DE60027617T2

DE60027617T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Druckerhöhung eines Propylenpolymerisationsreaktor

Info

Publication number: DE60027617T2
Application number: DE60027617T
Authority: DE
Inventors: Thanh Sugar Land Nguyen; Wes La Porte Parker; Don Austin League City Duggar; Aron Humble Griffith
Original assignee: Fina Technology Inc
Current assignee: Fina Technology Inc
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2020-02-04
Also published as: TWI247753B; CN1182160C; CN1265399A; JP2000226403A; EP1025900A3; US6214944B1; DE60027617D1; KR100677662B1; US6455010B2; EP1025900B1; ATE324939T1; US20010005493A1; KR20000057844A; EP1025900A2; EP1025900A4; ES2262461T3

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein System, eine Einrichtung und ein Verfahren zum Polymerisieren von Propylen, umfassend ein unter überkritischen Bedingungen betriebenes Propylendruckbeaufschlagungsgefäß.
Hintergrund der Erfindung
Ohne die Reichweite der vorliegenden Erfindung einzuschränken, wird der Hintergrund der Erfindung unter Verweis auf Propylenpolymerisation und Copolymerisationsreaktoren und -systeme beschrieben. Konventionelle Propylenpolymerisationssysteme sind mit Temperaturen und Druckbereichen deutlich unter dem kritischen Bereich von Propylen betrieben worden, beispielsweise unter einer kritischen Temperatur (T_c) von 197,2°F und einem kritischen Druck von 655,4 psig. Beispielsweise wird in mehr als einem konventionellen Prozess das Polymerisationssystem typischerweise auf einer Temperatur von rund 140°F und 180°F und einem Druck im Bereich von 440 bis 480 psig betrieben. Überraschenderweise wurde jedoch festgestellt, dass mit derzeit verfügbaren Propylenpolymerisationskatalysatoren die Produktion erhöht wird, wenn die Systeme außerhalb der zuvor eingesetzten konventionellen Temperatur- und Druckbereiche betrieben werden.
Um jedoch einen Vorteil aus den unerwarteten Nutzen des Arbeitens außerhalb konventioneller Temperatur- und Druckbereiche zu ziehen, wurde es als nötig befunden, ein Propylendruckbeaufschlagungsgefäß vorzusehen, das über dem kritischen Temperatur- und Druckbereich von Propylen, d.h. in dem überkritischen Status, betrieben wird. Es besteht somit ein Bedarf an einem Propylenpolymerisationssystem, das ein Druckbeaufschlagungsgefäß beinhaltet, das zum Betrieb außerhalb konventioneller Parameter eingerichtet ist.
US-A-3.294.772 offenbart einen Prozess zur Trennung kristalliner und nichtkristalliner Polymerfraktionen einer polymeren Polypropylenzusammensetzung, welcher das Polymerisieren von Propylen in einer polymeren Zone auf einer Temperatur und einem Druck über der kritischen Temperatur und dem kritischen Druck von Propylen und in Abwesenheit zusätzlichen Lösungsmittels umfasst, danach, während ein ausreichender Druck aufrechterhalten wird, um Propylenlösungsmittel in einer flüssigen Form zu behalten, Senken des überkritischen Drucks der resultierenden Polymerzusammensetzung, um nur den kristallinen Teil besagter Polypropylenzusammensetzung daraus auszufällen und den nichtkristallinen Teil besagter Polypropylenzusammensetzung in Lösung zu halten, danach Fraktionieren der verbleibenden Lösung nichtkristallinen Polypropylens und separates Rückgewinnen der resultierenden kristallinen und nichtkristallinen Polymerfraktionen als Produkte des Prozesses.
