DE69918432T2 - Kontinuierliche Entfernung von flüchtigen Stoffen in Dispersionspolymerisation - Google Patents

Kontinuierliche Entfernung von flüchtigen Stoffen in Dispersionspolymerisation Download PDF

Info

Publication number
DE69918432T2
DE69918432T2 DE69918432T DE69918432T DE69918432T2 DE 69918432 T2 DE69918432 T2 DE 69918432T2 DE 69918432 T DE69918432 T DE 69918432T DE 69918432 T DE69918432 T DE 69918432T DE 69918432 T2 DE69918432 T2 DE 69918432T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
polymer
pressure
polymerization
reactor
solids
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69918432T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69918432D1 (de
Inventor
A. James KENDRICK
W. Thomas TOWLES
T. Scott ROGER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chevron Phillips Chemical Co LP
Original Assignee
ExxonMobil Chemical Patents Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=22157197&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE69918432(T2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from PCT/US1999/006102 external-priority patent/WO1999047251A1/en
Application filed by ExxonMobil Chemical Patents Inc filed Critical ExxonMobil Chemical Patents Inc
Publication of DE69918432D1 publication Critical patent/DE69918432D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69918432T2 publication Critical patent/DE69918432T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/06—Flash distillation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1812—Tubular reactors
    • B01J19/1837—Loop-type reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/0015—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor
    • B01J8/003—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor in a downward flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/0055—Separating solid material from the gas/liquid stream using cyclones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/007—Separating solid material from the gas/liquid stream by sedimentation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/38—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
    • B01J8/382—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it with a rotatable device only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00—Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F6/00—Post-polymerisation treatments
    • C08F6/001—Removal of residual monomers by physical means
    • C08F6/003—Removal of residual monomers by physical means from polymer solutions, suspensions, dispersions or emulsions without recovery of the polymer therefrom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F6/00—Post-polymerisation treatments
    • C08F6/24—Treatment of polymer suspensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
    • B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
    • B01J2208/0007—Pressure measurement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00539—Pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00743—Feeding or discharging of solids
    • B01J2208/00761—Discharging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00743—Feeding or discharging of solids
    • B01J2208/00769—Details of feeding or discharging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00823—Mixing elements
    • B01J2208/00858—Moving elements
    • B01J2208/00867—Moving elements inside the bed, e.g. rotary mixer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00004—Scale aspects
    • B01J2219/00006—Large-scale industrial plants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00087—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
    • B01J2219/00103—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor in a heat exchanger separate from the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00105—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids part or all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • B01J2219/00114—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids part or all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant slurries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00191—Control algorithm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00191—Control algorithm
    • B01J2219/00193—Sensing a parameter
    • B01J2219/00195—Sensing a parameter of the reaction system
    • B01J2219/002—Sensing a parameter of the reaction system inside the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00191—Control algorithm
    • B01J2219/00211—Control algorithm comparing a sensed parameter with a pre-set value
    • B01J2219/00213—Fixed parameter value
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00191—Control algorithm
    • B01J2219/00222—Control algorithm taking actions
    • B01J2219/00227—Control algorithm taking actions modifying the operating conditions
    • B01J2219/00229—Control algorithm taking actions modifying the operating conditions of the reaction system
    • B01J2219/00231—Control algorithm taking actions modifying the operating conditions of the reaction system at the reactor inlet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00191—Control algorithm
    • B01J2219/00222—Control algorithm taking actions
    • B01J2219/00227—Control algorithm taking actions modifying the operating conditions
    • B01J2219/00229—Control algorithm taking actions modifying the operating conditions of the reaction system
    • B01J2219/00236—Control algorithm taking actions modifying the operating conditions of the reaction system at the reactor outlet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00191—Control algorithm
    • B01J2219/00222—Control algorithm taking actions
    • B01J2219/00227—Control algorithm taking actions modifying the operating conditions
    • B01J2219/0024—Control algorithm taking actions modifying the operating conditions other than of the reactor or heat exchange system
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00—Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/16—Copolymers of ethene with alpha-alkenes, e.g. EP rubbers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Abtrennen von Polymerfeststoffen aus einem inertes Verdünnungsmittel und nicht umgesetzte Monomere umfassenden flüssigen Medium in einem Aufschlämmungspolymerisationsverfahren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Abtrennen von Polymerfeststoffen aus einem flüssigen Medium, Trocknen des Polymers und Wiedergewinnen des Verdünnungsmittels und nicht umgesetzter Monomere mit einer Verminderung der zur Verdünnungsmitteldampfkondensation zu flüssigem Verdünnungsmittel zur Wiederverwendung in dem Polymerisationsverfahren notwendigen Verdichtung. In einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum kontinuierlichen Abtrennen von Polymerfeststoffen aus einem flüssigen Medium. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum kontinuierlichen Abtrennen von Polymerfeststoffen aus einem flüssigen Medium, Trocknen des Polymers und Wiedergewinnen des inerten Verdünnungsmittels und nicht umgesetzter Monomere zur Wiederverwendung in dem Polymerisationsverfahren.
  • Hintergrund der Erfindung
  • In vielen Polymerisationsverfahren zur Herstellung von Polymer wird ein Polymerisationsabstrom (Ausfluss) gebildet, der eine in einem flüssigen Medium, üblicherweise dem Reaktionsverdünnungsmittel und unumgesetzten Monomeren suspendierte Aufschlämmung von teilchenförmigen Polymerfeststoffen ist. Ein typisches Beispiel für ein solches Verfahren ist in der US 2 285 721 A (Hogan und Bank) offenbart, auf deren Offenbarung hier Bezug genommen wird. Obwohl das in der Patentschrift von Hogan beschriebene Polymerisationsverfahren einen Chromoxid und einen Träger umfassenden Katalysator einsetzt, ist die vorliegende Erfindung auf jedes beliebige Verfahren anwendbar, das einen Abstrom herstellt, der eine Aufschlämmung von teilchenförmigen Polymerfeststoffen in einem flüssigen Medium, das ein Verdünnungsmittel und unumgesetztes Monomer umfasst, suspendiert umfasst. Solche Reaktionsverfahren schließen diejenigen ein, die in der Technik als Teilchenformpolymerisationen (particle form polymerizations) bekannt sind.
  • In den meisten Verfahren mit kommerzieller Größe ist es wünschenswert, das Polymer und das ein inertes Verdünnungsmittel und unumgesetzte Monomere umfassende flüssige Medium auf solche Weise abzutrennen, dass das flüssige Medium nicht gegenüber Verunreinigung ausgesetzt wird, sodass das flüssige Medium mit weniger oder ohne Reinigung in die Polymerisationszone zurückgeführt werden kann. Eine dafür verwendete besonders bevorzugte Technik ist die in der US 3 152 872 A (Scoggin et al.) Offenbarte, insbesondere die in Verbindung mit 2 der Patentschrift veranschaulichte Ausführungsform. Bei einem solchen Verfahren werden das Reaktionsverdünnungsmittel, gelöste Monomere und Katalysator in einem Kreislaufreaktor im Kreis geführt (zirkuliert), wobei der Druck der Polymerisationsreaktion etwa 100 (6,9 × 105 Nm–2) bis 700 psia (48,5 × 105 Nm–2 beträgt). Das hergestellte feste Polymer wird ebenfalls in dem Reaktor im Kreis geführt. Eine Aufschlämmung aus Polymer und dem flüssigen Medium wird in einem oder mehreren Absetzsträngen des Aufschlämmungskreislaufreaktors gesammelt, aus dem oder denen die Aufschlämmung periodisch in eine Abdampfkammer abgelassen wird, in der die Mischung auf einen geringen Druck, wie etwa 20 psia (1,4 × 105 Nm–2), Abdampfen ge lassen wird. Obwohl das Abdampfen zu einer im Wesentlichen vollständigen Entfernung des flüssigen Mediums von dem Polymer führt, ist es notwendig, das verdampfte Polymerisationsverdünnungsmittel (d. h. Isobutan) wieder zu verdichten, um das zurückgewonnene Verdünnungsmittel in den flüssigen Zustand zu kondensieren, der zum Rückführen als flüssiges Verdünnungsmittel in die Polymerisationszone geeignet ist. Die Kosten der Verdichtungsausrüstung und der für seinen Betrieb notwendigen Versorgungseinrichtungen stellen oft einen wesentlichen Teil der Kosten dar, die mit der Herstellung von Polymer einhergehen.
  • Einige Polymerisationsverfahren destillieren das verflüssigte Verdünnungsmittel vor dem Rückführen in den Reaktor. Der Zweck der Destillation besteht in der Entfernung von Monomeren und leichten Verunreinigungen. Das destillierte flüssige Verdünnungsmittel wird dann zur Entfernung von Katalysatorgiften durch ein Behandlungsbett und dann zu dem Reaktor geführt. Die Kosten der Ausrüstung und Versorgungseinrichtungen für die Destillation und die Behandlung können einen signifikanten Teil der Kosten der Herstellung des Polymers darstellen.
