течен въглеводород и получената суспензия се подава във втората зона на полимеризация, където течният въглеводород се изпарява. При примери от 1 до 5 газът от втората зона на полимеризация се пропуска през топлообменник, в който част от течния въглеводород кондензира (заедно с комономер, когато такъв се използва). Една част от летливия течен кондензат се изпраща в течно състояние в съда за полимеризация, където се изпарява и отнема топлина чрез своята скрита топлина за изпарение. Тази публикация не показва как точно течността се въвежда.
US 5317036 се отнася до процес на полимеризация в газова фаза, който използва разтворим метален катализатор. Разтворимият катализатор може да се въведе в реактора чрез разпръскваща дюза, при която като средство за пулверизиране се използва инертен газ. Не са посочени подробности за конструкцията на използваната дюза.
От ЕР 89691 е известен метод за повишаване добива за единица обем и време при непрекъснат процес за полимеризация на флуидни мономери в газов кипящ слой. Процесът има етап на охлаждане, когато всички нереагирали флуиди образуват двуфазна смес от газ и увлечена течност под температурата на оросяване и повторно въвеждане на споменатата двуфазна смес в реактора. Технологията е известна като работа “в режим на кондензация”. Съгласно ЕР 89691, първоначалното ограничаване степента, до която рециркулиращия поток може да бъде охладен под температурата на оросяване, е в съответствие с изискването сместа газ-течност да се поддържа до ниво, достатъчно за запазване на течната фаза в двуфазната флуидна смес в суспендирано състояние, докато течността се изпари. По-нататък се твърди, че количеството на течността в газовата фаза не трябва да надвишава около 20% от теглото, за предпочитане не трябва да надвишава 10% от теглото, винаги при условие, че скоростта на двуфазния рециркулиращ поток е достатъчно висока, за запазване на течната фаза като суспензия в газа и за поддържане на кипящия слой в реактора. Съгласно ЕР 89691 също е възможно да се образува двуфазен флуиден поток в реактора в точката на впръскване, като газът и течността 5 се впръскват поотделно при условия, при които ще се получи двуфазна система, но че работата по този начин няма големи предимства поради допълнително и ненужно натоварване и разходите за сепариране на газовата и течната фаза след 10 охлаждане.
WO 94-28032 се отнася до непрекъснат процес в газов кипящ слой, при който производителността на процеса се повишава чрез охлаждане на рециркулиращия газов поток до температура, достатъчна за образуване на течност и газ, сепариране на течността от газа и подаване на сепарираната течност директно в кипящия слой. Течността може да се впрьска в кипящия слой чрез една или повече дюзи. Установено е, че при 20 използване на специална конструкция на дюзата за пулверизиращ газ, която има определени параметри, може да се постигне подобрено разпределение и проникване на течността в кипящия слой.
Техническа същност на изобретението
Настоящото изобретение се отнася до метод за впръскване на течност директно в кипящия слой. Методът включва използването на дюза или дюзи, всяка от които съдържа:
- поне един входящ отвор за нагнетяване на течност;
- поне един входящ отвор за пулверизиращ газ;
- смесителна камера за смесване на течността и газа;
- поне един изходящ отвор, през който сместа газ-течност се изпуска директно в кипящия слой.
Съгласно изобретението дебитът R, определен от уравнението обем на течността, преминаваща през един изходящ отвор (m3/h) сечение на изходящия отвор (mm2) с който се въвежда течност от всеки отделен изходящ отвор, е в границите от 0,009 до 0,130 m3/h/mm2, а падът на налягането в смесителната камера е в границите от 0,8 до 1,5 bar.
Предпочитаният диапазон на хоризонталното проникване на течността е 350 до 1500 mm.
Падът на налягането в смесителната камера се дефинира като разлика в налягането между входящите и изходящите отвори на смесителната камера и може да се измери с помощта на диференциални датчици за налягане, разположени в съответните точки на дюзата.
Датчиците могат да се използват за контролиране на флуктуациите в смесителната камера, което допринася за определяне на параметрите на процеса на пулверизиране по време на работа.
Предпочитаният пад на налягането в смесителната камера е в границите на 1,0 до 1,25 bar.
Падът на налягане в смесителната камера може да се влияе от голям брой параметри, в това число от размера на смесителната камера, съотношението газ/течност, размерите на дюзата и пр. При внимателно регулиране на тези параметри падът може да се избере винаги в необходимите граници.