WO-A-97/13790 offenbart einen Prozess zum Homo- oder Copolymerisieren von Propylen, wobei Propylen in Gegenwart eines Katalysators auf einer erhöhten Temperatur in einem Reaktionsmedium polymerisiert wird, worin der größte Teil des Reaktionsmediums Propylen ist und die Polymerisation in zumindest einem CSTR- oder Schlaufenreaktor durchgeführt wird, wobei die Polymerisation auf einer Temperatur und auf einem Druck durchgeführt wird, die über der entsprechenden kritischen Temperatur und dem Druck des Reaktionsmediums liegen und wobei die Verweildauer zumindest 15 Minuten beträgt. Der Prozess kann auch eine unterkritische Schlaufenpolymerisation vor der Polymerisation der überkritischen Stufe oder eine Gasphasenpolymerisation nach der Polymerisation der überkritischen Stufe umfassen.
US-A-5,173,551 offenbart einen freie Radikale liefernden retrograden Polymerisationsprozess zum Bilden eines Polymers. Ein Zuschlag von Reaktanten einschließlich vorbestimmter Mengen eines Monomers, eines Lösungsmittels und eines freie Radikale liefernden Initiators wird reagiert. Eine Ausfällungspolymerisationsreaktion findet statt, sodass eine polymerreiche Phase auf einer Temperatur generell über der unteren kritischen Lösungstemperatur (LCST) des Zuschlags ist.
US-A-4,822,497 offenbart einen Wasserphasen-Oxidations- und Feststofftrennreaktor. Spezieller betrifft die Erfindung ein Zweizonendruckgefäß, worin Ausfällungen und andere Feststoffe von einer Überzone mit überkritischer Temperatur in eine Unterzone mit niedrigerer Temperatur fallen oder gesprüht werden. Das Zufuhrmaterial kann aus verschiedenen Abfallprodukten bestehen, die anschließend in der Überzone des Druckgefäßes oxidiert werden. Die resultierende Lake oder Aufschlämmung, die sich in der Unterzone mit niedriger Temperatur des Gefäßes findet, wird durch ein Rohr entfernt und entsprechend entsorgt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung verschafft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Druckbeaufschlagung eines Propylenpolymerisationssystems, einschließlich eines unter überkritischen Bedingungen betriebenen Druckbeaufschlagungsgefäßes. Das Gefäß enthält Propylen in einem ersten Gebiet auf überkritischen Bedingungen und Propylen in einem zweiten Gebiet auf unterkritischen Bedingungen. In einer Ausführung der Erfindung wird der Druck in dem Druckbeaufschlagungsgefäß durch die Einspritzrate überhitzten Propylens in den überkritischen Bereich gesteuert. Die Temperatur von Propylen in der die komprimierbare überkritische Phase enthaltenden Zone kann durch Regelung der Temperatur der Zufuhr überhitzten Propylens aufrechterhalten werden. Vorzugsweise liegt die Temperatur des überhitzten Propylens im Bereich von 93,33°C (200°F) bis 137,77°C (280°F); bevorzugter beträgt die Temperatur des überhitzten Propylens annähernd 115,55°C (240°F). Der Druck des Gefäßes liegt vorzugsweise im Bereich von 45,47 bis 55,12 bar (660 bis 800 psig), bevorzugter im Bereich von 48,23 bis 50,30 bar (700 bis 730 psig), meistbevorzugt im Bereich von annähernd 48,92 bar (710 psig). Die Temperatur des dichten unterkühlten flüssigen Propylens in dem Gefäß liegt typischerweise im Bereich von 26,66°C bis 60°C (80°F bis 140°F), vorzugsweise 32,22°C bis 43,33°C (90°F bis 110°F), und beträgt meistbevorzugt annähernd 37,77°C (100°F). Der Betrieb des Druckbeaufschlagungsgefäßes in dieser Betriebsart gestattet das Druckbeaufschlagen und Betreiben eines Propylenpolymerisationssystems auf Niveaus über konventionellen Polymerisationstemperaturen und -drücken, beispielsweise auf Drücken von 45,47 bis 55,12 bar (660 bis 700 psig).
