DE60011982T2

DE60011982T2 - Probenentnahmesystem für Wirbelschicht-Gasphasenpolymerisationsverfahren

Info

Publication number: DE60011982T2
Application number: DE60011982T
Authority: DE
Inventors: Jr. Daniel Paul Charleston Zilker; Christopher Scott Dunbar Hunnisett; Donald Robert Charleston Fields; Kiu Hee South Charleston Lee
Original assignee: Univation Technologies LLC
Current assignee: Univation Technologies LLC
Priority date: 1999-11-11
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2020-11-08
Also published as: JP2001181307A; DE60011982D1; ATE270582T1; ES2223409T3; EP1099473A1; KR20010051493A; EP1099473B1; CN1296018A; BR0005265A

Description

Bereich der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung eines Polymers in einer Gasphasen-Wirbelschichtpolymerisation. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Probenahmesystem für eine solche Gasphasenpolymerisation eines Polymers (beispielsweise PE, PP und/oder ein klebriges Polymer wie EPR).
Hintergrund der Erfindung
Die physikalischen und chemischen Eigenschaften des in einem Durchlauf-Gasphasenreaktor mit einer Wirbelschicht zu erzeugenden Produkts müssen bestimmt werden, um zu gewährleisten, dass das Produkt innerhalb der Spezifikation bleibt. Im Idealfall sollten diese Eigenschaften in situ gemessen werden, jedoch hat man noch keine zuverlässige Technologie entwickelt, um dieses Ziel zu erreichen. Deshalb müssen Produktproben genommen und außerhalb des Reaktors analysiert werden. Gewöhnlich werden solche Proben auf Förderstraßen nach dem Reaktor genommen.
Wenn dies der Fall ist, wird eine Zeitverzögerung eingeführt, die von der Anordnung zwischen Reaktor und dem Probenahmepunkt und der Verweilzeit dieser Anordnung abhängt. Die Probenahme von Förderstraßen oder stromab von für Druck dimensionierten Produktabgabebehältern war die Norm.
Zum Trennen des Fördergases von Feststoffen hat man Zyklone verwendet. Diese Systeme arbeiten brauchbar für Polymere (beispielsweise kristalline α-Olefinpolymere), bei denen die Monomere nicht zu gefährlich sind und leicht gereinigt werden können (Zyklone würden wahrscheinlich nicht gut bei klebrigen Polymeren arbeiten).
Das Aufkommen von Gasphasenprozessen für klebrige Polymere, wie Ethylen-Propylen-Kautschuke (EPR) einschließlich Ethylen-Propylen-Dien-Elastomere, sowie Butadienkautschuke (BR) macht jedoch diese einfachen Probenahmesysteme aufgrund der Risikobewertungen des Monomers (d.h. des Diens) nutzlos. EPR-Produkte enthalten Ethyldiennorbornen (ENB), und BR-Produkte enthalten 1,3-Butadien, die strengen Kontrollen unterlie gen, um Luftemissionen und den Kontakt zu Menschen zu begrenzen. ENB hat einen starken Geruch, der in Umgebungsluft bei 13 ppbv gemessen werden kann. Die gegenwärtige Kontaktgrenze für 1,3-Butadien ist nur 1 ppmv.
Deshalb besteht ein steigendes Bedürfnis nach einer sicheren zuverlässigen Probenahme bei solchen Polymerisationen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt überraschenderweise ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Probenahme während der Polymerisation eines klebrigen Polymers bereit.
Bei dem Verfahren zur Probenahme eines Polymers während seiner Herstellung in einem Gasphasen-Wirbelschichtreaktor wird

(1) ein Probeaufnahmebehälter auf Leckstellen aus dem Probeaufnahmebehälter zur Umgebung und auf Leckstellen von dem Reaktor zu dem Probeaufnahmebehälter untersucht,
(2) eine Polymerprobe aus der Wirbelschicht zu dem Probeaufnahmebehälter entfernt,
(3) die Polymerprobe mit einem Aluminiumalkyl-Abschreckmittel in Kontakt gebracht,
(4) die Polymerprobe in dem Probeaufnahmebehälter mit einem Inertgas gereinigt, und
(5) die Polymerprobe aus dem Probeaufnahmebehälter abgegeben.

Weiterhin wird eine Vorrichtung vorgesehen, die

(1) einen auf Druck ausgelegten Probenahmebehälter mit einem konischen Abgabeboden, wobei der Konus ausreichend steil ist, um zu verhindern, dass klebrige Feststoffe den Boden des Behälters leicht überbrücken,
(2) einen oder mehrere Filter, um ein Feststoffprodukt innerhalb des Probenahmebehälters zu erhalten und um es daran zu hindern, zur Instrumentierung oder zu anderen Prozessströmen zu wandern,
(3) eine speicherprogrammierbare Steuereinrichtung (SPS), die die Funktion der Ventile einordnet und logische Überprüfungen in Verbindung mit einer anderen Prozessinstrumentierung einschließlich Druck-, Temperatur- und Strömungssensoren ausführt, die gewährleisten, dass das Probenahmesystem sicher arbeitet und die gewünschten Funktionen ausführt,
(4) ein oder mehrere SPS-gesteuerte, fernbetätigte Ventile mit Volldurchgang, die mit dem Reaktor mit Metallsitzen verbunden sind, die Leckstellen aus dem Reaktor in den Probenahmebehälter minimieren,
(5) ein oder mehrere SPS-gesteuerte, fernbetätigte Ventile, die den Probenahmebehälter mit anderen Prozessströmen, wie Reinigungsgas, Abschreckmittel, Entlüftung, Abfackelung, Reaktorzyklusgas, oder zur Abführung des Produkts verbinden, und
(6) ein manuelles Abgabetrennventil aufweist, das die Steuerung der abschließenden Abgabe des Produkts aus dem Probenahmebehälter für eine unabhängige Analyse ermöglicht.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Zeichnung eines automatisierten Probenahmesystems der Erfindung. 2 ist eine Darstellung eines kommerziellen EPR-Reaktorprobenahmesystems dieser Erfindung. In 1 und 2 sind

1: ein auf Druck ausgelegter Probenahmebehälter mit einem konischen Boden,
2: Filter in dem Probenahmebehälter, gewöhnlich gesinterte Metallfiltermedien mit einer
: Porengröße von 1 bis 10 μm (Mikron),
3: eine speicherprogrammierbare Steuereinrichtung (SPS), beispielsweise Texas In
: struments, Modell 405,
4: ein SPS-gesteuertes, fernbetätigtes Ventil mit Volldurchgang, gewöhnlich ein Kugel
: ventil,
5: ein SPS-gesteuertes, fernbetätigtes Ventil, gewöhnlich ein Kugelventil,
6: ein manuelles Betätigungsventil mit Volldurchgang, gewöhnlich ein Kugelventil,
7: ein Reaktor,
8: eine Abfackelung,
9: eine Atmosphärenentlüftung,
10: Stickstoff,
11: erhitzter Stickstoff,
12: Alkohol,
13: ein Probeabführbehälter für eine Off-line-Analyse,
14: ein manuelles Atmosphärenentlüftungsventil (nur 2),
15: ein Reaktorzyklusgas (nur 2),
16: ein SPS-gesteuertes, fernbetätigtes Zyklusgas-Reinigungsventil (nur 2),
17: ein SPS-gesteuertes fernbetätigtes Zyklusgas-Probenahmeleitungs-Reinigungsventil
: (nur 2),
18: ein Alkoholverdampfungsbehälter mit Dampfaufspürung (nur 2),
19: ein SPS-gesteuertes, fernbetätigtes Ventil für die Zugabe von erhitztem Stick
: stoff/Alkohol (nur 2), und
20: ein oberes SPS-gesteuertes, fernbetätigtes Abgabeventil mit Volldurchgang (nur
: 2).

