DE1445229A1

DE1445229A1 - Verfahren zum Befreien des bei der Hochdruckpolymerisation von AEthylen in Gegenwantvon Loesungsmitteln entstehenden Polyaethylens und des Niederdruckkreisgases von Loesungsmitteln

Info

Publication number: DE1445229A1
Application number: DE19601445229
Authority: DE
Inventors: Urban Dr Friedrich; Eilbracht Dr Hans; Pfannmueller Dr Helmut; Rotzoll Dr Rudi-Heinz; Zacher Dr Wieland
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1960-12-06
Filing date: 1960-12-06
Publication date: 1968-12-12
Also published as: BE611135A; DE1445229B2; NL272236A; NL127634C; US3184444A; GB918459A

Description

BADISOHE ANILEEf · & SODA-FABRIK AG ' ' '

Unser Zeichen: OoZo 20 979 ΤΛ/Sl Ludwigshafen am Rhein_s, den 5o!2_o1960

Verfahren zum Befreien des bei der Hochdruekpolymerlsation von

Äthylen in Gegenwart von Lösungsmitteln entstehenden Polyäthylens

und des Ifieäerdruekkreisgases von Lösungsmitteln ,

Bekanntlich wird die Hochdruckpolymerisation des Äthylens bei Drücken zwischen 500 und 4000 atü und Temperaturen zwischen 150° und 400⁰O durchgeführte Als Katalysatoren werden dabei Sauerstoff oder sauerstoffabgebende und radikalbildende Stoffe einzeln oder zusammen verwendet„ Einige dieser Stoffe werden in Lösungsmitteln gelöst und dem Reaktionsgas zugesetzt« Das bei einem Umsatz von 10 bis 20 Gew„-#, bezogen auf den Einsat?, entstehende Polyäthylen wird zusammen mit dem nicht umgesetzten Äthylen durch ein Entspannungsventil in einen Abscheider entspannt,- wo es sich z.B. bei einem Druck von 250 atü abscheidet, Der größte Teil des nicht umgesetzten Äthylens wird von 250 atü auf den Reaktionsdruck komprimiert und erneut dem Reaktor zugeführt. Ein kleinerer Teil« nämlich etwa 50 G-ew_u-$, bezogen auf das Polymere, wird als Transportgas zusammen mit den Polymeren in einen drucklosen Abscheider entspannt« Fach Abtrennen des Polymerisats wird das drucklose ithylen erneut auf Reaktionsdruck komprimiert und der Reaktion zugefUhrto

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In dem. beschriebenen Reaktionssystem reichert si;fa. das zum Einbringen der Katalysatoren im gelösten Zustand benötigte Lösungsmittel im Hochdruckkreis auf eine von Kreisgasmenge und eingepumpter Lösungsmittelmenge abhängige Konzentration,-asu- Im Reaktionssystem. begünstigt dieses Lösungsmittel das Fließen des entstandenen Polyäthylens« Beim Entspannen des Polyäthylens aus dem Hochdruckabscheider in den drucklosen Abscheider führt das Transportgas aber «ine entsprechende Lösungsmittelmenge mit sicho Ein Teil dieser Lo sungsmit te line nge wird mit dem Polyäthy ■ len ausgetragen und miiß aus diesem, entfernt werden.· während ein anderer Teil entweder in den zum Kompressor führenden Rohrleitungen oder aber im Kompressor selbst ausgeschieden wirdo Dabei kann das im Kompressor ausgeschiedene Lösungsmittel schwere Schäden hervorrufen*

Die vorliegende Erfindung zeigt einen 'Ye g, wie man das Polyäthylen und das Uxederdruokkreisgas- frei von störendem Gehalt an Lösungsmitteln aus dem drucklosen Abscheider austragen kann..

Es wurde gefunden., daß man das bei der Hochdruokpolymerisation von Äthylen in Gegenwart von Lösungsmitteln entstehende Polyäthylen und das Kiederdruckkreisgas von Lösungsmitteln dadurch befreit, daß das Polyäthylen in einem Hochdruckabscheider bei einem Druck von über 150 atü aus dem Reaktionsgemisch abgeschie^ den und unter Einhaltung eines bestimmten Standes in einen Niederdruckabscheider entspannt wird, "aus welchem das mitgeführte restliche Äthylen zusammen mit dem Lösungsmittel über

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einen Gaskühler in einen Abscheider geführt hier vom lösungsmittel .weitgehend befreit und drucklos mit dem restlichen Lösungsmittel im Gegenstrom einem Wärmetauscher zugeführt wird_? während das im Hochdruckabscheider zusammen mit dem Hauptanteil des Lösungsmittels abgeschiedene Äthylen in einem Vorkühler gekühlt und danach«, zum Teil entspannt_s in einem Tieftemperaturabscheider vom Lösungsmittel getrennt und als Niederdruokkreisgas über den genannten Wärmetauscher und einen weiteren Wärmetauscher zu dem Vorkompressor zurückgeführt; zum Teil in einem Nachkühler weiter gekühlt und dem dSTachkompressor zugeleitet wird.