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Für ein umfassenderes Verständnis der vorliegenden Erfindung, einschließlich ihrer Merkmale und Vorteile, wird nun auf die detaillierte Beschreibung der Erfindung verwiesen, zusammengenommen mit den begleitenden Zeichnungen, worin gleichartige Ziffern gleichartige Teile identifizieren und worin:
1 eine schematische Darstellung einer experimentellen Einrichtung zum Testen der Steuerung und des Betriebs eines Gefäßes ist, das Propylen auf überkritischen Bedingungen und Propylen auf unterkritischen Bedingungen enthält; die
2 und 3 graphische Darstellungen von Propylenkondensation zu Zeit unter variierenden Bedingungen, unter Anwendung der Einrichtung von 1, sind; und
4 eine schematische Darstellung eines das Druckbeaufschlagungssystem der vorliegenden Erfindung nutzenden Propylenpolymerisationssystems ist.
Detaillierte Beschreibung
Während Herstellung und Anwendung verschiedener Ausführungen der vorliegenden Erfindung nachfolgend detailliert erörtert werden, ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung viele anwendbare erfinderische Konzepte verschafft, die in einer breiten Vielfalt spezifischer Kontexte, welche alle in die Reichweite der Ansprüche fallen, ausgeführt werden können. Die hierin erörterten spezifischen Ausführungen sind nur illustrativ für spezifische Wege zum Machen und Anwenden der Erfindung und schränken die in den Ansprüchen definierte Reichweite der Erfindung nicht ein.
Beispiel 1
Um zu ermitteln, ob eine effektive Regelung eines Propylendruckbeaufschlagungsgefäßes unter überkritischen Bedingungen aufrechterhalten werden könnte, wurde eine experimentelle Einrichtung 10 zusammengebaut, wie allgemein in 1 illustriert. Propylen wurde in den Zufuhrzylinder 38 eingebracht, der dann mit Stickstoff druckbeaufschlagt wurde. Das Ventil 16 zwischen dem Zufuhrzylinder 38 und dem Druckbeaufschlagungsgefäß 12 wurde geöffnet, um eine Anfangsbeschickung von Propylen durch die Zufuhrleitung 14 und den Wärmetauscher 24 in dem Gefäß 12 zu plazieren. Nach Einbringen der Anfangsbeschickung von Propylen in das Gefäß 12 wurde das Ventil 16 geschlossen und wurde der Zufuhrzylinder 38 mit Propylen aufgefüllt. Wie illustriert, ist der Zufuhrzylinder 38 auf einer Waage 18 mit einem Gewichtsindikator 20 zur Überwachung des Gewichts montiert, zusammen mit einem Druckwächter 28 zum Überwachen des Drucks des Zylinders.
Die Dampfzufuhr wurde mit dem Ventil 22 eingeschaltet, um Wärme zuzuführen und es dem Pegelsensor, einer Differenzdruck("DP")-Zelle 26, zu gestatten, ein Gleichgewicht herzustellen. Nachdem die DP-Zelle 26 sich stabilisiert hatte, wurde das Propylenregelventil 16 geöffnet und wurde das Gefäß 12 auf Betriebsdruck hochgefahren, in diesem Fall 48,92 bar (710 psig). Ablesungen von der DP-Zelle 26 wurden durch den Pegeltransmitter 36 zu einer Aufzeichnungsvorrichtung übertragen. Überhitztes Propylen wurde in das Oberteil des Gefäßes 12 eingespritzt, um den Druck konstant zu halten, während überschüssige Flüssigkeit durch das Abfuhrventil 46 aus der Unterseite des Tanks abgelassen wurde, bis der erwünschte Pegel in dem Gefäß erzielt war.
Der Druck innerhalb des Gefäßes 12 kann mit einem Drucksensor 44 beobachtet werden. Um die Temperatur in dem unteren Abschnitt des Gefäßes 12 unter der Temperatur in dem oberen Gebiet 34 des Gefäßes zu halten, wurde der Kühlschlange 54 mittels des Kühlwasserventils 50 und der Zufuhrleitung 52 Wasser zugeführt. Die Temperatur in dem oberen Gebiet 34 und dem unteren Gebiet 32 kann mit Temperatursensoren 40 beziehungsweise 42 beobachtet werden. Unter dem kritischen Druck war der Übergang 30 zwischen dem dichten (Flüssigkeits-)Bereich 32 und dem komprimierbaren (Gas-)Bereich 34 in dem Gefäß 12, wie im Schauglas 48 gesehen, deutlich. Als jedoch der Druck auf 48,92 bar (710 psig) erhöht wurde und die Betriebsbedingungen sich außerhalb der Phasenhüllkurve bewegten, verschwand die Schnittstelle (wie durch ein Schauglas gesehen) zwischen der gasförmigen und flüssigen Phase in dem Gefäß. Jedoch bestand aufgrund des Temperaturgradienten in dem Gefäß noch stets ein dichtes und komprimierbares Gebiet innerhalb des Gefäßes.