Общият дебит на протичане на течността през дюзата е в граници от 500 до 50000 kg/h, за предпочитане от 2000 до 30000 kg/h.
Дюзата съгласно изобретението позволява чрез пулверизиращия газ да се регулира размерът на капчиците, както и да се осигури добро разпределение и еднакви размери на капчиците. Друго предимство на дюзата е, че в случай на повреда в захранването с течност, пулверизиращият газ предотвратява навлизането на частици от кипящия слой и така се намалява рискът от блокиране на дюзите.
Специално предимство на дюзата е това, че в целия диапазон на съотношения, както сечението на изходящите отвори, така и на дебитите на потока могат да се регулират така, че да се поддържа хоризонталното проникване в определените граници и да се осигури оптимално действие.
Съотношението между сечението на изходящите отвори и дебита на потока през дюзата, както и поддържането на необходимия пад на налягането са важни за постигане на оптимално проникване и разпръскване на течността.
Падът на налягането във всяка дюза, измерен между захранването с нагнетена течност или пулверизиращ газ и изходящите отвори на дюзата (в кипящия слой) е обикновено в границите от 2 до 7 bar, за предпочитане от 3 до 5 bar.
При използване на дюзите е възможно течността, подавана в кипящия слой да бъде в границите от 0,3 до 4,9 т3 течност на 1 т3 материал от слоя за 1 h или дори повече.
Течността за впръскване през дюзите може 5 подходящо да се подбере измежду комономерите, като бутен, хексен, октен и пр. или инертните течности като бутан, пентан, хексан и пр.
Като се използва дюзата течността се въвежда в кипящия слой под формата на една или повече струи течност/газ през един или повече изходящи отвори. Скоростта на пулверизираната течност, излизаща през всеки изходящ отвор е обикновено около 30 m/s. Скоростта на пулверизиращия газ е обикновено от порядъка на 2-3 т/s. Следователно, всяка струя течност/газ е нееднородна по състав, тъй като при изходящия отвор течните капчици се движат със скорост по-голяма от тази на пулверизиращия газ.
Тегловното съотношение на пулверизиращия газ към течността, подавана във всяка дюза е от 5:95 до 25:75.
Пулверизиращият газ е подходящо приготвеният за захранване на процеса етилен.
Всеки изходящ отвор за предпочитане е 25 разположен по периферията на дюзата и създава струя от течност и газ. Посоката на струята от течност и газ в кипящия слой е предимно хоризонтална, но може да бъде и различна от хоризонталната, под ъгъл не по-голям от 45° и за 30 предпочитане не по-голям от 20°. Предпочитан ъгъл е 15°.
Всяка дюза е снабдена с редица изходящи отвори, като броят им е в границите от 1 до 40 и за предпочитане в границите от 3 до 16. Предпочитаният брой на изходящите отвори е 4.
Изходящите отвори на дюзата са разположени по периферията и за предпочитане на равни разстояния помежду им. При предпочитаното изпълнение с 4 изходящи отвора, те са разположени така, че всеки изходящ отвор обезпечава с пулверизирана газотечна струя ъгъл в хоризонталната равнина е от 20 до 80°, за предпочитане 60°.
Изходящите отвори са оформени като процепи, но могат да се прилагат и други конфи гурации.
Процепите обикновено имат размери примерно 10 х 50 mm или 13 х 40 mm. Те имат светло сечение обикновено в границите от 300 до 600 mm2.
Описание на приложените фигури
Една предпочитана конструкция на дюза с 4 изходящи отвора е показана на фигура 1, където дюзата 1 се захранва с пулверизиращ газ през тръбопровод 2, с нагнетена течност през тръбопровод 3 и има смесителна камера 4. Два от изходящите отвори са показани като 5 и 6 на долната проекция. Течността и пулверизиращият 10 газ постъпват в камерата 4 през входящи отвори от отделни източници на захранване с газ 2 и нагнетена течност 3. Тези тръбопроводи са разположени един в друг така, че пулверизиращият газ преминава през централния тръбопровод 2, 15 разположен във външния тръбопровод 3, който пренася течността.
Ъгълът на разпръскване при всеки от изходящите отвори 5 и 6 в хоризонтална проекция е приблизително 60°, така че течността се раз20 пръсква по значителна част от напречното сечение на слоя (приблизително 240-360°). Вертикалното отклонение на струята е приблизително 15° (по 7,5° във всяка посока).