  • Bei einem Verfahren kommerzieller Größe ist es wünschenswert, die Dämpfe von Verdünnungsmittel mit möglichst geringen Kosten zu verflüssigen. Ein dafür verwendetes Verfahren ist in der US 4 424 341 (Hanson und Sherk) offenbart, bei dem ein Mitteldruckabdampfschritt einen wesentlichen Teil des Verdünnungsmittels bei einer solchen Temperatur und bei einem solchen Druck entfernt, dass dieser verdampfte Teil des Verdünnungsmittels durch Wärmeaustausch anstelle eines teureren Verdichtungsverfahrens verflüssigt werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polymer aus einem mit einer Raum-Zeit-Ausbeute von größer als 2,8 lb/h·gal (9,3 × 10–5 kg s–1 dm–3) betriebenen Kreislaufreaktor. In diesem Fall wird das Polymer in der Polymerisationsaufschlämmung gebildet, die ein flüssiges Medium und Feststoffe einschließt. Die Polymerisationsaufschlämmung wird in eine erste Überführungsrohrleitung abgelassen. Die Polymerisationsaufschlämmung wird nach Verlassen des Kreislaufreaktors als Polymerisationsabstrom bezeichnet. Der Polymerisationsabstrom wird in der ersten Überführungsrohrleitung auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur der Polymerfeststoffe erhitzt. Der erhitzte Polymerisationsabstrom wird durch diese erste Überführungsrohrleitung in einen ersten Abdampftank überführt. In dem ersten Abdampftank werden etwa 50% bis etwa 100% des flüssigen Mediums verdampft. Der Dampf wird durch Wärmeaustausch kondensiert. Aus dem ersten Abdampftank werden Polymerfeststoffe durch eine Abdichtkammer mit derart ausreichenden Abmessungen, um ein zur Aufrechterhaltung einer Druckabdichtung ausreichendes Volumen an Polymerfeststoffen in der Abdichtkammer aufrechtzuerhalten, in einen zweiten Abdampftank abgelassen. Die Polymerfeststoffe werden dann in einen zweiten Abdampftank überführt. In dem zweiten Abdampftank werden die Polymerfeststoffe einer Druckverminderung von einem höheren Druck in dem ersten Abdampftank auf einen niedrigeren Druck in dem zweiten Abdampfen ausgesetzt. Die Polymerfeststoffe werden dann aus dem zweiten Abdampftank abgelassen. Außerdem kann der Gewichtsprozentgehalt der Feststoffe in der Polymerisationsaufschlämmung größer als 47 sein. Der Kreislaufreaktor kann mit einem Verhältnis von gesamter Kreislaufpumpendruckhöhe/Reaktorabstand von mehr als 0,15 ft/ft betrieben werden. Der Kreislaufreaktor kann auch mit einer Kreislaufpumpendruckhöhe größer als oder gleich 200 ft (60,8 m) betrieben werden und kann mehr als 8 vertikale Stränge haben, vorzugsweise 10 bis 16 vertikale Stränge, bevorzugter 10 bis 12 vertikale Stränge, insbesondere 12 vertikale Stränge. Das Volumen der Polymerisationsaufschlämmung in dem Kreislaufreaktor kann mehr als 20.000 gal (75.800 dm3) betragen.
  • Es war eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum kontinuierlichen Zweistufenabdampftrocknen der Polymerfeststoffe nach der kontinuierlichen Entfernung des Polymerisationsabstroms, der Polymerfeststoffe und inertes Verdünnungsmittel und unumgesetzte Monomere umfassendes flüssiges Medium umfasst, aus einem Aufschlämmungsreaktor durch ein Punktablassventil, eine kontinuierliche Feststoffniveausteuerung in der Ausgangsabdichtkammer des ersten Abdampftanks, die darin eine Druckabdichtung bereitstellt, die es ermöglicht, den ersten Abdampftank unter einem im Wesentlichen höheren Druck als dem des zweiten Abdampftanks zu betreiben, während kontinuierlich Polymerfeststoffe durch das Abdichtkammerausgangsreduzierstück in die zweite Überführungsrohrleitung und weiter in den zweiten Abdampftank abgelassen werden, was ein Verstopfen in dem ersten Abdampftank ausschließt, und die kontinuierliche Verflüssigung von etwa 50% bis etwa 100% des Inertverdünnungsmitteldampfs durch Wärmeaustausch anstelle von Verdichten bereitzustellen.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung war es, den Bedarf nach einem Absetzstrang an dem Aufschlämmungsreaktor und den zwischenzeitlichen Hochdruckstoß in dem Aufschlämmungsreaktor zu beseitigen, der durch periodisches Ablassen des Inhalts des Absetzstrangs hervorgerufen wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung bestand in der Verbesserung der Sicherheit durch Beseitigen der Möglichkeit des Verstopfens in einem Absetzstrang.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung bestand darin, Verstopfen in Ausrüstungen stromabwärts von dem Ablassventil zu vermeiden. In einem Absetzstrang eines Polymerisationsreaktors schreitet die Polymerisation weiter fort und die Reaktionswärme erhitzt das flüssige Medium weiter, und es besteht die Gefahr, dass sich etwas von den Polymerfeststoffen auflöst oder zusammenschmilzt. Wenn der Inhalt des Absetzstrangs das Ablassventil verlässt, führt der Druckabfall zum Abdampfen eines Teils des flüssigen Mediums, was zum Abkühlen des restlichen flüssigen Mediums führt, was dazu führt, dass das gelöste Polymer ausfällt, was zur Verstopfung von stromabwärts liegenden Ausrüstungen neigt. Die den Bedarf an einem Absetzstrang beseitigende vorliegende Erfindung beseitigt auch diese Gefahr, dass stromabwärts liegende Ausrüstungen verstopfen, indem die anfängliche Auflösung oder das Zusammenschmelzen der Polymerfeststoffe vermieden werden.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, den Reaktordurchsatz durch die Verwendung von kontinuierlichem Ablassen und erhöhten Ethylenkonzentrationen in dem flüssigen Medium, z. B. 4 Gewichtsprozent am Reaktorausgang oder mehr, vorzugsweise 4 Gewichtsprozent bis 8 Gewichtsprozent, bevorzugter 5 Gewichtsprozent bis 7 Gewichtsprozent, zu erhöhen. Wegen einer erhöhten Neigung, stromabwärts gelegene Ausrüstungen zu verstopfen, was durch beschleunigte Reaktion in dem Ab setzstrang hervorgerufen wird, beschränken Absetzstränge die Ethylenkonzentrationen. Ein kontinuierlicher Strom von Polymerisationsabstromaufschlämmung ermöglicht es, dass Ethylenkonzentrationen nur durch die Ethylenlöslichkeit in dem flüssigen Verdünnungsmittel in dem Reaktor begrenzt wird, wodurch die spezifische Polymerisationsreaktionsgeschwindigkeit erhöht wird und der Reaktordurchsatz erhöht wird.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand in der Erhöhung des Gewichtsprozentgehalts (Gew.-%) der Polymerfeststoffe in der Polymerisationsaufschlämmung zu erhöhen, die in der Polymerisationszone in dem Kreislaufreaktor im Kreis läuft. Vorzugsweise beträgt der Gewichtsprozentgehalt der Polymerfeststoffe in der Polymerisationsaufschlämmung mehr als 45, bevorzugter 45 bis 65, insbesondere 50 bis 65 und am meisten bevorzugt 55 bis 65.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Raum-Zeit-Ausbeute (space time yield, STY), angegeben als Pounds pro Stunde × Gallone (lb/h × gal) (1 lb/h × gal = 3,3 × 10–5 kgs–1 dm–3), zu erhöhen. Vorzugsweise beträgt die STY mehr als 2,6, bevorzugter 2,6 bis 4,0 und insbesondere 3,3 bis 4,0.
  • Andere Aspekte, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Offenbarung und den 1 und 2.
  • Das beanspruchte Verfahren liefert mehrere Vorteile gegenüber dem Stand der Technik, und dies schließt ein: (1) es wird eine kontinuierliche Verarbeitung des Inhalts eines Aufschlämmungsreaktors vom Ablasspunkt des Polymerisationsaufschlämmungs abstroms durch ein Ablassventil, einen ersten Abdampftank, eine Abdichtkammer, ein Abdichtkammerausgangsreduzierstück und von dort zu einem zweiten Abdampftank ermöglicht, (2) die Ethylenkonzentration in dem flüssigen Medium des Kreislaufreaktors wird wesentlich erhöht, wodurch der Reaktordurchsatz erhöht wird, (3) der Gewichtsprozentgehalt der Polymerfeststoffe in de Polymerisationsaufschlämmung wird wesentlich erhöht, (4) die Raum-Zeit-Ausbeute des Reaktors wird wesentlich erhöht und (5) der Energieverbrauch wird verringert, indem der Bedarf an Verdichten und/oder Destillieren des Dampf/Flüssigkeits-Reaktorabstroms vermindert wird. Rückführverdichter und andere stromabwärts gelegene Ausrüstungen können in ihrer Größe verringert oder weggelassen werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die 1 und 2 sind Prinzipskizzen, die eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Abtrennen von Polymerfeststoffen von Verdünnungsmittel und unumgesetztem Monomer gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen.
  • 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Ablassrohrleitung mit Öffnung, die sich ein Stück in den Kreislaufreaktor und die im Kreis laufende Polymerisationsaufschlämmung erstreckt.
  • 4 ist eine schematische Ansicht eines Drucksteuersystems.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Der Begriff "Polymerisationsaufschlämmung" bedeutet hier im Wesentlichen eine Polymerfeststoff und Flüssigkeit einschließende Zweiphasen-Zusammensetzung, die in dem Kreislaufreaktor im Kreis läuft. Die Feststoffe schließen Katalysator und polymerisiertes Olefin, wie Polyethylen ein. Die Flüssigkeiten schließen inertes Verdünnungsmittel, wie Isobutan, mit gelöstem Monomer, Comonomer, Molekulargewichtssteuerungsmitteln, wie Wasserstoff, Antistatikmitteln, Antifoulingmitteln, Abfangmitteln und anderen Verfahrensadditiven ein.
  • Der Begriff "Raum-Zeit-Ausbeute" (STY) bedeutet die Polymerherstellungsgeschwindigkeit, bezogen auf eine Einheit Kreislaufreaktorvolumen oder Polymerisationsaufschlämmungsvolumen.
  • Der Begriff "Katalysatorproduktivität" bedeutet hier Gewicht von pro Gewicht von in den Kreislaufreaktor eingebrachtem Katalysator hergestelltes Polymer.
  • Der Begriff "Polymerverweilzeit" bedeutet hier die durchschnittliche Dauer, die ein Polymerteilchen in dem Kreislaufreaktor verbleibt.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf jede beliebige Mischung anwendbar, die eine Aufschlämmung aus Polymerfeststoffen und auss inertes Verdünnungsmittel und unumgesetzte polymerisierbare Monomere umfassendes flüssiges Medium umfasst, einschließlich aus der Olefinpolymerisation stammender Aufschlämmungen. Die in solchen Reaktionen im Allgemeinen eingesetzten Olefinmono mere schließen vorzugsweise 1-Olefine mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen pro Molekül ein. Typische Beispiele schließen Ethylen, Pfropylen, Buten, Penten, Hexen und Octen ein. Andere Beispiele schließen vinylaromatische Monomere, wie Styrol und Alkyl-substituiertes Styrol, geminal verteilte Monomere wie Isobutylen und cyclischer Olefine ein, wie Norbornen und Vinylnorbornen. In solchen Olefinpolymerisationen eingesetzte typische Verdünnungsmittel schließen gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 3 bis 8, vorzugsweise 3 bis 4 Kohlenstoffatome pro Molekül, wie Pfropan, Isobutan, Pfropylen, n-Butan, n-Pentan, Isopentan, n-Hexan, Isooctan und dergleichen ein. Von diesen Verdünnungsmitteln sind solche mit 3 bis 4 Kohlenstoffatomen pro Molekül bevorzugt, und Isobutan ist am meisten bevorzugt.