Ins Einzelne gehende Beschreibung der Erfindung
EPR- und BR-Polymere können vernetzen oder Polymere mit sehr hohem Molekulargewicht bilden, wenn die Polymerisationsreaktion nicht beendet wird. Das ideale Probenahmesystem für EPR- und BR-Polymere wäre ein System, das nicht nur eine Probe direkt aus dem Reaktor entnehmen, sondern auch Vorgänge der Reinigung und der Reaktionsbeendigung ausführen könnte, was die Probe für die Bedienungspersonen harmlos machen würde.
Bevor dieses Verfahren und diese Vorrichtung entwickelt wurden, war den Erfindern kein Probenahmesystem bekannt, das in der Lage gewesen wäre, diese Funktionen auszuführen.
Die Vorrichtung der Erfindung wurde entwickelt, um Polymerproben aus einem Wirbelschicht-Gasphasenreaktionssystem zu entnehmen, das in der Lage ist, flüchtige gefährliche Monomere, wie 1,3-Butadien, zu handhaben. Die Vorrichtung besteht aus einem kleinen Behälter mit konischem Boden, der direkt mit einem Wirbelschicht-Gasphasenreaktor verbunden ist. Der Behälter enthält innere Filter, die verhindern, dass Produktfeingut aus dem System austritt, und die die Instrumentierung und Entlüftungsleitungen vor einem Verstopfen mit dem Produkt schützen. Es werden Ventile mit speziellen Metallsitzen verwendet, um den Probenahmebehälter von dem Prozess zu trennen. Eine speicherprogrammierbare Steuereinrichtung (SPS) ordnet die Funktion der Ventile ein, die an dem Behälter befestigt sind, um eine Probe des Polymers zu erhalten. Die SPS-Logik gewährleistet auch, dass der Probenahmebehälter leckfrei ist, reinigt den Probenahmebehälter mit Inertgas, steuert die Probengröße, entfernt die Probe, reinigt die monomerfreie Probe mit Inertgas, passiviert die Probe chemisch und ermöglicht dann die Abgabe der Probe in einen Behälter zum Entfernen. Die SPS-Logik steuert die Dauer der Reinigungssequenz und gewährleistet, dass der Reini gungsgasdurchsatz und die Temperatur während des Reinigungsprozesses aufrechterhalten werden.
Die Automatisierung des Probenahmeprozesses, bei dem der vorstehend erwähnte Behälter und die SPS-Logik verwendet werden, gewährleistet, dass jede Probe vor einer Analyse der gleichen Konditionierung unterliegt. Dies verringert die Unterschiede von Probe zu Probe und verbessert die Steuerung und den Betrieb des Reaktors. Das Probenahmesystem minimiert das Potenzial, dass Bedienungspersonal den gefährlichen Monomeren und Reaktornebenprodukten ausgesetzt wird. Die gereinigte und passivierte Probe wird oft-line analysiert, um die Produkteigenschaften und physikalische/chemische Charakteristika zu bestimmen. Ergebnisse der Analysen der Probe werden dazu verwendet, die Einstellung der Reaktionsbedingungen zu führen.
Die Erfindung besteht aus einer Vorrichtung mit Einrichtungen zur automatischen Probenahme aus einem Gasphasen-Wirbelschichtreaktor, wobei die Vorrichtung auch die Probe reinigt, um Kohlenwasserstoffe zu entfernen, und die Probe mit Reaktionsgel-Inhibitoren oder anderen Verbindungen in Kontakt bringt. Die Vorrichtung weist eine auf Druck ausgelegte Probenkammer mit konischem Boden, ferngesteuerte Ventile, Druckmessfühler, Druckindikatoren, Durchsatzindikatoren, Strömungsdrosseln, Ventile, Rückschlagventile, Filterelemente und eine speicherprogrammierbare Steuereinrichtung (SPS) auf. Die speicherprogrammierbare Steuereinrichtung (SPS) ordnet die Funktion der Ventile ein und führt Logiktests aus, um die sichere Funktion des Probenahmesystems zu gewährleisten und um das Bedienungspersonal mit Fehlersuchinformationen zu versorgen, die von einem digitalen Steuersystem zur Gefahrenmeldung auf Funktionsanzeigeeinheiten übertragen werden. Die ferngesteuerten, von dem SPS ausgeführten Aufgaben könnten manuell folgen, dabei würde jedoch die Probenreproduzierbarkeit und die Sicherheit aufgegeben. Die Probenahmevorrichtung ist für das Nehmen von Proben aus Umgebungen, die hoch reaktiv sind und toxische Reaktionen aufweisen, und für die Abgabe einer Probe besonders geeignet, die von dem Bedienungspersonal leicht gehandhabt werden kann. Das Probenahmesystem minimiert das Aussetzen des Bedienungspersonals gegenüber Materialien auf ein Minimum, die niedrige zulässige Einwirkwerte haben, und minimiert die Emission von toxischen Materialien an die Umgebung. Jede von dem automatisierten Probenahmesystem genommene Probe erhält die gleiche Behandlung, wobei der Einfluss ausgeschlossen wird, der erzeugt werden kann, wenn manuell versucht wird, die gleichen Aufgaben auszuführen, die zum wiederholten Probenehmen gehören. Das Probenahmesystem kann seine Arbeitsschritte so oft wie nötig durchlaufen, um Proben zu erhalten, wie sie analytischen Testerfordernisse vorschreiben.
