DE69825310T2

DE69825310T2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von polymeren

Info

Publication number: DE69825310T2
Application number: DE69825310T
Authority: DE
Inventors: Ali Harlin; Jouni Kivelä; Esa Korhonen; Henrik Andtsjö
Original assignee: Borealis Technology Oy
Current assignee: Borealis Technology Oy
Priority date: 1997-11-17
Filing date: 1998-11-17
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2018-11-18
Also published as: DE69825310D1; US6476161B1; CN1286700A; CA2310320C; CN1127519C; FI974262A0; AU1238399A; EP1032599A1; WO1999025741A1; BR9814882A; FI111952B; ES2224445T3; JP2001523736A; KR100509286B1; KR20010032198A; FI974262A; CA2310320A1; ATE272076T1; TW492979B; EP1032599B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Polymerisation von olefinen Monomeren. Allgemein betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Homopolymeren und Copolymeren von Ethylen und Propylen oder anderen Olefinen in einem Reaktorsystem, welches eine Kombination von zumindest einem Suspensionsreaktor und zumindest einem Gasphasenreaktor umfasst. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einführen einer Polymersuspension, die einen Multiphasenfluss umfasst, in ein Wirbelbett eines Gasphasenpolymerisationsreaktors.
Beschreibung verwandten Stands der Technik
Eine große Anzahl von Massen- und Gasphasenverfahren zum Herstellen von Ethylen- und Propylen-Homo- und -Copolymeren sind im Stand der Technik bekannt. Auch sind kombinierte Massen- und Gasphasenverfahren bereits im Stand der Technik vorgeschlagen worden. So offenbart US-Patent Nr. 4,740,550 die Polymerisation von Propylen in einem Schleifenreaktor, der in superkritischen Zuständen betrieben werden kann. Das Produkt des Schleifenreaktors wird einem Gasphasenreaktor zugeleitet, in dem die Reaktion fortgesetzt wird. Vor dem Eintritt in die Gasphase wird die Feinpartikelfraktion des Polymerisationsprodukts des Schleifenreaktors entfernt und vollständig oder teilweise dem Schleifenreaktor rückgeführt. Zusammen mit den Feinstoffen wird ein Teil der unreagierten Monomere aus dem Gasphasenreaktor direkt dem Erststufen-Schleifenreaktor rückgeführt.
Zusammen mit den Feinstoffen wird ein Teil der unreagierten Monomere aus dem Gasphasenreaktor direkt dem Erststufen-Schleifenreaktor rückgeführt.
Die Hauptaufgabe von US-Patent Nr. 4,740,550 ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Blockcopolymers hoher Qualität durch Zuführen von Homopolymer mit einer engen Verweildauerverteilung zur Blockcopolymerisationsstufe bereitzustellen.
Ein Problem beim Verfahren des US-Patents Nr. 4,740,550 ist, dass, falls alle Feinstoffe, die aus dem Erststufen-Schleifenreaktorauslass entfernt werden, dem Schleifenreaktor rückgeführt werden, das Risiko besteht, dass schließlich der Schleifenreaktor mit inaktiven toten Katalysator oder wenig polymerisierten toten Feinstoffen gefüllt ist. Falls andererseits ein Teil dieses Feinstoffstroms mit dem Produkt aus dem letzten Reaktor kombiniert wird, kann dies Inhomogenitätsprobleme im Endprodukt verursachen. Falls weiterhin noch ein Teil des Feinstoffstroms getrennt gesammelt und mit einem getrennten Homopolymerprodukt vermengt wird, wie ebenfalls im US-Patent Nr. 4,740,550 vorgeschlagen, führt dies zu komplizierten Steuersystemen, weil die Feinstoffströme nicht gesteuert werden können. Als Folge ist die Produktaufteilung der Reaktoren und danach die Zusammensetzung des Produkts ohne hohen Ausschuss von Feinstoffen unvorhersagbar. Diese Merkmale tragen alle zu einem ökonomisch unakzeptablen Betrieb bei.
Soweit die relativen Mengen von in jeder der verschiedenen Polymerisationsstufen erzeugten Polymers betroffen sind, sagt US-Patent Nr. 4,740,550 das Folgende: In Bezug auf den Homopolymeranteil des Copolymers sind die folgenden Bereiche am bevorzugtesten: Erststufen-Rohrschleifenreaktor 70 bis 90%, Zweitstufen-Wirbelbettreaktor 30 bis 10%. Unter der Annahme dass eine Matrix für Homopolymere bei einer Rate von 25.000 kg/h erzeugt wird, sind 70% davon 17.500 kg/h und 30% davon sind 7.500 kg/h. Somit ist die Rate der Homopolymerisation 17.500 kg/h im Erststufen-Schleifenreaktor und 7.500 kg/g im Zweitstufen-Gasphasenreaktor. Dies bedeutet, dass, falls das Produkt aus dem Erststufenschleifenreaktor 40 Gew.-% Suspension ist, wie im US-Patent Nr. 4,740,550 ausgesagt (bei dieser Beispielrechnung nach einer Feinstoffabtrennung), gelangen 26.250 kg/h der Reaktionsflüssigkeit, d. h. Propylen, zusammen mit dem Polymerprodukt aus der ersten Stufe in die zweite Stufe. Da nur 7.500 kg/h an Propylen durch die Polymerisation in der zweiten Stufe verbraucht wird und da geschätzte 2.500 kg/h die zweite Stufe mit dem Homopolymerprodukt verlassen, ergibt dies einen Überschuss von 16.250 kg/g von Propylen, das die zweite Stufe erreicht (26.250 kg/g – (7.500 kg/h + 2.500 kg/h) = 16.250 kg/h). Bei dem im US-Patent Nr. 4,740,550 offenbarten Verfahren wird diese Überschussmenge an Propylen der ersten Stufe rückgeführt.
Das Recyceln großer Mengen unreagierter Monomere aus dem Zweitstufenreaktor zurück zum Erststufensuspenions(massen)reaktor erhöht die Investitions- und die Produktionskosten, verhindert eine unabhängige Steuerung der Reaktionsmediumzusammensetzung in den zwei Reaktoren (und verlangsamt Sortenwechsel).