Um eine weitgehende Trennung herbeizuführen_P wird vor dem Entspannen des Teilgasstromes im Hochdruckkreisgas eine solche Temperatur eingestellt? daß auf der Mederdruckseite des EntspannungsventilB das Gas eine Temperatur von unterhalb C⁰O_f aber oberhalb des Yerflüssigungspunktes des Äthylens erreichte

Das beim Entspannen des Polyäthylens aus dem Hochdruckabscheider in den üfiederdruckabeeheider freiwerdende Äthylen wird mit dem aus dem Hochdruckkreis direkt entspannten Äthylenstrom vereinigte

Das beim Entspannen des Polyäthylens aus dem Hochdruckabscheider in den Niederdruckabscheider freiwerdende Äthylen wird nach Verkühlung mit Wasser vor der Vereinigung mit dem aus dem Hochdruckkreis direkt entspannten Äthylen in einem Wärmetauscher im Gegenstrom nit dem direktentspannten Äthylen vorgekühlto

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Das Verfahren nach der Erfindung sei beispielsweise anhand der Schemazeichnung beschrieben_o

Frischäthylen wird aus einem Gasometer (1) durch die leitung (2) zu einem Vorkompressor (3) geführt und auf den Druck des Hochdruckkreisgases j ZoBo 250 atIij, komprimierte Von hier strömt das Sas liber die leitung (4) zum Nachkompressor (5)_s wo es auf Reafctionsdruck komprimiert wirdo Über die leitung (6) wird das Gas nun dem Reaktor (7) zugeführt und hier nach Zusatz des im lösungsmittel gelösten Katalysators durch die leitung (31) polymerisiert, Das aus Polyäthylen» nicht umgesetztem Äthylen und lösungsmittel bestehende Reaktionsgemisch wird über die leitung (8) und ein Entspannuhgsventil (9) in einen Hochdruckabscheider (10) entspannte Hier scheidet sich das Polymerisat am Boden ab_f während das nicht umgesetzte Ithylenmit dem darin enthaltenen lösungsmittel als Hochdruckkreisgas durch die leitung (15) zu einem Vorkühler (16) geführt wirdo Nach dem Verlassen des Vorkühlers (16) wird das Hochdruckkreisgas zum Teil in einem Nachkühler (21) auf ca_o 3O⁰G abgekühlt und danach durch die leitung (22) zur leitung (4) geführt^ in der es mit dem Frischäthylen vermischt zum Nachkompressor (5) gelangt» über die leitung (6) wird das Hochdruckkreisgas nach der Kompression erneut zur Umsetzung in den Heaktor (7) geführt«,

Der andere Teil des Hochdruckkreisgases wird nach dem Durchgang durch den Vorkühler (16) über eine leitung (17) einem Regelventil (B) zugeführt und hier weitgehend entspannte Ober die lei-

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tung (27) gelangt das Gasgemisch in einen Tieftemperaturabscheider (I9)o Hler scheiden sich die im Gas enthaltenen Lösungsmittelanteile ab und werden durch das Ventil (20) abgeblasen«.

Zweckmäßig kjlhlt man vor der Entspannung durch das Regelventil (18) das au? dem Vorkühler (16) kommende Gas auf eine solche Temperatur, daS es nach der Entspannung in der Leitung (27) bzw«, in dem Tiefteaperaturabsoheider (19) eine Temperatur von z.B. -50 bis -30⁰C annimmt. Diese Temperatur ist so niedrig gehalten, daß einerseits die abgeschiedenen Löaungsmittelanteile gerade noch in flüssiger oder schneeartiger Form durch das Hegelventil abgeblasen werden können; daS andererseits aber das entspannte Äthylen sich noch nicht verflüssigt« Bei einer solchen Temperatur bleibt in dem Xthylen so wenig Lösungsmittel zurück, daß in den nachfolgenden Leitungen und den Kompressoren keine störenden Abscheidungen mehr auftreten.

Das im Hochdruckabscheider (10) abgeschiedene, etwa 180 bis 200⁰C heiße Polyäthylen wird über die Leitung (11) und ein Entspannungsventil (12) in einen drucklosen Abscheider (13) entspannt«, Dabei wird im Hochdruckabscheider (10) stets ein bestimmter Stand an geschmolzenem Polyäthylen eingehalten und dadurch ein Durchbruch des HochdruckkreiTsgases mit dem in ihm enthaltenen Lösungsmittel in den Abscheider (13) verhindert«- Das Polyäthylen transportiert jedoch beim Durchgang durch das Entspannungsventil (12) Äthylen, das bei 250 atü nooh im Polyäthylen gelöst ist und zwar etwa 20 OeW₀^, bezogen auf das Polymere, in den drucklosen Abscheider (13)o Im drucklosen Abscheider (13) wird diese Gasmenge aus