Eine vereinfachte Zeichnung der Pilotanlage eines automatisierten Probenahmesystems ist in 1 gezeigt. Seine Hauptkomponenten bestehen aus einem für Druck ausgelegten zylindrischen Probenahmebehälter (1) mit konischem Boden, aus Filterelementen (2), aus einer speicherprogrammierbaren Steuereinrichtung (SPS) (3), aus fernbetätigten Volldurchgangsventilen (4) mit Metallsitzen, fernbetätigten Ventilen (5) und einem handbetätigten Volldurchgangs-Abgabeventil (6). Die SPS ordnet die Funktion der betätigten Ventile ein und führt Logiktests aus, die für die sichere Funktion des Probenahmesystems erforderlich sind. Der Aufbau des Probenahmebehälters (1) hat einen konischen Boden mit einem Konuswinkel von wenigstens 45 Grad, um das Fließen von Feststoff-Polymerproben in den Probensammelbehälter zu ermöglichen, und ist für unbegrenzte Zyklen eines zyklischen Druckbetriebs ausgelegt. Zur Unterstützung des Fließens der Feststoffe aus dem Behälter werden routinemäßig Konen mit steilerem Winkel verwendet. Der Probenahmebehälter (1) unterliegt im Einsatz abrupten Änderungen eines Innendrucks von nahe Atmosphärendruck auf Überdrucke in einer Höhe von 4,2 MPa (600 psig) und zurück auf nahezu Atmosphärendruck, während seiner Normalfunktion.
Die Reaktoröffnung, die Produkt aus dem Reaktor (7) in den Probenahmebehälter (1) durch die ferngesteuerten Volldurchgangsventile (4) fördert, befindet sich normalerweise wenige Zoll vertikal von der Gasverteilerplatte in den Wirbelbettreaktoren der Pilotanlage und auf der gleichen Höhe wie der abnormale Produktabgabestutzen. Die Verwendung von Volldurchgangsventilen in Kugelbauweise mit Metallsitzen empfiehlt sich für Produktüberführungsventile (4). Obwohl beide Ventile nicht erforderlich sind, sorgt das zweite Ventil für eine bessere Trennung des Probenahmebehälters (1) von dem Reaktor (7), falls eines der Ventile ein Leck entwickeln sollte. Die Produktüberführungsventile sind nahe an dem Reaktor angekoppelt und verwenden vorzugsweise eine Reaktormuffe anstelle eines normalen Flanschauslasses, um das Totvolumen zwischen dem Reaktor und dem dem Reaktor am nächsten liegenden Produktübertragungsventil zu minimieren. Ein ähnliches Probenahmesystem, das Feststoffproduktproben aus dem Produktabgabebehälter entfernt, der mit dem Reaktor verbunden ist, wird auch anstelle der direkten Produktprobenahme aus dem Reaktor verwendet.
Eine Probenahmesequenz beginnt damit, dass das Bedienungspersonal eine Probe elektronisch über die speicherprogrammierbare Steuereinrichtung (SPS) (3) anfordert. Alle fernbetätigten Ventile beginnen in der Schließstellung, und die SPS prüft, um zu gewährleisten, dass die Ausgangsventilstellungen korrekt sind. Wenn irgendein Schritt bei dem Probenahmevorgang fehlerhaft ist, aktiviert die SPS eine störungssichere Reaktion. Diese Reakti on geht zu der Logikschaltung, um das Bedienungspersonal zu warnen, die restlichen Probenahmeschritte zu umgehen und alle fernbetätigten Ventile in ihre störungssicheren Positionen zurückzuführen.
Nach der anfänglichen Ventilpositionsprüfung prüft die SPS den Druck in dem Probenahmebehälter. Wenn der Überdruck 0,105 MPa (15 psig) überschreitet, wird Gas in dem Probenahmebehälter (1) über fernbetätigte Ventile (5) zur Abfackelung (8) abgeführt. Das abgeführte Gas kann auch zu einem katalytischen Oxidierer oder einer ähnlichen Vorrichtung geführt werden, um Kohlenwasserstoffemissionen an die Umgebung zu verhindern. Das Probenahmesystem der Pilotanlage verwendet ein fernbetätigtes Dreiwegeventil (5), um das abgeführte Gas aus dem Probenahmebehälter zur Atmosphäre (9) oder zur Abfackelung (8) zu leiten. Dieses zusätzliche Ventil ist nicht nötig, wenn das abgeführte Gas zu einer Emissionsreduziervorrichtung geführt wird, die bei niedrigem Druck arbeitet, beispielsweise zu einem katalytischen Oxidierer.
Wenn der Überdruck in der Probenahmekammer nicht innerhalb einer spezifizierten Zeit (30 Sekunden) unter 0,105 MPa (15 psig) abgesenkt wird, tritt ein Systemfehler auf, der zu der vorstehend erwähnten Störungssicherungsreaktion führt. Wenn der Probenahmebehälter nicht entlüften kann, kann dies ein Leck aus dem Prozess in den Probenahmebehälter über ein fehlerhaftes Ventil oder dadurch, dass die Entlüftungsleitung blockiert ist, anzeigen.
Der nächste Schritt, den die Vorrichtung ausführt, ist die Prüfung auf Lecks aus dem Probenahmebehälter (1) an die Umgebung oder auf Lecks aus dem Prozess in den Probenahmebehälter. Der Probenahmebehälter wird mit Stickstoff (10) auf einen Überdruck von etwa 1,05 MPa (150 psig) durch ein fernbetätigtes Ventil (5) gebracht und dann von der Druckquelle abgetrennt. Bei der Pilotanlage wird zur Steuerung des Druckaufbaus im Probenahmebehälter eine Drossel verwendet. Nimmt man an, dass der Reaktorüberdruck größer als 1,05 MPa (150 psig) ist und der Druck in dem Probenahmebehälter weiter steigt, so kann dies eine Anzeige für ein Leck aus dem Reaktor (7) zu dem Probenahmebehälter (1) über fehlerhafte Ventile (4) sein. In diesem Fall wird die Störungssicherungsreaktion der Probenahmesysteme aktiviert. Wenn der Druck in dem Probenahmesystem unter eine vorgegebene Grenze abfällt, was ein Leck zur Umgebung hin anzeigt, wird die Störungssicherungsreaktion durch die SPS aktiviert.
Nach einem erfolgreichen Durchlauf der Probenahmebehälter-Druckprüfung wird der Probenahmebehälter zyklisch unter Druck mit Stickstoff gereinigt und zum Entfernen von möglichen Verunreinigungen entlüftet. Der Stickstoff wird zur Abfackelung am Ende eines jeden Druckaufbauzyklus abgeführt. Die Anzahl der Druckaufbau-Entlüftungszyklen ist variabel, es werden jedoch in der Pilotanlage gewöhnlich sechs durchgeführt. Dieser Schritt ist nicht absolut notwendig, er kann jedoch die Menge an Restsauerstoff und Feuchte in dem Probenahmebehälter minimieren, die in den Reaktor wandern, wenn eine Probe genommen wird.
