CN101888898A - 用于烯烃的催化聚合的反应器系统和方法以及该反应器系统在烯烃催化聚合中的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于烯烃单体和任选的共聚单体的催化聚合的反应器系统和方法，包括一个或多个用于烯烃单体、催化剂、任选用于共聚单体、链增长控制剂或链转移剂、和/或惰性气体的入口，用于气体的出口和用于聚合颗粒的出口，所述反应器系统包括至少一个流化床设备和至少一个移动床设备，其中所述流化床设备包括用于维持该流化床设备内的流化床的装置，和其中所述移动床设备配设有与所述流化床设备连接的入口和出口，其中所述移动床设备的出口配设有用于将计量数量的聚合颗粒从所述移动床设备转移到所述流化床设备中的装置，并且涉及该反应器系统的用途。

Description

用于烯烃的催化聚合的反应器系统和方法以及该反应器系统在烯烃催化聚合中的用途
技术领域
本发明涉及用于烯烃的催化聚合的反应器系统和方法，以及这类反应器系统用于烯烃的催化聚合的用途。
背景技术
烯烃的催化聚合采用尤其是Ziegler-Natta型催化剂。用于烯烃聚合的新一代催化剂包括针对更规则的聚合物结构开发的单位点催化剂。在催化聚合过程中，围绕颗粒的烯烃组成基本恒定。
使用新近一代的Ziegler-Natta催化剂制备的聚烯烃具有相对窄的分子量分布。分子量分布的宽度影响所制备的聚烯烃的流变特性和最终的机械性质。
为了获得更宽的多峰型分子量分布，采用了不同的反应器条件，例如不同的单体、共聚单体和/或氢的浓度。另一选择是使用特定催化剂和/或组合催化剂。
通常，使用级联反应器来在催化聚合过程中应用不同的反应条件，以获得宽的或多峰型的分子量分布。
一种这类反应器是流化床气相反应器。在流化床气相反应器中，烯烃在聚合催化剂的存在下在向上运动的气体物流中聚合。所述反应器通常是包含流化床的直立的圆筒形容器。所述床包括包含分散在其内的活性催化剂的不断生长的聚合物颗粒。所述聚合物床借助流化气体进行流化，所述流化气体包含烯烃单体、可能的共聚单体、可能的链增长控制剂或链转移剂如氢，以及可能的惰性气体。所述流化气体被引入所述反应器底部的入口腔室内。为了确保气流均匀地分布到所述入口腔室的横截面面积上，入口管可装配有本领域公知的流量分配元件，例如US 4933149和EP 684871。对离开反应器的反应器气体进行压缩并循环。根据需要添加补充单体和任选的氢气。夹带的颗粒可通过插入的旋风分离器分离，并循环到聚合反应器。
通常，气流从所述入口腔室向上通过流化栅板进入流化床。流化栅板的目的是将所述气流均匀地分配通过所述床的横截面积。有时，所述流化栅板可布置为建立沿着所述反应器壁吹扫的气体物流，如WO2005/087361中所公开的。尤其是在US 4578879、EP 600414和EP721798中公开了其它类型的流化栅板。在Geldart和Bayens：TheDesign of Distributors for Gas-fluidized Beds，PowderTechnology，第42卷，1985中给出了综述。
所述流化气体流经所述流化床。所述流化气体的表观速度必须大于流化床内所含颗粒的最低流化速度，否则不会发生流化。另一方面，气体的流速应小于气力输送的起始速度，否则整个床会被所述流化气体所夹带。当已知所述颗粒的特征时，通过使用常规的工程实践可以计算所述最低流化速度和气力输送的起始速度。尤其是在Geldart：Gas Fluidization Technology，J.Wiley & Sons，1986中给出了综述。
当所述流化气体与包含所述活性催化剂的床层接触时，所述气体的反应性组分如单体和链转移剂在所述催化剂的存在下反应，产生聚合物产物。与此同时，所述气体被反应热所加热。
