EA016208B1 - Многоконтурный реактор для полимеризации олефинов - Google Patents

Abstract

Настоящее изобретение относится к многоконтурному реактору для проведения гомополимеризации этилена или сополимеризации этилена и высших 1-олефиновых сомономеров. Реактор 1 включает два петлевых реактора 2 и 3, расположенных, по существу, в одной и той же горизонтальной плоскости и соединенных друг с другом передаточным трубопроводом 16 для транспортировки суспензии полимера из одного реактора в другой, проходящим от выпускного отверстия вертикального отстойника первого реактора до впускного отверстия второго реактора и расположенным, по существу, горизонтально. Предложен также способ получения указанных полимеров этилена с помощью такого реактора.

Description

Область техники

Настоящее изобретение относится к усовершенствованию транспортировки суспензии полимера из одного петлевого реактора полимеризации олефинов в другой петлевой реактор полимеризации олефинов в многоконтурном реакторе. Более конкретно, настоящее изобретение относится к многоконтурному реактору, пригодному для проведения полимеризации олефинов и включающему по меньшей мере два соединенных друг с другом петлевых реактора, а также к способу полимеризации олефинов, в котором суспензию полимера транспортируют, по существу, горизонтально из одного петлевого реактора в другой петлевой реактор посредством передаточных трубопроводов.

Уровень техники

Полимеризацию олефинов, например полимеризацию этилена, часто проводят в реакторе, используя для этого мономер, разбавитель, катализатор и, возможно, сомономеры и водород. Полимеризацию обычно проводят в суспензии, в которой продукт обычно состоит из твердых частиц и находится в виде суспензии в разбавителе. Суспензионное содержимое реактора подвергают непрерывной циркуляции, перекачивая его насосом для поддержания эффективного суспендирования твердых частиц полимера в жидком разбавителе. Продукт извлекают при помощи вертикальных отстойников, которые работают в периодическом режиме для отбора продукта. Осаждение в отстойниках используют для увеличения концентрации твердых веществ в суспензии, которую в конечном итоге извлекают в виде суспензии продукта. Затем продукт выгружают в испарительный резервуар через испарительные трубопроводы, где испаряют большую часть разбавителя и непрореагировавших мономеров, которые рециркулируют. Частицы полимера сушат, затем к ним могут быть добавлены добавки, и, наконец, полимер экструдируют и гранулируют.

Как известно в данной области техники, для полимеризации олефинов могут быть использованы несколько последовательно соединенных реакторов для получения полиолефинов. Некоторые способы полимеризации включают использование двух или нескольких реакторов полимеризации, соединенных друг с другом. Термин бимодальный олефиновый полимер относится к олефиновому полимеру, который получают в двух реакторах, последовательно соединенных друг с другом. Однако проблемы, связанные с известными способами полимеризации и установками, состоящими из полимеризационной системы, включающей два или более последовательно соединенных реакционных сосуда для полимеризации, включают нарушение транспортировки суспензии полимера из одного реактора в другой последовательно соединенный реактор при условии поддержания в каждом реакторе независимо выбранных режимов работы. В некоторых случаях во время транспортировки образуются более мелкие частицы (мелочь), которые имеют тенденцию зависать или оставаться в транспортировочном оборудовании и могут даже закупоривать трубопроводы и клапаны. Частое забивание системы вызывает остановки оборудования, потерю продукта и сырья, а также увеличивает эксплуатационные расходы.

В системах, известных в данной области техники, были описаны соединенные друг с другом реакторы, расположенные, по существу, вертикально, т.е. реакторы, расположенные один над другим в вертикальном направлении, под углом наклона выше 45° по отношению к горизонтальной оси, проведенной из выпускного отверстия первого реактора. Такое расположение требует монтажа вертикальных передаточных трубопроводов или других средств вертикальной транспортировки полимерного продукта из зоны полимеризации первого реактора в зону полимеризации второго реактора. Однако проблема, связанная с таким типом конфигурации, состоит в необходимости вертикального расположения реакторов, что обычно имеет технические ограничения и приводит к возрастанию производственных затрат. Кроме того, в такой конфигурации реакторы расположены близко друг к другу, что ограничивает доступ к ним.