Allgemein leiden bei der praktischen Ausführung von Mehrschritt-Gasphasenverfahren die bekannten Verfahren an dem Nachteil, dass es schwierig ist, die Molekulargewichtsverteilung und/oder chemische Zusammensetzungsverteilung der sich ergebenden Olefinpolymerzusammensetzung auf die gewünschten Werte einzustellen.
Als eine Lösung für dieses Problem ist vorgeschlagen worden, eine Suspensionszone zum Ausbilden einer Suspension des Katalysator-enthaltenden Polymers in einem leicht-flüchtigen Kohlenwasserstoffmedium bereitzustellen. Beispielsweise kann ein gasförmiger Teil, der eine große Menge Wasserstoff enthält, leicht von dem Feststoffteil, welcher das Polymer enthält, getrennt werden. Die getrennte Gasphase kann vorteilhafterweise direkt zu der ersten Gasphasenpolymerisationszone zurückgeleitet werden. Darüber hinaus kann die Polymerisationswärme vorteilhafterweise durch die Verdampfung des leicht-flüchtigen Kohlenwasserstoffs abgeführt werden, EP-A 0 040 992. Jedoch leidet die vorgeschlagene Lösung an dem technischen Problem, wie das Polymer aus der ersten Gasphase in die Suspensionszone geleitet werden und die Suspension bilden soll.
Der Betrieb des Lösungsprozesses ist schwierig, während der Transport der Polymerlösung als Reaktionsmedium und die Abtrennung des darin enthaltenen Polymers schwierig ist und spezielle technische Lösungen erforderte, was das Verfahren ökonomisch teuer macht.
Eine Art der Steuerung des MWD und der chemischen Zusammensetzung wird durch Suspensionspolymerisation gebildet, und ein gasförmiger Teil wird dem ersten Gasphasenreaktor rückgeführt. Typischerweise wird das Reaktionsmedium aus dem ersten Reaktor zum ersten Reaktor rückgeleitet.
Man sollte auch anmerken, dass im Stand der Technik von US-Patent Nr. 4,740,550, wie oben diskutiert, keine besondere Aufmerksamkeit dem Einführen der Suspension aus der Massenpolymerisation in den Gasphasenreaktor gewidmet wurde.
Die vorliegende Erfindung zielt auf das Beseitigen der mit dem Stand der Technik verbundenen Probleme und auf das Verbessern des Betriebs von kombinierten Massen- und Gasphasenverfahren durch Steuern des Einführens der Suspension in den Gasphasenreaktor ab. Bevor diese Sache detaillierter angegangen wird, sollten einige Kommentare über konventionelle Gasphasentechnologien gemacht werden:
Wie im Stand der Technik bekannt, umfassen konventionelle Wirbelgasphasenreaktoren einen länglichen Reaktorkörper, der allgemein eine Zentralachse aufweist, die vertikal ist. Die Monomere werden in einem oberhalb eines Wirbelrosts im unteren Teil des Reaktorkörpers gestützten Wirbelbett polymerisiert. Ein gasförmiger Strom, der unreagierte Monomere enthält, wird oben am Reaktorkörper rückgewonnen und dem Wirbelbett rückgeführt, während das Polymerprodukt aus dem unteren Teil des Reaktors abgezogen wird.
Das Polymerisationssystem eines zur Polymerisation von α-Olefinen verwendeten Gasphasenreaktors umfasst typischerweise das Polymer zusammen mit einem Hochausbeuten-Katalysator (Ziegler-Natta) und einem gasförmigen Reaktionsmedium. Es kann durch mechanisches Mischen oder Rühren des Inhalts der Reaktion und zusätzlich oder alternativ durch Einblasen des Monomers (d. h. des Olefins) und/oder eines leicht-flüchtigen Kohlenwasserstoffs (des Reaktionsmediums) im gasförmigen Zustand in es hinein im verwirbelten Zustand gehalten werden. Ein Reaktionsmedium im Flüssigzustand kann in das Polymerisationssystem eingeführt werden und die Polymerisation kann durchgeführt werden, während das Reaktionsmedium vergast wird. Das unreagierte Reaktionsmedium kann teilweise oder insgesamt verflüssigt und im flüssigen Zustand dem Polymerisationssystem rückgeführt werden, wie in EP-A1 0 024 933 offenbart.
Konventionelle Gasphasentechnologie wird von einigen bemerkenswerten Problemen gequält. So ist in einem Gasphasenreaktor die Produktionsrate aufgrund der geringen Wärmeübertragung vom Polymer auf das Gas beschränkt. Weiterhin ist es, wenn ein hochaktiver Katalysator zur Polymerisation in der Gasphase verwendet wird, schwierig, eine gleichförmige Mischung von Polymerpartikeln in einem Gasphasenpolymerisationsbett bereitzustellen.
Basierend auf den Betriebsbedingungen, die für die in der Literatur berichteten typisch sind, wird durch Simulationen gezeigt, das im Falle von Gasphasenreaktoren das Gas bei dem verwendeten Druck und der verwendeten Temperatur nicht ideal ist, Ray et al., Chem. Eng. Sci., Band 51, Nr. 21, S. 4859–4886, 1996. Für Propylen ist die Konzentration am Katalysatorort höher als das Massenfluid, wie durch den Sorptionsfaktor angezeigt.
Weiterhin tritt in den Gasphasenreaktoren leicht ein Blockieren der Polymerpartikel auf, wie auch eine Pulverisierung der Polymerpartikel durch Reibung zwischen ihnen, welche durch die erzwungene Agitation vorkommt. Das Polymer haftet an der Reaktorwand an und ein Mitreißen von Katalysatorkomponenten oder des sich ergebenden Polymers kann während des üblichen Betriebs von Gasphasenreaktoren stattfinden.
Einige Lösungen der obigen Probleme sind im Stand der Technik vorgeschlagen worden. So kann der Wärmetransfer durch Einsprühen eines inerten Kohlenwasserstoffs oder von Monomerflüssigkeit in das Wirbelbett verbessert werden, die Verdampfung von Flüssigkeit verbraucht die Polymerisationswärme. Der Überschuss des Kühlmediums kann dann kondensiert und dem Reaktor zurückgeführt werden, wie im US-Patent Nr. 4,012,573 gelehrt.