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dem. Polyäthylen frei und strömt mit etwa 15O⁰O durch die leitung (32 ) ab* das abströmende Gas reißt die Reste des lösungsmittels^ die mit dem Polyäthylen in den drucklosen Abscheider,(13) gelangt sind₂ mit sich? so daß das Polyäthylen ohne, störende lösungsmittel durch das Ventil (H) ausgetragen werden kann_o Das drucklosen'noch lösungsmittel enthaltende Restgas. w,ird in einem Kühler (23) mit Wasser auf etwa 3O⁰C gekühlt» In einem Abscheider (24·) wird die beim Kühlen aus dem Sas abgeschiedene lösungsmittelmenge gesammelt und durch ein Ventil (25) ausgeschleust,, !fach Verlassen des Abscheiders (24) wird das Gas" in einem Wärmetauscher (26) im Gegenstrom von dem Gas, welches den Tieftemperaturabscheider (19) verlassen hat_r auf niedrig* Temperatur abgekühlt und in der Leitung (27) mit dem durch das Regelventil (18) entspannten Gas vereinigt«

Auf diese Weise wird das drucklose Gas in genügendem Maße abgekühlt und vom lösungsmittel befreit» Die vereinigten Gasströme verlassen den Tieftemperaturabscheider (19) durch die Leitung (33) durchströmen den Wärmetauscher (26), in dem sie einen Teil der Wärme des vom Abscheider (24) kommenden Gases übernehmen und werden in einem weiteren Wärmetauscher (2S) auf etwa 20⁰G erwärmt. Danach gelangen sie nach Abnahme einer bestimmten Abgasmenge (29) über die Leitung (2) zum Vorkompressor (3) und über die Leitung (4) zum Nachkompressor (5)ο Unter Reaktionsdruck werden sie dem Reaktor (7) wieder zugeführt,,

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Zweckmäßig wird zum Erwärmen des Gases im Wärmetauscher (28) das Wasser verwendet^ welches zuvor beim Kühlen de? verschiedenen Gasströme in den Kühlern (16) _r (21) und (23) erwärmt wurde»

Claims

Patentansprüche

ο Verfahren zum Befreien des bei der Hochdruckpolymerisation des Äthylens in Gegenwart von Lösungsmitteln entstehenden Polyäthylens und des Niederdruckkreisgases von lösungsmitteln_s dadurch gekennzeichnet;- daß das Polyäthylen in einem Hochdruckabscheider bei einem Druck von über 150 atü aus dem Reaktionsgemisch abgeschieden und unter Einhaltung eines bestimmten Standes in einen Niederdruckabscheider entspannt wird,, aus welchem das mitgeführte restliche Äthylen zusammen mit dem Lösungsmittel über einen Gaskühler in einen Abscheider geführt,, hier vom Lösungsmittel weitgehend befreit und drucklos mit dem restlichen Lösungsmittel im Gegenstrom einem ' Wärmetauscher zugeführt wi.rd_£ während das im Hochdruckabscheider zusammen mit dem Hauptanteil dee Lösungsmittels abgeschiedene Äthylen in einem Vorkühler gekühlt und danach zum Teil entspannt in einem Tieftemperaturabscheider vom Lösungsmittel getrennt and als Hiederdruckkreisgas über den genannten Wärmetauscher und einen weiteren Wärmetauscher zu dem Vorkompressor zurückgeführt_r zum Teil in einem Nachkühler weiter gekühlt und dem Uachkompressor zugeleitet wird₀

2ο Verfahren nach Anspruch U dadurch gekennzeichnete daß vor dem Entspannen des Teilgasstromes im Hoehdruekkreisgas eine solche

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Temperatur eingestellt wird_r daß auf der Niederdruckseite des Entspannungsventils das Gras eine Temperatur von unterhalb O⁰Cs, aber oberhalb des Verflüssigungspunktes des Äthylens erreichte

Verfahren nach Anspruch 1 und 2_V dadurch gekennzeichnet^ daß das beim Entspannen des Polyäthylens aus dem Hochdruckabscheider in den Niederdruckabscheider freiwerdende Äthylen mit dem aus dem Hochdruckkreis direkt entspannten Äthylenstrom vereinigt wirdu

Verfahren nach Anspruch 1 bis 3_? dadurch gekennzeichnet, daß das beim Entspannen des Polyäthylens aus dem Hochdruckabscheider in den Hiederdruckabscheider freiwerdende Äthylen nach Vorkühlung mit Wasser vor der Vereinigung mit dem aus dem Hochdruckkreis direkt entspannten Äthylen in einem Wärme tauscher im Segenstrom mit dem direktentspannten Äthylen vorgekühlt wird_o

BADISCHE ASrillH- 4 SODA-FABRIK A(J

Zeichn.

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