  • Die Ablassgeschwindigkeit des Polymerisationsabstroms ist so, dass ein kontinuierlicher Verfahrensstrom aus dem Aufschlämmungskreislaufreaktor vom Ablasspunkt des verflüssigten Polymerisationsabstroms durch ein Einzelpunktablassventil und auch durch den ersten Abdampftank und die dazu gehörigen Dampfrückgewinnungs- und Feststoffrückgewinnungssysteme ermöglicht wird. Die Geschwindigkeit des Ablassens des Polymerisationsabstroms ist so bemessen, dass ein konstanter Druck in dem Aufschlämmungsreaktor aufrechterhalten wird und zwischenzeitliche Hochdruckspitzen vermieden werden, die mit einem Ablassen eines Teils des Reaktorinhalts einhergehen, das mit Absetzsträngen bei Aufschlämmungsreaktoren stattfindet.
  • Die Temperatur, auf die der aus dem Reaktor abgelassene Polymerisationsabstrom beim Überführen in den ersten Abdampftank zum Verdampfen erhitzt wird, liegt unterhalb der Schmelztempe ratur des Polymers. Dies kann durch entsprechendes Erhitzen dieser ersten Überführungsrohrleitung erreicht werden. Die dem Polymerisationsabstrom bei dem Durchgang durch diese erste Rohrleitung in den ersten Abdampftank zuzuführende Wärmemenge sollte mindestens gleich der Wärmemenge sein, die gleich der Verdampfungswärme derjenigen Menge an inertem Verdünnungsmittel ist, das in dem ersten Abdampftank durch Abdampfen verdampft werden soll. Dies führt dann dazu, dass die in dem ersten Abdampftank gebildeten auf konzentrierten Polymerfeststoffe, die zu dem zweiten Abdampftank geführt werden, diesem mit einer höheren Feststofftemperatur zugeführt zu werden, und dies fördert somit die Entfernung von restlichem Verdünnungsmittel in den Poren solcher Polymerfeststoffe durch das Betreiben des zweiten Abdampftanks. Die dem Polymerisationsabstrom bei dessen Durchgang durch die erste Überführungsrohrleitung in den ersten Abdampftank zugeführte Wärmemenge kann noch größer sein, allerdings mit der Maßgabe, dass die so zugeführte Wärmemenge nicht dazu führt, dass die Polymerfeststoffe darin auf eine solche Temperatur erhitzt werden, bei der sie zum Verschmelzen oder Agglomerieren neigen.
  • Die konzentrierten Polymerfeststoffe/Aufschlämmung werden aus dem ersten Abdampftank in eine Ausgangsabdichtkammer des ersten Abdampftanks mit einer solchen Länge (1) und einem solchen Durchmesser (d), um ein zum Aufrechterhalten eines Volumens an konzentrierten Polymerfeststoffen/Aufschlämmung ausreichendes Volumen, um in der Ausgangsabdichtkammer eine Druckabdichtung aufrechtzuerhalten, abgelassen. Die konzentrierten Polymerfeststoffe/Aufschlämmung werden aus der Ausgangsabdichtkammer durch ein Ausgangsabdichtkammerreduzierstück in eine zweite Überführungsrohrleitung abgelassen, die die konzentrierten Polymerfeststoffe/Aufschlämmung als Pfropfenströmung in einen zweiten Abdampftank überführt. Das Ausgangsabdichtkammerreduzierstück ist definiert durch im Wesentlichen gerade Seiten, die mit einem Winkel zur Horizontalen geneigt sind, der gleich oder größer ist als der Rutschwinkel der konzentrierten Polymerfeststoffe/Aufschlämmung.
  • Der Druck der ersten Abdampfstufe variiert in Abhängigkeit von der Art des Verdünnungsmittels und der unumgesetzten Monomere und der Temperatur des Polymerisationsabstroms. Typischerweise können Drücke im Bereich von etwa 140 psia (9,7 × 105 Nm–2) bis etwa 315 psia (21,8 × 105 Nm–2) eingesetzt werden, bevorzugter etwa 200 psia (13,8 × 105 Nm–2) bis etwa 270 psia (18,7 × 105 Nm–2) und insbesondere etwa 225 psia (15,6 × 105 Nm–2) bis etwa 250 psia (17,3 × 105 Nm–2).
  • Das zum Kondensieren des Dampfs aus dem ersten Abdampfschritt verwendete Wärmeaustauscherfluid befindet sich bei einer Temperatur im Bereich von etwa 65°F (18°C) bis etwa 150°F (66°C). Eine bevorzugte Ausführungsform verwendet ein Wärmeaustauscherfluid bei einer Temperatur von etwa 75°F (24°C) bis etwa 140°F (60°C). Eine am meisten bevorzugte Ausführungsform verwendet ein Wärmeaustauscherfluid bei einer Temperatur von etwa 85°F (29°C) bis etwa 130°F (54°C).
  • 1 dient dem weiteren Verstehen der vorliegenden Erfindung und stellt ein System dar, das eine erfindungsgemäße Ausführungsform umfasst.
  • In der in 1 dargestellten Ausführungsform wird die Polymerisation in Kreislaufreaktor 1 durchgeführt. Es ist klar, dass, obwohl der Kreislaufreaktor 1 mit vier vertikalen Strängen dargestellt ist, er mit mehr Strängen ausgerüstet sein kann, vorzugsweise 8 oder mehr Strängen, bevorzugter 8 bis 20 und insbesondere 8 bis 16, am meisten bevorzugt mit 12 Strängen. Die Polymerisationsaufschlämmung wird durch eine oder mehrere Pumpen, wie Axialströmungspumpen 2A und 2B gerichtet durch den Kreislaufreaktor 1 im Kreis geführt, wie durch Pfeile A–D dargestellt ist. Vorzugsweise ist der Kreislaufreaktor 1 mit mehreren Pumpen ausgerüstet, wobei jede Pumpe zu einer geraden Anzahl an Strängen gehört, wie z. B. vier Strängen, sechs Strängen, acht Strängen etc. Verdünnungsmittel, Comonomer und Monomer werden aus dem Verdünnungsmittellagerbehälter 40, dem Comonomerlagerbehälter 41 und der Monomerquelle 42 durch die Behandlungsbetten 37, 38 bzw. 39 durch Rohrleitungen 5, 4 bzw. 3, die mit Rohrleitung 6 verbunden sind, in den Kreislaufreaktor 1 eingebracht. Der Katalysator wird dem Kreislaufreaktor 1 durch ein oder mehrere Katalysatoreinsatzmaterialsysteme 7A und 7B zugegeben. Üblicherweise wird der Katalysator in einem Kohlenwasserstoffverdünnungsmittel eingebracht.
  • Polymerisationsaufschlämmung kann aus dem Kreislaufreaktor durch kontinuierliches Ablassen durch Ablassrohrleitung 8A entnommen werden. Es ist klar, dass der Kreislaufreaktor 1 mit einer oder mehreren Ablassrohrleitungen 8A ausgerüstet sein kann. Es ist auch klar, dass die Ablassrohrleitung(en) 8A im kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Modus betrieben werden kann oder können, vorzugsweise aber im kontinuierlichen Modus. Die Ablassrohrleitung 8A erstreckt sich ein Stück durch einen Teil der Wand des Kreislaufreaktors 1 und in die im Kreis laufende Polymerisationsaufschlämmung. Indem sie sich ein Stück in die Polymerisationsaufschlämmung erstreckt, kann die Ablassrohrleitung 8A Polymerisationsabstrom aus der im Kreis laufenden Polymerisationsaufschlämmung über einen Bereich entfernen, der definiert ist von nahe oder neben der Innenwand des Kreislaufreaktors 1 bis sich ein Stück in die im Kreis laufende Polymerisationsaufschlämmung erstreckend. Auf diese Weise kann ein höherer Gewichtsprozentsatz an Polymerfeststoffen innerhalb der Rohrleitung 8A gebildet und letztendlich aus dem Kreislaufreaktor 1 entnommen werden als der Gewichtsprozentgehalt an Polymerfeststoffen in der ansonsten im Kreis laufenden Polymerisationsaufschlämmung. Ein Drucksteuersystem (nicht in 1 gezeigt) arbeitet im Einklang mit der Ablassrohrleitung 8A. Die Ablassrohrleitung 8A und das Drucksteuersystem 410 sind in 3 und 4 deutlicher dargestellt und werden nachfolgend detaillierter diskutiert.
  • Der Polymerisationsabstrom wird von der Ablassrohrleitung 8A zu dem Ablassventil 8B zu Rohrleitung 9, die mit Leitungserhitzer 10 versehen ist, und in den ersten Abdampftank 11 geführt, der abgedampftes flüssiges Medium von Polymeraufschlämmung/Feststoffen trennt. Rohrleitung 9 hat indirekte Wärmeaustauschermittel wie Abdampfleitungserhitzer 10.
  • Verdünnungsmittel und unumgesetzte Monomere umfassendes verdampftes flüssiges Medium verlässt den ersten Abdampftank 11 durch Überführungsrohrleitung 12, durch die sie in einen Abtrenner, wie einen Zyklon, geführt wird, der durch Bezugszahl 13 dargestellt ist, der mitgerissene Polymerfeststoffe von dem Dampf trennt. Durch den Zyklon 13 abgetrennte Polymerfeststoffe werden durch Rohrleitung 14 durch Doppelabblasanordnung 14A geführt, die so konstruiert ist, dass eine Druckabdichtung unter Zyklon 13 zu zweitem Abdampftank mit geringerem Druck 15 aufrechterhalten wird.
  • Die Doppelabblasanordnung 14A schließt Ventile 14B und 14C ein. Die Abblasanordnung 14A zusammen mit Rohrleitung 14 führt zum periodischen Ablassen von Polymerfeststoffen, die sich in der Rohrleitung 14 aus dem Zyklon 13 angesammelt haben. Die Abblasanordnung 14A hält auch den Druckunterschied zwischen der Umgebung mit höherem Druck in dem Zyklon 13 und der Umgebung mit niedrigerem Druck in dem zweiten Abdampftank 15 aufrecht. Beim Betreiben der Abblasanordnung 14A werden die Ventile 14B und 14C nacheinander geöffnet und geschlossen. Zu Beginn dieser Abfolge ist das Ventil 14B offen und das Ventil 14C geschlossen, wodurch sich die Polymerfeststoffe aus dem Zyklon 13 in der Rohrleitung 14 ansammeln können. Nach dem Ablauf von Zeit und/oder dem Ansammeln von ausreichend Polymerfeststoffen in der Rohrleitung 14 schließt sich das Ventil 14B und fängt einen Teil der Umgebung mit hohem Druck aus dem Zyklon 13 in der Rohrleitung 14. Nachdem das Ventil 14B geschlossen ist, öffnet sich das Ventil 14C und die in der Rohrleitung 14 angesammelten Polymerfeststoffe werden durch den Druckunterschied zwischen der Umgebung mit höherem Druck in Rohrleitung 14 und der Umgebung mit niedrigerem Druck in dem Abdampftank 15 in den Abdampftank 15 zwangsabgelassen. Nach Ablassen der Polymerfeststoffe aus Rohrleitung 14 in den Abdampftank 15 schließt sich das Ventil 14C. Sobald das Ventil 14C geschlossen ist, wird das Ventil 14B geöffnet, und zu diesem Zeitpunkt sammeln sich wieder Polymerfeststoffe in Rohrleitung 14 aus dem Zyklon 13. Die genannte Abfolge wird dann wiederholt.
  • Wiederum unter Bezug auf den ersten Abdampftank 11 setzen sich die konzentrierten Polymerfeststoffe/Aufschlämmung im Boden des ersten Abdampftanks 11 kontinuierlich ab, indem sie dessen gerade Bodenfläche 16 entlang in die Abdichtkammer 17 gleiten, die vergrößert in 2 dargestellt ist. In der Abdichtkammer 17 wird ein Polymerfeststoffe/Aufschlämmungsniveau 43 aufrechterhalten, um Verstopfungsneigungen in dem ersten Abdampftank 11 auszuschließen und um eine solche Druckabdichtung zu bilden, dass der erste Abdampftank 11 bei einem wesentlich höheren Druck betrieben werden kann als der zweite Abdampftank 15. Polymeraufschlämmung/Feststoffe wird kontinuierlich aus der Abdichtkammer 17 in den zweiten Abdampftank mit geringerem Druck 15 abgelassen. Die Länge (l), der Durchmesser (d) und das Volumen der Abdichtkammer 17 und die Geometrie des Abdichtkammerausgangsreduzierstücks 18 werden so gewählt, dass eine variable Verweilzeit bereitgestellt wird und eine kontinuierliche Pfropfenströmung von konzentrierten Polymerfeststoffen/Aufschlämmung bereitgestellt wird, um "Tot"-Räume zu minimieren und Verstopfungstendenzen zu vermindern. Die Länge von Abdichtkammer 17 muss ausreichen, um eine Teilchen (Polymerfeststoff)-Niveaumessung und -steuerung zu erlauben.