Da der Druck in dem Gefäß abnahm, wenn Propylen kondensierte, entweder an der Innenwand des Gefäßes oder an der Schnittstelle des dichten (Flüssigkeits-)Gebiets 32 und des komprimierbaren (Dampf-)Gebiets 34, wurde überhitztes Propylen intermittierend zugesetzt, um den gewünschten Druck in dem Gefäß aufrechtzuerhalten.
Während des Tests wurden zwei unterschiedliche experimentelle Vorgehensweisen eingesetzt. Zuerst wurde die Einheit in einer Betriebsart mit steigendem Pegel betrieben, z.B. man ließ den Pegel des dichten (Flüssigkeits-)Gebiets ansteigen, wenn Propylen in dem komprimierbaren (Dampf-)Gebiet kondensierte. Als nächstes wurde das Gefäß in einer Betriebsart mit konstantem Pegel betrieben. In der Betriebsart mit konstantem Pegel wurde Fluid mittels des Abfuhrventils 46 aus dem Bodenbereich 32 des Gefäßes abgelassen, um den Flüssigkeitspegel in dem Gefäß innerhalb eines vorbestimmten Bereichs nächst der Mitte des Gefäßes zu halten.
In jedem Fall wurden DP-Ablesungen, Flüssigkeits- und Dampftemperaturen und Zufuhrzylindergewicht in festen Zeitintervallen aufgezeichnet, wie in den nachstehenden Tabellen 1 und 2 angedeutet:
Tabelle 1 – Kondensationsraten auf 48,9 bar (710 psig) mit ansteigendem Pegel
Tabelle 2 – Kondensationsraten auf 48,9 bar (710 psig) mit konstantem Pegel
Wie durch das obige Beispiels illustriert, kann ein Propylendruckbeaufschlagungsgefäß gestaltet, geregelt und betrieben werden, wobei getrennte Gebiete des Gefäßes Propylen in einer dichten (Flüssigkeits-)Phase und Propylen in einer komprimierbaren überkritischen Phase enthalten. Um einen gewünschten Druck in dem Druckbeaufschlagungsgefäß zu erzielen, kann das Gefäß mit überhitztem Propylen druckbeaufschlagt werden. Graphische Darstellungen von Kondensationsraten zu Zeit sind in den 2 und 3 zur weiteren Illustration der Testergebnisse dargestellt.
In einer Ausführung der Erfindung kann der Druck in dem Gefäß durch Einspritzen vollständig verdampften, überhitzten Propylens in den überkritischen Bereich geregelt werden. Die Temperatur von Propylen in der die komprimierbare überkritische Phase enthaltenden Zone kann durch Regelung der Temperatur des überhitzten Propylens aufrechterhalten werden. Vorzugsweise liegt die Temperatur des überhitzten Propylens im Bereich von 93,33°C (200°F) bis 137,77°C (280°F); bevorzugter liegt die Temperatur des überhitzten Propylens in dem Bereich von annähernd 115,55°C (240°F). Der Druck des Gefäßes liegt vorzugsweise im Bereich von 45,47 bis 55,12 bar (660 bis 800 psig), bevorzugter im Bereich von 48,23 bis 50,30 bar (700 bis 730 psig), meistbevorzugt im Bereich von annähernd 48,92 bar (710 psig). Die Temperatur des dichten unterkühlten flüssigen Propylens in dem Gefäß liegt typischerweise im Bereich von 26,66°C bis 60°C (80°F bis 140°F), vorzugsweise 32,22°C bis 43,33°C (90°F bis 110°F), und beträgt meistbevorzugt annähernd 37,77°C (100°F). Der Betrieb des Druckbeaufschlagungsgefäßes in dieser Betriebsart gestattet das Druckbeaufschlagen und Betreiben eines Propylenpolymerisationssystems auf Niveaus über konventionellen Polymerisationstemperaturen und -drücken, beispielsweise auf Drücken von 45,47 bis 48,23 bar (660 bis 700 psig).
