CN111036152B - 一种用于制备聚烯烃的装置及制备聚烯烃的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种用于制备聚烯烃的装置及制备聚烯烃的方法，该装置包括流化床反应器，该流化床反应器具有反应腔，且所述反应腔的侧壁在水平方向上包括首尾依次相连的第一弧面壁、第一直面壁、第二弧面壁和第二直面壁；第一弧面壁上开设有至少一个催化剂入口；第二弧面壁上开设有至少一个产品出口。本公开提供的用于制备聚烯烃的装置能克服现有的设备存在的催化剂利用率低和出料纯度低的缺陷，该装置应用于聚烯烃生产中时催化剂的利用率和产品出料纯度均较高。

Description

一种用于制备聚烯烃的装置及制备聚烯烃的方法
技术领域
本公开涉及化学工程领域，具体地，涉及一种用于制备聚烯烃的装置及制备聚烯烃的方法。
背景技术
聚烯烃是一类具有多种结构和特点的系列品种高分子材料，它具有原料来源丰富、种类多样、易成型加工、产品应用广泛的特点，广泛应用于医学、农业、工业、日常生活等众多领域中。聚烯烃的生产方法主要有：气相法、溶液法和淤浆法。其中，气相法具有较大的技术和经济优势，在聚烯烃产品生产中占主导地位。
目前，聚烯烃产品主要生产装置为流化床反应器，在传统聚烯烃生产的流化床反应器中，流化气通过反应器底部分布板进入反应器的反应腔，催化剂颗粒从流化床侧壁喷入反应腔后与流化气均匀混合。在此过程中，聚合原料在催化剂的作用下发生反应生成粉料树脂，随后从出料口排出，其中，聚烯烃是以颗粒或者粉末的形式存在。
在流化床反应器中，流化气具有保证对固体颗粒均匀混合的流化作用，但是在反应器壁面的出料口附近，大量的催化剂颗粒被夹带出反应器，催化剂难以充分发挥催化作用，并且导致出料纯度降低。
发明内容
本公开的目的是克服现有的生产聚烯烃的设备存在的催化剂利用率低和出料纯度低的缺陷，提供一种具有较高催化剂利用率和较高出料纯度的用于制备聚烯烃的装置及制备聚烯烃的方法。
为了实现上述目的，本公开提供一种用于制备聚烯烃的装置，该装置包括流化床反应器；所述流化床反应器具有反应腔，且所述反应腔的侧壁在水平方向上包括首尾依次相连的第一弧面壁、第一直面壁、第二弧面壁和第二直面壁；所述第一弧面壁上开设有至少一个催化剂入口；所述第二弧面壁上开设有至少一个产品出口。
可选地，在所述催化剂入口高度处，所述第一直面壁与所述第二直面壁之间的垂直距离记为b，所述第一直面壁的宽度与所述第二直面壁的宽度的平均值记为a，a/b的值在0.1-10的范围内，优选为1-8；
所述第一弧面壁和所述第二弧面壁的横截面为弧线，所述弧线的底部二个端点的连接线与所述弧线的顶点之间的距离记为c，b/c的值在1-5的范围内，优选为1.5-4.5。
可选地，所述第一弧面壁和所述第一直面壁以及所述第二直面壁之间的连接处为光滑连接；所述第二弧面壁和所述第一直面壁以及所述第二直面壁之间的连接处为光滑连接。
可选地，所述第一弧面壁和所述第二弧面壁的横截面的边为圆弧或椭圆弧。
可选地，同一水平面上，所述第一弧面壁上的所述催化剂入口的开口中轴线与所述第二弧面壁上的产品出口的开口中轴线的夹角为90°-180°；所述第一弧面壁上设置有两个以上的所述催化剂入口，且第一弧面壁上相邻的两个所述催化剂入口的开口中轴线的夹角为10°-170°；所述第二弧面壁上设置有两个以上的所述产品出口，且所述第二弧面壁面上相邻的两个所述产品出口的开口中轴线的夹角为10°-170°。
可选地，所述催化剂入口能够转换为所述产物出口，所述产物出口能够转换为所述催化剂入口。
可选地，所述反应腔包括直筒段和直筒段上部的扩大段，所述催化剂入口和所述产品出口设置于直筒段中，所述直筒段的高度为所述直筒段水平截面等效直径的1.2-6倍，所述扩大段的高度为所述直筒段水平截面等效直径的1-2倍，所述扩大段与所述直筒段流体连通。
可选地，所述反应腔内设置有分布板，所述催化剂入口与所述产品出口位于所述分布板上方；所述扩大段的顶面和所述直筒段的底面分别由密封板和底板密封，所述底板上设置有气体入口，所述气体入口延伸到所述分布板下侧；所述密封板上设置有气体出口，所述气体出口延伸到所述扩大段内侧。