Die SPS setzt den Probenahmebehälter 1 unter Druck, um die Größe der aus dem Reaktor entnommenen Probe zu steuern. Je niedriger der Differenzdruck zwischen Reaktor und Probenahmebehälter ist, desto kleiner ist die Probe. Obwohl die Steuerung der Probengröße nicht präzise ist, kann der Druck in dem Probenahmebehälter üblicherweise so eingestellt werden, dass die Probengröße innerhalb weniger hundert Gramm gehalten wird. Dieser Schritt ist nicht erforderlich, wenn es dem Benutzer nicht auf die Probengröße ankommt oder er sich dafür entscheidet, dass die Größe des Probenahmebehälters die Probengröße reguliert.
Die Probenüberführungsventile (4) öffnen, was es den Feststoffen ermöglicht, aus dem Reaktor in den Probenahmebehälter zu fließen. Um zu gewährleisten, dass die Produktüberführungsventile (4) nicht zur gleichen Zeit wie das fernbetätigte Abgabeventil (5) am Boden des Probenahmebehälters öffnen können, wird noch eine elektropneumatische Sperre zusätzlich zu der SPS-Logik verwendet. Die SPS überwacht den Probenahmebehälterdruck während dieser Überführung. Wenn sich kein Anstieg des Probenahmebehälterdrucks einstellt, wird angenommen, dass die Überführungsleitung aus dem Reaktor zum Probenahmebehälter verstopft ist, und die SPS alarmiert das Bedienungspersonal, während die Störungssicherungsreaktion aktiviert wird. Die Feststoffe werden wenige Sekunden absetzen gelassen, bevor der Druck aus dem Probenahmebehälter freigegeben wird. Filter (2) innerhalb des Probenahmebehälters enthalten die Feststoffe in dem Behälter und schützen die Instrumentierungsleitungen zu den Druckmessfühlern vor einem Verstopfen mit Feststoffen. Typisch sind gesinterte Metallfilter wegen ihrer mechanischen Festigkeit.
Wenn sich die Probe einmal innerhalb der Probenahmevorrichtung befindet, wird der gasförmige Inhalt des Probenahmebehälters durch ein Filter (2) zur Abfackelung entlüftet. In der Entlüftungsleitung ist in der Pilotanlage eine Drossel installiert, um zu verhindern, dass ein zu schneller Druckabfall die Feststoffe in den oberen Teil des Probenahmebehälters anhebt. Der obere Filter an der Probenahmebehälterentlüftung befindet sich über der Feststoffeintrittsöffnung und verhindert, dass Feststoffe direkt auf den Filter auftreffen, wenn die Probe aus dem Reaktor zum Probenahmebehälter überführt wird. Die SPS überwacht den Druckabbauschritt und aktiviert die Störungssicherungsreaktion, wenn der Überdruck des Probenahmebehälters nicht auf weniger als 0,105 MPa (15 psig) innerhalb von 30 Sekunden absinkt. Während der Probenahmebehälter entlüftet wird, wird das fernbetätigte, mit der Abfackelung verbundene Ventil kurz geschlossen und der Filter mit Stickstoff rückgeblasen, um ihn zu reinigen, bevor die nächste Probe genommen wird.
Dann wird erhitzter Stickstoff (11) bei einer Temperatur von 40 bis 80°C und einem Durchsatz von etwa 9 kg/h (20 Ib/h) durch den unteren inneren Filter in den Probenahmebehälter geführt. Dieses Gas entfernt aus der Feststoffprobe flüchtige Kohlenwasserstoffe und wird zur Abfackelung entlüftet. Die SPS überwacht den Durchsatz und die Temperatur des Reinigungsstroms aus heißem Stickstoff. Ein Zeitgeber innerhalb der SPS steuert die Dauer des Reinigungsstroms. Wenn der Reinigungsstrom oder seine Temperatur nicht innerhalb vorgegebener Grenzen liegt, stoppt der Zeitgeber und alarmiert das Bedienungspersonal. Der Zeitgeber bleibt stehen, bis der Durchsatz und die Temperatur innerhalb ihrer vorgeschriebenen Grenzen liegen.
Kurz nach der Einleitung des Reinigungsstroms wird Alkohol (12) langsam in den heißen gasförmigen Stickstoffstrom dosiert zugegeben. In der Pilotanlage wurden Methanol, Ethanol und Isopropanol verwendet. Es können auch andere Substanzen mit ähnlichen Dampfdrucken verwendet werden. Der Alkohol reagiert mit dem Co-Katalysator, was jede anschließende Reaktion in dem Probenahmebehälter beendet. Der Alkohol verhindert auch die Bildung von Gelen und von anderen Stoffarten mit hohem Molekulargewicht. Der Durchsatz des Alkohols wird durch eine feine Kapillare an einem Probenahmesystem in der Pilotanlage reguliert. Bei einem anderen, nahezu identischen Probenahmesystem wird der Strom aus heißem Stickstoff durch einen kleinen Behälter geführt, der Alkohol enthält, wobei der mit Alkohol angereicherte Strom, der den Behälter verlässt, zu dem Probenahmebehälter geführt wird. Beide Verfahren haben sich als wirksam hinsichtlich der Ablöschung des Co-Katalysatorrestes in der Probe und hinsichtlich des Ausschlusses einer Gelbildung erwiesen.
In dem Kapillarsystem steuert die SPS die Dauer der Alkoholinjektion. Das Molverhältnis von in dem Probenahmesystem verwendetem Alkohol zu dem Co-Katalysator beträgt wenigstens 1:1. Gewöhnlich wird ein 5:1-Molverhältnis von Alkohol zu Co-Katalysator in der Pilotanlage verwendet, um eine ausreichende Ablöschung zu gewährleisten, und als Grund für eine Verteilung des Gasstroms in dem Probenahmebehälter, die kleiner als eine ideale Verteilung ist. Es wurden auch Molverhältnisse von Alkohol zu Co-Katalysator verwendet, die so groß wie 10:1 sind. Für einige Katalysatorsysteme kann eine Alkoholablöschung nicht erforderlich sein.
