DD202882A1 - Verfahren zur rueckfuehrung von comonomerhaltigem niederdruckrueckgas beim hochdruckpolymerisationsprozess - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rueckfuehrung von comonomerhaltigen Niederdruckrueckgas bei der radikalischen Copolymerisation des Ethylens unter hohem Druck durch Teibstrahlverdichtung in den Polymerisationsprozess. Mittels eines zwischen Reaktoraustritt und Zwischenproduktabscheider angeordneten Treigstrahlverdichters ist es moeglich, das comonomerhaltige Niederdruckrueckgas vollstaendig,ohne vorherige Abtrennung des Comonomeren auf einen Zwischendruck von > gleich 15 MPa zu verdichten und gemeinsam mit dem Zwischendruckrueckgas in den Polymerisationsprozess zurueckzufuehren.

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren zur Rückführung von comönomerhaltigem Niederdruckrückgaa beim Hochdruckpolymerisationaprozeß

Anwendungagebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückführung dea comonomerhaltigen Hiederdruckrückgases bei der radikaliachen Copolymerisation dea Ethylens unter hohem Druck.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der radikaliachen Hochdruckpolymeriaation von Ethylen mit Comonomeren werden in der Regel nur etwa 10 bia 35 Ua~% der eingeaetzten Monomerbeachickung dea Reaktors je Reaktordurchgang zu Polymeren umgeaetzt.

Die Aufarbeitung dea aua dem Reaktor austretenden Reaktionsgemisches erfolgt in der Weise, daß das Reaktionagemisch zunächst auf einen Zwischendruck von 15 bis 35 MPa entspannt und einem Zwischendruckproduktabscheider zugeleitet wird·

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Das in diesem Abscheider unter diesem Druck ausgasende Monomere bzw· Comonomergemiach, im «eiteren als Zwischendruckrückgas bezeichnet, wird über einen Zwischendruckrückgasweg im Kreislauf atnn Reaktionsdruckkomprsasor zurückgeführt· Die Polymerschmelze wird dagegen einer weiteren Entspannung in einen Hiederdruckproduktabscheider auf einen Druck von 0,1 bis 1 MPa ausgesetzt* Die unter diesen Bedingungen noch aus der Polymerschmelze ausgasenden Monomer- bzw« Comonomermengen, im folgenden als Hiederdruckrückgas bezeichnet, werden analog dem Zwischendruckrückgas im Kreislauf über einen entsprechenden Hiederdruckrückgasweg erneut der Kompression zugeführt· Die Rtickgaswege bestehen dabei aus einem System von Kühl- und Abscheidevorrichtungen, in denen die im Kreislauf in den Prozeß zurückgeführten Monomer- bzw· Comonomermengen des Zwischendruckrückgases und des Niederdruckrückgases stufenweise auf die jeweiligen Kompressorenansaugtempersturen gekühlt und die dabei auskondensierenden Polymer- und ölbestandteile abgeschieden werden· Diese Form der Polymsrisationsdurchführung beim Hochdruckproaeß mit nachfolgender zweistufiger Polymerabscheidung und Rückführung der nichtumgesetzten Monomeren bzw· Comonomeren im Kreislauf ist allgemein bekannt und beispielsweise in "Ullmann Enzyklopädie der technischen Chemie", Verlag Urban und Schwarzenberg, München Berlin, 1963, 3»Auflage, Band 14, Seite 139 bis 145 oder in der "Chemie-Ingenieur-Technik" Band 51 von 1979, Heft 10, Seite 960 bis 069 ausführlich beschrieben·

Es ist jedoch auch bekannt, daß diese Form der Kreisgasführung der nichtumgesetzten Comonomermengen bei der Hochdruckcopolymerisation des Ethylene dann problematisch wird, wenn in der gegenseitigen Löslichkeit des Systems Ethylen/ Comonomeres bei den für die Kreisgasführung gewählten Druck- und Temperaturbedingungen Mischungslücken auftreten· Sine derartige Mischungslücke tritt beispielsweise für das Co- -monomersystem Ethylen/Vinylacetat bei Drücken unterhalb

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11,1 EPa auf (Α· lindner, G· Luft in "Berichte der Bunsengesellschaft« 79 (1975) 5 S· 412-418).