可选地，所述装置还包括通过管路顺次连接的压缩机和冷却器，所述压缩机的入口与所述气体出口通过第一管路流体连通，所述压缩机出口与所述冷却器入口通过第二管路流体连通，所述冷却器出口与所述气体入口通过第三管路流体连通；所述第三管路上设置有与其流体连通的第一支路，所述第一支路用于向所述流化床反应器中补充聚合单体、分子量调节剂、抗静电剂、助催化剂和惰性气体中的一种或几种。
本公开还提供一种制备聚烯烃的方法，该方法包括：在聚合反应条件下，将烯烃单体和烯烃聚合反应催化剂引入本公开第一方面所述的装置中进行接触反应。
通过上述技术方案，本公开的装置通过将流化床反应器的侧壁设置为交替连接的弧面壁和直面壁，并将催化剂入口和产物出口分别设置在相对设置的两个弧面壁上，能够改善催化剂入口与产物出口间的位置关系，可以防止催化剂颗粒和聚合产品在反应器内单侧集中，从而避免催化剂颗粒被流化气夹带而直接通过出料口排出反应器造成催化剂颗粒短路或催化剂停留时间过短的问题，提高了催化剂在反应器内的停留时间和利用率，促进聚合反应进行；该装置还能够避免因催化剂夹带而导致的产品出料纯度降低的问题，采用本公开的装置进行烯烃聚合反应能够提高催化剂利用率并得到较高的产品出料纯度。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开的用于聚烯烃生产装置的一种具体实施方式的简化流程图；
图2是本公开的用于聚烯烃生产装置的一种具体实施方式的横截面示意图(即图1中直筒段的横截面示意图)。
附图标记说明
1 分布板 2 反应腔
3 扩大段 4 第一管路
5 压缩机 6 第二管路
7 冷却器 8 第三管路
9 第一支路 10 进料管路
11 出料管路 12 催化剂入口
13 产品出口
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未做相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶端、底端”通常指装置在正常使用状态下的上和下，顶和低，具体可以参考图1的图面方向。“内、外”是指针对装置本身的轮廓而言的。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或更多个该特征。在不能公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图2所示，本公开的第一方面提供一种用于制备聚烯烃的装置，该装置包括流化床反应器100；流化床反应器具有反应腔2，且反应腔2的侧壁在水平方向上包括首尾依次相连的第一弧面壁、第一直面壁、第二弧面壁和第二直面壁，以围成所述反应腔2，即第一弧面壁与第二弧面壁相对设置，第一直面壁与第二直面壁相对设置；第一弧面壁上开设有至少一个催化剂入口12；第二弧面壁上开设有至少一个产品出口13。本公开的发明人发现，通过将流化床反应器100的反应腔2的侧壁设置成本公开的方式能够有效增大催化剂入口12和产品出口13之间的距离，进而增加催化剂颗粒径向移动的时间，避免了因催化剂夹带造成的损失，解决了催化剂颗粒短路、停留时间过短的问题，使催化剂具有更高的使用效率。
根据本公开，在催化剂入口12高度处，第一直面壁与第二直面壁之间的垂直距离记为b，第一直面壁的宽度与所述第二直面壁的宽度的平均值记为a，a/b的值可以在0.1-10的范围内，优选为1-8；第一弧面壁和第二弧面壁的横截面为弧线，弧线的底部二个端点的连接线与弧线的顶点之间的距离记为c，b/c的值可以在1-5的范围内，优选为1.5-4.5。在上述a/b优选的范围内，能够有效增大两侧弧面壁上同时投入使用的催化剂入口12与产品出口13之间的距离，提高了催化剂在反应腔2内的停留时间，避免了因催化剂夹带而造成的催化剂使用效率低的问题。