Nachdem die Probe gereinigt und abgelöscht ist, wird der Restdruck in dem Probenahmebehälter zur Abfackelung entlüftet. Wenn der Überdruck unter 0,014 MPa (2 psig) abfällt, ist der Inhalt für die Abführung bereit, und eine Logik erlaubt fakultativ, dass das fernbetätigte Abführventil (5) am Boden des Probenahmebehälters geöffnet wird. In der Pilotanlage werden die Messungen von zwei redundanten Druckmessfühlern verwendet, um zu gewährleisten, dass der Druck in dem Probenahmebehälter niedrig genug ist, dass das fernbetätigte Abführventil geöffnet werden kann. In diesem Prozessstadium nach dem Abschluss der erforderlichen Reinigung und Ablöschung der Probe mit Alkohol entlüftet die SPS den Druck in dem Probenahmebehälter zur Atmosphäre, wenn der Überdruck in dem Probenahmebehälter unter 0,035 MPa (5 psig) absinkt. Der Druck in dem Abfackelungssystem der Pilotanlage würde manchmal verhindern, dass der Überdruck des Probenahmebehälters auf 0,014 MPa (2 psig) abfällt, wodurch die Produktabführlogikschaltung gehemmt wird. In dem Probenahmesystem der Pilotanlage ist ein manuelles Volldurchgangs-Abführventil (6) installiert, um Emissionen weiter zu minimieren und um dem Bedienungspersonal eine Regulierung der Feststoffabführmenge in den Probenabführbehälter (13) zu ermöglichen. Wenn die Probe entfernt ist, ist das Probenahmesystem für das Nehmen einer weiteren Probe durch Wiederholen der gleichen Aufgabe bereit.
Der Probenahmevorgang in dem kommerziellen System (2) ist sehr ähnlich, so dass nur die Unterschiede aufgeführt werden. Die kommerzielle Probenahmevorrichtung hat die gleiche Behälterintegrität und Druckreinigung wie das automatische Probenahmesystem der Pilotanlage. Das fernbetätigte 3-Wege-Ventil (5), das zwischen der Abfackelung (8) und einer Atmosphärenentlüftung (9) in 1 wählt, wird durch ein manuelles Ventil (14) an dem Atmosphärenentlüftungssammler in dem kommerziellen System in 2 ausgetauscht. Bei der kommerziellen Probenahmevorrichtung wird ein Differenzdruckmessfühler verwendet, um die Druckdifferenz zwischen dem Reaktor (7) und dem Probenahmebehälter (1) unmittelbar vor der Probenahme zur Steuerung der Größe der Probe einzustellen. Bei dem Pilotanlagensystem stellen die bedienenden Techniker den Druck vor der Probenahme innerhalb des Probenahmebehälters ein, um die Probengröße zu steuern, anstatt den Differenzdruck direkt einzustellen. Das Endergebnis ist das gleiche, nämlich dass die Probengröße durch den Differenzdruck zwischen dem Reaktor und dem Probenahmebehälter gesteuert wird.
Ein weiterer bedeutender Unterschied besteht darin, das die kommerzielle Anlage einen Strom von Zyklusgas (15) dazu verwendet, die Reaktoröffnung frei von Feststoffen zwischen Proben durch das fernbetätigte Ventil (16) in 2 zu halten. Es wird eine minimale Gasgeschwindigkeit von 60 fps empfohlen, um die Öffnung frei zu halten und um keine Feststoffverkrustung entstehen zu lassen. Die Geschwindigkeit der EPR-1-Einheit ist jedoch wahrscheinlich nicht besser als 10 bis 20 fps. Der Differenzdruck zwischen der Kompressorförderung und dem Reaktorbett an der Probenahmeöffnung bildet die bewegende Kraft für das Zyklusgas. Wenn die Vorrichtung ihre Prüfung auf Unversehrtheit durch Laufen hat, mit unter Druck stehendem Stickstoff gereinigt worden ist und auf den richtigen Differenzdruck gebracht worden ist, beginnt der Probenahmevorgang durch Schließen des Ventils (16) für die Umwälzgasreinigung. Dann öffnen die Produktüberführungsventile (4) mit Volldurchgang und Metallsitzen und erlauben den Strom von Feststoffen in den Probenahmebehälter. Das fernbetätigte Produktüberführungsventil (4), das an dem Reaktor befestigt ist, schließt, und der Umwälzgas-Reinigungsdruck wird über ein fernbetätigtes Ventil (17) dazu verwendet, in den Probenahmebehälter zu schieben. Das andere fernbetätigte Ventil (4) mit Volldurchgang, das mit dem Probenahmebehälter verbunden ist, schließt zusammen mit dem Ventil (17) für das Reinigungsgas. Der Reinigungsgasstrom wird zurück zur Reaktorprobenahmeöffnung geführt, indem das Probenahmegas-Reinigungsventil (16) geöffnet wird. Der Umwälzgas-Reinigungsstrom wird aufrechterhalten, bis das nächste System bereit ist, die nächste Probe aus dem Reaktor zu nehmen.
Die Probenreinigung ist nahezu identisch mit der Vorrichtung der Pilotanlage, bei der erhitzter Stickstoff durch einen kleinen Behälter geführt wird, der Alkohol (18) enthält. Ein Unterschied besteht darin, dass der alkoholreiche Strom entweder durch einen Filter, der sich an der Bodenseite des konischen Abschnitts befindet, oder über ein anderes fernbetätigtes Ventil (19) in das Abführrohr unter dem Probenahmebehälter zwischen den zwei Öffnungen aufweisenden, fernbetätigten Abführventilen am Boden des Probenahmebehälters zugeführt werden kann. Das obere fernbetätigte Abführventil (20) mit Volldurchgang wird bei dem Probenahmesystem der Pilotanlage nicht verwendet und wird bei dem kommerziellen System hinzugefügt, da der untere Filter (2) in dem Probenahmebehälter in dem Probenahmebehälter der Pilotanlage sich weiter zusetzt. Dieses Filterproblem können höhere Reaktorbetriebsdrucke an der EPR-1 gegenüber der Pilotanlage verursacht haben. Wenn die Probe aus Feststoffen aus dem Reaktor in den Probenahmebehälter bei der EPR-1 überführt wird, ist das Reinigungsgas vollständig von dem Probenahmebehälter durch ein Ventil 20 abgetrennt. Bei der Pilotanlage ist der einzige Schutz für das Reinigungsgas der Filter selbst.
Die Abführsequenz für die Vorrichtung bei der EPR-1 und der Pilotanlage sind ähnlich bei identischen Logikbedingungen, denen genügt werden muss, ehe die fernbetätigten Abführventile (20) und (5) am Boden des Probenahmebehälters öffnen. Die SPS-Logik und eine unabhängige, äußere, dreifach redundante SPS gewährleisten, dass die Produktüberführungsventile (4) sowie das Umwälzgas-Reinigungsventil (17) nicht zur gleichen Zeit wie die fernbetätigten Abführventile offen sind. Ein manuelles Abführventil (6) am Boden der Probe nahmevorrichtung wird von den bedienenden Technikern dazu verwendet, den Strom von Feststoffen in den Probenabführbehälter (13) zu steuern. Wenn die gereinigte und abgelöschte Probe aus der Vorrichtung entfernt ist, ist das automatisierte Probenahmesystem bereit für eine weitere Probenahme.