从所述反应器的顶部排出未反应的流化气体，压缩并在换热器中冷却，以除去反应热。所述气体被冷却至低于所述床层的温度，以防止所述床层由于反应而过热。可能将所述气体冷却至使其部分冷凝的温度。当液滴进入反应区时，它们被气化。从而，所述气化热起到了除去反应热的作用。这种类型的操作被称为冷凝模式，尤其是在WO2007/025640、US 4543399、EP 699213和WO 94/25495中公开了它的各种变体。也可能向循环气体物流中加入冷凝剂，如EP 696293中所公开的。所述冷凝剂是不可聚合的成分，如丙烷、正戊烷、异戊烷、正丁烷或异丁烷，其在冷却器中至少部分冷凝。
在进入反应器之前，向流化气体物流中引入新鲜反应物，以补偿由于反应和产物的排出造成的损失。公知地，通过分析流化气体的组成并引入气体成分来保持组成恒定。根据所需的产物性质和聚合中所用的催化剂来确定实际的组成。
催化剂可通过各种方式引入所述反应器中，可以是连续的或间歇的。尤其是WO01/05845和EP 499759公开了这类方法。当气相反应器是反应器级联的一部分时，催化剂通常分散在来自在先的聚合阶段的聚合物颗粒内。可以如EP 1415999和WO 00/26258中所公开的，向所述气相反应器内引入所述聚合物颗粒。
聚合产物可以连续或间歇地从所述气相反应器中排出。也可使用这些方法的组合。尤其是在WO 00/29452中公开了连续排出。尤其是在US 4621952、EP 188125、EP 250169和EP 579426中公开了间歇排出。
所述气相反应器的顶部可包括所谓的分离区。在该区内，反应器的直径增大以降低气体速度，并使得流化气体从床层中携带出来的颗粒沉降回床层。
可通过本领域公知的不同技术来观测床层高度(bed level)。例如，可在整个反应器长度范围内记录反应器底部与床层特定高度之间的压差，并且可以根据压差值计算床层高度。这种计算得到了按时间平均的高度。还可以采用超声传感器或放射传感器。借助这些方法，可以得到瞬时高度，随后可以将其对时间求平均，以得到按时间平均的床层高度。
此外，如果需要可以向所述气相反应器内引入抗静电剂。尤其是在US 5026795、US 4803251、US 4532311、US 4855370和EP 560035中公开了适合的抗静电剂及其使用方法。它们通常是极性化合物，尤其是包括水、酮类和醇类。
所述反应器还可包括机械搅拌器，以进一步促进流化床内的混合。在EP 707513中给出了适合的搅拌器设计的例子。
这类反应器的另一种类型是移动床反应器。
在移动床中催化聚合的条件与流化床中相比是不同的。首先，在移动床设备中床密度更高。其次，为了应用不同的聚合条件，采用了分隔流体(separation fluidum)来产生不同的催化聚合条件。例如，聚合可以在较低浓度的链增长终止剂如氢气存在下进行。向移动床设备应用分隔流体导致在流化床设备和移动床设备之间的反应条件的隔离。优选向移动床内添加所述分隔流体，优选添加到为移动床底部之上的移动床总床层高度的0.1-0.7的高度，和在所述移动床上形成垫层，颗粒状聚合材料穿过该分隔流体的垫层沉降在形成中的移动床上。所述分隔流体可以是气体或液体，或者气体与液体的混合物。所述分隔流体可以对所述催化聚合呈惰性，例如是氮气和C1-C12-烷烃。
所述分隔流体可以是反应性的，例如单体、共聚单体，如C2-C12烯烃或其混合物。如果需要，也可使用惰性和催化聚合反应性分隔流体的混合物。
优选地，采用液态的分隔流体，其在催化聚合过程中移动床所处的条件下蒸发。因此，在蒸发过程中，形成了分隔流体的气体垫层，同时对放热聚合反应形成冷却，与此同时当使用反应性分隔流体时获得高得多的反应物浓度。
可以如此向流化床设备和移动床设备中加入分隔流体以及反应物，使得在所述流化床设备和/或移动床设备中发生冷凝模式的聚合，这有利于生产能力。
当所述分隔流体包含聚合单体或共聚单体或它们的混合物时，这是更加优选的。
WO2004/111095公开了用于烯烃的催化聚合的反应器系统和方法。所述反应器系统包括联合的流化床设备和移动床设备，使得可以独立地控制流化床设备内的停留时间和移动床设备内的停留时间。移动床设备的出口连接到流化床设备，该出口可配设用于控制聚合物颗粒从移动床设备进入流化床设备的流出速度。