Хоризонталният и вертикалният профил на струята, както са показани на приложената фигура, образуват конусовидна зона на разпръскване на пулверизираната течност в кипящия слой. Такива конусовидни форми на струята спомагат за по-добро проникване и разпределение на течността в слоя, като по такъв начин се постига и по-добро охлаждане на слоя.
Дюзите, използвани съгласно изобретението, могат да се дефинират и с количеството течност, внасяна в кипящия слой през изходящите 35 отвори.
Така, според друга гледна точка, настоящото изобретение предлага метод на впръскване на течност директно в кипящия слой, който метод включва използването на дюза или дюзи, всяка от 40 които свдържа поне един входящ отвор за нагнетяване на течност, поне един входящ отвор за пулверизиращ газ, смесителна камера за смесване на течността и газа, поне един изходящ отвор, през който сместа газ-течност се изпуска директно 45 в кипящия слой и се характеризира с това, че дебитът (R), с който се въвежда течност от един изходящ отвор, е в границите от 0,009 до 0,130 mVh/mm2, като R се определя от уравнението обем на течността, преминаваща през един изходящ отвор (m3/h) сечение на изходящия отвор (mm2) и падът на налягането в смесителната камера е в границите от 0,8 до 1,5 bar.
Предпочитаният дебит на въвеждане на течността R е в границите от 0,013 до 0,03 m3/h/mm2.
Дебитът на течността, преминаваща през един изходящ отвор, трябва да бъде в границите от 5 до 20 m3/h, за предпочитане от 6 до 20 m3/h.
Дюзите съгласно изобретението са найподходящи за приложение при непрекъснат процес за производство на полиолефини в газова фаза чрез полимеризация на един или повече олефини, поне един от които е етилен или пропилен. Предпочитаните за използване в процеса α-олефини са тези, които имат от 3 до 8 въглеродни атома. Могат да се използват и а-олефини с повече от 8, например 9 до 18 въглеродни атома. Така че, възможно е да се произведат хомополимери на етилен или пропилен или кополимер на етилен или пропилен с един или повече С3-С8 аолефини. Предпочитаните а-олефини са бут-1ен, пент-1-ен, хекс-1-ен, 4-метилпент-1-ен, окт-1ен и бутадиен. Пример за по-високи олефини, които могат да се кополимеризират с първичен етиленов или пропиленов мономер или като частичен заместител на С3-С8 мономер са дек-1-ен и етилдиен норборнен.
Когато процесът се използва за съполимеризация на етилен или пропилен с а-олефини, етиленът или пропиленът присъства като главен компонент на кополимера и за предпочитане присъства в количество поне 70% от всичкия мономер.
Процесът може да се прилага за получаване на широка гама полимерни продукти, например линеен полиетилен с ниска плътност (LLDPE), базиран на кополимеризация на етилен с бутен, 4-метилпент-1-ен или хексен и полиетилен с висока плътност (HDPE), който може да бъде, например хомополиетилен или съполимери на етилен с малка част по-висок α-олефин, например бутен, пент-1-ен, хекс-1-ен или 4-метилпент-1-ен.
Течността, която се впръсква през дюзата се сепарира от рециклиращия поток и може да бъде кондензируем мономер, например бутен, хексен, октен, използван като кополимер за получаване на LLDPE или инертна кондензируема течност, например бутан, пентан, хексан.
Процесът е особено подходящ за полимеризация на олефини при налягане от 0,5 до 6 МРа и температура от 30 до 13041 Например, за производството на LLDPE подходящата температура е в границите от 80 до 90°С, а за HDPE температурата е обикновено от 85 до 105°С, в зависимост от активността на използвания катализатор.
Реакцията на полимеризацията може да се проведе в присъствието на каталитична система Ziegel-Nata, която се състои от твърд катализатор, съдържащ в основата си съединение на метален преход и кокатализатор, съдържащ органично съединение на метал (т.е. органометално, например алкилалуминиево съединение). Високоактивните каталитични системи са отдавна известни и могат да произведат големи количества полимер в относително кратко време, като с това дават възможност да се избегне технологическата стъпка на отстраняване на остатъците от катализатора от полимера. Тези високоактивни каталитични системи най-общо съдържат твърд катализатор, състоящ се главно от атоми на метален преход, магнезий или халогенен елемент. Възможно е също да се използва и високоактивен катализатор, съдържащ основно хромов оксид, активиран чрез топлинна обработка и свързан с гранулиран носител на основата на огнеупорен оксид. Процесът също е особено подходящ за използване на металоценен катализатор или циглеров катализатор с кварцов носител. Такива металоценни катализатори са добре известни в литературата, напр. от ЕР 129368, ЕР 206794, ЕР 416815 и ЕР 420436.