Die bei dem Probenahmesystem in der kommerziellen Einheit hat verglichen mit der Pilotanlage eine größere Bedeutung. Es wurde empfohlen, dass die Probenahmeöffnung sich über der Gasverteilerplatte weg von den fluidmechanischen Einflüssen der Gasstrahlen unmittelbar über der Platte befindet. Die Öffnung bei dem kommerziellen Probenahmesystem befindet sich gegenwärtig nur wenige Zoll über der Platte, wodurch sie empfindlicher für größere Agglomerate und weniger empfindlich für feinere Agglomerate wird. Es kann auch erforderlich werden, in den Probenahmestutzen einen Einsatz hinzuzufügen, damit das Probenahmesystem die Probe in einer kurzen Entfernung weg von der Wand des Reaktors nehmen kann. Die kommerzielle EPR-1-Einheit hat diese Änderungen nicht eingebaut, um zu gewährleisten, dass die Probe wirklich für den Wirbelschichtinhalt repräsentativ ist.
Polymerisationsprozesse und Bedingungen
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf irgendeine spezielle Art einer gerührten oder fluidisierten Gasphasenpolymerisationsreaktion beschränkt und kann in einem einzigen Reaktor oder in mehreren Reaktoren ausgeführt werden (zwei oder mehr Reaktoren, vorzugsweise in Reihe geschaltet). Zusätzlich zu den bekannten herkömmlichen Gasphasen-Polymerisierungsprozessen können auch ein Betrieb im "kondensierten Modus", einschließlich dem so genannten "induzierten kondensierten Modus", und ein "Flüssigmonomer"-Betrieb eines Gasphasenpolymerisationsreaktors verwendet werden.
Ein herkömmlicher Wirbelschichtprozess zur Erzeugung von Harzen wird dadurch ausgeführt, dass ein gasförmiger Strom, der ein oder mehrere Monomere, üblicherweise ein Monomer, enthält, kontinuierlich durch einen Wirbelschichtreaktor unter reaktiven Bedingungen bei Vorhandensein eines Nickelkatalysators geführt wird. Das Produkt wird aus dem Reaktor abgezogen. Aus dem Reaktor wird ein gasförmiger Strom von Monomer, das nicht reagiert hat, kontinuierlich abgezogen und in den Reaktor zusammen mit Aufstockmonomer recyclisiert, das dem Recyclisierungsstrom zugesetzt wird. Herkömmliche Gasphasenpolymerisationen sind beispielsweise in dem US-Patent 3,922,322, 4,035,560 und 4,994,534 offenbart. Wahlweise und vorzugsweise wird eine herkömmliche Polymerisation der vorliegenden Erfindung bei Vorhandensein von einem oder mehreren inerten Teilchenmaterialien ausgeführt, wie sie in dem US-Patent 4,994,534 beschrieben sind.
Polymerisationen im kondensierten Modus sind in den US-Patenten 4,543,399, 4,588,790, 4,994,534, 5,352,749 und 5,462,999 offenbart. Die Prozesse im kondensierenden Modus werden verwendet, um höhere Kühlkapazitäten und somit eine höhere Reaktorproduktivität zu erreichen. Bei diesen Polymerisationen kann ein Recyclisierungsstrom oder ein Teil von ihm auf eine Temperatur unter dem Taupunkt in einem Wirbelschichtpolymerisationsprozess abgekühlt werden, was dazu führt, dass der gesamte Recyclisierungsstrom oder ein Teil von ihm kondensiert. Der Recyclisierungsstrom wird zu dem Reaktor zurückgeführt. Der Taupunkt des Recyclisierungsstroms kann erhöht werden, indem der Betriebsdruck des Reaktions-Recyclisierungs-Systems und/oder der Prozentsatz an kondensierbaren Fluiden erhöht und der Prozentsatz an nicht kondensierbaren Gasen in dem Recyclisierungsstrom verringert wird. Das kondensierbare Fluid kann gegenüber dem Katalysator, den Reaktionsteilnehmern und dem erzeugten Polymerprodukt inert sein. Es kann auch Monomere und Comonomere aufweisen. Das kondensierende Fluid kann in das Reaktions-Recyclisierungs-System an jedem Punkt in dem System eingeführt werden. Zu kondensierbaren Fluiden gehören gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffe. Zusätzlich zu kondensierbaren Fluiden des eigentlichen Polymerisationsprozesses können andere kondensierbare Fluide, die gegenüber der Polymerisation inert sind, eingeführt werden, um den Kondensierungsmodusbetrieb "zu induzieren". Beispiele für geeignete kondensierbare Fluide können aus flüssigen gesättigten Kohlenwasserstoffen, die 2 bis 8 Kohlenstoffatome enthalten, ausgewählt werden (beispielsweise Ethan, Propan, n-Butan, Isobutan, n-Pentan, Isopentan, Neopentan, n-Hexan, Isohexan und anderen gesättigten C₆-Kohlenwasserstoffen, n-Heptan, n-Octan und anderen gesättigten C₇- und C₈-Kohlenwasserstoffen sowie Mischungen davon). Zu kondensierbaren Fluiden können auch polymerisierbare, kondensierbare Comonomere gehören, wie Olefine, α-Olefine, Diolefine, Diolefine, die wenigstens ein α-Olefin enthalten, und Mischungen davon. Im kondensierenden Modus möchte man, dass die in die Wirbelschicht eintretende Flüssigkeit schnell dispergiert und verdampft wird.
Der Flüssigmonomer-Polymerisationsmodus ist in dem US-Patent 5,453,471, US Serial No. 510,375, PCT 95/09826 (US) und PCT 95/09827 (US) offenbart. Beim Arbeiten im Flüssigmonomermodus kann über dem gesamten Polymerbett Flüssigkeit vorhanden sein, vorausgesetzt, dass das in dem Bett vorhandene flüssige Monomer auf oder in Feststoffteilchenmaterial, das in dem Bett vorhanden ist, adsorbiert ist, beispielsweise in/auf einem erzeugten Polymer oder Fluidisierungshilfen, die auch als inerte Teilchenmaterialien bekannt sind (beispielsweise Ruß, Siliciumdioxid, Ton, Talg und Mischungen davon) und in dem Bett vorhanden sind, solange eines keine wesentliche Menge an freiem flüssigem Monomer gibt. Der Flüssigmodus ermöglicht es, Polymere in einem Gasphasenreaktor unter Verwendung von Monomeren zu erzeugen, die Kondensationstemperaturen haben, die höher sind als die Temperaturen, bei denen herkömmliche Polyolefine erzeugt werden.