在WO2004/111095中没有进一步描述用于控制聚合物颗粒流出的装置。
发明内容
本发明的目的是提供对聚合物颗粒从移动床设备进入流化床设备的流出速度具有良好控制，同时基本避免流化气体经由移动床设备的出口从流化床设备流入移动床设备的装置。这是真实的，因为低气速和高反应速度会增加反应器中断或堵塞的风险。并且，对移动床设备和流化床设备的最佳运行状态基本没有干扰。
因此，本发明提供了用于烯烃单体和任选的共聚单体的催化聚合的反应器系统，包括一个或多个用于烯烃单体、催化剂、任选用于共聚单体、链增长控制剂或链转移剂、和/或惰性气体的入口，用于气体的出口和用于聚合颗粒的出口，该反应器系统包括至少一个流化床设备和至少一个移动床设备，其中所述流化床设备包括用于保持该流化床设备内的流化床的装置，和其中所述移动床设备配设有与所述流化床设备相连的入口和出口，其中所述移动床设备的出口配设有用于将计量数量的聚合颗粒从所述移动床设备转移到所述流化床设备中的装置。
由于对定量聚合物颗粒的计量转移，最佳地控制从所述移动床设备进入所述流化床设备的聚合物颗粒的流出速率。对定量聚合物颗粒的计量通过使用机械装置将计量体积和因此计量数量的聚合物颗粒从所述移动床设备主动转移到所述流化床设备中来获得。因此，可从所述移动床设备取出精确数量的聚合物颗粒。因此，可能精确地控制所述聚合物颗粒在所述移动床设备内的停留时间，因此控制所形成的聚合物材料的性质。
这些机械转移装置的各种不同实施方案均可用于计量并将定义数量的聚合物颗粒从所述移动床设备移动到所述流化床设备中。因而，所述移动床设备的出口配设有本发明的这些转移装置。所述转移装置可位于所述移动床设备的出口内，或者位于所述移动床出口的上游和/或下游。在所有情况下，所述转移装置布置为使得聚合物颗粒仅通过所述转移装置从所述移动床设备中移出进入所述流化床设备内，其中所述转移装置计量所需特定量的聚合物颗粒。
根据第一实施方案，所述转移装置包括连接到所述移动床设备出口的螺杆。该螺杆在其螺杆凸缘或螺纹之间限定了特定的体积。通过螺杆的旋转，该体积向前输送。因此，所述螺杆的转速精确地确定了聚合物颗粒的计量转移量。通过控制所述螺杆的转速，可以根据需要调节在所述移动床设备内的停留时间。
根据另一实施方案，所述转移装置包括连接到所述移动床设备出口的旋转进料器，例如勺式进料器。勺式进料器是包括在设置有入口和出口的壳体内旋转的一系列沿圆周间隔分布的勺的计量装置。因此，由两个勺和毗邻的壳体封闭腔(housing confinement)之间的空间所限定的体积决定了从所述移动床反应器中转移和取出的聚合物颗粒量。同样，通过控制所述勺式进料器的转速，可以细致地确定流出速率，例如根据所需的在所述移动床内的停留时间。
根据另一实施方案，所述转移装置包括连接到所述移动床设备的出口的活塞装置。所述活塞装置可包括可在活塞壳体内往复滑动的活塞。根据另一选择，所述活塞装置可以是在活塞壳体内旋转的旋转活塞装置。同样，通过控制活塞的滑动运动和或旋转运动，可以细致地控制聚合物颗粒的流出速率。
通过所述转移装置转移的聚合物颗粒将进入所述流化床设备。为了避免对所述流化床设备内存在的流化气流造成任何干扰，优选所述转移装置的出口取向为倾斜或水平的方向。因此，应避免所述转移装置的出口取向为逆着所述流化气体的方向，从而因为压力的积聚可能导致干扰计量数量的聚合物颗粒的有效转移。优选所述转移装置沿基本上平行于所存在的流化气体方向的方向排出计量量的聚合物颗粒。
当所述转移装置通过转轴驱动时，优选该转轴取向在基本竖直的位置。这使得有可能连接到位于所述流化床设备内或位于所述移动床设备内的搅拌器装置。在这种情况下，可能使用同一驱动装置来驱动所述搅拌器装置和所述转移装置的转轴。通过插入齿轮装置，可能独立于所述流化床设备和/或移动床设备内的搅拌器的转速，来改变所述转移装置的转轴的转速。如果必要，借助齿轮，还可能改变粉末流动的方向。因此，可能以简单的构造提供本发明的转移装置，并且几乎不会对所述流化床设备或移动床设备的内部布置造成任何干扰。