Nun bezugnehmend auf 4 ist ein Propylenpolymerisationssystem oder -einrichtung, das bzw. die die Erfindung verkörpert, schematisch illustriert. Wie illustriert, beinhaltet das System einen ersten Schlaufenreaktor 100, einen zweiten Schlaufenreaktor 120, der mittels Leitung 160 mit dem ersten Schlaufenreaktor in Reihe geschaltet ist, und ein allgemein mit 100 bezeichnetes Propylendruckbeaufschlagungssystem. Die Schlaufenreaktoren 110 und 120 sind mit Rührwerken 170 zur Förderung des Mischens versehen. Obwohl im Kontext eines Doppelschlaufenreaktorsystems illustriert, ist das Druckbeaufschlagungssystem natürlich auf Einzelreaktorsysteme und andere Reaktoren als Reaktoren vom Schlaufentyp anwendbar.
Propylen wird dem System mittels der Zufuhrleitung 135 zugeführt, die beiden Schlaufenreaktoren und dem Druckbeaufschlagungssystem 100 Propylen zuführt. Dem Druckbeaufschlagungssystem zugeführtes Propylen durchläuft einen Wärmetauscher 116. Eine Dampfzufuhr 112 und ein Regelventil 114 sind zum Erhitzen des Wärmetauschers 116 vorgesehen.
Das Druckbeaufschlagungssystem 100 beinhaltet ein Druckbeaufschlagungsgefäß 130, das mit einer in dem unteren Teil des Gefäßes positionierten internen Kühlschlange 146 ausgestattet ist. Kühlwasser wird der Kühlschlange mittels der Zufuhrleitung 140 zugeführt, und der Kühlwasserfluss wird durch das Regelventil 142 reguliert. Der erste Schlaufenreaktor 110 und zweite Schlaufenreaktor 120 stehen mittels Leitungen 132 und 134 mit dem Druckbeaufschlagungsgefäß 130 in Verbindung.
Das Druckbeaufschlagungsgefäß 130 ist mit einem in dem oberen Teil des Gefäßes 130 befindlichen oberen Temperatursensor/regler 118 ausgestattet. Alternativ kann der Temperatursensor 118 sich in der Propylenzufuhrleitung 172 zwischen dem Wärmetauscher 116 und dem Druckbeaufschlagungsgefäß 130 befinden. Das Signal von dem Sensor 118 wird zu dem Regelventil 114 in der Dampfzufuhrleitung 112 übertragen, um den Dampffluss zu dem Wärmetauscher 116 zu regulieren.
Das Druckbeaufschlagungsgefäß 130 ist auch mit einer DP-Zelle 150 versehen, die ein Signal zu dem Niveauregler 162 vorsieht. Das Signal von dem Niveauregler 152 wird zu dem Regelventil 154 übertragen, das die Abfuhr von Propylen und Polymer aus dem zweiten Schlaufenreaktor 120 reguliert. Somit öffnet sich, wenn der Fluidpegel in dem Druckbeaufschlagungsgefäß 130 über das gewünschte Niveau steigt, das Regelventil 154, um Propylen und Polymer aus dem System freizusetzen. Alternativ überträgt, wenn der Pegel in dem Gefäß 130 unter das gewünschte Niveau fällt, der Niveauregler 152 ein Signal zu dem Regelventil 154, um das Ventil zu schließen.