Insgesamt wird ein Flüssigmonomerprozess in einem Rührbett- oder Gaswirbelschicht-Reaktionsbehälter ausgeführt, der eine Polymerisationszone hat, die ein Bett aus wachsenden Polymerteilchen enthält. Zu dem Prozess gehört das kontinuierliche Einführen eines Stroms von Monomeren (1,3-Butadien) und wahlweise von einem oder mehreren Inertgasen in die Polymerisationszone, wahlweise bei Vorhandensein von einem oder mehreren inerten teilchenförmigen Materialien, das kontinuierliche oder intermittierende Einführen eines Katalysators, wie hier beschrieben, in die Polymerisationszone, das kontinuierliche oder intermittierende Abziehen des Polymerprodukts aus der Polymerisationszone und das kontinuierliche Abziehen von Gasen, die nicht reagiert haben, aus der Zone, das Verdichten und Abkühlen der Gase, während die Temperatur in der Zone unter dem Taupunkt von wenigstens einem in der Zone vorhandenen Monomer gehalten wird. Da nur ein Monomer in dem Gas-Flüssigkeits-Strom vorhanden ist, ist auch wenigstens ein Inertgas vorhanden. Zu dem Inertgas können Stickstoff, Argon, ein C₁-C₂₀-Alkan und Mischungen davon mit Stickstoff, Butan oder bevorzugt einem Gemisch von diesen beiden gehören. Üblicherweise sind die Temperatur in der Zone und die Geschwindigkeit der durch die Zone hindurchgehenden Gase so bemessen, dass im Wesentlichen keine Flüssigkeit in der Polymerisationszone vorhanden ist, die nicht an dem Feststoffteilchenmaterial adsorbiert oder in ihm absorbiert ist. Die Verwendung von Fluidisierungshilfen ist bei dem Flüssigmonomerprozess und bei dem Prozess der vorliegenden Erfindung bevorzugt. Hinsichtlich der Taupunkte oder Kondensationstemperaturen des bei dem Gasphasenpolymerisationsprozess nach der vorliegenden Erfindung verwendeten Monomers ist der Flüssigmonomermodus der bevorzugte Polymerisationsmodus.
Im Allgemeinen werden klebrige Polymere, wie EPRs, Polybutadien (beispielsweise hohes Cis 1,4-Polybutadien) und Polyisopren in einem Gasphasen-Wirbelschichtreaktor bei der oder über der Erweichungs- oder Klebetemperatur des Polymerprodukts wahlweise und vorzugsweise bei Vorhandensein eines inerten teilchenförmigen Materials erzeugt, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Ruß (einschließlich modifiziertem und behandeltem Ruß), Siliciumdioxid, Ton, Talg, aktiviertem Kohlenstoff und Mischungen davon besteht. Von den inerten teilchenförmigen Materialien werden Ruß, Siliciumdioxid und Mischungen davon bevorzugt, besonders bevorzugt wird Ruß. Das inerte teilchenförmige Material wird bei der Gasphasenpolymerisation in einer Menge im Bereich von 0,3 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 75 Gew.-%, und besonders bevorzugt 5 bis 50 Gew.-% basierend auf dem Gewicht des elastomeren Polymerendprodukts verwendet.
Andere teilchenförmige Materialien (insbesondere Ruße), die verwendet werden können, sind in dem US-Patent 5,162,463 und 5,200,477, WO 98/34960, US Serial No. 09/342,706 (D-17851) und 09/343,169 (D-17945) offenbart.
Gewöhnlich werden alle obigen Polymerisierarten in einer Gasphasenwirbelschicht ausgeführt, die aus einem "Saatbett" aus Polymer besteht oder ein solches enthält, welches das gleiche ist wie das herzustellende Polymerprodukt oder sich von diesem unterscheidet. Das Bett wird vorzugsweise aus dem gleichen Harzkorn aufbereitet, das in dem Reaktor hergestellt wird. Dadurch hat das Bett im Verlauf der Polymerisation gebildete Polymerteilchen, wachsende Polymerteilchen und Katalysatorteilchen, die durch Polymerisieren und Modifizieren von gasförmigen Komponenten fluidisiert werden, die mit einem Mengenstrom oder einer Geschwindigkeit eingeführt werden, die ausreicht, dass sich die Teilchen trennen und als ein Fluid wirken.
Das Fluidisierungsgas wird aus der Anfangsbeschickung, der Aufstockbeschickung und dem Zyklus-(Recyclisierungs-)Gas, d.h. Monomeren, und, falls erwünscht, Modifikatoren und/oder einem inerten Trägergas (beispielsweise Stickstoff, Argon oder inerter Kohlenwasserstoff (wie ein C₁-C₂₀-Alkan – beispielsweise Ethan oder Butan -) hergestellt, wobei Stickstoff und/oder Butan bevorzugt werden. Ein typisches Zyklusgas besteht aus einem oder mehreren Monomeren, einem inerten Trägergas (inerten Trägergasen) und wahlweise Wasserstoff, entweder für sich oder in Kombination. Der Prozess kann entweder in einer Charge oder im Durchlauf ausgeführt werden, wobei letzteres bevorzugt wird. Die wesentlichen Teile des Reaktors sind der Behälter, das Bett, die Gasverteilungsplatte, die Einlass- und Auslassrohranordnung, wenigstens ein Kompressor, wenigstens ein Zyklusgaskühler oder – wärmeaustauscher sowie ein Produktabführsystem. In dem Behälter gibt es über dem Bett eine Geschwindigkeitsreduzierzone und in dem Bett eine Reaktionszone. Beide befinden sich über der Gasverteilungsplatte.
Gewünschtenfalls können Änderungen bei dem Reaktor eingeführt werden. Zu einer Änderung gehört die Neupositionierung von einem oder mehreren Zyklusgaskompressoren von der Stromauseite zur Stromabseite der Kühleinrichtung, während zu einer anderen die Hinzufügung einer Entlüftungsleitung von der Oberseite des Produktabführbehälters (gerührtes Behälterprodukt) zurück zur Oberseite des Reaktors gehört, um den Füllpegel des Produktabführbehälters zu verbessern.
Die Polymerisation kann auch durch anfängliches Einbringen von einem Monomer ausgeführt werden, das polymerisieren kann, und dann durch Hinzufügen eines zweiten Mo nomers, das in einem einzigen Polymerisierungsbehälter polymerisieren kann. Alternativ können zwei oder mehr Polymerisationsbehälter, vorzugsweise in Reihe geschaltet, verwendet werden, um mit zwei oder mehreren Manomeren zu polymerisieren. Bei Verwendung von Mehrfachreaktoren kann ein Monomer in dem ersten Reaktor polymerisiert werden, während zusätzliche Monomere in dem zweiten oder darauf folgenden Reaktoren polymerisiert werden können.