所述搅拌器装置可配设有气体进料装置，以在所述移动床设备长度的一个或多个高度上进料气体。因此，可能改善所述移动床设备内的气体进料和气体分布。基本避免了过热，且可以根据所需的聚合物颗粒的性质，在所述移动床设备的长度上应用不同的气体浓度。此外，在包含具有更大长度的更大移动床设备的更大的反应器中，浓度梯度的存在不会带来反应器问题。最后，应当记住，通过使用移动床设备气体进料，还改善了对移动床设备各水平层上的内容物的均匀操控。
当所述气体进料装置并入在本发明的转移装置中时，提供了一种非常简单的反应器系统构造。因此，气体进料可以经由所述转移装置，例如经由所述转移装置的转轴，进入所述移动床设备，且气体可以经由搅拌器(臂)到达所述移动床设备内的任意水平和竖直水平。
最后，应当注意，根据反应器系统，所述移动床设备可位于所述流化床设备内。根据另一实施方案，所述移动床设备布置在所述流化床设备外部。
显然，两个或更多个移动床设备可与一个或多个流化床设备结合使用。
根据另一实施方案，所述移动床设备可位于靠近所述流化床设备的位置，并且通过所述移动床设备的入口和所述移动床设备的出口连接到所述流化床设备。
根据本发明的另一方面，提供了用于烯烃的催化聚合的方法，其中借助颗粒催化剂和任选的共聚单体、链增长控制剂或链转移剂、和/或惰性气体来进行烯烃聚合，其中至少部分聚合反应在反应器系统中进行，该反应器系统包括至少一个流化床设备和至少一个移动床设备，其中所述流化床设备包括用于维持所述流化床设备内的流化床的装置，和其中所述移动床设备配设有与所述流化床设备连接的入口和出口，其中所述移动床设备的出口配设有用于将计量数量的聚合颗粒从所述移动床设备转移到所述流化床设备中的装置。
显然，以上针对反应器系统所述的各种实施方案同样可用在所述方法中。
根据优选的选项，向所述移动床供应分隔流体，例如通过所述转移装置和搅拌器装置。优选地，在底部以上的床层高度的约0.1-0.7的水平处将所述流体直接加入到所述移动床中。所述分隔流体为气体或液体，并且选自惰性气体或液体，例如氮气、C1-C12-烷烃或诸如C2-C12-烯烃的烯烃，或者它们的混合物，并且优选所述分隔流体为在所处的聚合条件下蒸发的液体。因此，这种分隔流体在所述移动床设备的入口与相邻的流化床设备之间提供了最佳的分隔“垫层”。
如果在优选的实施方案中，移动床设备内的聚合过程将在所谓的冷凝模式下进行，那么优选加入液体烯烃作为分隔流体。此外，或者作为替代，也可能向所述流化床加入液体烯烃，使得所述流化床内的聚合为冷凝模式聚合。
最后，本发明的另一方面涉及本发明的反应器系统在烯烃的催化聚合中的用途。
附图说明
参照与实施方案相关的附图对本发明的反应器系统、方法和用途的上述或其它特征做了进一步的说明，这些实施方案仅以说明目的给出，对本发明不构成任何限制。
图1显示了具有布置在移动床设备出口内的作为转移装置的螺杆的反应器系统，其中所述移动床设备位于流化床设备内部。
图2显示了类似的反应器系统，其中转移装置具有勺式进料器的形式。
图3显示了一种反应器系统，其中转移装置包括水平取向的螺杆。
图4显示了一种反应器系统，其中移动床设备靠近移动床反应器布置，并且配设有勺式进料器作为转移装置。
图5显示了一种反应器系统，其中转移装置包括一方面连接到流化床设备内的搅拌器、且另一方面连接到移动床设备内的搅拌器的螺杆；和
图6显示了一种反应器系统，其中转移螺杆装置连接到搅拌器，该搅拌器具有特别靠近移动床设备内壁的最佳的搅拌性质。
具体实施方式
图1显示了用于烯烃的催化聚合的本发明反应器系统1。本发明方法中采用的烯烃包括C2-C12-烯烃，优选C2-C8-烯烃，如乙烯、丙稀、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯和1-辛烯。这些烯烃也可用于制备均聚物。可以使用例如乙烯和/或丙烯与其它C2-C8-α-烯烃组合制备共聚物。可使用多烯烃进行共聚，例如二烯，如1，4-丁二烯、1，6-己二烯、二环戊二烯、亚乙基降冰片烯和乙烯基降冰片烯。
