DE1151785B - Verfahren zur Foerderung und Dosierung von Katalysatoraufschlaemmungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

P 26743IVa/12g

ANMELDETAG: 10. MÄRZ 1961

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABEDER
AUSLEGESCHRIFT: 25. JULI 1963

Die gleichzeitige Förderang und Messung von Feststoffsuspensionen ist schwierig, da die üblichen Strömungsmeßeinrichtungen der erodierenden Wirkung der Feststoffe nicht für längere Zeit widerstehen können. Eine häufig verwendete Vorrichtung besteht aus einer Umwälzpumpe, jedoch erhält man durch eine solche Vorrichtung nur während einer begrenzten Zeit eine genaue Messung, worauf ein Austausch oder eine Überholung der Pumpe notwendig wird. Es ist ferner ein genau arbeitendes Verfahren zum Fördern derartiger Feststoffteilchen und zum gleichzeitigen Messen der geförderten Menge durch Auspressen der Teilchen aus einem Druckbehälter mittels eines Druckmediums bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird jedoch die Dispersion der feinverteilten Teilchen in einem Flüssigkeitsstrom von oben zugeführt. Bei der Anwendung dieses Verfahrens zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergeben sich jedoch eine Reihe erheblicher Schwierigkeiten.

Wenn die Feststoffe einen Polymerisationskatalysator enthalten, dann ergibt sich bei der Einleitung der dichten Masse in einen Polymerisationsreaktor nach den bekannten Verfahren eine lokale Konzentrierung des Katalysators, durch welche eine ungleichmäßige Polymerisierung in der Reaktionszone verursacht wird. Weiterhin entstehen durch den Transport der verdichteten Masse längs eines langen Übertragungsrohres zusätzliche Schwierigkeiten durch die starke Verdichtung der Feststoffteilchen. Bei einer Einleitung zusätzlicher Flüssigkeit in die Katalysator-Transportleitung unmittelbar strömungsabwärts vom Absitzbehälter strömt der Katalysator nicht gleichmäßig in das zusätzliche Lösungsmittel, wenn nicht verhältnismäßig große Massen des Katalysators in das zusätzliche Lösungsmittel aufgegeben werden. Die Anwendung des bekannten, mit Fallstrom arbeitenden Verfahrens ergibt daher eine Aufschlämmung mit ungleichmäßiger Konzentration.

Diese Schwierigkeit tritt insbesondere dann auf, wenn eine relativ geringe Menge von Feststoffteilchen, d. h. eine relativ geringe Konzentration dieser Feststoffteilchen im Dispersionsmittel, zugeführt werden soll, wie dies z. B. beim Zufügen von Katalysatoren der Fall ist.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Verfahren zu schaffen, bei dem eine absolut gleichförmige Verteilung der in Dispersion zugeführten Teilchen auch bei stärkster Verdünnung sichergestellt wird.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Fördern und Dosieren von Katalysatoraufschläm-Verfahren zur Förderung und Dosierung von Katalysatoraufschlärmnungen

Anmelder:

Phillips Petroleum Company, Bartlesville, OkIa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. F. Zumstein,

Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Assmann

und Dipl.-Chem. Dr. R. Koenigsberger,

Patentanwälte, München 2, Bräuhausstr. 4

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 28. März 1960 (Nr. 17 919)

Richard O. Welty, Bartlesville, OkIa. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

mungen geschaffen, bei dem eine dichte Aufschlämmung in einem Behälter gebildet, mittels eines Druckmediums ausgedrückt und in einem flüssigen Verdünnungsmittel suspendiert wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Behälter ausgedrückte dichte Aufschlämmung in einem nach oben gerichteten Strom in das flüssige Verdünnungsmittel eingeleitet wird, das in einer zur Einströmrichtung der Aufschlämmung annähernd senkrechten Richtung strömt.

Für die Zugabe der dichten Aufschlämmung in das Verdünnungsmittel kann eine beliebige Mischvorrichtung verwendet werden.
Die Verwendung eines Verdünnungsmittels, z. B.

bei der Polymerisationsreaktion, dient im allgemeinen zwei Zwecken. Da die Reaktionen üblicherweise exotherm sind, kann mit Hilfe des Verdünnungsmittels die Reaktionstemperatur gesteuert werden. Außerdem können Polymere, die sich bei der Reaktion bilden, klebrig sein, und in diesem Fall wird durch die Anwesenheit eines Verdünnungsmittels ein Anhaften des Polymeren an den Wänden der Appara-

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tür vermieden. Im allgemeinen ist die Menge des Verdünnungsmittels stark abhängig von der Art der Olefinbeschickung.