Der Druck in dem Gefäß 130 wird durch den Zusatz überhitzten Propylendampfs reguliert. Das Druckbeaufschlagungsgefäß 130 ist mit einem Druckregler 124 versehen, der wirksam mit dem Regelventil 126 verbunden ist. Im Betrieb, wenn der Druck in dem Gefäß 130 abfällt, überträgt der Druckregler 124 ein Signal zum Regelventil 126. Das Regelventil 126 öffnet sich in Reaktion auf das Signal, wodurch es dem Wärmetauscher 116 Propylen zuführt, worin das Propylen vor dem Einbringen in das Gefäß 130 überhitzt wird. Während des Betriebs liegt der Druck in dem Gefäß vorzugsweise im Bereich von 45,47 bis 55,12 bar (660 bis 800 psig), bevorzugter im Bereich von 48,23 bis 50,30 bar (700 bis 730 psig), und meistbevorzugt im Bereich von annähernd 48,92 bar (710 psig).
Im Betrieb ist Propylen in dem Druckbeaufschlagungsgefäß 130 in zwei deutlich getrennten Phasen vorhanden, einer überhitzten komprimierbaren (Dampf-)Phase, die dem oberen Gebiet 131 des Gefäßes entspricht, und einer unterkühlten dichten (Flüssigkeits-)Phase, die dem Gebiet 133 im unteren Teil des Gefäßes entspricht.
Typischerweise wird die Temperatur in dem oberen Gebiet 131 im Bereich von 93,33°C (200°F) bis 137,77°C (280°F) gehalten. Vorzugsweise liegt die Temperatur des überhitzten Propylens in dem oberen Gebiet 131 des Gefäßes im Bereich von annähernd 115,55°C (240°F). Die Temperatur des dichten unterkühlten flüssigen Propylens in dem unteren Gebiet 133 des Gefäßes liegt typischerweise im Bereich von 26,66°C bis 60°C (80°F bis 140°F), vorzugsweise 32,22°C bis 43,33°C (90°F bis 110°F), und beträgt meistbevorzugt annähernd 37,77°C (100°F). Wie hierin verwendet, bezieht der Begriff "unterkühlt" sich auf Temperatur unter der kritischen Temperatur von Propylen auf dem relevanten Druck.
Die Temperatur in dem unteren Gebiet 133 des Druckbeaufschlagungsgefäßes wird mit der internen Kühlschlange 146 aufrechterhalten. Das Druckbeaufschlagungsgefäß 130 ist mit einem Temperatursensor 144 an einer Stelle ausgestattet, die dem unteren Gebiet 133 des Gefäßes entspricht. Der Fluss von Kühlwasser zu der Schlange wird durch das Regelventil 142 gesteuert, das sich in Reaktion auf von Sensor 144 empfangene Signale öffnet und schließt. Wie von den Fachleuten in der Technik gewürdigt werden wird, könnten andere Kühlmedien, wie etwa die Propylenzufuhr zu dem zweiten Reaktor 120, als Kühlmedium genutzt werden.
Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die kombinierte Verwendung von interner Kühlung des Druckbeaufschlagungsgefäßes 130 und einer Differenzdruckzelle 150, um den Pegel des dichten unterkühlten flüssigen Propylens in dem Gefäß zu regeln. Obwohl Propylen in dem Druckbeaufschlagungsgefäß in zwei Phasen vorhanden ist, z.B. einer komprimierbaren überhitzten Phase und einer dichten unterkühlten Phase, wird unter überkritischen Bedingungen die Schnittstelle zwischen den zwei Phasen visuell nicht wahrnehmbar. Dementsprechend kann eine typische Pegelüberwachungsvorrichtung, beispielsweise ein Schauglas, nicht verwendet werden, um den dichten oder Fluidphasenpegel in dem Druckbeaufschlagungsgefäß zu kontrollieren. Somit wird eine alternative Pegelüberwachungsvorrichtung, z.B. ein Differenzdruck, benötigt, um den Fluidphasenpegel in dem Gefäß zu überwachen. Jedoch muss, damit eine Differenzdruckzelle als Pegelüberwachungsvorrichtung angewandt wird, der Dichtegradient zwischen dem überhitzten Propylen in dem oberen Gebiet 131 des Gefäßes 130 und dem dichten, unterkühlten Propylen in dem unteren Gebiet des Gefäßes signifikant genug sein, um es der DP-Zelle zu gestatten, eine Druckdifferenz aufgrund des Dichtegradienten zu erfassen. Die Verwendung einer internen Kühlschlange 146 im Gefäß 130 zum Kühlen des dichten Flüssigphasenpropylens in dem unteren Gebiet 133 des Gefäßes bis auf eine Temperatur unter der kritischen Temperatur verschafft den erforderlichen Dichtegradienten, wodurch die Verwendung einer DP-Zelle als Pegelüberwachungsvorrichtung gestattet wird.