Подходящо е използването на катализатора във вид на прахообразен преполимер, приготвен предварително в стадий на преполимеризация с използване на катализатора, описан погоре. Преполимеризацията може да се извърши при всеки процес, например при полимеризация в течен въглеводороден разтворител или в газова фаза, като се приложи бач-процес, полунепрекъснат или непрекъснат процес.
Примери за изпълнение на изобретението
Изобретението се илюстрира допълнително с приведените по-долу примери.
Поради голямото количество течност, преминаваща през дюзата, пулверизираната струя не може да се изпари в кипящия слой от полиетилен.
Използва се една опитна установка, за да се изследва въвеждането на течност посредством дюзи, съгласно настоящото изобретение.
Конструкцията на опитната установка включва алуминиев съд, в който двойна флуидна дюза се издава надолу от горната част на съда (примерно, както при конструкцията, показана на приложената фигура). В дюзата се подава пулверизиращ газ и течен въглеводород, като формата на излизащата струя и дисперсията на пулверизираната течност в съда се наблюдават с помощта на промишлен апарат за рентгеново наблюдение, който се състои от източник на рентгенови лъчи, усилвател на образа и видеокамера, чийто изход е свързан с видеорекордер, записващ непрекъснато процеса.
Пулверизираната течност се разпръсква върху стените на съда, за да се налепва там и да се стича във вертикален резервоар, разположен под дюзата в долната част на съда. Течността, използвана за провеждане на изпитанието беше
4-метил-1-пентен и съдържа приблизително 1-2% по тегло полиетиленова отсявка под 355 μ, който имитира наличния такъв в рециклирания поток, с цел да се оцени склонността на дюзата към блокиране.
За да може течността да се подава без прекъсване, се създава един затворен контур за течността, като тя се рециклира през резервоар и байпас. Течността се измерва през тариран ротаметьр (при относително тегло 0,67, отчитащ 3-36 m3/h течност) и регулиращи вентили към дюзата от помпено байпасния контур. Направени са корекции за флуиди с различни относителни тегла. За пулверизиране на течността се използва азот, който се подава дозирано през калибрирани ротаметрични диафрагми от батерия бутилки, разположени встрани от рентгеновата клетка. Обикновено 50-70 бутилки се свързват последователно/паралелно, за да се осигури достатъчен газов поток за работата на дюзата.
Налаганията на газа и течността на входа на дюзата преди пулверизирагцата камера непрекъснато се наблюдават и записват чрез датчици за налягане система Drunk (с обхват 0-30 bar, гарирани с точност до 0,05 bar). Падът на налягането при пулверизацията се следи от диференциален датчик за налягане система Drunk (с обхват 0-10 bar, тариран с точност 0,01 bar). Налаганията по време на пробите се регистрират със записващи уреди.
Формата на изтичащата вътре струя се заснема с видеорекордер за по-нататъшни анализи.
Анализът на пример 1 показва, че има широки колебания във формата на изтичане, варираща от леко капене на течността, до състояние на неравномерен поток, т.е. понякога течност, понякога газ. В пример 2 е получен плътен профил на пулверизираната струя, който показва важността на поддържането на необходимия профил на пулверизираната струя и необходимия пад на налягането за осигуряване на максимална дисперсия.
