CN1220863C - 催化剂供给系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包含有与载流流体相混合的固体催化剂的箱用催化剂供给系统。该箱系统包括一个筒状箱和一个可在该筒状箱中滑动的浮子(1)，上述催化剂混合物在上述浮子的一侧被供给到和排放出上述筒状箱。该筒状箱设有一个雷达液位计(8)，用于确定浮子(1)在筒状箱中的位置。利用该雷达液位计，即能可靠地测定浮子的位置以及催化剂的配送。

Description

催化剂供给系统
发明领域
本发明涉及一种用于供给含有混合进载流流体中的催化剂的催化剂混合物的系统。本发明例如能用于将固体催化剂供给到聚合反应器中。
背景技术
在各种聚合反应中，是将固体催化剂供给到反应器中。为了有效地供给，催化剂能悬浮在例如油或蜡等高粘度载流介质中，以便形成非常稠密的蜡状悬浮液，但该悬浮液仍能通过泵来配送。包含这种催化剂悬浮液的供给箱可在内部设有一个浮子。该浮子均匀地下压催化剂悬浮液并确保将该供给箱可靠地排空，而不会有任何对原先可能不同类型的催化剂混合物污染的危险。在本系统中，催化剂悬浮液的消耗是通过持续称量供给箱来测量的，随后根据这些测量结果来调整供给。这就提出了对工艺设备的特别要求。例如，供给箱的连接必须由柔性软管制成。但这些软管仍可能使测量结果变得不准确。
还有一些基于机械构造的催化剂筒系统，其中安装一个穿过筒体顶部进入外部环境的可滑动的单独轴。该轴的位置(对应于浮子的位置)通过筒体外部的传统装置进行探测。这就意味着存在透过密封泄漏的潜在危险。所需的整个空间(高度)大约是主筒体的两倍。
发明内容
一方面，本发明提供了一种催化剂供给系统，用于供给包含有与载流流体相混合的固体催化剂的催化剂混合物，该系统包括一个筒状箱和一个可在该箱中滑动的浮子，  由此所述催化剂混合物就在上述浮子的一侧供给进上述箱中并从该箱中配送出，其特征在于，所述箱设有一个雷达液位计，用于测定浮子在所述箱中的位置，上述系统包括一个用于将催化剂混合物泵送出上述箱的泵，以及一个用于根据上述雷达液位计的测量结果来控制上述泵的系统。
另一方面，本发明提供了一种用于测量配送出一个筒状箱的催化剂混合物数量的方法，包括一个可在该箱中滑动的浮子，  其中所述催化剂混合物就在上述浮子的一侧供给进上述箱中并从该箱中配送出，其特征在于，利用一个雷达液位计来测量所述浮子在所述箱中的位置，由此获得浮子的移动距离，根据该测量结果来计算配送出的催化剂混合物数量，利用一个泵将催化剂混合物泵送出上述箱，以及利用一个控制系统来根据测量结果控制上述泵。
本发明的系统包括一个用于催化剂混合物的筒状箱和一个可在该箱中滑动的浮子。该箱可设有一个护套。为了测定浮子的位置，该箱设有一个雷达液位计。这样就能持续测量箱中催化剂混合物的数量。上述箱能被固定。而无需连接用的柔性软管。所有的可视移动部件(例如滑动轴)都能除去。整个箱可以是完全紧凑的筒形，其中所有的移动部件(一个浮子)在压力容器(筒)的内部。本发明的独特特征能通过使用一个特别适于催化剂供给系统的雷达类型的液位计仪器而实现。通过使用该雷达型液位计仪器，整个系统可从一个液位计仪器变换成一个准确的流量测量仪器。
根据本发明，提供了一个所需空间比传统系统的更小、能提供更准确的测量/计算结果、简单且成本低廉的紧密系统。该系统能可靠地用于供给低流速、高固相含量的混合物。
附图描述
所附附图是本发明说明书的一部分，该附图示出本发明的实施例。在附图中，图1示出根据本发明的一个催化剂箱的示意图。
具体实施方式
催化剂混合物包含混合在液体载流介质中的固体催化剂材料。该载流流体最好是油、蜡或类似物，由此就形成了蜡状混合物(催化剂表面沉积蜡)。用于催化剂的介质最好与催化剂材料自身不起化学作用。该介质最好与可能存在的其它物质也不起化学作用。特别地，当混合物供给到反应器中时，该介质最好与反应物质不起化学作用。
载流流体的高粘度最好能使催化剂不会轻易地从混合物中沉积或沉淀。在存储或泵送温度(-20℃到100℃)下的粘度例如可以是4到20Pas，尤其是6到12Pas，特别是8到10Pas。
上述载流流体例如可以是油或蜡，例如是聚α烯烃油或石蜡。上述介质同样可以是具有低粘度的油或该种油中的蜡的混合物。
催化剂混合物可以包含适合的添加剂，例如为了提高混合物的物理稳定性或获得所需的流变性质。
催化剂在混合物中的浓度例如可以是至少1g/dm3(克/立方分米)，例如至少是10g/dm3，最好是至少100g/dm3，更好的是300到500g/dm3。
混合物从箱中出来的容量流速例如可以是0.01到100dm3/h(立方分米/小时)，典型的是1到25dm3/h，更好的是2到10dm3/h。
固体材料会在混合物中形成凝块。可以通过在供给线路中，例如在箱的出口内设置一个过滤器，从而从混合物中除去这种凝块。在过滤器最好设置在泵的前方时，可能的凝决将不会妨碍泵的操作。同样聚合催化剂也不会在泵中分解。
催化剂混合物可以从箱中被泵出，例如进入一个高压容器。该高压容器尤其可以是一个反应器，例如气相反应器(如流化床反应器)、环管反应器或细长的塞流式反应器。该高压容器中的压力例如可以是1到100bar，典型的是40到60bar。
催化剂尤其例如可以使用在一个烯烃聚合反应或共聚合反应中。该烯烃尤其是α烯烃，例如丙烯或乙烯。其它C2-C8烯烃，例如戊烯或1-丁烯，能用作共聚用单体。催化剂例如可以为齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)或单点催化类型的催化剂。该催化剂和液体介质例如可以如FI专利95387(对应于EP-A-607 703，在此将作为参考加以描述)中所描述的。
上述箱包含一个均匀压向出口的浮子。该浮子可以由气力或液压驱动。尤其要使用惰性流体。所述流体最好是气体或气体混合物。尤其要使用氮气。从箱中的供给压力最好是从0.1到20bar。
上述箱设有一个雷达液位计，该液位计测量浮子的高度位置。它向浮子传递一个微波信号并接收来自浮子表面的反射信号。根据测量结果就能持续计算供给箱中催化剂混合物的数量。该雷达液位计最好位于箱的顶部，由此它就能将微波直接向下传递到浮子的上表面。
能用在本发明中的雷达液位计仪器能在市面上获得。以下是测量原理：雷达信号(频率例如为24GHz)从雷达传感器天线以短脉冲形式发射到需被测量的目标液位。由目标液位反射回的雷达脉冲作为回波信号由上述天线接收。雷达脉冲从发射到被接收的运转时间与距离成比例。测量结果不受温度、压力和蒸汽的影响。最终传递的信号在仪器的电子设备中计算并生成。该电子设备是仪器主体的组成部分。
微波雷达系统例如已经使用在较大的油罐中，用于监测油罐中油的表面液位，例如请见US 5 614 831。
图1示出根据本发明的催化剂供给系统的一个实施例。该箱为圆形并设有一个密封的浮子1。该箱的尺寸例如可以是50到500mm。浮子的上表面和下表面是平坦的。
该浮子能在供给箱的纵向方向内移动。该供给箱的下部腔室2用于催化剂并在其壁部设有一进口3，而在其底部设有一出口4。该供给箱的上部腔室5用于高压惰性气体(如氮气)并在其顶部设有一进口6，而在其侧壁设有一出口7。密封浮子将防止气体与催化剂混合物混合。否则气泡可能例如会在泵内造成麻烦。
下部腔室2完全装满催化剂表面沉积蜡。当从下部腔室泵送出该催化剂表面沉积蜡时，浮子1将向下移动，这样就不会在该下部腔室内形成真空。因此浮子移动的距离就直接与从箱中泵送出的催化剂混合物的体积成比例。
箱的顶部设有一个雷达液位计8。该雷达液位计向浮子传送一个微波信号，并接收由浮子上表面而来的反射信号。这样就能计算出浮子的移动距离以及由泵9从箱中泵出的催化剂混合物的体积，并且就能由系统10控制泵的效率。该系统同样能用于计算在供应阶段供给到箱中的混合物的数量。
泵9最好是一个无阀式旋转活塞泵。
能在市面上获得可用在本发明中的合适的雷达液位计。
例如，可以使用如下类型的仪器：
仪器类型：双线雷达液位发送器(2-wire radar level transmitter)，Ex-certified，HART协议(HART protocol)
信号：标准的4-20mA电流信号
工艺连接件：连接到一个容器的法兰连接件，DN 80，PN 40
准确性：0.1％(满刻度的)
分辨度：1mm
无需称量等操作就能准确测量催化剂混合物的数量。这样进口3、6和出口4、7就能被固定并且是刚性的，而无需柔性软管连接。根据本发明的实施例，3、4的连接和6、7的连接能形成环形。
浮子1可以例如是设有一个覆盖钢板(例如5mm)的衬垫型法兰(例如300#ANSI)。