  • Teilchenniveaumessung und -steuerung können durch ein Kernniveausignalsystem 18D erreicht werden. Das Kernniveausignalsystem 18D schließt eine Kernstrahlungsquelle (nicht gezeigt) und Empfänger- oder Niveaufühler 18A in Signalverbindung mit Niveausignalcontroller 18B ein. Beim Betrieb erzeugt der Niveaufühler 18A ein Signal, das dem Teilchenniveau in der Abdichtkammer 17 proportional ist. Dieses Signal wird an den Niveausignalcontroller 18B übertragen. Als Antwort auf dieses Signal und einen festgelegten Wert sendet der Niveausignal controller 18B ein Signal durch eine Leitung (durch gestrichelte Linie 18C dargestellt) zu einem Steuerventil 18E, das das Ablassen von Polymerfeststoffen in eine Rohrleitung 19 selektiv steuert.
  • Typische Verweilzeiten der konzentrierten Polymerfeststoffe/Aufschlämmung in der Abdichtkammer 17 sind 5 Sekunden bis 10 Minuten, bevorzugte Verweilzeiten sind 10 Sekunden bis 2 Minuten und insbesondere bevorzugte Verweilzeiten sind 15 Sekunden bis 45 Sekunden. Die kontinuierliche Pfropfenströmung von konzentrierten Polymerfeststoffen/Aufschlämmung bildet eine Druckabdichtung, wobei das Konzentrat Polymerfeststoffe/Aufschlämmung ein Verhältnis l/d in der Abdichtkammer 17 besitzt, das typischerweise 1,8 bis 8 beträgt, vorzugsweise ist l/d 2 bis 6 und insbesondere 2,2 bis 3. Typischerweise sind die Seiten des Abdichtkammerausgangsreduzierstücks zur Horizontalen geneigt, 60 bis 85°, vorzugsweise 65 bis 80° und insbesondere 68 bis 75°. Die Geometrie von Abdichtkammerausgangsreduzierstück 18 wird durch im Wesentlichen gerade Seiten definiert, die mit einem Winkel zur Horizontalen gleich dem Gleitwinkel der konzentrierten Polymeraufschlämmung/Feststoffe oder größer geneigt sind und die konzentrierten Polymerfeststoffe/Aufschlämmung zu einer zweiten Überführungsrohrleitung 19 überführen, die mit einem Einsatzmaterialeinlass von Abdampftank 15 in Verbindung steht. In Abdampftank 15 werden im Wesentlichen das gesamte verbliebene inerte Verdünnungsmittel und unumgesetzte Monomer in dem konzentrierten Polymerisationsabstrom abgedampft und über Kopf durch Rohrleitung 20 in einen zweiten Zyklon 21 genommen.
  • Bezogen auf den Zyklon 13 kann der größere Teil des flüssigen Mediums in dem Polymerisationsabstrom als Dampf zu Zyklon 13 geführt werden. Der Dampf wird, nachdem ein Teil der mitgerissenen Katalysator- und Polymerfeststoffe entfernt wurde, über Rohrleitung 22 durch Wärmeaustauschersystem 23A geführt, in dem der Dampf bei einem Druck von etwa 140 psia (9,7 × 105 Nm–2) bis etwa 315 psia (21,8 × 105 Nm–2) durch indirekten Wärmeaustausch mit einem Wärmeaustauscherfluid kondensiert wird, um so den Bedarf an Verdichtung auszuschließen. Der nicht von dem Zyklon 13 entfernte Teil der mitgerissenen Katalysator- und Polymerfeststoffe ist im Allgemeinen in der Größe kleiner und kann als "Feinstoffe", "Polymerfeinstoffe" und/oder "Katalysatorfeinstoffe" bezeichnet werden. Diese Feinstoffe schließen im Allgemeinen unumgesetzten und/oder weniger umgesetzten Katalysator ein.
  • Das Wärmeaustauschersystem 23A schließt Wärmeaustauscher 23E und Kreislaufpumpe für temperiertes Wasser 23B ein, die mit dem Wärmeaustauscher 23E durch Rohrleitung 23C verbunden ist. Ein Temperatursteuerventil für temperiertes Wasser 23D ist mit dem Wärmeaustauscher 23E und Wasserkreislaufpumpe 23B durch Rohrleitungen 23F bzw. 23G verbunden. Aus einer Kühlwasserquelle (nicht gezeigt) wird Kühlwasser durch eine Kühlwasserrohrleitung 23H in die Rohrleitung 23G zwischen dem Steuerventil 23D und der Kreislaufpumpe 23B gefördert. Ein Temperatursignalcontroller (temperature indicating controller, TIC) 23J ist zwischen dem Steuerventil 23D und der Rohrleitung 23C angeschlossen. Zwischen dem Controller 23J und der Rohrleitung 23C befindet sich ein Temperaturfühler 23K.
  • Das Wärmeaustauschersystem 23A wird betrieben, um die in dem Wärmeaustauscher 23E kondensierte Dampfmenge zu steuern. Dies wird erreicht, indem der in die Rohrleitung 23G eingebrachte Strom von Kühlwasser aus der Rohrleitung 23H durch Saugen von in dem Wärmeaustauscher 23E gebildetem, erhitztem Wasser gesteuert wird. Das erhitzte Wasser aus dem Wärmeaustauscher 23E wird durch die Rohrleitung 23F zu dem Steuerventil 23D gefördert. Das erhitzte Wasser verlässt das Steuerventil 23D durch die Rohrleitung 23I.
  • Genauer gesagt mischt sich eintretendes Kühlwasser aus der Rohrleitung 23H mit dem im Kreis laufenden temperierten Wasser in der Rohrleitung 23G, und die Mischung davon tritt in die Pumpe 23B ein. Das die Pumpe 23B verlassende Wasser tritt in die Rohrleitung 23C ein, und ein Teil davon kommt auf dem Weg zu dem Wärmeaustauscher 23E mit dem Temperaturfühler 23K in Kontakt. Der Temperaturfühler 23K erzeugt ein der Temperatur in Rohrleitung 23C proportionales Signal. Das Signal wird zu dem Temperatursignalcontroller 23J übertragen. Als Reaktion auf dieses Signal und einen eingestellten Temperaturwert sendet der Temperatursignalcontroller 23J ein Signal durch eine Signalleitung (durch die gestrichelte Linie 23L dargestellt) zu dem Steuerventil 23D, das das Volumen an erhitztem Wasser, das das Wärmeaustauschersystem 23A durch die Rohrleitung 23I verlässt, selektiv steuert.
  • Das an dem Wärmeaustauscher 23E gebildete kondensierte flüssige Medium schließt Verdünnungsmittel, unumgesetzten/weniger umgesetzten Katalysator, Polymerfeststoffe und unumgesetzte Monomere ein. Dieses kondensierte flüssige Medium wird dann durch Rohrleitung 22A zu Sammler 24B geführt.
  • Es ist gewünscht, die in dem Wärmeaustauscher 23E kondensierte Dampfmenge zu steuern und in dem Sammler 24B einen ausreichenden Dampfdruck aufrechtzuerhalten. Auf diese Weise kann ein Drucksteuerventil 24A einen ausreichenden Gegendruck auf den Sammler 24B aufrechterhalten. Durch Aufrechterhalten eines ausreichenden Gegendrucks auf den Sammler 24B wird in dem ersten Abdampftank 11 ein angemessener Betriebsdruck aufrechterhalten. Das Drucksteuerventil 24A wird durch einen Drucksignalcontroller 24C im Einklang mit Druckfühler 24D betätigt. Der Druckfühler 24D befindet sich in Messfühlverbindung mit dem Sammler 24B. Der Druckfühler 24D erzeugt ein dem Druck in dem Sammler 24B proportionales Signal. Als Reaktion auf dieses Signal und einen eingestellten Druckwert sendet ein Drucksignalcontroller 24C ein Signal durch eine Signalleitung (die durch die gestrichelte Linie 24E dargestellt wird) zu dem Steuerventil 24A, das den Gegendruck auf den Sammler 24B selektiv steuert.
  • Es ist eine Pumpe 25 vorgesehen, um das kondensierte flüssige Medium aus dem Sammler 24B durch Rohrleitung 26 zurück in die Polymerisationszone zu fördern. Auf diese Weise werden die nicht von dem Zyklon entfernten unumgesetzten/weniger umgesetzten Katalysator- und Polymerfeststoffe zur weiteren Polymerisation in den Kreislaufreaktor 1 zurückgeführt.
  • Die Polymerfeststoffe in dem zweiten Abdampftank bei geringerem Druck 15 werden durch Rohrleitung 27 zu konventionellem Trockner 28 geführt. Der den Zweitzyklon 21 verlassende Dampf wird nach Filtrieren in Filtereinheit 29 durch Rohrleitung 30 zu Verdichter 31 geführt, und die verdichteten Dämpfe werden durch Rohrleitung 32 zu Kondensator 33 geführt, in dem Dampf kondensiert wird und das Kondensat durch Rohrleitung 34 zu Lagerbehälter 35 geführt wird. Das kondensierte flüssige Medium in dem Lagerbehälter 35 wird typischerweise über Kopf zum Entfernen von leichten Verunreinigungen entlüftet. Das inerte Verdünnungsmittel kann dem Verfahren durch ein Behandlungsbett 37, um Katalysatorgifte zu entfernen, wieder zugeführt werden, oder in Anlage 36 zur vollständigeren Entfernung von Vorlauf destilliert und dann durch einen Behandlungsbett in das Verfahren zurückgeführt werden.
  • Wenn man nun zu 3 übergeht, ist ein Teil von Wand 310 des Kreislaufreaktors 1 dargestellt, durch die sich die Ablassrohrleitung 8A erstreckt. Die Ablassrohrleitung 8A kann sich mit verschiedenen Winkeln in den Reaktor erstrecken. Vorzugsweise erstreckt sich die Ablassrohrleitung 8A in den Kreislaufreaktor mit einem im Wesentlichen rechten Winkel in Bezug auf die Wand 310.
  • Die Wand 310 schließt eine Innenoberfläche 312 und eine Außenoberfläche 314 ein. Die Innenoberfläche 312 hält die durch Richtungspfeile 318 dargestellte im Kreis laufende Polymerisationsaufschlämmung. Die Ablassrohrleitung 8A besitzt Deckel 316A und durchgehende Wandung 316B. Teile der Wandung 316B definieren Öffnung 320. Die Öffnung 320 hat vertikale Öffnungsabmessungen v1 und v2, die durch Wände 320A und 320B der Wandung 316B definiert werden. Vorzugsweise ist die Abmessung v1 größer als die Abmessung v2. Die Öffnung 320 hat horizontale Öffnungsabmessungen h1 und h2 (nicht gezeigt). Die Öffnung 320 kann zu jeder beliebigen geeigneten Form geformt sein, wie rechteckig, oval oder eine Kombination davon. In einer Ausfüh rungsform kann die Öffnung 320 kegelförmig oder schaufelförmig sein.
  • Die Öffnung 320 steht mit Kanal 322 in Verbindung, der durch die Innenoberflächen des Deckels 316A und der Wandung 316B definiert ist. Der Kanal 322 fördert gefangene Polymerisationsaufschlämmung, wie durch Richtungspfeil 324 veranschaulicht wird, zu dem Ablassventil 8B (nicht gezeigt).
  • Die Öffnung 320 ist bezogen auf die Richtung der Bewegung der im Kreis laufenden Polymerisationsaufschlämmung 318 größenbemessen und positioniert. Vorzugsweise befindet sich die Öffnung 320 in einer im Wesentlichen gegenüberstehenden Position zu der Richtung der im Kreis laufenden Polymerisationsaufschlämmung 318. Bevorzugter steht die Öffnung 320 der Richtung der im Kreis laufenden Aufschlämmung 318 gegenüber. Auf diese Weise wird ein Teil der Polymerfeststoffe enthaltenden Polymerisationsaufschlämmung 324 aus der im Kreis laufenden Polymerisationsaufschlämmung 318 über einen Bereich von nahe oder neben der Innenwand 312 des Kreislaufreaktors 1 bis zu einem Stück in die im Kreis laufende Polymerisationsaufschlämmung 318 hinein entnommen. Auf diese Weise kann in der Rohrleitung 8A ein höherer Gewichtsprozentgehalt an Polymerfeststoffen als der Gewichtsprozentgehalt an Polymerfeststoffen in der ansonsten im Kreis laufenden Polymerisationsaufschlämmung gebildet werden.