В патенте США 33445431 описана установка для сополимеризации моно-1-олефинов. Установка включает два соединенных друг с другом реактора. Транспортировку полимерного продукта из первого реактора во второй реактор производят, транспортируя полимерный продукт в шнековый конвейер, который переносит полимерный продукт из первого реактора в промывную колонну второго реактора. Шнековый конвейер представляет собой конвейер, включающий желоб или трубу, в которой продукт движется под действием бесконечного винта или лопастей. Таким образом, для транспортировки полимерного продукта из одного реактора в другой реактор в аппарате, описанном в патенте США 33445431, применяют механическое устройство с приводом от двигателя.

Ввиду вышесказанного, в данной области техники имеется необходимость разработки способа и системы реакторов полимеризации, в которых решены эксплуатационные проблемы, имеющиеся в многореакторных системах известного типа, и в которых установка может быть построена и работать более экономично, чем известные системы.

Таким образом, основная задача настоящего изобретения состоит в разработке системы из нескольких соединенных друг с другом реакторов, создаваемой и работающей более экономично, чем множественные реакторы, известные в данной области техники. Задачей настоящего изобретения также является разработка улучшенного способа приготовления полиолефинов в общем, и полиэтилена в частности, в системе из нескольких соединенных друг с другом реакторов. Кроме того, задачей настоящего изобретения является разработка усовершенствованного способа, в котором применяют несколько соединенных друг с другом реакторов и который позволяет снизить конструкционные и эксплуатационные расходы и

- 1 016208 улучшить эксплуатационные характеристики и эксплуатационную универсальность системы реакторов.

Сущность изобретения

В первом аспекте настоящее изобретение относится к реактору, пригодному для полимеризации олефинов, а именно гомополимеризации этилена или сополимеризации этилена и высших 1-олефиновых сомономеров, представляющих собой бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-октен или 1-децен, и включающему по меньшей мере два соединенных друг с другом реактора, причем указанное соединение, по существу, состоит из одного или нескольких передаточных трубопроводов, пригодных для транспортировки суспензии полимера из одного реактора в другой реактор, при этом указанный передаточный трубопровод расположен, по существу, горизонтально.

В соответствии с настоящим изобретением по меньшей мере два реактора соединяют друг с другом и предпочтительно соединяют их последовательно, так что полимерный продукт, производимый в одном реакторе, может быть направлен в другой реактор полимеризации для проведения дальнейшей полимеризации в этом реакторе. В соответствии с настоящим изобретением два реактора расположены, по существу, в одной и той же горизонтальной плоскости, что позволяет производить непосредственную, по существу, горизонтальную, транспортировку полимерного продукта из одного реактора полимеризации в другой реактор полимеризации. Для этой цели передаточные трубопроводы для продукта, позволяющие транспортировать полимерный продукт из одного реактора в другой реактор, расположены, по существу, горизонтально.

Реакторы расположены, по существу, в одной и той же горизонтальной плоскости, так что расстояние ΔΗ по вертикали от выпускного отверстия вертикального отстойника первого реактора до впускного отверстия второго реактора меньше, чем горизонтальное расстояние ΔΕ от выпускного отверстия вертикального отстойника первого реактора до впускного отверстия второго реактора. Передаточный трубопровод соединяет выпуск вертикального отстойника реактора с впускным отверстием другого реактора.

Передаточный трубопровод расположен, по существу, горизонтально под углом наклона α к горизонтальной оси Х-Х', составляющим 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10°.

В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу приготовления в предложенном реакторе указанных выше олефиновых полимеров, включающему следующие операции:

введение в реактор одного или более олефиновых реагентов (этилена или этилена и указанного выше 1-олефинового сомономера), катализаторов полимеризации и разбавителей;

полимеризацию указанных олефиновых реагентов с образованием суспензии полимера;

перекачивание указанной суспензии полимера для поддержания циркуляции в указанном реакторе, причем указанный способ дополнительно включает один или более одного следующих циклов: после осаждения указанной суспензии полимера в одном или более вертикальных отстойниках первого реактора, по существу, горизонтальную транспортировку указанной суспензии полимера из выпускного отверстия вертикального отстойника первого реактора во впускное отверстие второго реактора посредством указанного передаточного трубопровода под углом наклона α к горизонтальной оси Х-Х', составляющим 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10°.

По сравнению с известными реакторами и способами реактор и способ, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, обладают несколькими преимуществами, например оптимальной с точки зрения стоимости транспортировкой осажденной суспензии из вертикальных отстойников одного реактора в другой реактор.