Insgesamt sind die Polymerisationsbedingungen in dem Gasphasenreaktor derart, dass die Temperatur im Bereich von 0° bis 120°C, vorzugsweise 40° bis 100°C, und besonders bevorzugt zwischen 50° und 80°C liegt. Der Partialdruck ändert sich abhängig von dem eingesetzten teilchenförmigen Monomer und der Polymerisationstemperatur und kann im Bereich von 0,007 bis 0,875 MPa (1 bis 125 psi) liegen. Kondensationstemperaturen der Monomeren sind bekannt. Im Allgemeinen wird ein Betrieb bei einem Partialdruck bevorzugt, der etwas über bis etwas unter (d.h. 0,07 MPa – 10 psi -) dem Taupunkt des Monomers liegt. Beispielsweise liegt der Partialdruck für Butadien und Isopren-Butadien in einem Bereich von 0,07 bis 0,7 MPa (10 bis 100 psi), während der Isoprenpartialdruck im Bereich von 0,07 bis 0,35 MPa (10 bis 50 psi) liegt. Für eine Isoprenpolymerisation im Flüssigmonomermodus wird das flüssige Monomer (Isopren) bei einer Konzentration von 1 bis 30 Gew.-% Isoprenmonomer zu Polymer in dem Reaktor gehalten. Der gesamte Reaktordruck liegt in einem Bereich von 0,7 bis 3,5 MPa (100 bis 500 psi). Anstelle von Dien wird Styrol analog zu anderen Dienpolymerisationen polymerisiert, beispielsweise jene von Butadien oder Ethylidennorbornen. Gewähnlich wird das Verfahren dieser Erfindung so betrieben, dass man ein Raum-Zeit-Ausbeute-Verhältnis (STY) von etwa 1:10 hat. Das bedeutet, dass sie insgesamt eine längere Verweilzeit als α-Olefinpolymerisationen erfordern. Je höher das Raum-Zeit-Ausbeute-Verhältnis ist, desto schneller wird das Polymerprodukt in dem Reaktor erzeugt.
Polymere
Polymere, denen die Vorteile der vorliegenden Erfindung zuteil werden, sind vorzugsweise körnig. Zu ihnen können Polyolefine oder α-Olefine, wie beispielsweise Homopolymere von Ethylen oder Propylen, Copolymere und Terpolymere mit einem größeren Molprozent an Ethylen und/oder Propylen als das/die Hauptmonomor/e und einem kleineren Molprozent von wenigstens einem C₃-C₈-α-Olefin, ein klebriges Polymer sowie Polyvinylchloride, und Elastomere, wie Polybutadien, EPMs, EPDMs, Polyisopren, Styrol und Vinylpolybutadien gehören. Die bevorzugten C₃-C₈-α-Olefine sind Propylen, Buten-1, Penten-1, Hexen-1,4-Methylpenten-1, Hepten-1 und Octen-1. Diese Beschreibung soll nicht die Verwendung der Erfindung mit α-Olefin-Homopolymer- und -Copolymerharzen ausschließen, bei denen Ethylen kein Monomer ist. Beispiele von klebrigen Polymeren, denen die Vorteile der vorliegenden Erfindung zuteil werden können, sind Ethylen-Propylen-Kautschuke und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuke, Polybutadien, Polyisopren, Propylen/Ethylen-Blockcopolymere mit hohem Ethylengehalt, Poly(1-buten) (wenn es unter bestimmten Bedingungen erzeugt ist), Polyethylene mit sehr niedriger Dichte (niedrigem Modul), d.h. Ethylen-Buten-Kautschuke oder Hexen enthaltende Terpolymere, Ethylen/Propylen/Ethylidennorbornen, Ethylen/Propylen/Octadien und Ethylen/Propylen/Hexadien-Terpolymere.
Alle Teile und Prozentsätze in dieser Beschreibung sind, wenn nicht anders angegeben, auf Gewicht bezogen.

Claims

Verfahren zur Probenahme eines Polymers während seiner Herstellung in einem Gasphasen-Wirbelschichtreaktor, bei welchem (1) ein Probeaufnahmebehälter auf Leckstellen aus dem Probeaufnahmebehälter zur Umgebung und auf Leckstellen von dem Reaktor zu dem Probeaufnahmebehälter untersucht wird, (2) eine Polymerprobe aus der Wirbelschicht zu dem Probeaufnahmebehälter entfernt wird, (3) die Polymerprobe mit einem Aluminiumalkyl-Abschreckmittel in Kontakt gebracht wird, (4) die Polymerprobe in dem Probeaufnahmebehälter mit einem Inertgas gereinigt wird, und (5) die Polymerprobe aus dem Probeaufnahmebehälter abgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Polymer eine Polyolefin, eine klebriges Polymer, Polyvinylchlorid oder ein Elastomer ist.
Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem das Polymer ein Homopolymer von Ethylen oder Propylen, ein Copolymer oder Terpolymer mit einem größeren Moleprozentanteil an Ethylen und/oder Propylen als das/die Hauptmonomer/e und mit einem kleineren Moleprozentanteil von wenigsten einem C₃- bis C₈-α-Olefin, Polybutadien, EPM, einem Ethylen-Propylen-Dien-Elastomer, Polyisopren, Polystryrol oder Vinylpolybutadien ist.
Vorrichtung zur Probenahme eines Polymers während seiner Herstellung in einem Gasphasen-Wirbelschichtreaktor, wobei die Vorrichtung (1) einen auf Druck ausgelegten Probenahmebehälter mit einem konischen Abgabeboden, wobei der Konus ausreichend steil ist, um zu verhindern, dass klebrige Feststoffe den Boden des Behälters leicht überbrücken, (2) einen oder mehrere Filter, um ein Feststoffprodukt innerhalb des Probenahmebehälters zu halten und um es daran zu hindern, zur Instrumentierung oder zu anderen Prozessströmen zu wandern, (3) eine speicherprogrammierbare Steuereinrichtung (SPS), die die Funktion der Ventile einordnet und logische Überprüfungen in Verbindung mit einer anderen Prozessinstrumentierung einschließlich Druck-, Temperatur- und Strömungssensoren ausführt, die gewährleisten, dass das Probenahmesystem sicher arbeitet und die gewünschten Funktionen ausführt, (4) ein oder mehrere SPS-gesteuerte, fernbetätigte Ventile mit Volldurchgang, die mit dem Reaktor mit Metallsitzen verbunden sind, die Leckstellen aus dem Reaktor in den Probenahmebehälter minimieren, (5) ein oder mehrere SPS-gesteuerte, fernbetätigte Ventile, die den Probenahmebehälter mit anderen Prozessströmen, wie Reinigungsgas, Abschreckmittel, Entlüftung, Abfackelung, Reaktorzyklusgas oder zur Abführung des Produkts verbinden, und (6) ein manuelles Abgabetrennventil aufweist, das die Steuerung der abschließenden Abgabe des Produkts aus dem Probenahmebehälter für eine unabhängige Analyse ermöglicht.