Bei einem im FI-Patent Nr. 921632 und PCT/FI 94/00571 beschriebenen fluidisiertem Gasphasenreaktor mit einem Höhen/Durchmesser-Verhältnis typischerweise im Bereich von 4 : 1 oder mehr und optional mechanisches Mischen aufweisen, z. B. wie im FI-Patent Nr. 935856, und/oder Gasverteilung, wie in FI-Patent Nr. 921 632.
Es ist auch möglich, das kondensierte Monomer und leichte Kohlenwasserstoffe in einer Auswurf-Trommel zu trennen und sie in flüssiger Form dem Wirbelbettreaktor mit speziellen Düsen zuzuführen, um verbesserte Produktivitätsniveaus bereitzustellen, wie in WO 94/28032 offenbart. Die Flüssigkeit wird zum unteren Teil des Wirbelbetts rückgeführt, etwa 50 bis 70 cm über dem Wirbelrost zu einer Zone, wo das Temperaturprofil bereits stabilisiert ist. Bei diesem Standder-Technik-Wirbelbettreaktor liegt die Gasgeschwindigkeit im Bereich von 0,5 bis 0,7 m/s. Die Menge an rückgeführter Flüssigkeit ist beispielsweise für eine hochaktive Ziegler-Natta-Polymerisation 0,5 bis 1,5 m³ Monomer/m³ Polymerbett pro Stunde und 5 bis 15% Flüssigkeit des Zirkulationsgasgewichts. Die Flüssigkeit wird in das Polymerbett in Form von Flüssigkeits-/Gasjets eingeführt, die im wesentlichen horizontal in das Bett gerichtet sind. Der Zweiphasenfluss enthält 5 bis 25% Flüssigkeit in Form von 2.000 bis 4.000 μm Tröpfchen. Die bevorzugte Anzahl von Einspritzmitteln ist vier oder zwei bis drei Düsen pro 10 m² Wirbelbett. Die Düse hat der Flüssigkeit einen hinreichend hohen Horizontalimpuls zu verleihen, von zumindest 100.000 bis 200.000 (kg/s m²)(m/s), abhängig vom Düsentyp, insbesondere vorzugsweise 300.000 bis 500.000 (kg/s m²)(m/s). Die Düsen sind in Horizontalrichtung unter einem Winkel von nicht mehr als 45°, insbesondere nicht mehr als 20° zur horizontalen Ebene angeordnet.
Weder in der WO 94/28032, noch in der US 4,740,550 gibt es eine Anregung, dass das Zufuhrsystem von WO 94/28032 oder auch irgendein anderes spezifisches Zufuhrsystem zum Einführen des Schlamms aus dem Massenpolymerisationsreaktor in den Gaswirbelbettreaktor verwendet werden könnte.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Einfachdurchgangsumwandlung eines Verfahrens zu steigern, das zumindest einen Schlamm umfasst und zumindest einen Gasphasenreaktor und danach die Zirkulationsrate durch Verwendung einer Direktzufuhrleitung vom Suspensionsreaktor in das Gasphasenreaktorbett minimieren.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren mit der größtmöglichen Vielfalt an unterschiedlichen Homopolymer- und Copolymerprodukten von Olefinen, insbesondere Propylen, bereitzustellen.
Diese und andere Aufgaben, zusammen mit deren Vorteilen gegenüber bekannten Verfahren, die aus der folgenden Spezifikation ersichtlich werden, werden durch die nachfolgend beschriebene und beanspruchte Erfindung erzielt.
Bei einem mechanisch gemischten Gasphasenreaktor umfasst das Gaswirbelbett zwei Bettzonen, eine über der anderen. Die Bettzonen haben unterschiedliche Flussmuster. So hat allgemein die obere Bettzone (im folgenden auch als "erste Bettzone" bezeichnet) ein im wesentlichen aufwärts gerichtetes Flussmuster unmittelbar neben der Zentralachse des Reaktors, während die untere Bettzone ("zweite Bettzone") ein abwärts gerichtetes Flussmuster unmittelbar neben der Zentralachse des Reaktors aufweist.
Die vorliegende Erfindung basiert auf einem Entziehen eines Multiphasenstroms aus einem Suspensionsreaktor, der lebende Polymerisationsprodukte und Flüssigkeit und/oder gasförmiges Reaktionsmedium umfasst und direktes Zuführen dieses Multiphasenstroms unter Verwendung zumindest einer Zufuhrleitung in einen Gasphasenreaktor unterhalb, vorzugsweise signifikant unterhalb der Wirbelbettoberfläche der ersten Fließzone des Gasphasenreaktors, um die Einfachdurchgangsumwandlung des Verfahrens zu steigern.
Genauer gesagt, ist das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hauptsächlich durch das gekennzeichnet, was im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 ausgesagt ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine durch zumindest einen mit zumindest einem Gasphasenreaktor in Reihe verbundenen Suspensionsreaktor, gemeinsam mit einem den einen Suspensionsreaktor mit dem einen Gasphasenreaktor verbindenden Durchgang gebildete Reaktorkaskade zum Durchleiten von im wesentlichen unreagierten Monomeren aus dem Suspensionsreaktor zum Gasphasenreaktor. Die Leitung ist mit einem Einlassrohr des Gasphasenreaktors verbunden, welcher in das Wirbelbett des Gasphasenreaktors so vorragt, dass das unreagierte Monomer unter der Wirbelbettoberfläche der ersten Wirbelzone in Form von zur zweiten Bettzone gerichtetem Fluss in den Schnittstellenbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Wirbelbett oder in die zweite Bettzone zugeführt werden kann.
Die Vorrichtung ist durch das gekennzeichnet, was im kennzeichnenden Teil von Anspruch 22 ausgesagt ist.
Mittels der Erfindung wird die Menge an unreagierten Monomeren, die rückgeführt werden müssen, minimiert. Die hierdurch erhaltenen Vorteile sind zweifach: Investitions- und Betriebskosten des Rückgewinnungsabschnitts werden stark vermindert und dies gestattet auch eine unabhängige Steuerung der Zusammensetzung der ersten zwei Reaktoren, da sehr wenig Reaktionsmedium vom zweiten Reaktor zum ersten Reaktor rückgeführt wird.