Bei der Durchführung der Erfindung werden die fein unterteilten Katalysatoren, z. B. Chromoxydkatalysatoren auf Siliciumoxyd-Aluminiumoxyd-Trägern, und das Lösungs- oder Verdünnungsmittel in eine Absetzzone eingeführt, aus der die Feststoffe auf bekannte Weise mit Hilfe eines Druckmediums ausgedrückt werden.

Im allgemeinen sollte die durchschnittliche Teilchengröße nicht größer als etwa 2 mm sein. Vorzugsweise arbeitet man mit Teilchengrößen im Bereich von 0,08 bis 0,05 mm, jedoch können auch kleinere Teilchen gefördert werden.

Die Förderung der nassen, verdichteten Feststoffe aus der Absetzzone kann entweder mittels eines gasförmigen oder eines flüssigen Druckmediums erfolgen. Da Flüssigkeiten jedoch praktisch inkompressibel sind, so bereitet die Messung der Flüssigkeitsströmung weniger Schwierigkeiten als die Messung der Gasströmung. Infolgedessen wird eine Flüssigkeit bevorzugt.

Wenn eine Flüssigkeit als Druckmedium verwendet wird, dann verwendet man vorzugsweise als Aufschlämmungsflüssigkeit und als Druckflüssigkeit die gleiche Flüssigkeit. Wenn z. B. Äthylen polymerisiert wird, dann kann die Druckflüssigkeit das beim Polymerisationsverfahren verwendete Lösungsmittel sein. Die Aufschlämmungsflüssigkeit und die Druckflüssigkeit werden auch durch die speziellen zu befördernden Feststoffe bestimmt und durch den Betrieb, in dem die Feststoffe verwendet werden. Es kann eine beliebige, inerte Flüssigkeit verwendet werden, die die Feststoffe benetzen und verdichten kann.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.

Die dargestellten Hauptelemente sind ein Katalysatorvorratsbehälter 20, ein Schlammbehälter 22, ein Reaktionsgefäß 23 und ein Vorrat eines Lösungsoder Verdünnungsmittels, der durch die Leitung 24 angedeutet ist. Die mit einem Ventil 27 versehene Leitung 26 führt vom unteren Teil des Vorratsbehälters 20 zum oberen Teil des Schlammbehälters 22. Da viele katalytische Materialien nicht mit der Atmosphäre in Berührung kommen dürfen, ist ein Vorrat an inertem Gas vorgesehen, der durch die Leitung 28 zugeführt wird, die in den Behälter 20 mündet. Am häufigsten wird Stickstoff als inertes Gas verwendet, obgeich auch andere Gase verwendet werden können. Das Reaktionsgefäß 23 ist mit einer Zuführungsleitung 39 für den Reaktionsteilnehmer, mit einer Zuführungsleitung 41 für das Lösungsmittel und mit einer Zuführungsleitung 42 für die Katalysatoraufschlämmung versehen.

In der Leitung 42 ist eine Drosseiöffnung 44 vorgesehen, um die Strömung konstant zu halten. Das Lösungsmittel wird durch die Leitungen 24 und 41 von einer mit konstantem Druck arbeitenden Pumpe gefördert und in das Reaktionsgefäß 23, das auf konstantem Druck gehalten wird, aufgegeben. Die Drosselöffnung 44 bewirkt eine konstante Strömung in der Leitung 42, vorausgesetzt, daß der Aufgabedruck konstant ist.

Der Schlammbehälter 22 ist mit einer Flüssigkeitsabzugsleitung 46 und einer Schlammabzugsleitung 47 versehen, wobei diese Leitung 47 vom unteren Teil des Behälters 22 ausgebt und in die Leitung 42 mündet. Es ist von Bedeutung, daß das strömungsabwärtige Ende der Leitung. 47 nach oben in die Leitung 42 führt und daß die Leitung 42 annähernd im rechten Winkel zur Leitung 47 angeordnet ist. Vorzugsweise führt das Ende der Leitung 47 vertikal nach oben, und die Leitung 42 ist horizontal angeordnet. Das Lösungsmittel strömt von der Leitung 24 vermittels der Leitung 48 in den oberen Endteil des Schlammbehälters 22. Die Leitung 48 ist mit einem Steuerventil 49 versehen, damit die Strömung der Druckflüssigkeit in den Schlammbehälter 22 reguliert werden kann.
Der Schlammbehälter 22 ist gegebenenfalls mit Schaugläsern 51 und 52 ausgestattet. Es können auch andere, übliche Mittel zur Niveauregelung vorgesehen sein.