  • Diese Erhöhung des Gewichtsprozentgehalts an Polymerfeststoffen kann von dem Ort der Ablassrohrleitung 8A entlang des Kreislaufreaktors 1, der Eintauchtiefe der Rohrleitung 8A in den Kreislaufreaktor, der Größe und Konfiguration der Öffnung 320, der Orientierung der Öffnung 320 bezogen auf die Richtung der im Kreis laufenden Polymerisationsaufschlämmung und dem Gewichtsprozentgehalt an Polymerfeststoffen in der im Kreis laufenden Polymerisationsaufschlämmung 318 abhängen. Zum Beispiel wird eine berechnete Erhöhung von 1 bis 5 Gewichtsprozent mit einer Ablassrohrleitung 8A mit einer Abmessung v1 von ungefähr 5 Zoll und einer Abmessung h1 von ungefähr 1 Zoll (2,5 cm) beobachtet. Die Ablassrohrleitung 8A wurde 10 Fuß (3,0 m) stromabwärts von einer 90°-Krümmung in dem Kreislaufreaktor 1 in einem Teil der Kreislaufreaktorwand 314 in der Nähe des Bodens positioniert. Die Ablassrohrleitung 8A erstreckte sich ungefähr 5,5 Zoll (14,0 cm) in den im Kreis laufenden Polymerisationsaufschlämmungsstrom. Die Geschwindigkeit der im Kreis laufenden Polymerisationsaufschlämmung lag im Bereich von 28 bis 34 ft/s (8,5 bis 10,3 ms–1) mit einem Gewichtsprozentgehalt an Polymerfeststoffen im Bereich von 48 bis 53.
  • Geht man nun zu 4 über, ist das Drucksteuersystem 410 veranschaulicht. Das Drucksteuersystem 410 wird bei einem im Wesentlichen gleichförmigen Druck in dem Kreislaufreaktor 1 betrieben, um das Ablassen von Polymerisationsabstrom aus dem Kreislaufreaktor 1 durch die Ablassrohrleitung 8A zu steuern. Das Steuersystem 410 wird auch betrieben, um ein Verstopfen der Ablassrohrleitung 8A durch Polymerfeststoffe bei Druckschwankungen in dem Kreislaufreaktor 1 und/oder wenn der Strom von Polymerisationsabstrom aus der Ablassrohrleitung 8A zu Rohrleitung 9 unterbrochen und/oder abgebrochen wird zu vermindern.
  • Das Drucksteuersystem 410 schließt erste Inertverdünnungsmittelquelle 412, wie Isobutan, und Inertverdünnungsmittelrohrleitung 414 in Verbindung mit Kreislaufreaktorleitung 416 ein. Die Strömung von Inertverdünnungsmittel durch die Inertverdünnungsmittelrohrleitung 414 zu der Kreislaufreaktorleitung 416 wird durch das Steuerventil 418 im Einklang mit Strömungsfilter 420 und einem Strömungssignalcontroller 422 gesteuert. Der Zweck des Messens der Strömung von inertem Verdünnungsmittel aus der ersten Inertverdünnungsmittelquelle 412 zu dem Kreislaufreaktor 1 besteht darin, ein Verstopfen der Rohrleitung 416 durch Polymerfeststoffe zu verhindern. Auf diese Weise kann Kreislaufreaktordruckfühler 441 (nachfolgend diskutiert) in Verbindung mit der Kreislaufreaktorrohrleitung 416 den Druck in dem Kreislaufreaktor 1 genauer überwachen.
  • Das Drucksteuersystem 410 schließt ferner zweite Inertverdünnungsmittelquelle 424 und dritte Inertverdünnungsmittelquelle 426 ein. Inertverdünnungsmittel, wie Isobutan, aus der zweiten Inertverdünnungsmittelquelle 424 strömt in Rohrleitung 428 auf Steuerventil 430 hin, das sich in Fluidkommunikation mit Rohrleitung 432 befindet. Das Steuerventil 430 misst im Einklang mit Strömungsfühler 431 und Strömungssignalcontroller 433 die Strömung von inertem Verdünnungsmittel aus der zweiten Inertverdünnungsmittelquelle 424 in Rohrleitung 432. Die Rohrleitung 432 befindet sich in Fluidkommunikation mit Rohrleitung 434 und der Ablassrohrleitung 8A und endet in der Ablassrohrleitung 8A an einem Punkt zwischen dem Kreislaufreaktor 1 und dem Ablassventil 8B. Der Zweck des Messens der Strömung von Inertverdünnungsmittel aus der zweiten Inertverdünnungsmittelquelle 422 in die Rohrleitung 432 besteht darin, Verstopfen der Rohrleitung 432 durch Polymerfeststoffe zu verhindern, die sonst aus der Ablassrohrleitung 8A zurück in die Rohrleitung 432 strömen könnten. Außerdem verhindert die Strömung von Inertverdünnungsmittel aus der zweiten Inertverdünnungsmittelquelle 422 auch das Verstopfen der Rohrleitung 434 und des Steuerventils 440 durch Polymerfeststoffe, die aus der Ablassrohrleitung 8A zurück in Rohrleitung 432 fließen könnten.
  • Aus der dritten Inertverdünnungsmittelquelle 426 strömt Inertverdünnungsmittel in Rohrleitung 438 auf Steuerventil 440 hin, das sich in Fluidkommunikation mit Rohrleitung 434 befindet. Wie nachfolgend detaillierter erläutert ist, spricht im Falle einer ausreichenden Druckschwankung in dem Kreislaufreaktor 1 das Steuerventil 440 an und setzt eine ausreichende Strömung von inertem Verdünnungsmittel unter ausreichendem Druck aus der dritten Inertverdünnungsmittelquelle 426 in Gang, um Polymerfeststoffe aus der Ablassrohrleitung 8A in den Kreislaufreaktor 1 zu spülen und/oder abzulassen. In diesem Fall ist die Strömung von inertem Verdünnungsmittel aus der dritten Inertverdünnungsmittelquelle 426 in die Rohrleitung 432 im Allgemeinen größer als die Strömung von inertem Verdünnungsmittel aus der zweiten Inertverdünnungsmittelquelle 424 in die Rohrleitung 432. Zum Beispiel kann die Strömung von inertem Verdünnungsmittel der zweiten Inertverdünnungsmittelquelle 424 zu der Ablassrohrleitung 8A im Bereich von 0,5 bis weniger als 2,0 gal/min (0,03 bis weniger als 1,3 dm3s–1) liegen. Die Strömung von inertem Verdünnungsmittel aus der dritten Inertverdünnungsmittelquelle 426 zu der Ablassrohrleitung 8A kann im Bereich von 2,0 bis 20 gal/min (1,3 bis 13 dm3s–1) liegen.
  • Kreislaufreaktordruckfühler 441 und Drucksignalcontroller 442 dienen verschiedenen Zwecken. Wie bereits erwähnt, überwacht der Druckfühler 441 den Druck von Kreislaufreaktor 1 durch die Rohrleitung 416. Als Reaktion auf diesen Druck erzeugt der Kreislaufreaktordruckfühler 441 ein Signal, das dem Druck in Rohrleitung 416 proportional ist. Dieses Signal wird in den Drucksignalcontroller 442 übertragen. Als Reaktion auf dieses Signal und einen eingestellten Druckwert sendet der Drucksignalcontroller 442 ein Signal durch eine Signalleitung (durch die gestrichelte Linie 444 dargestellt) zu dem Ablassventil 8B und dem Steuerventil 440.
  • Beim normalen Kreislaufreaktorbetrieb ist das Ablassventil 8B so positioniert, dass die Strömung von Polymerisationsabstrom aus der Ablassrohrleitung 8A in Rohrleitung 9 ermöglicht wird. Gleichzeitig ist das Steuerventil 440 geschlossen und verhindert die Strömung von Inertverdünnungsmittel aus der dritten Inertverdünnungsmittelquelle 426 zu der Ablassrohrleitung. Wenn ausreichende Druckschwankungen stattfinden und/oder partieller Druckabfall in dem Kreislaufreaktor 1 durch den Kreislaufreaktordruckfühler 441 detektiert werden, führt das durch den Drucksignalcontroller 442 erzeugte Signal zum Schließen des Ablassventils 8B und zum Öffnen des Steuerventils 440. Durch Schließen von Ablassventil 8B und dadurch Unterbrechen des Ablassens aus dem Kreislaufreaktor 1 wird der Druck in dem Kreislaufreaktor 1 wiederhergestellt. Durch Öffnen des Steuerventils 440 und Strömen von ausreichenden Volumina von Inertverdünnungsmittel unter einem ausreichenden Druck aus der dritten Inertverdünnungsmittelquelle 426 in die Ablassrohrleitung 8A können in der Ablassrohrleitung 8A zwischen dem Ablassventil 8B und dem Kreislaufreaktor 1 verbliebene Polymerfeststoffe aus der Ablassrohrleitung 8A und in den Kreislaufreaktor 1 gespült oder ausgespült werden. Außerdem wird, indem eine ausreichende Strömung von kontinuierlichen oder anderen Inertverdünnungsmitteln in und/oder durch die Ablassrohrleitung 8A aufrechterhalten wird, während das Ablassventil 8B geschlossen ist, verhindert, dass die Polymerfeststoffe in dem Kreislaufreaktor 1 in die Ablassrohrleitung 8A eintreten oder sich in dieser wesentlich sammeln und/oder die Ablassrohrleitung 8A verstopfen. Nach Rückkehr zum Normalbetrieb schließt sich das Steuerventil 440 und bricht die Strömung von Inertverdünnungsmittel aus der dritten Inertverdünnungsmittelquelle 460 ab und das Ablassventil 8B öffnet sich und die Strömung von Polymerisationsabstrom durch die Ablassrohrleitung 8A in die Rohrleitung 9 wird fortgesetzt.
  • Nachdem die vorliegende Erfindung allgemein beschrieben wurde, wird angenommen, dass sie durch Bezug auf die folgenden Beispiele deutlicher wird. Es ist klar, dass die Beispiele lediglich zum Zwecke der Veranschaulichung dienen und nicht als die Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen.
  • Beispiele
  • Beispiel 1
  • Ein typisches Ethylenpolymerisationsverfahren kann bei einer Temperatur von etwa 215°F (102°C) und einem Druck von 565 psia (39,1 × 105 Nm–2) durchgeführt werden. Ein Beispiel für ein solches Verfahren führt zu einem Polymerisationsabstrom von etwa 83.000 lb/h (10,5 kg s–1), der etwa 45.000 lb/h (5,68 kg s–1) Polyethylenpolymerfeststoffe und etwa 38.000 lb/h (4,79 kg s–1) Isobutan und unumgesetzte Monomere umfasst. Der kontinuierlich abgelassene Polymerisationsabstrom wird in dem ersten Abdampftank bei einem Druck von etwa 240 psia (16,6 × 105 Nm–2) und einer Temperatur von etwa 180°F (82°C) abgedampft, um etwa 35.000 lb/h (4,4 kg s–1) Dämpfe von Verdünnungsmittel und unumgesetztem Monomer und mitgerissene teilchenförmige Materialien über Kopf zu entfernen. Beim Durchgang zwischen dem Ablassventil und dem ersten Abdampftank wird dem Polymerisationsabstrom durch geeignete Heizmittel eine zusätzliche Wärmemenge zugeführt. Nach Entfernen der Feinstoffe wird der Isobutandampf durch Wärmeaustausch bei einem Druck von etwa 240 psia (16,6 × 105 Nm–2) und einer Temperatur von etwa 135°F (57°C) kondensiert. Die aus dem Boden des ersten Abdampftanks in die Abdichtkammer abgelassene Polymeraufschlämmung/Feststoffe bilden eine kontinuierliche Pfropfenströmung von konzentrierter Polymeraufschlämmung/Feststoffe, die eine Druckabdichtung bereitstellt, mit einem l/d-Verhältnis des Pfropfens von Polymeraufschlämmung/Feststoffen von 2,5'' in einer 8 ft 4'' (2,53 m) langen Abdichtkammer mit einem l/d-Verhältnis von 5,5 und einem Kegelwinkel des Abdichtkammerausgangsreduzierstücks von etwa 68°. Die Verweilzeit der kontinuierlichen Pfropfenströmung der konzentrierten Polymeraufschlämmung/Feststoffe beträgt etwa 16 Sekunden. Die konzentrierte Polymeraufschlämmung/Feststoffe wird kontinuierlich aus dem Boden des ersten Tanks bei einer Temperatur von etwa 180°F (82°C) und einem Druck von etwa 240 psia (16,6 × 105 Nm–2) durch eine Abdichtkammer, ein Abdichtkammerausgangsreduzierstück und eine zweite Überführungsrohrleitung in einen Einsatzmaterialeinlass eines zweiten Abdampftanks abgelassen. Das in der konzentrierten Polymeraufschlämmung/Feststoffe, die in den zweiten Abdampftank überführt werden, verbliebene flüssige Medium wird bei einer Temperatur von etwa 175°F (79°C) und bei einem Druck von etwa 25 psia (1,7 × 105 Nm–2) abgedampft, um etwa 4.300 lb/h (0,54 kg s–1) Isobutan und unumgesetzte Monomere zu entfernen, die durch Verdichten und Wärmeaustausch kondensiert werden.
  • Beispiel 2