Biss führt bei dar Kühlang von Sthylen-ZYinylaeetatgemiscfaen im Niederdruokrückgasweg und insbesondere bei der sich anschließenden Verdichtung auf einen Zwischendruck von> 15 MPa zwangsläufig zum Auskondensieren von flüssigen Vinylacetatanteilen aus dem Ethylen-YVinylacetatgemisch· Zur Vermeidung schädigender Auswirkungen auf den Kompressor resultiert daraus bei der üblichen technologischen Gestaltung des Hochdruckpolymerisationsprozesses die Notwendigkeit, den Vinylacetatgehalt im Niederdruckrückgas vor der erneuten Kompression so weit abzusenken, daß bei den bei der Kompression auftretenden Druck- und Temperaturbedingungen keine Entmischung mehr auftritt.

Das bedeutet in der Praxis, daß das Vinylacetat vor der erneuten Kompression des Niederdruckrückgases vollständig bzw, teilweise aus dem Niederdruckrückgas auskondensiert und abgeschieden werden muß* Damit verbunden muß aber auch eine der abgeschiedenen Menge adäquate Vinylacetatmenge durch die zur Polymerisation verbrauchten Menge unter Zwischendruckbedingungen dosiert werden· Das erfordert einerseits Aufwendungen für die Vinylacetatabtrennung aus dem Niederdruckrückgas und andererseits zusätzliche Aufwendung .y.-, gen für die Dosierung einer größeren Vinylacetatmenge*

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, bei der Hochdruckpolymerisation von Ethylen mit Comonomeren schädigende Auswirkungen von Hestmonomeren, die bei der erneuten Kompression des Niederdruckrückgases kondensieren können, zu vermeiden.

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine geeignete Verfahrensweise zur Rückführung des Maderdruckrückgases bei der Hoehdruckpolymerisation von Ethylen mit Oomonomeren zu entwickeln«

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das bei der radikalischen Copolymerisation des Ethylens bei Drücken oberhalb 150 MPa und Temperaturen oberhalb 373 K und nachfolgender zweistufiger Polymerabscheidung aus dem Copolymeren ausgasende oomonomerhaltige Hiederdruckrückgas durch Treibstrahlverdichtung angesaugt und sofort wieder auf einen Zwischendruck von y 15 MPa komprimiert und gemeinsam mit dem Zwischendruckrüclcgas erneut der Reaktion zugeführt wird·

Diea wird in der Weise realisiert, indem eine Treibstrahlverdichtungsvorrichtung zwischen dem Reaktordruckregelventil und dem Zwischendruokproduktabscheider einer konventionellen Hochdruckpolymerisationsaniage in den Produktweg eingebaut und das den Reaktor verlassende Reaktionsproduktgemisch als Antriebafluid für die Verdichtung des anzusaugenden Uiederdruckrückgases genutzt wird· Die Vorteile liegen insbesondere darin, daß mittels des Treibstrahlverdichters die Kompression des comonomerhaltigen Hlederdruckrückgases ohne vorherige teilweise bzw· völlige Entfernung des Comonomeren aus dem Gasgemisch möglich ist, und zudem die bei der Entspannung des Reaktion3gemiscb.es aus dem Reaktor von \ 150 MPa auf einen Zwischendruck von 3> 15 MPa im Zwischendruckproduktabscheider freigesetzte Sntspannungsenergie für die Kompression des Hiederdruckrückgases auf einen Zwischtndruck von ^ 15 MPa genutzt wird ·

Als Treibstrahlverdichtungsvorrichtung wird dabei vorzugsweise eine dem Anwendungszweck angepaßte Form des Venturi- -Rohres verwendet· Hinweise zum Wirkprinzip sowie für die