Beim Betrieb wird aktivierter Katalysator vom Behälter 20 in den Schlammbehälter 22 geführt, der erforderlichenfalls mit einem inerten Gas gefüllt ist. Anschließend wird das Ventil 49 geöffnet und das Lösungsmittel eingelassen, so daß eine Aufschlämmung entsteht, die sich anschließend in Form der dichten Feststoffmasse absetzt.

Die Reihenfolge der Zugabe kann umgekehrt werden. Das Reaktionsgefäß 23 wird gefüllt und. ist für den kontinuierlichen Betrieb bereit. Die Reaktionsteilnehmer werden durch die Leitung 39 eingeführt, Lösungsmittel in der gewünschten Menge wird durch die Leitung 41 zugeführt, und das Ventil 49 wird so eingestellt, daß die gewünschte Menge des Katalysators vom unteren Ende des Gefäßes 22 ausgetrieben wird. Die verdichteten, aus dem Behälter 22 ausgetriebenen Feststoffe gelangen durch die Leitung 47 nach oben in die Strömung des in der Leitung 42 vorhandenen Lösungs- oder Verdünnungsmittels, wobei diese Strömung durch die Drosselöffnung 44 konstant gehalten wird. Dadurch entsteht eine verdünnte Aufschlämmung des Katalysators zur Einleitung in das Reaktionsgefäß 23, wodurch eine lokale Konzentrierung des Katalysators vermieden wird. Die gesamte Katalysatorzufuhr wird durch Einstellung des Ventils 49 reguliert.

Beispiel

Äthylen wurde in Zyklohexan in einem Reaktionsgefäß in einer Menge, die 6830 kg Polyäthylen pro Tag entspricht, polymerisiert, wobei ein Chromoxydkatalysator mit einer Korngröße von etwa 0,2 bis 0,4 mm verwendet wurde. Der Katalysator enthielt sechswertiges Chrom, wobei als Träger Siliciumdioxyd—Aluminiumoxyd dienen. Die Produktivität des Katalysators betrug 1000 kg des Polymeren pro Kilogramm Katalysator, so daß 6,8 kg Katalysator pro Tag in das Reaktionsgefäß geführt werden mußten. Ein Rohr mit einem Innendurchmesser von 9,3 mm wurde zur Zuführung der Katalysatoraufschlämmung in das Reaktionsgefäß verwendet, und es war eine .Geschwindigkeit der Katalysatoraufschlämmung von 1,5 bis 3 m pro Sekunde notwendig, damit ein Absetzen der Feststoffe aus der Flüssigkeit vermieden wurde. Um diese Geschwindigkeit zu erhalten, war es erforderlich, eine Cyclohexananströmung von 8,78 1 pro Minute in der Leitung 42 aufrechtzuerhalten.

Die Strömung des Lösungsmittels wurde auf einem Druck von 36,5 atü gehalten, und die Strömung in die Reaktionskammer wurde so eingestellt, daß sich

eine Menge von 7,9 ecm pro Minute, entsprechend 6,3 kg Katalysator pro Tag, ergab.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Förderung und Dosierung von Katalysatoraufschlämmungen, wobei eine dichte Aufschlämmung in einem Behälter gebildet, miitels eines Druckmediums ausgedrückt und in einem flüssigen Verdünnungsmittel suspendiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Behälter ausgedrückte dichte Aufschlämmung in einem nach oben gerichteten Strom in das flüssige Verdünnungsmittel eingeleitet wird, das in einer zur Einströmrichtung der Aufschlämmung annähernd senkrechten Richtung strömt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmedium und als Verdünnungsmittel derselbe Stoff verwendet wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dichte Aufschlämmung senkrecht nach oben in den horizontal fließenden Strom des Verdünnungsmittels geführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 069 580;
USA.-Patentschriften Nr. 2 886 210, 2 660 560;
dänische Patentschrift Nr. 75 043 (referiert: C, 1956, S. 3395).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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