ТАБЛИЦА
Параметри | Пример 1 | Пример 2 |
Брой на изходящите отвори | 4 | 4 |
Ъгъл на процепа - градуси | 60 | 60 |
Височина на процепа - мм | 10,5 | 10,5 |
Дължина на процепа - мм | 45 | 44 |
Брой входящи отвори за течност | 8 | 8 |
Диаметър на входящите отвори за течност - мм | 8,6 | 7.1 |
Диаметър на входящия отвор за газ - мм | 9,25 | 11 |
Диаметър на смесителната камера - мм | 60 | 50 |
Производителност на дюзата | ||
Дебит на течността - м3/час | 26,4 | 27 |
Масов дебит на течността - кг/час | 17688 | 18090 |
Отношение газ/течност - % по маса | 4,8 | 7 |
Налягане вдюаав | ||
Смесителна камера ΔΡ - бара | 0,4 - 0,92 | 1.15 |
Течност Δ Р - бара | 1.07 | 4 |
Газ ΔΡ - бара | 2,07 | 5 |
Claims (7)
- Патентни претенции1. Метод за използване на двойна флуидна дюза за впръскване на течност директно в кипящ слой, при който състоящата се от газ и течност 5 смес се подава от смесителна камера на дюзата през поне един изходящ отвор на поне една дюза, непосредствено в споменатия слой, характеризиращ се с това, че дебитът (R), определен от уравнението обем на течността, преминаваща през един изходящ отвор (m3/h) сечение на изходящия отвор (mm2) с който се въвежда течност от всеки отделен изходящ отвор е в границите от 0,009 до 0,130 m3/h/mm2, а падът на налягането в смесителната камера е в граници от 0,8 до 1,5 bar.
- 2. Метод съгласно претенция 1, характе- ризиращ се с това, че дебитът на впръскваната течност е от 0,013 до 0,03 m3/h/mm2. 15
- 3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че обемът на впръскваната течност през всеки изходящ отвор е от 5 до 20 m3/h.
- 4. Метод съгласно претенция 1 до 3, характеризиращ се с това, че падът на налягането е в граници от 1,0 до 1,25 bar.
- 5. Двойна флуидна дюза за впръскване на течност директно в кипящ слой, състояща се от:a) поне един входящ отвор за намиращата се под налягане течност (3);b) поне един входящ отвор за пулвери- зиращ газ (2);c) смесителна камера за смесване на споменатите течност и газ (4) иd) поне един изходящ отвор (5,6), разположен по периферията на дюзата (1), през който споменатата смес газ-течност се подава от споменатата смесителна камера (4) директно в кипящия слой, характеризираща се с това, че всеки изходящ отвор (5, 6) има форма на процеп.
- 6. Двойна флуидна дюза съгласно претенция 5, характеризираща се с това, че всеки изходящ отвор (5, 6) има сечение в границите от 300 до 600 mm2.
- 7. Двойна флуидна дюза съгласно претенция 5 или 6, характеризираща се с това, че има четири изходящи отвора.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GBGB9500226.7A GB9500226D0 (en) | 1995-01-06 | 1995-01-06 | Nozzle |
PCT/GB1995/003007 WO1996020780A1 (en) | 1995-01-06 | 1995-12-21 | Twin fluid nozzle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BG101667A BG101667A (bg) | 1998-04-30 |
BG62958B1 true BG62958B1 (bg) | 2000-12-29 |
Family
ID=10767679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BG101667A BG62958B1 (bg) | 1995-01-06 | 1997-06-25 | Двойна флуидна дюза и метод за използуването й за впръскване на течност в кипящ слой |
Country Status (28)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6088934A (bg) |
EP (1) | EP0801591B1 (bg) |
JP (1) | JPH10511890A (bg) |
KR (1) | KR100419325B1 (bg) |
CN (1) | CN1177309A (bg) |
AT (1) | ATE179906T1 (bg) |
AU (1) | AU699258B2 (bg) |
BG (1) | BG62958B1 (bg) |
BR (1) | BR9510131A (bg) |
CA (1) | CA2209292A1 (bg) |
CZ (1) | CZ208097A3 (bg) |
DE (1) | DE69509679T2 (bg) |
DZ (1) | DZ1960A1 (bg) |
ES (1) | ES2131349T3 (bg) |
FI (1) | FI972866A (bg) |
GB (1) | GB9500226D0 (bg) |
GR (1) | GR3030922T3 (bg) |
HU (1) | HU221764B1 (bg) |
MY (1) | MY113417A (bg) |
NO (1) | NO973104L (bg) |
NZ (1) | NZ297536A (bg) |
PL (1) | PL321255A1 (bg) |
RU (1) | RU2156663C2 (bg) |
SK (1) | SK282170B6 (bg) |
TW (1) | TW329397B (bg) |