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Gestaltung und Berechnung derartiger Vorrichtungen werden im K-Plank "Handbuch der Kältetechnik" Band II, Seite 363-375 gegeben*

Ausführungsbeispiel j

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand des in Abbildung 1 dargestellten Prinzipschemas, das eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigt, näher erläutert·

Ober die Ethylenzuführung 1 gelangt Frischethylen in die Polymerisationsanlage und wird mittels des Kompressors 2 auf einen Zwischendruck von vorzugsweise 15 bis 25 MPa verdichtet·

Danach wird es mit dem Zwischendruckrückgas aus dem Zwischendruckrückgasweg 9 gemischt, mittels einer Dosierpumpe über die Comonomerzuführung 3 Vinylacetat in der rezepturgemäß erforderlichen Menge zugegeben, durch den Reaktionsdruckkompressor 4 auf den Reaktionsdruck von ')> 150 MPa komprimiert und dem Reaktionssystein 5 zugeführt· Unter Reaktionssystemen sind dabei Reaktoren vom Typ des gerührten Autoklaven oder Rohrreaktoren mit Vorheiz-Reaktions- und Kühlzonen zu verstehen, wie sie für die Durchführung der Hochdruckhomo- und copolymerisation des Bthylens bekannt sind·

Das Reaktionsgemisch verläßt über das Reaktordruckregelventil 6 das Reaktionssystem und durchströmt nachfolgend als Aötriebsfluid die Treibstrahlverdichtungsvorrichtung 7 und tritt in den Zwischendruckproduktabscheider 8 ein, dessen Druck vorzugsweise im Bereich von 15 bis 25 MPa liegt· lährend das Zwischendruckrückgas über den Zwischendruckrückgasweg 9 zur Saugseite des Reaktionsdruckkompressors 4 zurückgeführt wird, wird die Polymerschmelse in den Niederdruckproduktabscheider 10 entspannt, dessen Druck

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auf einen Druck im Bereich von 1,5 bis 3,5 MPa geregelt wird·'Das unter diesen Bedingungen ausgasende Comonomergemisch wird als Niederdruckrückgas über den Gasweg 11 von der Treibatrahlverdichtungevorrichtung 7 angesaugt und auf den Zwischendruck von 15 bis 25 MPa verdichtet· Die im Hiederdruckproduktabscheider gesammelte Schmelze wird einem Austragssystem zugeführt, wo die Restentgasung der Copolymerschmelze und deren Granulierung erfolgt· Im Vergleich zu einer konventionellen Anlage entfallen bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise die Aufarbeitung des Slederdruckröckgases in einen dem Zwischendruekrückgasweg 9 analogen Uiederdruckrückgasweg mit Xühl- und Abscheidevorrichtungen, Vorrichtungen für die Vinylacetatabtrennung und die Kompression des Niederdruckrückgases auf den Saugdruck des Zwischendruckkompressors 2·

Claims (3)

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   Srfindungsansprüche

   1· Verfahren zur Rückführung von comonomerhaltigem Hiederdruckrückgas beim Hochdruckpoiymarisationsprozeß von Ethylen mit Comonomeren bei Drücken oberhalb 150 MPa und Temperaturen oberhalb 373 K und nachfolgender zweistu*- figer Polymerabseheidung, dadurch gekennzeichnet, daß das in der zweiten Abscheidstufe ausgasende comonomerhaltige Hiederdruckrückgas durch !Ereibstrahlverdiehtung angesaugt und sofort wieder auf einen Zwisehendruck von > 15 MPa komprimiert und mit dem Zwischendruckrückgas erneut der Polymerisation zugeführt wird·
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Comonomeres Vinylacetat eingesetzt wird·
3. 3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der zweiten Abscheidestufe im Bereich von 1,5 bis 3»5 MPa geregelt wird«.

   - Hierzu gehört 1 Blatt Zeichnungen -