Die neue Erfindung macht es möglich, die Suspension von Lebendpolymer und hohem Monomergehalt in das Wirbelreaktorbett zu übertragen. Dies gestattet die folgenden Vorteile:
Die Schleifenreaktordynamik in der Kaskade stellt schnelle Umstellungen bereit. Auch sind schnelle Starts möglich, weil Gasphasenbettmaterial direkt aus dem Schleifenreaktor erhältlich ist. Als Ergebnis stellt die vorliegende Erfindung eine größtmögliche Flexibilität bereit.
Die Flexibilität basiert auf der Kombination von Schleifen- und Gasphasenprozess-Vorteilen, die nur möglich sind, wenn die Polymersuspension in das Gasphasenreaktorwirbelbett eingeleitet wird. Die neue Erfindung macht es möglich, Monomere mit Katalysator unter Verwendung kurzer Verweilzeiten effizient zu kontaktieren und stellt die Polymerisation einer großen Vielfalt unterschiedlicher Copolymere bereit, ohne typische Löslichkeitsprobleme, wie in der Suspensionsprozess-Blitzproduktrückgewinnung. Der oder die Gasphasenreaktor(en) stellen hohe Flexibilität im Reaktionsratenverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Teil des Produktes aufgrund von einstellbarem Bettpegel und Reaktionsraten bereit.
Bei dem zumindest eine Suspension und zumindest einen Gasphasenreaktor umfassenden Verfahren wird die Kühlkapazität des ersten Gasphasenreaktors nicht als im Falle des Herstellens von Homopolymeren und Copolymeren von Propylen kritisch gefunden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Produktaufteilung zwischen dem Suspensionsreaktor und dem/den Gasphasenreaktor(en) 65 : 35 bis 50 : 50 oder weniger, wenn die Suspension Polymer bis zu 50 Gew.-% enthält und die Gasphasenverweilzeit kurz ist, aber immer noch alle oder fast alle Monomere ohne Rückführung in den Suspensionsreaktor verbraucht. Dies kann erreicht werden, wenn die Gasphasenreaktivität hoch genug ist.
Hinreichend hohe Gasphasenaktivität kann erreicht werden, wenn die höchstmögliche Polymerkonzentration bereitgestellt wird und die Katalysatorgifte nicht in den aktiven Zentren der lebenden Polymerpartikel konzentriert sind. Dies kann andererseits während des Versprühens in z. B. einer Sprühtrommel passieren, bevor das lebende Polymer in den nächsten Reaktor überführt wird.
Es ist ein zusätzlicher Vorteil, dass das polymerisierende Polymer nicht im Sprühtank getrocknet werden muss. Ähnlich muss die Reaktion nicht nach dem Suspensionsreaktor gestoppt werden, bevor die Gasphase betreten wird. Trockenes Polymer in einem Sprühtank steht unter einem mechanischen Zug, der das Polymer leicht aufbricht.
Als Nächstes wird die Erfindung näher unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung und zwei Arbeitsbeispiele untersucht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt die Seitenansicht eines Schleifenreaktors;
2 zeigt eine Querschnitts-Seitenansicht eines mit einer Einlassrohranordnung gemäß der Erfindung versehenen Gasphasenreaktors; und
3 zeigt Schnitt B-B von 2
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Definitionen
Für den Zweck der vorliegenden Erfindung steht "Suspensionsreaktor" für jeglichen Reaktor, z. B. einen kontinuierlichen oder einfachen gerührten Tankreaktor oder Schleifenreaktor, der in Masse oder Suspension arbeitet und bei dem das Polymer in Partikelform gebildet wird. "Masse" steht für die Polymerisation in einem Reaktionsmedium, das zumindest 60 Gew.-% Monomer umfasst. Bei der vorliegenden Erfindung ist der Suspensionsreaktor vorzugsweise ein Massenschleifenreaktor.
"Gasphasenreaktor" bezeichnet jeglichen mechanischen gemischten oder Wirbelbettreaktor. Vorzugsweise umfasst der Gasphasenreaktor einen mechanisch bewegten Wirbelbettreaktor mit Gasgeschwindigkeiten von zumindest 0,2 m/s. Bevorzugte Fließreaktor-Designs sind in FI-Patent Nr. 921632 und PCT/FI 9400571 beschrieben.
Mit "superkritischer Polymerisation" ist eine Polymerisation gemeint, die über der entsprechenden kritischen Temperatur und Druck des Reaktionsmediums stattfindet. Insbesondere wird für Propylen eine superkritische Massenpolymerisation gemäß der FI-Patentanmeldung Nr. 954814 ausgeführt.
Der Ausdruck "Direktzufuhr" steht für ein Verfahren, bei dem der Inhalt eines Suspensionsreaktors, d. h. das Polymerisationsprodukt und Reaktionsmedium, direkt im Gasphasenreaktorflussbett zugeführt wird.
"Suspension" bedeutet den Inhalt eines Suspensionsreaktors.
Unter "lebendem Polymer" wird ein Produkt aus dem Suspensionsreaktor verstanden, zumindest 10 Gew.-% der Produktion, das aktive Katalysatorkomponenten enthält, die polymerisieren oder zum Polymerisieren in der Lage sind, wenn sie in ein Monomer enthaltendes Reaktionsmedium eingebracht werden. Der Ausdruck "Polymer und aktiver Katalysator" wird ebenfalls verwendet, um dasselbe Produkt zu kennzeichnen.
Der "horizontale Impulsfluss" ist als die niedrige Massenrate von Flüssigkeit (kg/s) in horizontaler Richtung pro Einheitsquerschnittsfläche (Quadratmeter) des Einlasses, multipliziert mit der Horizontalkomponente der Geschwindigkeit (m/s) des Einlassstroms definiert.
Gesamtverfahren
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein kontinuierliches Polymerisationsverfahren, bei dem Olefinpolymere in Anwesenheit eines Katalysators zum Bereitstellen von Polymerisationsprodukten polymerisiert werden. Das bevorzugte verwendete Katalysatorsystem umfasst einen hocheffizienten Ziegler-Natta-Katalysator mit einer Katalysatorkomponente, einer Co-Katalysatorkomponente, einem externen Donator und optional einen internen Donator. Ein anderes bevorzugtes Katalysatorsystem ist ein Metallocenkatalysator. Jedoch kann der verwendete Polymerisationskatalysator ein Katalysator jeglichen anderen Typs sein, vorausgesetzt, dass er eine adäquate Aktivität bei erhöhter Temperatur erzielt.