UA (1) | UA39989C2 (bg) |
WO (1) | WO1996020780A1 (bg) |
ZA (1) | ZA9634B (bg) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0853091A1 (en) | 1997-01-13 | 1998-07-15 | Bp Chemicals S.N.C. | Polymerisation process |
US6075101A (en) * | 1997-02-19 | 2000-06-13 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation | Control of solution catalyst droplet size with a perpendicular spray nozzle |
US5962606A (en) * | 1997-02-19 | 1999-10-05 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation | Control of solution catalyst droplet size with an effervescent spray nozzle |
US6306981B1 (en) | 1999-04-02 | 2001-10-23 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation | Gas phase polymerization process |
FR2792853B1 (fr) | 1999-04-30 | 2001-07-06 | Bp Chemicals Snc | Buse a ressort avec fente de 360 degres, pour l'injection de liquide dans un reacteur a lit fluidise |
BR9905840B1 (pt) * | 1999-12-14 | 2010-07-13 | sistema dispersor de carga de unidades de craqueamento catalìtico fluido. | |
FR2806327B1 (fr) | 2000-03-17 | 2002-06-14 | Bp Chemicals Snc | Buse a niveau de liquide variable |
DE10317533A1 (de) * | 2003-04-16 | 2004-11-04 | Basell Polyolefine Gmbh | Verfahren zur diskontinuierlichen Katalysatordosierung in einen Gasphasenwirbelschichtreaktor |
EP1491253A1 (en) * | 2003-06-26 | 2004-12-29 | Urea Casale S.A. | Fluid bed granulation process and apparatus |
WO2008121187A1 (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-09 | Univation Technologies, Llc | Systems and methods for fabricating polyolefins |
EP2249957B1 (en) * | 2008-01-24 | 2014-09-24 | Dow Global Technologies LLC | Method for gas phase polymerization |
WO2009114571A2 (en) * | 2008-03-11 | 2009-09-17 | Selas Fluid Processing Corporation | System and method for flameless thermal oxidation at optimized equivalence ratios |
US9970683B2 (en) | 2008-03-11 | 2018-05-15 | Linde Engineering North America Inc. | Apparatus and method for flameless thermal oxidation at optimized equivalence ratios |
EP2172262A1 (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-07 | Ineos Europe Limited | Process |
US8841391B2 (en) | 2008-10-03 | 2014-09-23 | Ineos Sales (Uk) Limited | Process for the introduction of a polymerisation catalyst into a gas-phase fluidised bed |
JP2012520759A (ja) * | 2009-03-20 | 2012-09-10 | スソンテック カンパニー リミテッド | 熱変換反応密閉容器 |
RU2411758C1 (ru) * | 2009-10-19 | 2011-02-20 | Михаил Валерьевич Корин | Аппарат для приготовления попкорна |
WO2013112170A1 (en) * | 2012-01-27 | 2013-08-01 | International Engine Intellectual Property Company, Llc | Cross style (4 port) ammonia gas injector |
WO2013154573A1 (en) * | 2012-04-13 | 2013-10-17 | International Engine Intellectual Property Company, Llc | Mixing plate as stabilizer for ammonia gas injector |
RU2548703C1 (ru) * | 2014-04-23 | 2015-04-20 | Владислав Юрьевич Климов | Форсунка смесительной головки парогазогенератора |
US10857507B2 (en) * | 2016-03-23 | 2020-12-08 | Alfa Laval Corporate Ab | Apparatus for dispersing particles in a liquid |
US9950328B2 (en) * | 2016-03-23 | 2018-04-24 | Alfa Laval Corporate Ab | Apparatus for dispersing particles in a fluid |
US10272385B2 (en) | 2016-05-17 | 2019-04-30 | Linde Engineering North America, Inc. | Flameless thermal oxidizer for oxidizing gaseous effluent streams containing hydrogen gas |
CN109855090B (zh) * | 2019-01-21 | 2020-08-04 | 昆明理工大学 | 一种生物质液体燃料高效雾化燃烧系统和方法 |
WO2020153959A1 (en) * | 2019-01-24 | 2020-07-30 | Lummus Novolen Technology Gmbh | Centric spray pipe |
US11958105B2 (en) | 2022-03-09 | 2024-04-16 | Honda Motor Co., Ltd. | Rapid solidification of molded products |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE426097B (sv) * | 1978-12-05 | 1982-12-06 | Stal Laval Turbin Ab | Kombinerat luft- och brenslemunstycke for virvelbeddsbrennkammare |