Beispielsweise wird in einer Ausführung der Erfindung das Gefäß auf 710 psig betrieben. Die Temperatur in einem ersten oder oberen Gebiet 131 des Gefäßes, das dem komprimierbaren, überkritischen Propylen entspricht, wird auf annähernd 115,55°C (240°F) gehalten, während das dichte Flüssigphasenpropylen in dem unteren oder zweiten Gebiet 133 des Gefäßes 130 durch die Verwendung der internen Kühlschlange 146 auf annähernd 37,77°C (100°F) gekühlt wird. Da das spezifische Volumen von Propylen bei 48,92 bar (710 psig) und 37,77°C (100°F) 2,06 cm³/g (0,033 ft³/lb) beträgt und das spezifische Volumen von Propylen bei 48,92 bar (710 psig) und 115,55°C (240°F) 9,05 cm³/g (0,145 ft³/lb) beträgt, beträgt das Dichteverhältnis zwischen dem überhitzten Propylen in dem oberen Gebiet 131 und dem unterkühlten flüssigen Propylen in dem unteren Gebiet 4,39. Dieser Dichtegradient ist ausreichend, um die Verwendung einer DP-Zelle als Pegelanzeigevorrichtung für das Gefäß 130 zu verwenden.
Während gewisse Ausführungen der Erfindung zum Zweck dieser Offenbarung illustriert wurden, können von den Fachleuten in der Technik zahlreiche Veränderungen in der hierin dargelegten Zusammensetzung, dem Verfahren und Fertigungsgegenstand vorgenommen werden, wobei solche Veränderungen innerhalb der Reichweite der vorliegenden Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, ausgeführt sind.

Claims

Ein System zur Druckbeaufschlagung eines Propylenpolymerisationsreaktors, der ein Druckbeaufschlagungsgefäß umfasst, das Propylen in einem ersten Gebiet auf überkritischen Bedingungen und Propylen in einem zweiten Gebiet auf unterkritischen Bedingungen aufweist, wobei besagtes Gefäß folgendes umfasst: – einen Niveauregler; – einen innerhalb des Druckbeaufschlagungssystems befindlichen internen Wärmetauscher; – einen Drucksensor zum Überwachen des Drucks in dem System, wobei der Drucksensor ein Signal verschafft, das den Druck in dem System anzeigt; – ein Regelventil zur Zufuhr von erhitztem Gas zu einem ersten Gebiet des Systems in Reaktion auf Signale von dem Drucksensor; – einen Temperatursensor zur Überwachung der Temperatur in einem zweiten Gebiet des Druckbeaufschlagungssystems, wobei der Temperatursensor ein Signal verschafft, das die Temperatur in dem zweiten Gebiet des Systems anzeigt; und – ein Regelventil zur Zufuhr eines Kühlmediums zu dem internen Wärmetauscher, um Propylen in dem zweiten Gebiet des Systems in Reaktion auf Signale von dem Temperatursensor zu kühlen; wobei besagtes Druckbeaufschlagungsgefäß mit einem Propylenpolymerisationsreaktor verbunden ist, wobei der Reaktor ein Abfuhrventil umfasst, das wirksam mit dem Niveauregler verbunden ist, um die Abfuhr von Propylen aus dem Reaktor zu regeln.
Das System von Anspruch 1, das einen internen Wärmetauscher zum Kühlen von Propylenflüssigkeit unter die kritische Temperatur umfasst.