Die Polymerisationstemperatur für Homopolymere beträgt zumindest 80°C und für Copolymere zumindest 60°C. Der Suspensionsreaktor wird bei erhöhtem Druck von zumindest 35 barg bis zu 100 barg, und der Gasphasenreaktor(en) bei zumindest 10 barg betrieben. Alternativ kann jeglicher Reaktor der Reaktoren in der Reihe oberhalb von kritischer Temperatur und kritischem Druck betrieben werden.
Die verwendeten Monomere umfassen zumindest ein C₂- bis C₁₆-Olefin, z. B. Ethylen, Propylen, 1-Buten, 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen, Diene oder cyclische Olefine. Im Falle von Copolymerisation wird zumindest ein anderes C₂- bis C₁₆-Olefin, wie etwa Ethylen, Propylen, 1-Buten, 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen, ein Dien oder ein cyclisches Olefin verwendet. Die Monomere werden der Polymerisation in einer Mehrzahl von Polymerisationsreaktoren, die in Reihe verbunden sind, unterworfen und das oder die optionalen Olefin(e) können in jeglichem der Reaktoren verwendet werden. Unterschiedliche Mengen von Wasserstoff können als ein Molekularmassenmodifikator oder -regulator in einem oder allen Reaktoren verwendet werden.
Die Erfindung basiert auf einer Kombination zumindest eines Suspensionsreaktors und zumindest eines Gasphasenreaktors, die in dieser Reihenfolge in Reihe verbunden sind, was im Folgenden auch als eine Kaskade bezeichnet wird. Der Inhalt des Suspensionsreaktors, das Polymerisationsprodukt und das Reaktionsmedium werden direkt in den Wirbelbettreaktor eingeleitet. Der Suspensionsreaktor ist vorzugsweise ein Massenschleifenreaktor, während der Gasphasenreaktor ein Wirbelbettreaktor jeglichen konventionellen Designs sein kann. Bevorzugte Gasphasenreaktoren sind die in FI 921632 und PCT/FI 94/00571 beschriebenen. Die Polymerisationsreaktion findet in Anwesenheit eines Katalysators bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck statt.
Die Suspension des Schleifenreaktors tritt in den Gasphasenreaktor als ein Dreiphasenfluss, der lebendes Polymer, Polymerisationsmedium in flüssiger und in gasförmiger Form enthält, ein. Alternativ kann der Fluss ein Zweiphasenfluss sein, der das lebende Polymer und das Polymerisationsmedium in gasförmiger Form enthält. Die Suspension wird in das Wirbelbett unterhalb des Bettpegels und oberhalb einer möglichen Mischvorrichtung eingeführt. Die Mischvorrichtung ist beispielsweise in FI 933073 beschrieben.
Die Gasgeschwindigkeit (v₁) im Wirbelbett beträgt zumindest 0,2 m/s, vorzugsweise 0,2 bis 0,6 m/s und insbesondere über 0,35 m/s (1 ft/s). Eine Geschwindigkeit unter der bevorzugten Gasgeschwindigkeit im Bett kann lokale thermische Instabilität verursachen, weil das Wirbelbett nicht gut gemischt wird. Geschwindigkeiten höher als das oben angezeigte obere Limit können zu einer Feinstofftrennung im Zirkulationsgasstrom führen. Der Energieverbrauch der Gaszirkulation wird ebenfalls übermäßig hoch.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.
Die Bezugszeichen R1 und R2 beziehen sich auf einen Schleifenreaktor bzw. einen Gasphasenreaktor. Die Bezugszeichen A, L und G, die in Verbindung mit dem Gasphasenreaktor verwendet werden, beziehen sich auf die Zentralachse des Reaktors, auf die Oberfläche des Wirbelbetts bzw. auf den Wirbelrost.
Der Schleifenreaktor beinhaltet einen mechanischen Mischer 2, welcher die Umwälzung des Reaktionsmediums innerhalb der Schleife R1 bereitstellt. Eine, lebendes Polymer und gasförmiges oder flüssiges Reaktionsmedium enthaltende Suspension wird aus dem Schleifenreaktor R1 über den Auslass 1 abgezogen und in den Gasphasenreaktor R2 eingeführt. Eine bevorzugte Anordnung ist es, zumindest eine, alternativ mehrere Suspensionsdirektzufuhrleitung(en) 10, 11 oder 12 am Reaktor vorzusehen, und die bevorzugte Anzahl von direkten Einlässen liegt im Bereich von 0,5 bis 2 pro 10 m². Falls ein Mehrleitungssuspensionsreaktorauslass 1 verwendet wird, wie er beispielsweise in unseren ebenfalls anhängigen Anmeldungen FI 971367 und FI-971368 beschrieben ist, können die Auslassleitungen in einer Direktzufuhrleitung kombiniert werden, die mit der Gasphase verbunden ist, wie unten beschrieben. Alternativ kann jeder Auslass eines Mehrleitungsauslasssystems getrennt mit der Gasphase verbunden und als eine Direktzufuhrleitung betrieben werden. Der Fluss in der Direktzufuhrleitung ist vorzugsweise kontinuierlich und daher ist das verwendete Auslasssystem kontinuierlich oder halbkontinuierlich.
Die mit dem Gasphasenreaktor verbundene(n) Direktzufuhrleitung(en) kann/können optional bemantelt und durch Dampf erhitzt sein. Die Länge einer Direktzufuhrleitung im Vergleich zum Innendurchmesser der Direktzufuhrleitung am Anfang der Leitung reicht von 270 bis 3200, vorzugsweise 800 bis 1500. Der Direktzufuhrleitungsinnendurchmesser ist über die gesamte Länge gleich oder alternativ wächst der Durchmesser um das 1,5- bis 5-Fache, vorzugsweise weniger als das 3-Fache des Innendurchmessers am Anfang der Leitung. Bei der Direktzufuhrleitung gibt es einen Zeitraum einer passierenden Welle für eine Gleichgewichtsverteilung von Energie, die auftritt. Dies ist für Einzelwellen- (Null-Frequenz) Wellenausbreitung der Fall.