Благодаря, по существу, горизонтальному расположению передаточных трубопроводов между соединенными друг с другом реакторами, два реактора могут быть расположены, по существу, в одной и той же горизонтальной плоскости, что упрощает монтаж реакторов: реакторы могут быть расположены на большем расстоянии друг от друга, чем в случае вертикально расположенных реакторов. Кроме того, горизонтальное выравнивание реакторов позволяет снизить конструкционные и эксплуатационные затраты, а также облегчает доступ к каждому индивидуальному реактору, что очень важно как с технической точки зрения, так и с точки зрения безопасности.

Неожиданно оказалось, что, по существу, горизонтальная транспортировка полимерного продукта из одного реактора в другой посредством передаточных трубопроводов не увеличивает частоту закупоривания трубопроводов, транспортирующих полимер, а обеспечивает оптимальную с точки зрения стоимости транспортировку продукта.

Далее настоящее изобретение будет описано более подробно. Указанное описание приведено здесь в качестве примера, но не ограничивает настоящее изобретение. Цифровые обозначения относятся к приложенным к описанию чертежам.

Подробное описание чертежей

На фиг. 1 схематически показаны два реактора 2, 3 полимеризации, соединенные последовательно в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 2 показана подробная схема соединения петлевого реактора 2 с другим петлевым реактором 3 посредством передаточных трубопроводов 16;

на фиг. 3 схематически показан двухконтурный реактор полимеризации.

- 2 016208

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение относится к аппарату и способу, обеспечивающему, по существу, горизонтальную транспортировку суспензии полимера из одного реактора в другой реактор в многореакторной системе.

Нижеследующее подробное описание дано на примере многоконтурного реактора, состоящего по меньшей мере из двух петлевых реакторов, соединенных последовательно. Однако настоящее изобретение не ограничено петлевыми реакторами и подходит также и для многоаппаратных реакторов любого другого типа, состоящих по меньшей мере из двух реакторов, соединенных последовательно.

Настоящее изобретение пригодно для осуществления способов полимеризации, проводимой в петлевых реакторах, для получения олефиновых полимеров, причем указанные способы заключаются в каталитической полимеризации в разбавителе, содержащем полимеризуемый мономер, таких олефинов, как С₂-С₈-олефины, а именно этилена или этилена и высших 1-олефиновых сомономеров, представляющих собой бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-октен или 1-децен.

Реакция полимеризации может быть проведена при температуре от 50 до 120°С, предпочтительно при температуре от 70 до 115°С, более предпочтительно при температуре от 80 до 110°С и при давлении от 20 до 100 бар (2-10 МПа), предпочтительно при давлении от 30 до 50 бар (3-5 МПа), более предпочтительно при давлении от 37 до 45 бар (3,7-4,5 МПа).

В частности, настоящее изобретение описано на примере полимеризации этилена. Пригодные способы полимеризации этилена включают гомополимеризацию этилена и сополимеризацию этилена и высших 1-олефиновых сомономеров, таких как бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-октен или 1-децен. Более конкретно, изобретение описано на примере полимеризации этилена для получения бимодального полиэтилена (ПЭ). Термин бимодальный ПЭ относится к ПЭ, полученному в двух реакторах, последовательно соединенных друг с другом.

Полимеризацию этилена проводят в жидком разбавителе в присутствии катализатора, возможно сокатализатора, возможно сомономера, возможно водорода, и, возможно, других добавок, в результате чего получают суспензию полимера.

Употребляемые в настоящем описании термины полимеризационная суспензия или суспензия полимера либо суспензия означают, по существу, многофазную композицию, включающую, по меньшей мере, твердые частицы полимера и жидкую фазу, а также допускающую, по меньшей мере, локальное присутствие в процессе третьей фазы (газа), при этом жидкая фаза представляет собой непрерывную фазу. Твердые вещества включают катализатор и полимеризованный олефин, такой как полиэтилен. Жидкости включают инертный разбавитель, такой как изобутан, растворенный мономер, такой как этилен, сомономер, регуляторы молекулярной массы, такие как водород, антистатические агенты, противообрастающие присадки, очистители и другие технологические добавки.

Подходящие разбавители известны в данной области техники и включают углеводороды, инертные или, по меньшей мере, по существу, инертные и находящиеся в жидком состоянии в условиях проведения реакции. Подходящие углеводороды включают изобутан, н-бутан, пропан, н-пентан, изопентан, неопентан, изогексан и н-гексан; предпочтительным углеводородом является изобутан.