  • Ein typisches Ethylenpolymerisationsverfahren kann außerdem bei einer Temperatur von etwa 215°F (102°C) und einem Druck von 565 psia (39,1 × 105 Nm–2) durchgeführt werden. Ein Beispiel für ein solches Verfahren führt zu einem Polymerisationsabstrom von etwa 83.000 lb/h (10,5 kg s–1), der etwa 45.000 lb/h (5,68 kg s–1) Polyethylenpolymerfeststoffe und etwa 38.000 lb/h (4,79 kg s–1) Isobutan und unumgesetzte Monomere umfasst. Der kontinuierlich abgelassene Polymerisationsabstrom wird in dem ersten Abdampftank bei einem Druck von etwa 240 psia (16,6 × 105 Nm–2) und einer Temperatur von etwa 175°F (79°C) abgedampft, um etwa 23.000 lb/h (2,9 kg s–1) Dämpfe von Verdünnungsmittel und unumgesetztem Monomer und mitgerissene teilchenförmige Materialien über Kopf zu entfernen. Nach Entfernen der Feinstoffe wird der Isobutandampf ohne Verdichten durch Wärmeaustausch bei einem Druck von etwa 240 psia (16,6 × 105 Nm–2) und einer Temperatur von 112°F (44°C) kondensiert. Die aus dem Boden des ersten Abdampftanks in die Abdichtkammer abgelassene Polymeraufschlämmung/Feststoffe bildet eine kontinuierliche Pfropfenströmung von konzentrierter Polymeraufschlämmung/Feststoffe, die eine Druckabdichtung bereitstellt, mit einem l/d-Verhältnis des Pfropfens von Polymeraufschlämmung/Feststoffen von 2,5 in einer 8ft 4'' (2,53 m) langen Abdichtkammer mit einem l/d-Verhältnis von 5,5 und einem Kegelwinkel von etwa 68° an dem Abdichtkammerausgangsreduzierstück. Die Verweilzeit der kontinuierlichen Pfropfenströmung von konzentrierter Polymeraufschlämmung/Feststoffe in der Abdichtkammer beträgt etwa 16 Sekunden. Etwa 60.000 lb/h (7,56 kgs–1) konzentrierte Polymeraufschlämmung/Feststoffe wird kontinuierlich aus dem Boden des ersten Abdampftanks bei einer Temperatur von etwa 175°F (79°C) und einem Druck von etwa 249 psia (16,6 × 105 Nm2) durch eine Abdichtkammer, ein Abdichtkammerausgangsreduzierstück und eine zweite Überführungsrohrleitung in einen Einsatzmaterialeinlass an einem zweiten Abdampftank abgelassen. Das in der konzentrierten Polymeraufschlämmung/Feststoffe, die in den zweiten Abdampftank überführt wurde, verbliebene flüssige Medium wird bei einer Temperatur von etwa 125°F (52°C) und bei einem Druck von etwa 25 psia (1,7 × 105 Nm–2) abgedampft, um etwa 16.000 lb/h (2,0 kg s–1) Isobutan und unumgesetztes Monomer zu entfernen, die durch Verdichten und Wärmeaustausch kondensiert werden.
  • Beispiel 3
  • Ein Beispiel für ein typisches Ethylenpolymerisationsverfahren wurde in einem 20'' (0,50 m)-Reaktor mit 8 Strängen mit Absetzsträngen mit einer Gesamtlänge von 833 ft (254 m) und einem Volumen von 11.500 gal (43585 dm3) durchgeführt. Der Reaktor war mit einem einzigen Abdampftank ausgerüstet (der 100 Verdichten des gesamten aus dem Reaktor abgelassenen Verdünnungsmittels erforderte), und einer einzigen 460 bis 480 KW-Kreislaufpumpe mit einer Pumpenhöhe im Bereich von 85 ft bis 110 ft (25,9 bis 33,5 m) ausgerüstet, die eine Kreislaufgeschwindigkeit im Bereich von 21.000 bis 28.000 gal/Min. (gpm) (1326 bis 1768 dm3 s–1) ergab und im diskontinuierlichen Ablassmodus betrieben wurde. Die Polymerisationstemperatur in dem Reaktor betrug etwa 215°F (101,7°C) bis 218°F (103,3°C) und der Polymerisationsdruck betrug 565 psia (39,1 × 105 Nm–2).
  • In dem Verfahren von Beispiel 3 lag die Reaktoraufschlämmungsdichte im Bereich von 0,555 g/cm3 bis 0,565 g/cm3, die Polymerherstellungsgeschwindigkeit lag im Bereich von 28.000 lb bis 31.000 lb/h (3,5 bis 3,9 kg s–1), während eine Gewichtsprozentkonzentration an Reaktorfeststoffen im Bereich von 46 bis 48 und eine Polymerverweilzeit im Bereich von 0,83 bis 0,92 Stunden aufrechterhalten wurden. Die Raum-Zeit-Ausbeute (STY) lag im Bereich von 2,4 bis 2,7. Die Daten und Ergebnisse von Beispiel 3 sind ferner in Tabelle 1 dargestellt.
  • Beispiel 4
  • Ein weiteres Beispiel für ein typisches Ethylenpolymerisationsverfahren, das eine hohe Polymerfeststoffbeladung veranschaulicht, wurde in einem 20-Zoll-Reaktor mit Strängen mit einer Gesamtlänge von 833 ft (254 m) und einem Volumen von 11.500 gal (43.585 dm3) durchgeführt. Der Reaktor in Beispiel 4 war mit Doppelabdampftanks, einer einzigen Ablassrohrleitung, zwei Kreislaufpumpen in Reihe, die insgesamt 890 bis 920 Kilowatt verbrauchten und insgesamt eine Druckhöhe im Bereich von 190 ft bis 240 ft (57.9 bis 73.1 m) ergaben ausgerüstet, was eine Kreislaufgeschwindigkeit im Bereich von 23.000 bis 30.000 gpm (1.453 bis 1.895 kg s–1) ergab, und wurde im kontinuierlichen Ablassmodus betrieben. Die Polymerisationstemperatur betrug etwa 217°F (102,8°C) bis 218°F (103,3°C) und der Polymerisationsdruck in dem Reaktor betrug 565 psia (39,1 × 105 Nm–2).
  • In dem Verfahren von Beispiel 4 wurde ein Polymerisationsabstrom mit einer Reaktoraufschlämmungsdichte im Bereich von 0,588 bis 0,592 g/cm3 und einer Polymerherstellungsgeschwindigkeit im Bereich von 38.000 bis 42.000 lb/h (4,8 bis 5,3 kg s–1) hergestellt, während eine Gewichtsprozentkonzentration von Polymerfeststoffen im Bereich von 54 bis 57 mit einer Polymerverweilzeit im Bereich von 0,68 bis 0,79 Stunden aufrechterhalten wurde. Die Raum-Zeit-Ausbeute (STY) lag im Bereich von 3,3 bis 3,7. Die Daten und Ergebnisse von Beispiel 4 sind ferner in Tabelle 1 dargestellt.
  • Der kontinuierlich abgelassene Polymerisationsabstrom wurde in dem ersten Abdampftank bei einem Druck von etwa 240 psia (16,6 × 105 Nm–2) und einer Temperatur von etwa 175°F (79°C) abgedampft, um etwa 16.000 lb/h (2,0 kg s–1) Dämpfe von Verdünnungsmittel und unumgesetztem Monomer und mitgerissenes teilchenförmiges Material über Kopf zu entfernen. Nach Entfernen der Feinstoffe wurde der Isobutandampf ohne Verdichten durch Wärmeaustausch bei einer Temperatur von etwa 240 psia (16,6 × 105 Nm–2) und einer Temperatur von etwa 112°F (44°C) kondensiert. Die aus dem Boden des ersten Abdampftanks in die Abdichtkammer abgelassene Polymeraufschlämmung/Feststoffe bildet eine kontinuierliche Pfropfenströmung von konzentrierter Polymeraufschlämmung/Feststoffe, die eine Druckabdichtung liefert, mit einem l/d-Verhältnis des Pfropfens von Polymeraufschlämmung/Feststoffen von 2,5 in einer 8 ft 4'' (2,53 m) langen Abdichtkammer mit einem l/d-Verhältnis von 5,5 und einem Kegelwinkel von 68° an dem Abdichtkammerausgangsreduzierstück. Die Verweilzeit der kontinuierlichen Pfropfenströmung von konzentrierter Polymeraufschlämmung/Feststoffen in der Abdichtkammer betrug etwa 16 Sekunden. Konzentrierte Polymeraufschlämmung/Feststoffe wurde aus dem Boden des ersten Abdampftanks bei einer Temperatur von etwa 175°F (79°C) und ei nem Druck von etwa 240 psia (16,6 × 105 Nm–2) kontinuierlich durch eine Abdichtkammer, ein Abdichtkammerausgangsreduzierstück und eine zweite Überführungsrohrleitung in einen Einsatzmaterialeinlass eines zweiten Abdampftanks abgelassen. Das in der konzentrierten Polymeraufschlämmung/Feststoffe, die in den zweiten Abdampftank überführt wird, verbliebene flüssige Medium wurde bei einer Temperatur von etwa 125°F (52°C) und bei einem Druck von etwa 25 psia (1,7 × 105 Nm–2) abgedampft, um etwa 16.000 lb/h (2,07 kg s–1) Isobutan und unumgesetztes Monomer zu entfernen, die durch Verdichten und Wärmeaustausch kondensiert wurden.
  • Tabelle 1 Daten der Ethylenpolymerisation
    Figure 00340001
  • Diskussion
  • Angesichts der obigen Beschreibung und Beispiele lassen sich bezüglich der Vorrichtung und des Verfahrens verschiedene Beobachtungen machen.
  • Es wurde beobachtet, dass durch Erhöhen der Druckhöhen- und Strömungsfähigkeit der Kreislaufreaktorkreislaufpumpe(n) ein höherer Feststoffgewichtsprozentgehalt in dem Reaktor im Kreis geführt werden kann. Es wurde außerdem beobachtet, dass das Erzielen der notwendigen Druckhöhe und der notwendigen Strömung aus einer Pumpe schwieriger wird, wenn der Prozentgehalt der Feststoffe über 45 Gewichtsprozent erhöht und/oder die Reaktorlänge erhöht wird. Deshalb erlaubt die Verwendung von zwei Punkten in Reihe eine Verdopplung der Pumpendruckhöhenfähigkeit und eine resultierende Erhöhung des prozentualen Feststoffgehalts. Eine Erhöhung des Gewichtsprozentgehalts der Feststoffe in dem Kreislaufreaktor erhöht die Katalysatorverweilzeit, was für Chromoxid- und Ziegler-Natta-Katalysatoren die Katalysatorproduktivität erhöht. Man könnte sich dafür entscheiden, den Vorteil eines höheren Feststoffprozentgehalts und der längeren Verweilzeit auszunutzen, indem die Herstellungsgeschwindigkeit mit verminderter Katalysatorzufuhrgeschwindigkeit konstant gehalten wird und die Katalysatorausbeute verbessert wird. Eine andere Alternative besteht darin, die Katalysatorzufuhrgeschwindigkeit konstant zu halten und den Reaktordurchsatz zu erhöhen und dadurch STY bei nahezu konstanter Katalysatorproduktivität zu erhöhen. Ein höherer Feststoffgehalt erhöht auch den aus dem Reaktor entnommenen Gewichtsprozentgehalt der Feststoffe, was Isobutanverarbeitungskosten bei der Rückführausrüstung vermindert. Vorzugsweise wird der höhere Feststoffgehalt kontinuierlich entfernt. Kontinuierliches Ablassen kann durch eine Einzelpunktablassleitung erfolgen.
  • In einem Kreislaufreaktor ist es nicht immer möglich, die Leitung für das kontinuierliche Ablassen an einer optimalen Stelle anzuordnen, um den Vorteil der Zentrifugalkraft auf die Erhöhung des Gewichtsprozentgehalts der Feststoffe auszunutzen und dadurch die mit den Polymerfeststoffen mitgerissene Iso butanmenge zu vermindern. Es wurde aber auch beobachtet, dass eine wie in 3 dargestellte speziell konstruierte Leitung, in den Kreislaufreaktor eingeschoben, den Gewichtsprozentgehalt der aus dem Reaktor entfernten Feststoffe erhöhen kann. Dieses Einschieben der Leitung funktioniert in jedem beliebigen Bereich des Kreislaufreaktors und erhöht in einem geraden Bereich den Gewichtsprozentgehalt an Feststoffen auf den gleichen Wert wie den an einer Stelle, die den Vorteil der Zentrifugalkraft zum Konzentrieren von Feststoffen ausnutzt.
  • Mit der Entwicklung der Möglichkeit des Führens im Kreis eines hohen Gewichtsprozentgehalts an Feststoffen in dem Kreislaufreaktor und Zweistufen-Abdampfen wird der Bedarf an Konzentrierung von Feststoffen in dem Reaktorausfluss vermindert, verglichen mit dem konventionellen Kreislaufreaktorbetrieb mit Zirkulieren von geringen Feststoffgehalten, Einstufen-Abdampfen, kontinuierlicher Ablassleitung und kontinuierlichem oder anderem Ablassen. Deshalb können die konventionellen Kreislaufreaktorabsetzstränge, die zum Maximieren der Polymerfeststoffkonzentration vor dem Ablassen konstruiert sind, durch eine kontinuierliche Ablassleitung ersetzt werden, was das System mechanisch vereinfacht, die Investitionskosten verringert, die Sicherheit verbessert, die Wartung verringert und die Reaktorsteuerung vereinfacht. Absetzstränge erfordern wegen ihrer Neigung eine regelmäßige Wartung zum Verstopfen und können Material bilden, das stromabwärts Polymerhandhabungsausrüstung verstopft. Die Ethylenhöchstkonzentration des Kreislaufreaktors wird wegen der Neigung von Polymer, in den Strängen bei erhöhten Ethylenkonzentrationen zwischen Ablassungen zu wachsen und deshalb den Strang zu verstopfen durch Absetzstränge begrenzt. Kontinuierliches Ablassen schließt diese Neigung aus. Ein weiterer Vorteil von kontinuierlichem Ablassen ist eine bessere Reaktion auf ein plötzliches Abfallen des Reaktordrucks, was eintreten kann, wenn die Ethylenströmung rasch vermindert wird. In diesem Fall unterbrechen Absetzstränge das Ablassen und können innerhalb von Minuten mit Polymer verstopfen.