在所述催化聚合中，采用了Ziegler-Natta-催化剂，该催化剂是本领域现有的常规催化剂。可针对最终聚合物的性质，根据需要选择所述催化剂。
反应器系统1可以是用于制备聚烯烃的多段过程的一部分，特别是多峰聚烯烃和具有宽分子量分布的聚烯烃。在这种多段过程中，第一反应器通常是液相反应器，如例如EP-A-0 517 868中所述。第一反应器通常是环流式反应器，其中烯烃在惰性烃介质中聚合。优选地，该惰性烃介质是低沸点的烃，其可选自丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、环己烷和环庚烷，或其它惰性介质。显然，也可使用这些烃的混合物。
在第一反应器中，聚合优选在约60℃到110℃的温度和40-90巴的压力下进行。
所述第一反应器内的该聚合可在超临界条件下进行，其中聚合温度和压力超过由烯烃、氢气和惰性低沸点烃流体形成的混合物的相应临界点。所述第一反应器内的温度和压力分别优选为约85℃到110℃的温度和50-90巴。通过采用超临界条件，可能比亚临界条件下使用更高的氢气和乙烯浓度。
从所述第一反应器内连续或间歇地排出反应混合物。优选地，优选通过闪蒸除去氢气、未消耗的反应物和惰性低沸点烃。残余气流包含进料入图1所示反应器系统1的聚合物。反应器系统1包括流化床设备2和移动床设备3。
单体通过管线4进入流化床设备，且任选地通过管线5加入惰性气体、共聚单体和/或氢气。反应气体经由下部空间6和气体分布板7进入流化床设备2。
源自之前的聚合过程的聚合物经由管线10加入到设备9中，从其中经由管线8输送到流化床设备2内。可通过管线11向设备9中加入其它催化剂组分。
移动床设备3同轴地位于圆筒状流化床设备2内。侧面围绕移动床设备3产生并维持有催化剂颗粒的流化床，在所述颗粒上由于聚合反应形成了另外的聚合物。所形成的聚合物的组成取决于所处的条件，例如单体、共聚单体、惰性气体和氢气的浓度。流化床循环如箭头12所示。在流化床反应器的顶部，聚合物颗粒在分离段13中与气体分离。气体通过循环管线14离开流化床设备。任选地，管线14内存在的气体可在换热器15中冷却。随后，在压缩机16内压缩所述气体，在换热器17内冷却后经由入口18再次加入到流化床设备内。
流化床设备内的聚合物颗粒的一部分(箭头19所示)进入移动床设备3，并形成沉降的聚合物颗粒床层，其以大致活塞物流的形式缓慢向下朝向出口21移动。
在向下移动的聚合物颗粒床层顶上形成了分隔流体的垫层，该分隔流体的垫层通过管线24和喷嘴25加入到所述移动床内，优选为底部之上的床层高度的约0.1-0.7。
在移动床设备3的出口21中，布置了螺杆23形式的转移装置22。所述螺杆延伸通过出口21向上进入移动床设备3的内部。在一端，所述螺杆通过旋转螺杆轴26转动。由于所述旋转，计量数量的聚合物颗粒从移动床设备3中移出，并释放到流化床设备2中。根据转速，细致地控制了来自移动床设备3的颗粒流出。同时，控制了所述移动床设备中聚合物床层的停留时间和高度。
所述旋转螺杆轴26连接到作为搅拌器装置28的一部分的齿轮箱27，该搅拌器装置采用未显示的支撑和驱动装置可旋转地安置在流化床设备2内。
通过配设有阀30的出口29持续或间断地排出聚合物。在分离器31中分离聚合物颗粒，并通过出口32排出。气态材料经由管线33循环到管线14中。
图2显示了包括以与图1所示类似的取向布置的流化床设备2和移动床设备3的反应器系统32。
在这种实施方案中，转移装置22包括布置在移动床反应器23出口21内的勺式进料器33。勺式进料器33布置在限定了勺式进料器入口35和勺式进料器出口36的壳体34中。勺37布置在转轴38上，而转轴38连接到设置在搅拌器装置28上的齿轮箱27，如针对图1所示的反应器系统1所述。