JPS58182006A (ja) * | 1982-04-20 | 1983-10-24 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 流動床燃焼装置 |
ZA844157B (en) | 1983-06-06 | 1986-01-29 | Exxon Research Engineering Co | Process and catalyst for polyolefin density and molecular weight control |
CA1268754A (en) | 1985-06-21 | 1990-05-08 | Howard Curtis Welborn, Jr. | Supported polymerization catalyst |
US5055438A (en) | 1989-09-13 | 1991-10-08 | Exxon Chemical Patents, Inc. | Olefin polymerization catalysts |
NZ235032A (en) | 1989-08-31 | 1993-04-28 | Dow Chemical Co | Constrained geometry complexes of titanium, zirconium or hafnium comprising a substituted cyclopentadiene ligand; use as olefin polymerisation catalyst component |
SE465502B (sv) * | 1990-02-12 | 1991-09-23 | Johansson Sven Halvor | Munstycksanordning foer avgivande av en gas/vaetskeblandning in i en processgas |
ZA943399B (en) * | 1993-05-20 | 1995-11-17 | Bp Chem Int Ltd | Polymerisation process |
-
1995
- 1995-01-06 GB GBGB9500226.7A patent/GB9500226D0/en active Pending
- 1995-12-21 JP JP8520798A patent/JPH10511890A/ja active Pending
- 1995-12-21 EP EP95941228A patent/EP0801591B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-21 WO PCT/GB1995/003007 patent/WO1996020780A1/en active IP Right Grant
- 1995-12-21 AT AT95941228T patent/ATE179906T1/de not_active IP Right Cessation
- 1995-12-21 KR KR1019970704624A patent/KR100419325B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-12-21 RU RU97113062/12A patent/RU2156663C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1995-12-21 UA UA97084120A patent/UA39989C2/uk unknown
- 1995-12-21 HU HU9702093A patent/HU221764B1/hu not_active IP Right Cessation
- 1995-12-21 AU AU42706/96A patent/AU699258B2/en not_active Ceased
- 1995-12-21 CA CA002209292A patent/CA2209292A1/en not_active Abandoned
- 1995-12-21 PL PL95321255A patent/PL321255A1/xx unknown
- 1995-12-21 CN CN95197754A patent/CN1177309A/zh active Pending
- 1995-12-21 SK SK908-97A patent/SK282170B6/sk unknown
- 1995-12-21 CZ CZ972080A patent/CZ208097A3/cs unknown
- 1995-12-21 ES ES95941228T patent/ES2131349T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-21 DE DE69509679T patent/DE69509679T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-21 NZ NZ297536A patent/NZ297536A/xx unknown
- 1995-12-21 BR BR9510131A patent/BR9510131A/pt not_active Application Discontinuation
- 1995-12-28 TW TW084114054A patent/TW329397B/zh not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-01-03 ZA ZA9634A patent/ZA9634B/xx unknown
- 1996-01-03 DZ DZ960001A patent/DZ1960A1/fr active
- 1996-01-04 MY MYPI96000028A patent/MY113417A/en unknown
-
1997
- 1997-06-25 BG BG101667A patent/BG62958B1/bg unknown
- 1997-07-03 US US08/888,052 patent/US6088934A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-07-03 NO NO973104A patent/NO973104L/no unknown
- 1997-07-04 FI FI972866A patent/FI972866A/fi not_active Application Discontinuation
-
1999
- 1999-08-04 GR GR990402006T patent/GR3030922T3/el unknown
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
BG62958B1 (bg) | Двойна флуидна дюза и метод за използуването й за впръскване на течност в кипящ слой | |
KR100300468B1 (ko) | 중합방법 | |
US6096839A (en) | Atomizer nozzle | |
KR100466302B1 (ko) | 유동층에 유체를 분무하기 위한 노즐 | |
US5898053A (en) | Polymerisation process | |
US6225422B1 (en) | Gas fluidized bed polymerization process for olefins | |
EP0825204B1 (en) | Polymerisation process | |
EP0803519A1 (en) | Polymerisation process | |
EP0814100A1 (en) | Polymerisation process | |
EP0824114A1 (en) | Polymerisation process | |
MXPA97005052A (es) | Tobera doble para inyectar fluidos | |
MXPA99003953A (en) | Nozzle for atomizing a fluid in a fluidised bed | |
MXPA97006175A (en) | Procedure of polimerizac | |
MXPA97006174A (en) | Procedure of polimerizac |