  • Eine Entwicklung, die die Wirksamkeit des Zweistufen-Abdampfsystems verbessern würde, ist der kontinuierliche Abdampfleitungserhitzer. Der Erhitzer würde bis zu 100% des aus dem Reaktor mit dem Polymer abgelassenen Verdünnungsmittels verdampfen, was eine bessere Rückgewinnung des Verdünnungsmittels durch den Mitteldruckkondensator erlauben würde. Verdünnungsmittelgewinnung mit dem ersten Abdampftank würde die Kosten von Versorgungseinrichtungen und Investitionen verringern. Konventionelle Einstufen-Verdünnungsmittelrückgewinnungssysteme mit Niederdruck schließen Verdichten, Destillation und Behandlung ein, die hohe Investitions- und Betriebskosten besitzen. Der Abdampfleitungserhitzer würde die Temperatur des Polymers in dem stromabwärts gelegenen Trocknersystem erhöhen und dazu führen, dass niedrigere Niveaus an flüchtigem Material in dem Endprodukt möglich sind, was die variablen Kosten senken und die Sicherheit verbessern würde und beim Erzielen von Umweltstandards hilfreich wäre.
  • Der erste Abdampftank liefert einen Mitteldruckabdampfschritt, der eine einfache Kondensation von Verdünnungsmittel und Rückführung in den Reaktor erlaubt. Der Abdampfleitungserhitzer wäre in der Lage, ausreichend Wärme zuzuführen, um bis zu 100% des Verdünnungsmittels in dem ersten Abdampftank zu verdampfen.
  • Verdünnungsmitteldampf und unumgesetzte/weniger umgesetzte Katalysator/Polymerfeinstoffe gehen aus dem Abdampftank über Kopf zu dem Zyklon. Die Masse des Polymers geht am Boden des ersten Abdampftanks durch die Abdichtkammer zu dem zweiten Abdampftank. Mit dem Boden des ersten Abdampftanks ist die Abdichtkammer verbunden, die einen Pfropfenströmungsbereich mit geringer Verweilzeit bereitstellt, um das Polymerniveau zu steuern und den Druck in dem ersten Abdampftank aufrechtzuerhalten. Die Abdichtkammer ist so konstruiert, dass eine Reihe von Polymerformen, von konzentrierter Aufschlämmung bis zu trockenem Polymer, aufgenommen werden kann.
  • Der Überkopfstrom aus dem ersten Abdampftank wird von dem Zyklon empfangen, der die meisten der Polymerfeinstoffe entfernt und sie durch ein Zweiventilsystem zu der Masse der Polymerströmung in dem zweiten Abdampftank zurückführt, was es erlaubt, die Feinstoffe zwischen den Ventilen anzusammeln und dann durch das Bodenventil abzulassen, während der Druck in dem ersten Abdampfsystem aufrechterhalten wird. Der Überkopfstrom aus dem Zyklon enthält etwas unumgesetzte/weniger umgesetzte Katalysator- und Polymerfeinstoffe. Diese Teilchen werden mit dem Verdünnungsmitteldampf zu dem Kondensator getragen, nach Kondensation mit dem flüssigen Verdünnungsmittel mitgerissen, in dem Sammler gesammelt und in dem Verdünnungsmittel in den Reaktor zurückgeführt. Die Kondensations- und Sammlersysteme sind so konstruiert und werden so betrieben, dass sie Feinpartikel aufnehmen können.
  • Der Kondensator liefert geringe variable und Investitionskosten der Verflüssigung des aus dem Reaktor mit dem Polymer über den ersten Abdampftank entfernten Verdünnungsmittels. Konventionelle Einzel-Abdampftanksysteme dampfen den Polymerisationsabstrom auf gerade oberhalb von Umgebungsdruck ab, was Verdichten erfordert, um das Verdünnungsmittel vor der Rückführung in den Kreislaufreaktor zu verflüssigen. Ein Mitteldruckabdampfen stellt Kondensation mit einem üblicherweise verfügbaren Kühlmedium, wie Betriebskühlwasser, bereit. Das Kondensatorsystem wird mit Verdünnungsmittel gespült und ist so konstruiert, dass es einen Gehalt an Feinstoffen ohne Ansammlung oder Verstopfen aufnehmen kann. Der Kondensator wird durch ein temperiertes Wassersystem gekühlt, das die Kondensationstemperatur steuert, um den richtigen Dampfdruck in dem Sammler zu erreichen, um eine wirksame Drucksteuerung durch das Drucksteuerventil an der Sammlerentlüftung zu ermöglichen. Das temperierte Wassersystem des Kondensators ist ein Umlaufpumpenkreislauf mit Kühlwasser, dessen Temperatur nach Bedarf durch Zudosieren von frischem Kühlwasser gesteuert wird.
  • Der Sammler nimmt das kondensierte Verdünnungsmittel und Katalysator/Polymerfeinstoffe auf und pumpt die Mischung auf der Grundlage der Niveausteuerung in dem Sammler zurück in den Kreislaufreaktor. Der Sammler hat eine Bodenform, die so konstruiert ist, dass sie Feinstoffe aufnehmen kann. Eine Entlüftung an dem Sammler spült das angesammelte Verdünnungsmittel frei von Vorlaufmaterialien/nicht kondensierbaren Materialien und steuert den Druck an dem ersten Abdampfsystem.
  • Der zweite Abdampftank, der gerade oberhalb vom Umgebungsdruck betrieben wird, erhält Polymer aus der Abdichtkammer des ersten Abdampftanks. In dem zweiten Abdampftank findet eine vollständige Verdampfung statt, wenn diese nicht bereits in dem ersten Abdampftank erreicht wurde. Polymer verlässt den Boden des zweiten Abdampftanks in das Trocknersystem. Der Abdampfleitungserhitzer würde die Temperatur des Polymers erhöhen, wodurch das Trocknersystem restliche flüchtige Materialien wirksamer und effizienter entfernen würde. Das Überkopf-Material des zweiten Abdampftanks ist nicht in dem ersten Abdampfsystem zurückgewonnener Verdünnungsmitteldampf und wird filtriert und zur Rückführung in den Kreislaufreaktor verdichtet.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben und dargestellt wurde, verstehen die Fachleute in der Technik, dass die Erfindung auf viele hier nicht veranschaulichte Weisen variiert werden kann. Deshalb soll zur Bestimmung des wahren Bereichs der vorliegenden Erfindung nur auf die nachfolgenden Ansprüche Bezug genommen werden.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Herstellung von Polymer aus einer Polymerisationsaufschlämmung in einem mit einer Raum-Zeit-Ausbeute von größer als 2,6 lb/h·gal (8,65 × 10–5 kg s–1dm–3) betriebenen Kreislaufreaktor mit den Schritten: Bilden des Polymers in der Polymerisationsaufschlämmung, wobei die Polymerisationsaufschlämmung ein flüssiges Medium und Feststoffe umfasst, kontinuierliches Ablassen der Polymerisationsaufschlämmung durch ein Ablassventil in eine erste Überführungsrohrleitung, wobei die Polymerisationsaufschlämmung nach Ablassen als Polymerisationsabstrom bezeichnet wird, Erhitzen des Polymerisationsabstroms in der ersten Überführungsrohrleitung auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Polymers, Überführen des Polymerisationsabstroms durch die erste Überführungsrohrleitung in einen ersten Abdampftank, wobei der Druck in dem ersten Abdampftank und die Temperatur des erhitzten Polymerisationsabstroms so bemessen sind, dass ein Dampf aus etwa 50% bis etwa 100% des flüssigen Mediums hergestellt wird, Kondensieren des in der ersten Abdampfstufe erhaltenen Dampfs durch Wärmeaustausch, Ablassen von Polymerfeststoffen aus dem ersten Abdampftank durch eine Abdichtkammer mit derart ausreichenden Abmessungen, um ein zur Aufrechterhaltung einer Druckabdichtung ausreichendes Volumen an Polymerfeststoffen in der Abdichtkammer aufrechtzuerhalten, in einen zweiten Abdampftank, Überführen der Polymerfeststoffe in einen zweiten Abdampftank, Aussetzen der Polymerfeststoffe gegenüber einer Druckverminderung von einem höheren Druck in dem ersten Abdampftank auf einen niedrigeren Druck in dem zweiten Abdampfen und Ablassen der Polymerfeststoffe aus dem zweiten Abdampftank.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Kreislaufreaktor bei einer Raumausbeute von höher als 2,8 lb/h·gal (9,3 × 10–5 kg s–1dm–3) betrieben wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 mit einem Gewichtsprozentgehalt der Feststoffe in der Polymerisationsaufschlämmung von mehr als 47.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem der Kreislaufreaktor bei einem Verhältnis von gesamter Kreislaufpumpendruckhöhe/Reaktorlänge von mehr als 0,15 ft/ft betrieben wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem der Kreislaufreaktor mit einer Kreislaufpumpendruckhöhe größer als oder gleich 200 ft (61 m) betrieben wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Polymerisationsaufschlämmung durch mehrere Pumpen innerhalb des Kreislaufreaktors im Kreis geführt wird und bei dem das Volumen größer als 20.000 gal (75.800 dm3) ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem der Kreislaufreaktor mehr als acht vertikale Stränge hat.
  8. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem der Wärmeaustausch in der Kondensationsstufe mit einem Wärmeaustauscher erreicht wird, der mit einem Temperatur-gesteuerten Wärmeübertragungsmedium ausgerüstet ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das erste Abdampfen bei etwa 140 psia (9,7 × 105 Nm–2) bis etwa 315 psia (21,8 × 105 Nm–2) durchgeführt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der konzentrierte Polymerabstrom und abgedampfte Flüssigkeit kontinuierlich abgetrennt werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die dem Polymerisationsabstrom zugeführte Wärmemenge mindestens gleich der Wärmemenge ist, die gleich der Verdampfungswärme des beim ersten Abdampfen abzudampfenden flüssigen Mediums ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Monomer (die Monomere) α-Olefin umfasst (umfassen).
  13. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Monomer (die Monomere) Ethylen umfasst (umfassen).
  14. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Polymer Poly-α-olefin umfasst.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Polymer Polyethylen umfasst.
DE69918432T 1998-05-18 1999-05-18 Kontinuierliche Entfernung von flüchtigen Stoffen in Dispersionspolymerisation Expired - Fee Related DE69918432T2 (de)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US8041298A 1998-05-18 1998-05-18
US80412 1998-05-18
WOPCT/US99/06102 1999-03-19
PCT/US1999/006102 WO1999047251A1 (en) 1998-03-20 1999-03-19 Continuous slurry polymerization volatile removal
PCT/US1999/011007 WO1999060028A2 (en) 1998-05-18 1999-05-18 Continuous volatile removal in slurry polymerization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69918432D1 DE69918432D1 (de) 2004-08-05
DE69918432T2 true DE69918432T2 (de) 2005-08-04