Die Suspension wird dem Gasphasenreaktor R2 ohne jegliche Düse zugeführt. Die in den Gasphasenreaktor Suspension ist ein Dreiphasenfluss, der lebendes Polymer, Polymerisationsmedium in flüssiger und in gasförmiger Form umfasst. Alternativ kann der Fluss ein Zweiphasenfluss sein, der lebendes Polymer und Polymerisationsmedium in gasförmiger Form umfasst, die typischerweise weniger als 5% atomisierte Flüssigkeit enthalten. Die Suspension wird vorzugsweise im Wirbelbett unterhalb des Bettpegels und über einer möglichen, beispielsweise in FI 933073 beschriebenen Mischvorrichtung 23, oder oberhalb des Gasverteilungsrosts G eingeführt. Der horizontale Momentfluss der einströmenden Suspension ist kleiner als 100 × 10³ kg s^–1 m^–2 × m s^–1, was im Fall eines Dreiphasenflusses den Polymerpartikeln hinreichendes Impulsmoment gibt, um das Wirbelbett zu penetrieren. Ein zu hohes Moment, so etwa mehr als 300 × 10³ kg s^–1 m² × m s^–1, wird eine schwere Störung im Wirbelbettflussmuster verursachen und die im Wirbelbett kommenden Polymerpartikel können durch das Polymerbett an der Reaktorwand oder im Reaktorvolumen über dem Wirbelbett durchbrechen.
Die Einlasspunkte sind vorzugsweise so angeordnet, dass sie im wesentlichen in das Wirbelbett hinab vorragen. Die Zufuhrleitung 10 ist unter einem 30 bis 35°-, vorzugsweise 45 bis 55°-Winkel zur horizontalen Ebene A₁ angeordnet. All dies wird gemacht, um dem Abwärtsflussmuster nahe der Reaktorwand zu folgen und ein plötzliches Ausblasen des Polymers in den konischen Abschnitt der Gasphase und oberhalb zu vermeiden. Alternativ kann der Einlass vertikal über dem Gasverteilungsrost lokalisiert sein. Dies bedeutet tatsächlich zwei getrennte Alternativen: Direktzufuhrleitung(en) 11, die von dem oberen Ende des Reaktors unter den Bettpegel herunterkommen (vorzugsweise im Flussmuster herab) oder Direktzufuhrleitung(en) 12, die oberhalb des Gasverteilungsrosts hochkommen (vorzugsweise in dem Flussmuster aufwärts). Die Einlasspunkte sind ebenfalls vorzugsweise unter einem Winkel von 0 bis 90° angeordnet, insbesondere für nicht-vertikale Leitungen vorzugsweise 15 bis 50°, am bevorzugtesten 40° zur Leitung zwischen dem Reaktorwandverbindungspunkt und dem Reaktorzentrum A₂. Diese Anordnung verhindert, dass das Einlasspolymer das Bett penetriert und direkt die gegenüberliegende Seite der Reaktorwand erreicht.
Optional kann, um die Direktzufuhrleitung offen zu halten und ein hinreichendes Moment für das lebende Polymer vorzusehen, um das Wirbelbett zu penetrieren, ein zusätzlicher Anteil an leichtem Kohlenwasserstoff am Anfang der Direktzufuhrleitung 11 zugeführt werden. Der leichte Kohlenwasserstoff kann das Monomer, Comonomer oder eine inerte Komponente, oder eine Mischung von diesen, vorzugsweise mit der tatsächlichen Gaszusammensetzung des Gasphasenreaktors oder irgendeine Zusammensetzung wie diese, die mit kondensierbaren Fraktionen angereichert ist, am bevorzugtesten eine aus dem Gasphasenzirkulationsstrom 21 (im Kondensator 32) kondensierte Fraktion sein. Die Zirkulationsleitung kann mit einem Kompressor 33 und einem Wärmetauscher 34 versehen sein, wie in 2 gezeigt.
Typische Raten der Flüssigkeitseinführung in der Direktzufuhrleitung liegen im Bereich von 0,01 bis 10, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 und insbesondere 0,2 bis 0,3 m³ an Flüssigkeit pro m³ Bettmaterial pro Stunde. Geringere Raten als die bevorzugten Raten haben nur einen insignifikanten Effekt auf den Direktzufuhrleitungsbetrieb, während die Leitung nicht effizient gekühlt wird, um die Lebendpolymerreaktion in der Direktzufuhrleitung adäquat zu verlangsamen und der Dreiphasenfluss zu langsam ist, was ein Verschmutzen der Direktzufuhrleitung gestattet. Höhere Zufuhrraten als erwähnt können den Wirbelbettreaktor unnötig abkühlen und die Polymerisationsreaktion stoppen. Das Gewichtsverhältnis von die Direktzufuhrleitung betretender Flüssigkeit zum Gesamtgas in der Gasphasenzirkulation muss im Bereich 0,02 bis 0,06 liegen, um ein Unterkühlen und mögliches Einfrieren der Direktzufuhrleitung bei einigen Polymeren mit übermäßigen Mengen an löslichen Stoffen zu verhindern.
Es gibt diskontinuierliche oder vorzugsweise kontinuierliche Auslasssystem(e) 21, vorzugsweise zwei oder mehr (zumindest eine Reserve) unter zumindest 120°, vorzugsweise im Bereich von 180 bis 270°, von dem letzten Direktzufuhrleitungseinlasspunkt. Auch gibt es einen zusätzlichen Chargenauslass 22, vorzugsweise im Bereich von 60 bis 120° nach dem letzten Direktzufuhreinlasspunkt, um mögliche Klumpen zu entfernen.
Während des Startens kann die Suspension über dem Bettniveau L eingeführt werden.
Die folgenden nicht-beschränkenden Beispiele illustrieren die Erfindung:
Beispiel 1
Echtmaßstabsimulation
Eine Anlage im Produktionsmaßstab wurde simuliert, um kontinuierlich PP-Homopolymer zu erzeugen. Die Anlage umfasst einen Katalysator, Alkyl, Donator, Propylenzufuhrsysteme, Präpolymerisationsreaktor, Schleifenreaktor und einen Wirbelbettgasphasenreaktor (GPR).
Katalysator, Alkyl, Donator und Propylen wurden dem Präpolymerisationsreaktor zugeführt. Die Polymerisationssuspension aus dem Präpolymerisationsreaktor wurde einem Schleifenreaktor zugeführt, in welchem ebenfalls Wasserstoff und mehr Propylen eingeführt wurde. Die Polymerisationssuspension aus dem Schleifenreaktor wurde dem GPR zugeführt. Die Produktion in den Reaktoren betrug 300 kg/h bei der Präpolymerisation, 15 t/h in der Schleife und 10 t/h im GPR.