Подходящие катализаторы хорошо известны в данной области техники. Неограничивающие примеры подходящих катализаторов включают оксиднохромовые, например, нанесенные на носителе из диоксида кремния или оксида алюминия, металлорганические катализаторы, включая катализаторы, известные под названием катализаторов Циглера или Циглера-Натта, металлоценовые катализаторы и подобные им катализаторы. Термин сокатализатор, употребляемый в настоящем описании, относится к материалам, которые могут быть использованы вместе с катализатором для повышения активности последнего в реакции полимеризации.

В первом воплощении настоящее изобретение относится к многоконтурному реактору, пригодному для проведения полимеризации полиолефинов и включающему по меньшей мере два соединенных друг с другом петлевых реактора, причем указанное соединение, по существу, состоит из одного или нескольких передаточных трубопроводов, пригодных для транспортировки суспензии полимера из одного реактора в другой реактор, и при этом указанный передаточный трубопровод расположен, по существу, горизонтально. На фиг. 1 изображен многоконтурный реактор 1, включающий по меньшей мере два реактора 2, 3 полимеризации, последовательно соединенные в соответствии с настоящим изобретением. Несмотря на то что в предпочтительном варианте выполнения изобретение включает применение двух отдельных петлевых реакторов, специалистам следует понимать, что изобретение также можно осуществлять с использованием более двух отдельных реакторов.

Два реактора 2, 3 могут работать последовательно, одновременно производя один и тот же или различные полимерные продукты в зависимости от выбранного сырья для получения полиолефинов и катализатора, температуры, давления и других условий внутри реакторов. В предпочтительном варианте воплощения установки и способа, предлагаемых в настоящем изобретении, реакторы работают последовательно таким образом, что полимерный продукт, производимый в одном реакторе, транспортируют в другой реактор для проведения там дальнейшей полимеризации.

- 3 016208

Свойства конечного полиолефинового продукта, получаемого в многоконтурном реакторе, зависят от большого количества факторов, которые могут быть в отдельности отрегулированы в системе по меньшей мере из двух петлевых реакторов, включая состав ожижающей среды в каждом петлевом реакторе, катализаторы полимеризации, величины температуры и давления, скорости потока и другие параметры, поддерживаемые в реакторах. Таким образом, предлагаемая в настоящем изобретении система полимеризации, включающая указанный многоконтурный реактор 1, обладает эксплуатационной гибкостью, что позволяет получать полиолефиновые полимеры, имеющие различные физические свойства. В предпочтительном воплощении петлевые реакторы системы многоконтурного реактора соединяют последовательно и применяют для приготовления последовательно полимеризованного продукта, имеющего специфические характеристики.

Как показано на фиг. 1, многоконтурный реактор включает по меньшей мере два соединенных друг с другом петлевых реактора 2, 3, каждый из которых состоит из множества взаимосвязанных труб 4, определяющих путь потока 8 суспензии полимера. Кроме того, к трубам 4 одного из реакторов, реактора 2, присоединены один или более вертикальных отстойников 12. Каждый из этих вертикальных отстойников 12 соединен с передаточным трубопроводом 16 для транспортировки суспензии полимера в другой реактор 3. Один или более вертикальных отстойников 12 также присоединены к трубам 4 другого реактора 3 для выгрузки суспензии полимера из реактора 3 в зону выделения продукта. Кроме того, в указанном многоконтурном реакторе установлен по меньшей мере один насос 6, пригодный для поддержания циркуляции суспензии полимера. Соединение между петлевыми реакторами 2, 3, по существу, состоит из одного или нескольких передаточных трубопроводов 16, причем указанные передаточные трубопроводы направлены, по существу, горизонтально из одного реактора 2 в другой реактор 3. Передаточные трубопроводы направлены, по существу, горизонтально под углом наклона α к горизонтальной оси Х-Х', составляющим 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10°.