Das System von Anspruch 1, wobei der Druck zwischen 45,47 und 55,12 bar (660 und 800 psig) liegt, das Propylen auf einer Temperatur über der entsprechenden kritischen Temperatur von Propylen enthält; und das Propylen unter der entsprechenden kritischen Temperatur von Propylen enthält.
Das System von Anspruch 1, wobei der Druck zwischen 48,23 und 50,30 bar (700 und 730 psig) liegt, das Propylen auf einer Temperatur über der entsprechenden kritischen Temperatur von Propylen enthält, und das Propylen unter der entsprechenden kritischen Temperatur von Propylen enthält.
Das System von Anspruch 1, das Propylen in einem oberen Gebiet auf einer Temperatur und einem Druck über der kritischen Temperatur und dem kritischen Druck von Propylen enthält; und das Propylen in einem unteren Gebiet unter der kritischen Temperatur von Propylen enthält.
Das System von Anspruch 5, wobei die Temperatur in dem oberen Gebiet in dem Bereich von 93,33 bis 137,77°C (200°F bis 280°F) gehalten wird.
Das System von Anspruch 5, wobei die Temperatur in dem oberen Gebiet auf annähernd 115,55°C (240°F) gehalten wird.
Das System von Anspruch 5, wobei die Temperatur in dem unteren Gebiet im Bereich von 26,66 bis 60°C (80 bis 140°F) gehalten wird.
Das System von Anspruch 5, wobei die Temperatur in dem unteren Gebiet auf annähernd 37,77°C (100°F) gehalten wird.
Ein Verfahren zur Druckbeaufschlagung eines Propylenpolymerisierungssystems, umfassend ein mit einem Propylenpolymerisationsreaktor verbundenes Druckbeaufschlagungsgefäß, wobei das Verfahren die Schritte umfasst des: – Einspritzens eines erhitzten Gases in ein Druckbeaufschlagungsgefäß, um ein Volumen von Propylen in einem ersten Gebiet des Druckbeaufschlagungsgefäßes in einem überkritischen Temperatur- und Druckbereich zu halten; – Zuführens von Kühlmedium zu dem internen Wärmetauscher in einem zweiten Gebiet des Gefäßes, um die Temperatur des Propylens in dem zweiten Gebiet unter der kritischen Temperatur von Propylen auf dem Druck in dem Druckbeaufschlagungsgefäß zu halten;
Das Verfahren von Anspruch 10, wobei der Druck durch den Zusatz von Polypropylen unter überkritischen Bedingungen geregelt wird.
Das Verfahren von Anspruch 10, wobei der Druck durch Zusatz eines inerten Gases geregelt wird.
Das Verfahren von Anspruch 11, wobei das Niveau vorhandenen Propylens, das unter der kritischen Temperatur von Propylen liegt, mit einer Differenzdruckfühleinheit gemessen wird.
Das Verfahren von Anspruch 10, wobei das Niveau von Propylen unter der kritischen Temperatur von Propylen auf dem Druck in dem Druckbeaufschlagungsgefäß durch die Abfuhr des Reaktors geregelt wird.
Das Verfahren von Anspruch 10, das weiter den Schritt des Aufrechterhaltens der Temperatur von Propylen in dem ersten Gebiet des Druckbeaufschlagungsgefäßes in dem Bereich von 93,33 bis 137,77°C (200°F bis 280°F) umfasst.
Das Verfahren von Anspruch 10, das weiter den Schritt des Aufrechterhaltens der Temperatur in dem ersten Gebiet des Druckbeaufschlagungsgefäßes auf annähernd 115,55°C (240°F) umfasst.
Das Verfahren von Anspruch 10, wobei die Temperatur in dem zweiten Gebiet des Druckbeaufschlagungsgefäßes in dem Bereich von 26,66 bis 60°C (80°F bis 140°F) aufrechterhalten wird.
Das Verfahren von Anspruch 10, wobei die Temperatur in dem zweiten Gebiet des Druckbeaufschlagungsgefäßes auf annähernd 37,33°C (100°F) gehalten wird.