在两个勺37和壳体34的封闭腔之间限定了填充有聚合物颗粒的空间，该空间通过旋转从入口35转移到出口36，该空间在此被倒空和原先位于其中的聚合物颗粒释放到流化床设备2中。两个勺与所述壳体封闭腔之间的体积，在一方面连同所述轴38的转速决定了计量数量的聚合物颗粒从移动床设备3中排出并释放到流化床2中的速率。
图3显示了本发明反应器系统39的另一实施方案。为了方便起见，仅显示了几个与图1和图2中的附图标记对应的附图标记。
移动床设备40具有向下收缩的底部。移动床设备40的出口41配设有本发明的转移装置22，其具有螺杆42的形式，螺杆42的螺杆轴43连接到齿轮箱44，而齿轮箱44通过轴45驱动。螺杆42基本竖直取向，具有相对于箭头12所示的流化材料流成约90°角的出口46。因此，聚合物颗粒可以以计量方式，通过竖直螺杆42形式的转移装置从移动床设备40经由水平出口46最佳地释放到流化床设备2中。壳体47内的螺杆42限定了朝向出口46的压缩区，其中聚合物颗粒在朝向出口46运输的过程中相互挤压。它们对经由出口46进入移动床设备40的流化气体的流入物流形成了密封。
图4显示了本发明的反应器系统48，其中移动床设备49位于流化床设备50外部并靠近流化床设备50。颗粒材料经由导管51从流化床设备50内部进入移动床设备49。移动床设备49配设有连接到本发明的转移装置22的出口52，转移装置22为布置在勺式进料器壳体54内的勺式进料器53的形式。勺式进料器53包括设置在水平取向并由未显示的电机驱动的共用勺式进料器轴上的勺55。两个相邻勺和壳体54的封闭腔之间限定的体积形成了计量数量的颗粒材料，该颗粒材料从移动床反应器49中排出并经由导管56再循环到流化床设备50的内部。
图5显示了本发明的另一反应器系统57。布置在流化床设备58内的是同轴取向的移动床反应器59，其出口60配设有螺杆61形式的转移装置22，螺杆61连接到设置在位于流化床设备58内的搅拌器63上的齿轮箱62。
螺杆轴65连接到在移动床反应器59内竖直延伸的搅拌器66，搅拌器66具有在移动床设备59内的三个高度上水平延伸的搅拌器臂67。气体进料经由管线64，并经由螺杆轴65和搅拌器轴68提供到设置在搅拌器臂67内的喷嘴69。这样的气体进料改善了在各个高度下的移动床设备内以及在移动床设备59的整个宽度上的每一高度内的气体进料和分布。
最后，图6显示了反应器系统70的细节，其包括具有布置在移动床设备70的出口72内的螺杆71形式的转移装置22。螺杆轴73连接到位于移动床70内的搅拌器75的转轴74上。搅拌器75具有配设有搅拌元件77(和任选设置有如对图5所示的反应器系统57所述的气体进料喷嘴)的搅拌器臂76。移动床设备70设置在流化床设备(未示出)外部并靠近该流化床设备。出口72连接(优选以向上倾斜的取向)到流化床设备的入口。轴73和74通过电机(未示出)转动。同样，通过使用本发明的转移装置22确保了聚合物颗粒的最佳分布且最佳地避免了颗粒堵塞，因为通过可控的方式以计量数量(取决于螺杆71的转速)从移动床中排出聚合物颗粒并进入流化床内。因此，为获得具有所需性质的聚合物颗粒提供了最佳的操作自由度。
实施例1
采用图3所示的流化床反应器。螺杆水平取向，和在流化床设备的出口处具有80mm的压缩区。水平螺杆包括4个厚度7mm、直径154mm且螺纹长度82mm的螺杆元件。
使用平均直径(通过过筛来测定)为300μm的聚乙烯粉末床层，用空气作为流化气体。空气流量为135kg/h，且温度为25℃。床层高度为146cm。通过调节螺杆的速度来设定移动床设备内的粉末流量，所述螺杆速度调节通过调节所述螺杆的1kW电机的频率来实现。
所述螺杆电机的频率设定为20Hz。从移动床设备中转移出计量数量的聚合物颗粒。这在移动床内产生的粉末流为2.3dm3/s，从而移动床设备中的粉末停留时间为37s。
实施例2
除将频率设定在15Hz外，重复实施例1中的程序。移动床内的粉末流为1.7dm3/s且粉末停留时间为52s。
实施例3
除将频率设定在10Hz并将空气流量设定为103kg/h外，重复实施例1中的程序。移动床内的粉末流为1.1dm3/s且粉末停留时间为80s。
实施例4