Family

ID=22157197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69918432T Expired - Fee Related DE69918432T2 (de) 1998-05-18 1999-05-18 Kontinuierliche Entfernung von flüchtigen Stoffen in Dispersionspolymerisation

Country Status (13)

Country Link
US (1) US20020182121A1 (de)
EP (2) EP1437174B1 (de)
JP (1) JP2003526696A (de)
KR (1) KR20010071291A (de)
CN (1) CN1301788C (de)
AU (1) AU755016B2 (de)
CA (1) CA2330967C (de)
DE (1) DE69918432T2 (de)
EA (4) EA200200081A3 (de)
HK (1) HK1039295A1 (de)
SG (1) SG120088A1 (de)
WO (1) WO1999060028A2 (de)
ZA (1) ZA200006673B (de)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6239235B1 (en) 1997-07-15 2001-05-29 Phillips Petroleum Company High solids slurry polymerization
US6815511B2 (en) * 1997-07-15 2004-11-09 Chevron Phillips Chemical Company, Lp Continuous withdrawal from high solids slurry polymerization
US6281300B1 (en) 1998-03-20 2001-08-28 Exxon Chemical Patents, Inc. Continuous slurry polymerization volatile removal
KR100531628B1 (ko) 1998-03-20 2005-11-29 엑손모빌 케미칼 패턴츠 인코포레이티드 연속적인 슬러리 중합반응의 휘발물질 제거
EP1344563B1 (de) * 1998-03-20 2007-10-03 Chevron Phillips Chemical Company LP Kontinuierliches Entfernen flüchtiger Bestandteile aus Suspensionspolymerisation
US7268194B2 (en) 1998-03-20 2007-09-11 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Continuous slurry polymerization process and apparatus
US20020111441A1 (en) 1998-03-20 2002-08-15 Kendrick James Austin Continuous slurry polymerization volatile removal
WO2001005842A1 (en) * 1999-07-15 2001-01-25 Phillips Petroleum Company Slotted slurry take off
DE10118182A1 (de) 2001-04-11 2002-10-17 Basf Ag Verfahren zur Aufarbeitung eines flüssigen Reaktionsaustrages der kationischen Polymerisation von Isobuten
EP1444273B1 (de) * 2001-11-06 2006-10-25 Chevron Phillips Chemical Company LP Kontinuierliches entfernen flüchtiger bestandteile aus suspensionspolymerisation
KR20040091644A (ko) * 2002-02-19 2004-10-28 엑손모빌 케미칼 패턴츠 인코포레이티드 루프 반응기를 사용하는 연속적인 슬러리 중합 방법
WO2003074167A1 (en) * 2002-02-28 2003-09-12 Exxonmobile Chemical Patents Inc. Continuous slurry polymerization process in a loop reactor
WO2004027264A2 (en) * 2002-09-17 2004-04-01 Chevron Phillips Chemical Company Lp Improved pumping apparatus and process for slurry polymerization in loop reactors
CN101503483B (zh) * 2002-09-17 2012-09-05 切夫里昂菲利普化学有限责任公司 改进的用于环管反应器内淤浆聚合的泵送装置和方法
JP2007506818A (ja) 2003-09-24 2007-03-22 バーゼル・ポリオレフィン・ゲーエムベーハー オレフィン重合のための様々な直径を有するループ型反応器
SA04250276B1 (ar) 2003-09-24 2009-02-07 باسيل بوليوليفين جي ام بي اتش عملية بلمرة لوسط معلق مع تركيزات عالية للمواد الصلبة خلال مفاعل حلقي
EP1586590A1 (de) * 2004-02-13 2005-10-19 Total Petrochemicals Research Feluy Stofftransferbehälter zwischen Entspannungsbehälter und Austragskolonne zur Wiedergewinnung von festen Polymeren
PL1791875T3 (pl) 2004-08-27 2013-11-29 Chevron Phillips Chemical Co Lp Energoefektywny sposób wytwarzania poliolefin
GB0426057D0 (en) * 2004-11-26 2004-12-29 Solvay Chemical process
GB0426059D0 (en) * 2004-11-26 2004-12-29 Solvay Chemical process
GB0426058D0 (en) 2004-11-26 2004-12-29 Solvay Chemical process
CN100355835C (zh) * 2005-02-02 2007-12-19 何光临 高分子聚合物合金的制备方法及专用的微闪蒸挤出机
US7615596B2 (en) * 2005-09-30 2009-11-10 Chevron Phillips Chemical Company Lp Multiple component feed methods and systems
US7629421B2 (en) * 2005-12-21 2009-12-08 Chevron Phillips Chemical Company Lp Monomer recovery by returning column overhead liquid to the reactor
EP1825910A1 (de) * 2006-02-24 2007-08-29 Total Petrochemicals Research Feluy Methode zur Umwandlung eines Schleifenreaktors
EP2033976A1 (de) * 2007-09-03 2009-03-11 INEOS Manufacturing Belgium NV Polymerisationsprozess in der Schlammphase
EP2376220A1 (de) 2008-12-18 2011-10-19 ExxonMobil Chemical Patents Inc. Hochdruckpolymerisationsverfahren
CN102686310B (zh) * 2009-12-22 2015-07-08 埃克森美孚化学专利公司 用于聚合过程的分离容器及其清洁方法
EP2651982B1 (de) * 2010-12-17 2018-04-11 Univation Technologies, LLC Systeme und verfahren zur rückgewinnung von kohlenwasserstoffen aus einem polyolefinspülgasprodukt
EP3838930B1 (de) * 2012-03-16 2023-06-28 Ineos Europe AG Polymerisierungsverfahren
US8987390B2 (en) 2012-12-18 2015-03-24 Chevron Phillips Chemical Company, Lp Chain transfer agent removal between polyolefin polymerization reactors
WO2015022025A1 (en) 2013-08-14 2015-02-19 Ineos Europe Ag Polymerization process
US10029230B1 (en) 2017-01-24 2018-07-24 Chevron Phillips Chemical Company Lp Flow in a slurry loop reactor
WO2018194872A1 (en) * 2017-04-17 2018-10-25 Chevron Phillips Chemical Company Lp System and method for processing reactor polymerization effluent
EP3479896A1 (de) 2017-11-03 2019-05-08 Borealis AG Polymerisationsreaktorsystem mit mindestens einer enthnahmeventil
EP3801802A1 (de) * 2018-05-31 2021-04-14 Dow Global Technologies LLC Verdampferentwurf
WO2021050231A1 (en) * 2019-09-13 2021-03-18 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Processes and apparatus for bimodal slurry polymerization
US11673975B2 (en) 2021-08-24 2023-06-13 Chevron Phillips Chemical Company Lp System and method for improving dump tank purge time

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3293000A (en) * 1962-10-05 1966-12-20 Phillips Petroleum Co Withdrawal of solids from a flowing stream comprising a slurry of same
US3324093A (en) * 1963-10-21 1967-06-06 Phillips Petroleum Co Loop reactor
FR1585028A (de) * 1968-05-14 1970-01-09
DE2212611B2 (de) * 1972-03-16 1977-08-04 BUhler-Miag GmbH, 3300 Braunschweig Vorrichtung zum fortlaufenden bilden von gutportionen und einbringen derselben in eine pneumatische foerderleitung
DE2409839C2 (de) * 1974-03-01 1982-11-18 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zum Herstellen kleinteiliger Olefinpolymerisate
US4121029A (en) * 1976-12-06 1978-10-17 Phillips Petroleum Company Polyolefin reactor system
US4395523A (en) * 1978-03-16 1983-07-26 Chemplex Company Method of making and recovering olefin polymer particles
US4303771A (en) * 1978-12-14 1981-12-01 Union Carbide Corporation Process for the preparation of high density ethylene polymers in fluid bed reactor
US4461889A (en) * 1980-09-17 1984-07-24 Phillips Petroleum Company Separation of solid polymers and liquid diluent
US4424341A (en) * 1981-09-21 1984-01-03 Phillips Petroleum Company Separation of solid polymers and liquid diluent
US4690804A (en) * 1983-07-15 1987-09-01 Phillips Petroleum Company Catalyst feed system
US4613484A (en) * 1984-11-30 1986-09-23 Phillips Petroleum Company Loop reactor settling leg system for separation of solid polymers and liquid diluent
US5183866A (en) * 1989-08-30 1993-02-02 Phillips Petroleum Company Polymer recovery process
US5565175A (en) * 1990-10-01 1996-10-15 Phillips Petroleum Company Apparatus and method for producing ethylene polymer
US5575979A (en) † 1991-03-04 1996-11-19 Phillips Petroleum Company Process and apparatus for separating diluents from solid polymers utilizing a two-stage flash and a cyclone separator
US5229480A (en) * 1992-09-03 1993-07-20 E. I. Du Pont De Nemours And Company Vinyl fluoride polymerization
US5558472A (en) * 1993-10-07 1996-09-24 Sumitomo Chemical Company, Limited Method and apparatus for transporting particles
US6239235B1 (en) * 1997-07-15 2001-05-29 Phillips Petroleum Company High solids slurry polymerization

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999060028A2 (en) 1999-11-25
EP1437174B1 (de) 2011-10-05
WO1999060028A3 (en) 2000-08-31
HK1039295A1 (en) 2002-04-19
EP1080116A2 (de) 2001-03-07
DE69918432D1 (de) 2004-08-05
EP1080116B1 (de) 2004-06-30
EP1080116B2 (de) 2012-10-03
EA200200081A3 (ru) 2002-10-31
EA200200079A1 (ru) 2002-06-27
EA200200081A2 (ru) 2002-06-27
AU4085899A (en) 1999-12-06
EP1437174A2 (de) 2004-07-14
EA003709B1 (ru) 2003-08-28
EA002729B1 (ru) 2002-08-29
EA200001202A1 (ru) 2001-06-25
CN1302225A (zh) 2001-07-04
EA003081B1 (ru) 2002-12-26
EA200200080A1 (ru) 2002-04-25
US20020182121A1 (en) 2002-12-05
CA2330967C (en) 2009-07-28
AU755016B2 (en) 2002-11-28
EP1437174A3 (de) 2004-11-10
ZA200006673B (en) 2001-12-18
KR20010071291A (ko) 2001-07-28
CA2330967A1 (en) 1999-11-25
JP2003526696A (ja) 2003-09-09
CN1301788C (zh) 2007-02-28
SG120088A1 (en) 2006-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69918432T2 (de) Kontinuierliche Entfernung von flüchtigen Stoffen in Dispersionspolymerisation
DE69937260T2 (de) Kontinuierliches Entfernen flüchtiger Bestandteile aus Suspensionspolymerisation
DE602004001213T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Polyethylen
DE60010485T2 (de) Verfahren zur herstellung von polyolefinen
DE69833324T2 (de) Verfahren zur herstellung von polypropylenlegierungen
DE3382632T2 (de) Wirbelbettemperaturregelungsverfahren, insbesondere fuer ein polymerherstellungsverfahren.
DE102005005506A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Polymerisation von Ethylen
DE60118812T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Polyolefinharzes
DE602005000280T2 (de) Verfahren zur olefinpolymerisation mit optimisierter produktentladung
DE602004001391T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Olefinpolymeren
DE3613308A1 (de) Verfahren und geraet fuer fluidisierte dampftrocknung von geringwertigen kohlesorten
DE2322164A1 (de) Verfahren zum abtrennen von olefinpolymeren
DE2806694A1 (de) Verfahren zur entfernung von monomerem vinylchlorid aus einer aufschlaemmung eines vinylchloridharzes durch dampf
DE2552683A1 (de) Verfahren zum abziehen nicht-umgesetzter monoolefinischer monomerer
DE2520591C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von wäßrigen Homo- und Copolymerisatdispersionen, deren Polymeranteil mindestens 50 Gew.-°/o polymerisier-
DE602005000314T2 (de) Olefinpolymerisationsverfahren mit sequentiellem austrag
DE1520656B2 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Polymerisation von Propylen in inertem Kohlenwasserstoff
DE102009040424A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Polyolefin
DE1265418B (de) Verfahren zur Polymerisation von Olefinen
DE60124151T2 (de) Kontinuierliches entfernen flüchtiger bestandteile aus suspensionspolymerisation
CH295070A (de) Verfahren zum Polymerisieren olefinisch ungesättigter Verbindungen.
DE60133234T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Olefinpolymeren
DE2802866A1 (de) Verfahren zur herstellung von copolymerisaten des aethylens
DE102004054628A1 (de) Vorrichtung zur Gasphasenpolymerisation von Olefinen, insbesondere Ethylen
DE2532264A1 (de) Abstreifverfahren

Legal Events

Date Code Title Description
8363 Opposition against the patent
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: CHEVRON PHILLIPS CHEMICAL CO. LP, THE WOODLANDS, T

8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: PATENT- UND RECHTSANWAELTE BARDEHLE, PAGENBERG, DOS

8339 Ceased/non-payment of the annual fee
R102 Epo decision maintaining patent in amended form now final

Ref document number: 1080116

Country of ref document: EP

R102 Epo decision maintaining patent in amended form now final

Ref document number: 1080116

Country of ref document: EP

Effective date: 20121003