Claims (7)

1.一种催化剂供给系统，用于供给包含有与载流流体相混合的固体催化剂的催化剂混合物，该系统包括一个筒状箱和一个可在该箱中滑动的浮子(1)，由此所述催化剂混合物就在上述浮子的一侧供给进上述箱中并从该箱中配送出，其特征在于，所述箱设有一个雷达液位计(8)，用于测定浮子(1)在所述箱中的位置，上述系统包括一个用于将催化剂混合物泵送出上述箱的泵(9)，以及一个用于根据上述雷达液位计(8)的测量结果来控制上述泵的系统(10)。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，上述雷达液位计(8)位于上述浮子(1)的一侧，而上述催化剂混合物位于上述浮子的另一侧。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，上述箱设有一个用于将催化剂混合物供入该箱中的进口(3)和一个用于将所述催化剂混合物配送出该箱中的出口(4)，所述进口或出口是刚性的。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述进口和出口都是刚性的。
5.如上述权利要求1或2所述的系统，其特征在于，上述相对于催化剂混合物位于浮子(1)另一侧的箱部分设有一个用于将高压流体供给到筒状箱中的刚性进口(6)。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，上述相对于催化剂混合物位于浮子(1)另一侧的箱部分设有一个用于将高压流体引导出筒状箱的刚性出口(7)。
7.一种用于测量配送出一个筒状箱的催化剂混合物数量的方法，包括一个可在该箱中滑动的浮子(1)，其中所述催化剂混合物就在上述浮子的一侧供给进上述箱中并从该箱中配送出，其特征在于，利用一个雷达液位计(8)来测量所述浮子在所述箱中的位置，由此获得浮子的移动距离，根据该测量结果来计算配送出的催化剂混合物数量，利用一个泵(9)将催化剂混合物泵送出上述箱，以及利用一个控制系统(10)来根据测量结果控制上述泵。
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