其中，本公开的弧面壁的横截面的边的形状受b/c的值的影响，第一弧面壁和第二弧面壁的横截面的边可以为任意的弧形线段，优选为圆弧线段或椭圆弧线段；更为优选地，当b/c的值为2-4时，第一弧面壁与第二弧面壁的横截面的弧线为标准椭圆形弧线，在这一实施方式中，本公开的装置的流化密度更大，波动标准差和空隙率更小，流化质量更优。
为了改善流化质量，避免出现催化剂流动死区，在本公开中，第一弧面壁和第一直面壁以及第二直面壁之间的连接处可以为光滑连接；第二弧面壁和第一直面壁以及第二直面壁之间的连接处可以为光滑连接。在这种情况下，催化剂在反应腔2中均匀混合，流化状态较好，避免了因催化剂流动死区而造成的催化剂损失，显著提高了催化剂的有效利用率。
为了避免催化剂颗粒短路和产品出口处催化剂颗粒夹带的问题，同一水平面上，第一弧面壁上的催化剂入口12的开口中轴线与第二弧面壁上的产品出口13的开口中轴线的夹角可以为90°-180°，优选为180°。在这种优选的实施方式中，同时投入使用的催化剂入口12与产品出口13位于同一条直线上，最大限度的加大了催化剂入口12与产品出口13的之间的距离，增加了催化剂颗粒在流化床内径向移动的时间，提高了催化剂颗粒的停留时间和使用效率。
进一步地，为了便于应用中调整催化剂进料位置与产品出料位置，第一弧面壁上设置有两个以上的催化剂入口12，且第一弧面壁上的相邻的两个催化剂入口12的开口中轴线的夹角为10°-170°，优选为30°-90°；第二弧面壁上设置有两个以上的产品出口13，且第二弧面壁面上相邻的两个产品出口13的开口中轴线的夹角为10°-170°，优选为30°-90°。在上述优选的范围内，可以避免同时投入使用的催化剂入口或产品出口之间的相互影响。
根据本公开，所述催化剂入口12能够转换为所述产物出口13，所述产物出口13能够转换为所述催化剂入口12。
根据本公开，反应腔2包括直筒段和直筒段上部的扩大段3，催化剂入口12和产品出口13设置于直筒段中。本公开的反应腔的直筒段和扩大段13的轴向高度不做具体限制，只要满足实际工艺、装置的结构条件即可。进一步地，为了使催化剂颗粒在流化床反应器100内均匀混合和分散，使其具有较好的流化状态，直筒段的高度可以为直筒段水平截面等效直径的1.2-6倍，优选为2-4倍；扩大段3的高度为直筒段水平截面等效直径的1-2倍，扩大段3与直筒段流体连通，其中，等效直径是指与直筒段水平截面面积相等的正圆的直径。在这种实施方式中，流化床反应器100内物料的流化密度更大，波动标准差更小，空隙率更小，具有更好的流化质量。
根据本公开，为了使流化气体在流化床内均匀分布，保证流化床反应器100内具有良好而稳定的流化操作状态，在本公开的一种具体实施方式中，如图1所示，该流化床反应器100的反应腔2的直筒段内可以设置有分布板1，催化剂入口12与产品出口13位于分布板1上方。在这种实施方式中，流化气从流化床反应器100的直筒段底部的分布板1引入，经过分布板1后均匀分布于整个床层截面上，并与催化剂颗粒均匀混合，有利于聚合反应的充分进行。其中，分布板1可以为多孔板，微孔板和多管式板，优选为带帽罩的多孔板。
进一步地，扩大段3的顶面和直筒段的底面可以分别由密封板和底板密封，底板上可以设置有气体入口8，气体入口8可以延伸到分布板1下侧；密封板上可以设置有气体出口，气体出口可以延伸到扩大段3内侧。
根据本公开，该装置还可以包括通过管路顺次连接的压缩机5和冷却器7，压缩机5的入口与气体出口通过第一管路4流体连通，压缩机5出口与冷却器7入口通过第二管路6流体连通，冷却器7出口与气体入口通过第三管路8流体连通。在本公开的一种实施方式中，如图1所示，经聚合反应后的气体从流化床反应器的顶面的气体出口排出，通过第一管路4进入压缩机5加压以维持气体在管路中的流动；加压后的气体由压缩机5的出口进入第二管路6，由第二管路6送入冷却器7；经换热冷凝后的气体由冷却器7的出口进入第三管路8，由第三管路8送入流化床反应器底部的气体入口进入反应腔，构成气体循环回路。