Der Präpolymerisationsschleifenreaktor wurde bei einem Druck von 56 bar und einer Temperatur von 20°C betrieben. Der Schleifenreaktor wurde bei einem Druck von 55 bar und einer Temperatur von 80°C betrieben. Die Umwandlung im Schleifenreaktor betrug 50%.
Der GPR wurde bei einem Druck von 35 bar und einer Temperatur von 80°C betrieben. Die Leitung zwischen der Schleife und dem GPR hatte ein Steuerventil, am Anfang (40 m) war der Innendurchmesser 1 1/2'' und der Durchmesser der letzten 10 m der Röhre war 3''. 50% des Flüssigpropens wurden in der Leitung verdampft. Die Geschwindigkeit am GPR-Einlass wurde mit 11 m/s berechnet.
Beispiel 2
Test im Pilotmaßstab
Eine Pilotanlage, die kontinuierlich betrieben wurde, wurde verwendet, um PP-Homopolymer herzustellen. Die Anlage umfasst Zuführsysteme für den Katalysator, Alkyl, Donator und Propylen, einen Präpolymerisationsreaktor, einen Schleifenreaktor und einen Wirbelbettgasphasenreaktor (GPR). Der Katalysator, das Alkyl, der Donator und die Propylenkomponenten wurden dem Präpolymerisationsreaktor zugeführt.
Die Polymersuspension aus dem Präpolymerisationsreaktor wurde einem Schleifenreaktor zugeführt, dem auch Wasserstoff und mehr Propylen zugeführt wurden. Die Polymersuspension aus dem Schleifenreaktor wurde dem GPR über eine 1''-Leitung intermittent zugeführt.
Das gebildete Polymer und unreagiertes Propylen wurden nach Entnahme aus dem GPR getrennt.
Der verwendete Katalysator war ein hochaktiver und stereospezifischer ZN-Katalysator, der gemäß dem US-Patent Nr. 5,234,879 hergestellt worden war. Der Katalysator wurde mit Triethylaluminium (TEA) und Dicyclopentyldimethoxysilan (DCPDMS)/(Al/Ti-Verhältnis betrug 150 und Al/Do 10 (mol)) kontaktiert, bevor er dem Präpolymerisationsreaktor zugeführt wurde.
Der Katalysator wurde gemäß US-Patent Nr. 5,385,992 zugeführt und wurde mit Propylen in den Präpolymerisationsreaktor gespült. Der Präpolymerisationsreaktor wurde bei einem Druck von 41 bar bei einer Temperatur von 20°C-Temperatur und einer mittleren Verweilzeit des Katalysators, die sich auf 5 Minuten belief, betrieben.
Das präpolymerisierte Katalysatorpropylen und andere Komponenten wurden in den Schleifenreaktor überführt. Der Schleifenreaktor wurde bei einem Druck von 40 bar und einer Temperatur von 75°C betrieben. Die Umwandlung betrug 33% und die mittlere Verweilzeit des Katalysators 2 h.
Die Polymersuspension aus dem Schleifenreaktor wurde zum GPR übertragen. Der GPR-Reaktor wurde bei einem Gesamtdruck von 29 bar und einem 21 bar Partialdruck von Propylen, einer Temperatur von 75°C und einer mittleren Verweildauer des Katalysators, die sich auf 2 Stunden belief, betrieben. Die Produktionsaufteilung war 1% in der Präpolymerisation, 60% in der Schleife und 39% im GPR.
50% des Propens wurden in der Leitung zwischen der Schleife und dem GPR verdampft. Die höchste Geschwindigkeit am Ende der Leitung betrug 26 m/s und der größte Massenfluss 1,5 kg/s.

Claims

Verfahren zum Einführen von aus einem Suspensionsreaktor erhaltener Polymersuspension in einen, ein Wirbelbett (C, D) mit einer ersten Wirbelzone (C) oben auf einer zweiten Wirbelzone (D) enthaltenden Gasphasenreaktor, wobei die Wirbelzonen unterschiedliche Flussmuster haben, umfassend die Schritte: – Einführen des Inhalts des Suspensionsreaktors (R1) direkt in den Wirbelbettreaktor (R2) als ein Mehrphasenstrom, der Polymer und aktiven Katalysator zusammen mit dem Reaktionsmedium umfasst, als einen abwärts gerichteten Fluss, unter Verwendung zumindest einer Zufuhrleitung (10; 11), die im wesentlichen abwärts in das Wirbelbett (C, D) vorragt, oder als ein aufwärts gerichteter Fluss unter Verwendung zumindest einer Zufuhrleitung (12), die im wesentlichen aufwärts vom Boden des Gasphasenreaktors in das Wirbelbett (C, D) vorragt, und – Zuführen des Stroms unterhalb der Fluidbettoberfläche (L) der ersten Wirbelzone (C) des Gasphasenreaktors, um die Durchlaufkonversion des Prozesses zu steigern.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Strom unterhalb der Fluidbettoberfläche (L) der ersten Wirbelzone (C) und über der zweiten Wirbelzone (D) zugeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der Gasphasenreaktor eine im wesentlichen vertikale Mittelachse (A) aufweist und wobei die erste Zone (C) ein im wesentlichen aufwärts gerichtetes Flussmuster neben der Mittelachse (A) aufweist und die zweite Wirbelzone (D) ein im wesentlichen abwärts gerichtetes Flussmuster neben der Mittelachse (A) aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Mehrphasenstrom dem Suspensionsreaktor kontinuierlich oder semikontinuierlich entzogen und dem Gasphasenreaktor (R2) zugeführt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Suspension in den Gasphasenreaktor (R2) unter Verwendung einer Röhre eingeführt wird, im wesentlichen ohne den Fluss mit einer Düse zu beschränken.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Suspension unter Verwendung eines horizontalen Impulsstroms von weniger als 100 × 10³ kg s^–1 m^–2 × m s^–1 eingeführt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Mehrphasenstrom unter einem Winkel von 30 bis 75°, vorzugsweise 45 bis 55° zur horizontalen Ebene (A₁) in den Reaktor eingeführt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Mehrphasenstrom über einen Einlass in der Reaktorwand an einem Punkt zwischen dem oberen Ende und dem Boden des Reaktors unter einem Winkel von 0 bis 90°, vorzugsweise 15 bis 50°, insbesondere etwa 40° in der horizontalen Ebene zu einer den Punkt und die Mittelachse des Reaktors verbindenden Linie in den Reaktor eingeführt wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Suspension in den Gasphasenreaktor (R2) als ein Dreiphasenfluss, der Polymer, aktiven Katalysator, Polymerisationsmedium in flüssiger und gasförmiger Form und optional einen anderen flüssigen Kohlenwasserstoff umfasst, vorzugsweise in das Wirbelbett (C, D) unter dem Bettpegel (L) und über einer möglichen Mischvorrichtung (23) eingeführt wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Suspension in den Gasphasenreaktor (R2) als ein Dreiphasenfluss eingeführt wird, der Polymer, aktiven Katalysator und Polymerisationsmedium in gasförmiger Form enthält, die weniger als 5% zerstäubte Flüssigkeit enthält.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein leichter Kohlenwasserstoff als Träger zum Bereitstellen des Polymers und des aktiven Katalysators des Dreiphasenstroms mit hinreichendem Impuls zum Penetrieren des Wirbelbetts (C, D) bereitgestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Mutter-Polymer unter Verwendung einer offenen Direktzuführleitung in den Gasphasenreaktor eingeführt wird, indem ein leichter Kohlenwasserstoff in den Einlass der Direktzuführleitung (31) zugeführt wird, der ausgewählt ist aus der Gruppe Monomer, Co-Monomer, inerten Kohlenwasserstoffen und Mischungen derselben.