除将频率设定在5Hz外，重复实施例3中的程序。移动床内的粉末流为0.56dm3/s且粉末停留时间为155s。
对比实施例1
除了在不存在螺杆的条件下将聚合物经由机械阀直接从移动床设备排入流化床内之外，重复实施例1的程序。聚合物没有流出移动床设备。

Claims (20)

1.用于烯烃单体和任选的共聚单体的催化聚合的反应器系统，包括一个或多个用于烯烃单体、催化剂、任选用于共聚单体、链增长控制剂或链转移剂、和/或惰性气体的入口，用于气体的出口和用于聚合颗粒的出口，该反应器系统包括至少一个流化床设备和至少一个移动床设备，其中所述流化床设备包括用于保持该流化床设备内的流化床的装置，和其中所述移动床设备配设有与所述流化床设备相连的入口和出口，其中所述移动床设备的出口配设有用于将计量数量的聚合物颗粒从所述移动床设备转移到所述流化床设备中的装置。
2.根据权利要求1所述的反应器系统，其中所述转移装置包括连接到所述移动床设备出口的螺杆。
3.根据权利要求1或2所述的反应器系统，其中所述转移装置包括连接到所述移动床设备出口的旋转进料器，例如勺式进料器。
4.根据权利要求1-3所述的反应器系统，其中所述转移装置包括连接到所述移动床设备出口的活塞装置。
5.根据权利要求1-4所述的反应器系统，其中所述转移装置的出口取向为倾斜或水平方向。
6.根据权利要求1-5所述的反应器系统，其中所述转移装置的转轴取向在基本竖直的位置。
7.根据权利要求1-6所述的反应器系统，其中所述转移装置连接到位于所述流化床设备内的搅拌器装置。
8.根据权利要求7所述的反应器系统，其中所述转移装置通过竖直的转轴连接到所述搅拌器装置。
9.根据权利要求1-8所述的反应器系统，其中所述转移装置连接到位于所述移动床设备内的搅拌器装置。
10.根据权利要求9所述的反应器系统，其中移动床搅拌器装置配设有优选在所述移动床设备内的不同高度下，用于将气体进料入所述移动床设备的气体进料装置。
11.根据权利要求10所述的反应器系统，其中所述气体进料装置并入所述转移装置内。
12.根据权利要求1-11所述的反应器系统，其中所述移动床设备位于所述流化床设备内部、周围或者附近。
13.用于烯烃的催化聚合的方法，其中借助颗粒催化剂和任选的共聚单体、链增长控制剂或链转移剂、和/或惰性气体来进行烯烃聚合，其中至少部分聚合反应在反应器系统中进行，该反应器系统包括至少一个流化床设备和至少一个移动床设备，其中所述流化床设备包括用于维持所述流化床设备内的流化床的装置，和其中所述移动床设备配设有与所述流化床设备连接的入口和出口，其中所述移动床设备的出口配设有用于将计量数量的聚合颗粒从所述移动床设备转移到所述流化床设备中的装置。
14.根据权利要求13所述的方法，其中气体经由配设有气体进料装置的搅拌器装置进料到所述移动床设备内，优选在不同高度下进入所述移动床设备内。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中气体经由并入所述转移装置内的气体进料装置进料到所述移动床内。
16.根据权利要求13-15所述的方法，其中给所述移动床供应分隔流体，优选经由所述转移装置和搅拌器装置，和优选所述分隔流体为气体或液体，并且选自惰性气体或液体，例如氮气、C1-C12-烷烃或诸如C2-C12-烯烃的烯烃，或者它们的混合物，并且优选所述分隔流体为在所处的聚合条件下蒸发的液体。
17.根据权利要求13-16所述的方法，其中加入液体烯烃作为分隔流体，使得所述移动床设备内的聚合为冷凝模式聚合。
18.根据权利要求13-17中任一项所述的方法，其中向所述流化床加入液体烯烃，使得所述流化床内的聚合为冷凝模式聚合。
19.根据权利要求13-18中任一项所述的方法，其中所述分隔流体包含聚合单体或共聚单体，或者它们的混合物。
20.根据权利要求1-12中任一项所述的反应器系统用于烯烃的催化聚合的用途。
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