其中，在第三管路8上可以设置有与其流体连通的第一支路9，第一支路9用于向流化床反应器中补充烯烃单体、分子量调节剂、抗静电剂、助催化剂和惰性气体中的一种或几种。烯烃单体可以包括：乙烯、丙烯、丁烯和辛烯中的一种或几种；分子量调节剂可以包括H2；抗静电剂可以包括：双硬脂酸铝、乙氧基化的胺、聚合多胺和油溶性磺酸中的一种或几种；助催化剂可以包括：烷基铝化合物、烷基锂化合物、二烷基铝氧化合物、烷基锌化合物和烷基硼化合物中的一种或几种；惰性气体为本领域的技术人员所常规使用的惰性气体，例如N2。
本公开的第二方面提供一种制备聚烯烃的方法，该方法包括：在聚合反应条件下，将烯烃单体和烯烃聚合反应催化剂引入本公开第一方面提供的装置中进行接触反应。本公开的制备聚烯烃的方法工艺简单、催化剂利用率高且产物纯度好。
根据本公开，聚合反应条件可以为本领域常规的烯烃聚合反应条件，例如反应温度可以为50-150℃，反应压力可以为0.5-10MPa；空床气速可以为0.2-1m/s。
烯烃聚合反应催化剂也可以为本领域常规种类，例如包括氧化铬催化剂、茂金属催化剂或齐格勒-纳塔催化剂，或者为他们中二者或三者的组合。
实施例1
如图1、图2所示，本实施例所采用的流化床反应器100包括：直筒段和扩大段3，直筒段的第一弧面壁上设置有一个催化剂进口，第二弧面壁上设置有一个产品出口，催化剂进口和产物出口在同一水平面上，催化剂进口的开口中轴线与产品出口的开口中轴线的夹角α为180°。本实施例的直筒段的侧壁的第一直面壁与第二直面壁的平均宽度a为3000mm，第一直面壁与第二直面壁的垂直距离b为2000mm，第一弧面壁和第二弧面壁的横截面的弧线为标准椭圆形弧线，弧线的底部二个端点的连接线与弧线的顶点之间的距离c为800mm。反应器直筒段的高度为8000mm，扩大段的高度为3800mm，扩大段的底面与直筒段的顶面形状相同并连接固定，形成相互流体连通的反应腔2。直筒段的底部由底板密封，底板上方、催化剂进料口下方设置有带帽罩的气体分布板，分布板的开孔率为3.1％，气体入口设置于分布板下侧；扩大段的顶面由密封板密封，密封板上方设置有气体出口。
将本实施例的装置应用于聚烯烃生产过程，以乙烯为反应物料，平均粒径为1mm，采用氧化铬催化剂，平均粒径为100μm。氧化铬催化剂颗粒自催化剂入口12、进料管路11引入反应腔的直筒段，气体物料乙烯由流化床反应器底部的气体入口进入反应腔的直筒段，并经气体分布板后与催化剂颗粒均匀混合并发生反应，生成的聚烯烃颗粒从连续地从产物出口13、进料管路10排出后收集，反应后的流化气从流化床反应器100的顶部的气体出口排出；反应后的气体依次经过往复式压缩机5加压和管壳式冷却器6换热后再次由气体入口循环进入流化床反应器100。其中，经过冷器出口管路上的支路向流化床反应器内补充聚合反应所需的H2、N2、乙烯和1-丁烯。其中，反应器空塔气速为0.6m/s，催化剂的进料量为2kg/h，反应的温度为80-110℃，反应的压力为1.5-5MPa。
对催化剂利用率和产品出料纯度进行评价，并监测催化剂颗粒在床层内的停留时间，采压孔位置为分布板上方200、2200、4200和6200mm处，采集相邻采压孔间的压差信号，并采集200mm处相对大气压的压差信号，采用
Figure BDA0001826000150000091
方法计算流化密度，并计算标准差，结果如表1所示。
实施例2
本实施例采用与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例的直筒段的侧壁的第一直面壁与第二直面壁的平均宽度a为3000mm，第一直面壁与第二直面壁的垂直距离b为3000mm，第一弧面壁和第二弧面壁的横截面的弧线为标准椭圆形弧线，弧线的底部二个端点的连接线与弧线的顶点之间的距离c为667mm。反应器直筒段的高度为8000mm，扩大段的高度为3500mm，扩大段的底面与直筒段的顶面形状相同并连接固定，形成相互流体连通的反应腔2。对催化剂利用率和产品出料纯度进行评价，并监测催化剂颗粒在床层内的停留时间。采压孔位置为分布板上方200、2200、4200和6200mm处，采集相邻采压孔间的压差信号，计算流化密度与标准差，结果如表1所示。