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei der verwendete leichte Kohlenwasserstoff dieselbe Zusammensetzung wie die Gasphase des Gasphasenreaktors aufweist und optional mit kondensierbaren Fraktionen angereichert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei der leichte Kohlenwasserstoff eine aus dem Gasphasenumlaufstrom (32) kondensierte Fraktion ist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei die Flüssigkeit in die Direktzuführleitung mit einer Rate von 0,1 bis 0,5, vorzugsweise 0,2 bis 0,3 Kubikmeter Flüssigkeit pro Kubikmeter Bettmaterial pro Stunde eingeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei das Gewichtsverhältnis der die Direktzufuhrleitung betretenden Flüssigkeit zum Gesamtgas in dem Gasphasenumlauf im Bereich von 0,02 bis 0,05 liegt.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein diskontinuierliches oder vorzugsweise kontinuierliches Auslasssystem (21) um zumindest 120°, vorzugsweise im Bereich von 180° bis 270° vom Einlasspunkt der letzten Direktzuführleitung zur Richtung der Mischerrotation liegt.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Gasgeschwindigkeit (v₁) im Wirbelbett zumindest 0,2 m/sec, vorzugsweise 0,2–0,6 m/sec und am bevorzugtesten etwa 0,35 m/sec. beträgt.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein olefines Homo- oder Copolymer hergestellt wird.
Vorrichtung zur Herstellung olefiner Homopolymere und Copolymere, welche umfasst: – zumindest einen Suspensionsreaktor (R1) und zumindest einen Gasphasenreaktor (R2), die in Reihe angeordnet sind, um eine Kaskade zu bilden, – ein Wirbelbett (C, D), das innerhalb des Gasphasenreaktors (R2) angeordnet ist, wobei das Wirbelbett eine erste Wirbelzone (C) oben auf einer zweiten Wirbelzone umfasst, wobei die Wirbelzonen unterschiedliche Flussnutzer aufweisen, und – eine Leitung (10, 11, 12), die zumindest einen Suspensionsreaktor mit zumindest einem Gasphasenreaktor verbindet, um im wesentlichen die gesamten unreagierten Monomere aus dem Suspensionsreaktor (R1) zum Gasphasenreaktor (R2) zu leiten, wobei die Leitung mit einem Einlassrohr des Gasphasenreaktors verbunden ist, das im wesentlichen abwärts oder im wesentlichen aufwärts vom Boden des Gasphasenreaktors in das Wirbelbett (C, D) des Gasphasenreaktors vorragt, so dass die unreagierten Monomere unter der Oberfläche der Fluidbettoberfläche (L) der ersten Wirbelzone zugeführt werden können.
Vorrichtung gemäß Anspruch 20, wobei das Einlassrohr so angeordnet ist, dass es aus der Reaktorwand im wesentlichen abwärts in das Wirbelbett unter einem Winkel größer als 45 Grad zur Mittelachse, vertikal unter der Fluidbettoberfläche (L) (11) oder über dem Gasverteilungsgitter (G) (12) vorragt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 20 oder 21, wobei die Leitung mit einem Mehrleitungssuspensionsreaktorauslass (01) verbunden ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei es eine Anzahl von Leitungen (10–12) gibt, welche den Suspensionsreaktor mit dem Gasphasenreaktor verbinden.
Apparat gemäß Anspruch 23, wobei jede Leitung mit einem Mehrleitungsauslasssystem des Suspensionsreaktors verbunden ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 20 bis 24, wobei die Länge jeder Direktzufuhrleitung verglichen mit dem Innendurchmesser der Leitung am Anfang des Leitungsstrangs im Bereich von 270 bis 3.200, vorzugsweise 800 bis 1.500 ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 25, wobei der Innendurchmesser der Direktzuführleitung über ihre gesamte Länge gleich ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 25, wobei der Durchmesser der Direktzuführleitung am Ende der Leitung das 1,5 bis 5-fache, vorzugsweise weniger als das 3-fache des Innendurchmessers am Anfang des Leitungsstrangs ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 20 bis 27, wobei die Direktzufuhrleitung (10, 11, 12) mit einem Dampfmantel versehen ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 20 bis 28, wobei der Gasphasenreaktor mit 0,5 bis 2, vorzugsweise 1 Direktzuführeinlass pro 10 Quadratmetern versehen ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 29, wobei ein zusätzlicher diskontinuierlicher Auslass (22) im Gasphasenreaktor unter einem Winkel in der horizontalen Ebene angeordnet ist, der sich auf 60 bis 120° nach dem letzten Direktzufuhreinlasspunkt beläuft.