实施例3
本实施例采用与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例的直筒段的侧壁的第一直面壁与第二直面壁的平均宽度a为3000mm，第一直面壁与第二直面壁的垂直距离b为375mm，第一弧面壁和第二弧面壁的横截面的弧线为标准椭圆形弧线，弧线的底部二个端点的连接线与弧线的顶点之间的距离c为250mm。反应器直筒段的高度为8000mm，扩大段的高度为3500mm，扩大段的底面与直筒段的顶面形状相同并连接固定，形成相互流体连通的反应腔2。对催化剂利用率和产品出料纯度进行评价，并监测催化剂颗粒在床层内的停留时间。采压孔位置为分布板上方200、2200、4200和6200mm处，采集相邻采压孔间的压差信号，计算流化密度与标准差，结果如表1所示。
实施例4
本实施例采用与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例的直筒段的侧壁的第一直面壁与第二直面壁的平均宽度a为3000mm，第一直面壁与第二直面壁的垂直距离b为250mm，第一弧面壁和第二弧面壁的横截面的弧线为标准椭圆形弧线，弧线的底部二个端点的连接线与弧线的顶点之间的距离c为500mm。反应器直筒段的高度为8000mm，扩大段的高度为3500mm，扩大段的底面与直筒段的顶面形状相同并连接固定，形成相互流体连通的反应腔2。对催化剂利用率和产品出料纯度进行评价，并监测催化剂颗粒在床层内的停留时间。采压孔位置为分布板上方200、2200、4200和6200mm处，采集相邻采压孔间的压差信号，计算流化密度与标准差，结果如表1所示。
实施例5
本实施例采用与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例的直筒段的侧壁的第一直面壁与第二直面壁的平均宽度a为3000mm，第一直面壁与第二直面壁的垂直距离b为5000mm，第一弧面壁和第二弧面壁的横截面的弧线为标准椭圆形弧线，弧线的底部二个端点的连接线与弧线的顶点之间的距离c为625mm。反应器直筒段的高度为8000mm，扩大段的高度为3500mm，扩大段的底面与直筒段的顶面形状相同并连接固定，形成相互流体连通的反应腔2。对催化剂利用率和产品出料纯度进行评价，并监测催化剂颗粒在床层内的停留时间。采压孔位置为分布板上方200、2200、4200和6200mm处，采集相邻采压孔间的压差信号，计算流化密度与标准差，结果如表1所示。
实施例6
本实施例采用与实施例1基本相同，不同之处在于，第一弧面壁和第二弧面壁的横截面的弧线为椭圆形弧线，弧线的底部二个端点的连接线与弧线的顶点之间的距离c为1200mm。对催化剂利用率和产品出料纯度进行评价，并监测催化剂颗粒在床层内的停留时间。采压孔位置为分布板上方200、2200、4200和6200mm处，采集相邻采压孔间的压差信号，计算流化密度与标准差，结果如表1所示。
实施例7
本实施例采用与实施例1基本相同，不同之处在于，第一弧面壁和第二弧面壁的横截面的弧线为圆形弧线，弧线的底部二个端点的连接线与弧线的顶点之间的距离c为1000mm。对催化剂利用率和产品出料纯度进行评价，并监测催化剂颗粒在床层内的停留时间。采压孔位置为分布板上方200、2200、4200和6200mm处，采集相邻采压孔间的压差信号，计算流化密度，结果如表1所示。
实施例8
第一弧面壁上的所述催化剂入口12的开口中轴线与所述第二弧面壁上的产品出口13的开口中轴线的夹角为90°。对催化剂利用率和产品出料纯度进行评价，并监测催化剂颗粒在床层内的停留时间。采压孔位置为分布板上方200、2200、4200和6200mm处，采集相邻采压孔间的压差信号，计算流化密度与标准差，结果如表1所示。
对比例
本对比例采用与实施例1基本相同，不同之处在于，本对比例所采用的流化床反应器为传统的标准圆形流化床反应器，流化床反应器的侧壁上相对设置有催化剂入口与产物出口。对催化剂利用率和产品出料纯度进行评价，并监测催化剂颗粒在床层内的停留时间。采压孔位置为分布板上方200、2200、4200和6200mm处，采集相邻采压孔间的压差信号，计算流化密度与标准差，结果如表1所示。
表1：
其中，催化剂的利用率表示为聚烯烃产品出料的质量与催化剂进料的质量之比；
产品的灰分含量表示为聚烯烃产品煅烧后的残留物质质量占催化剂进料的质量之比，其中，灰分质量是通过将聚烯烃产品在马弗炉中500℃下进行煅烧处理，将残留物称重所得。
Figure BDA0001826000150000121
Figure BDA0001826000150000131
由表1可知，本公开的装置可有效解决催化剂在流化床内因存在径向速度而导致催化剂颗粒从产品出口直接排出而造成的催化剂颗粒短路、停留时间过短的问题，并且避免了因催化剂夹带而导致的产品出料纯度降低，本公开提供的装置和采用该装置进行烯烃聚合的方法具有较高的催化剂利用率和较低的产品灰分含量，其中，灰分含量越低表示产品出料纯度越高，同时减小了流化密度波动差，提高了流化质量，且流化床反应器具有更高的流化密度。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (9)

1.一种用于制备聚烯烃的装置，其特征在于，该装置包括流化床反应器（100）；所述流化床反应器具有反应腔（2），且所述反应腔（2）的侧壁在水平方向上包括首尾依次相连的第一弧面壁、第一直面壁、第二弧面壁和第二直面壁；所述第一弧面壁上开设有至少一个催化剂入口（12）；所述第二弧面壁上开设有至少一个产品出口（13），所述流化床反应器的顶部设置气体出口；
在所述催化剂入口高度处，所述第一直面壁与所述第二直面壁之间的垂直距离记为b，所述第一直面壁的宽度与所述第二直面壁的宽度的平均值记为a，a/b的值在1-8的范围内；所述第一弧面壁和所述第二弧面壁的横截面为弧线，所述弧线的底部二个端点的连接线与所述弧线的顶点之间的距离记为c，b/c的值在1-5的范围内；
同一水平面上，所述第一弧面壁上的所述催化剂入口（12）的开口中轴线与所述第二弧面壁上的所述产品出口（13）的开口中轴线的夹角为90°-180°；所述第一弧面壁上设置有两个以上的所述催化剂入口，且所述第一弧面壁上的相邻的两个所述催化剂入口的开口中轴线的夹角为10°-170°；所述第二弧面壁上设置有两个以上的所述产品出口，且所述第二弧面壁面上相邻的两个所述产品出口的开口中轴线的夹角为10°-170°；并且，
所述反应腔（2）包括直筒段和直筒段上部的扩大段（3），所述催化剂入口（12）和所述产品出口（13）设置于直筒段中，所述扩大段（3）与所述直筒段流体连通。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，b/c的值在1.5-4.5的范围内。
3.根据权利要求1或2中任意一项所述的装置，其中，所述第一弧面壁和所述第一直面壁以及所述第二直面壁之间的连接处为光滑连接；所述第二弧面壁和所述第一直面壁以及所述第二直面壁之间的连接处为光滑连接。
4.根据权利要求1或2中任意一项所述的装置，其中，所述第一弧面壁和所述第二弧面壁的横截面的边为圆弧或椭圆弧。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述催化剂入口（12）能够转换为所述产品出口（13），所述产品出口（13）能够转换为所述催化剂入口（12）。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述直筒段的高度为所述直筒段水平截面等效直径的1.2-6倍，所述扩大段（3）的高度为所述直筒段水平截面等效直径的1-2倍。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述反应腔内设置有分布板（1），所述催化剂入口（12）与所述产品出口（13）位于所述分布板（1）上方；所述扩大段（3）的顶面和所述直筒段的底面分别由密封板和底板密封，所述底板上设置有气体入口，所述气体入口延伸到所述分布板（1）下侧；所述密封板上设置有气体出口，所述气体出口延伸到所述扩大段（3）内侧。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述装置还包括通过管路顺次连接的压缩机（5）和冷却器（7），所述压缩机（5）的入口与所述气体出口通过第一管路（4）流体连通，所述压缩机（5）出口与所述冷却器（7）入口通过第二管路（6）流体连通，所述冷却器（7）出口与所述气体入口通过第三管路（8）流体连通；所述第三管路（8）上设置有与其流体连通的第一支路（9），所述第一支路（9）用于向所述流化床反应器（100）中补充聚合单体、分子量调节剂、抗静电剂、助催化剂和惰性气体中的一种或几种。
9.一种制备聚烯烃的方法，其特征在于，该方法包括：在聚合反应条件下，将烯烃单体和烯烃聚合反应催化剂引入权利要求8所述的装置中进行接触反应。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63260901A (ja) * 1987-04-20 1988-10-27 Chisso Corp オレフインの気相重合方法及び装置
CN101067492A (zh) * 2007-06-06 2007-11-07 中国科学院工程热物理研究所 多边形循环流化床锅炉炉膛
CN101720334A (zh) * 2007-02-16 2010-06-02 尤尼威蒂恩技术有限责任公司 在线监测和控制聚合方法和反应器以防止中断事故的方法
CN202146716U (zh) * 2011-07-22 2012-02-22 南京龙玖环境工程有限公司 长圆形截面循环流化床脱硫塔
CN104918967A (zh) * 2012-12-11 2015-09-16 巴塞尔聚烯烃股份有限公司 用于处理通过气相聚合所获得的聚烯烃颗粒的方法
CN205164683U (zh) * 2015-10-16 2016-04-20 中国石油化工股份有限公司 可改善流化床反应器气液分布状态的烯烃聚合装置
CN206848287U (zh) * 2017-06-30 2018-01-05 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 反应组件及样本分析仪

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63260901A (ja) * 1987-04-20 1988-10-27 Chisso Corp オレフインの気相重合方法及び装置
CN101720334A (zh) * 2007-02-16 2010-06-02 尤尼威蒂恩技术有限责任公司 在线监测和控制聚合方法和反应器以防止中断事故的方法
CN101067492A (zh) * 2007-06-06 2007-11-07 中国科学院工程热物理研究所 多边形循环流化床锅炉炉膛
CN202146716U (zh) * 2011-07-22 2012-02-22 南京龙玖环境工程有限公司 长圆形截面循环流化床脱硫塔
CN104918967A (zh) * 2012-12-11 2015-09-16 巴塞尔聚烯烃股份有限公司 用于处理通过气相聚合所获得的聚烯烃颗粒的方法
CN205164683U (zh) * 2015-10-16 2016-04-20 中国石油化工股份有限公司 可改善流化床反应器气液分布状态的烯烃聚合装置
CN206848287U (zh) * 2017-06-30 2018-01-05 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 反应组件及样本分析仪

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