Каждый петлевой реактор 2, 3 состоит из множества взаимосвязанных труб 4, таких как множество вертикальных сегментов труб, множество верхних поперечных сегментов труб, множество нижних поперечных сегментов труб, причем верхний конец каждого из указанных вертикальных сегментов труб соединен с одним из указанных верхних поперечных сегментов труб, а нижний конец каждого из указанных вертикальных сегментов труб соединен с одним из указанных нижних поперечных сегментов труб при помощи угловых соединительных сегментов, что обеспечивает непрерывность пути потока 8 суспензии полимера. Следует понимать, что хотя конструкция изображенных петлевых реакторов 2 и 3 включает четыре вертикальные трубы, указанные петлевые реакторы 2, 3 могут быть снабжены большим или меньшим количеством труб, в частности 4 или более трубами, например от 4 до 20 вертикальных труб. Вертикальные участки сегментов труб предпочтительно снабжены теплообменными рубашками 10. Тепло, выделяющееся при полимеризации, может быть отведено с помощью охлаждающей воды, циркулирующей в указанных рубашках реактора. Предпочтительно указанные реакторы работают в полностью жидкостном режиме.

Реагенты, включающие мономерный этилен, легкий углеводородный разбавитель и, возможно, сомономер и водород, вводят в реактор 2 по трубопроводу 5. По меньшей мере в один реактор 2 посредством трубопровода 11 также подают катализатор, возможно, вместе с сокатализатором или активирующим агентом.

В петлевых реакторах поддерживают циркуляцию суспензии полимера. Полимеризационная суспензия непосредственно циркулирует через петлевые реакторы 2, 3, как показано стрелками 8, под действием одного или нескольких насосов, таких как осевой насос 6. Приводом насоса может служить электрический мотор 7. Применяемый в настоящем описании термин насос включает любое устройство, которое с помощью компрессионного привода повышает давление жидкости, например, при помощи поршня или набора вращающихся крыльчаток 9. В соответствии с настоящим изобретением предпочтительно выбирают насос осевого типа.

В предпочтительном варианте реализации катализаторы вводят перед насосом 6 посредством трубопровода 5, в то время как разбавитель, мономер, возможные сомономеры и добавки предпочтительно вводят после циркуляционного насоса 6 посредством трубопровода 11.

Каждый из петлевых реакторов 2, 3, кроме того, снабжен одним или нескольким вертикальными отстойниками 12, соединенными с трубами 4 реакторов 2, 3. Суспензия промежуточного полимера или полимерного продукта может быть извлечена из петлевых реакторов с помощью периодической или непрерывной разгрузки через один или более вертикальных отстойников 10 вместе с некоторым количеством разбавителя. В вертикальных отстойниках 12 содержание твердого вещества возрастет по сравнению с его концентрацией в объеме петлевого реактора. Как показано на фиг. 1, суспензия полимера, осажденная в вертикальных отстойниках 12, может быть извлечена посредством трехходового клапана 15 и затем либо направлена в другой реактор 3 при помощи передаточного трубопровода 16, либо направлена в зону извлечения продукта, например, посредством трубопровода 20.

Вертикальные отстойники могут быть расположены на любом сегменте или любом угловом соединении указанного петлевого реактора. В указанных вертикальных отстойниках полимеризационная сус

- 4 016208 пензия разделяется, так что суспензия, покидающая реактор, содержит более высокую концентрацию твердых веществ, чем циркулирующая суспензия. Это позволяет ограничить количество разбавителя, который необходимо подвергнуть обработке и повторно загрузить в реактор. Следует понимать, что разгрузку указанных вертикальных отстойников можно производить как непрерывным, так и периодическим способом.

Как показано на фиг. 1, один из горизонтальных участков каждого из реакторов 2, 3 снабжен четырьмя вертикальными отстойниками 12. Несмотря на то что на фиг. 1 показаны только четыре вертикальных отстойника, настоящее изобретение также включает петлевые реакторы, включающие один или более вертикальных отстойников. В одном из вариантов реализации настоящего изобретения указанный петлевой реактор включает от 2 до 20 вертикальных отстойников, предпочтительно от 4 до 12 вертикальных отстойников, более предпочтительно от 6 до 10 вертикальных отстойников.

Предпочтительно вертикальные отстойники 12 снабжены отсекающим клапаном 13. Такие клапаны 13 могут представлять собой, например, шаровые затворы. В нормальных условиях эти клапаны открыты. Указанные клапаны могут быть закрыты, например, для вывода вертикального отстойника из работы. Указанные клапаны 13 могут быть закрыты, если давление в реакторе падает ниже заданного значения.

Кроме того, вертикальные отстойники могут быть снабжены клапанами 14 для отбора или разгрузки продукта. Разгрузку производят таким образом, что объем, выгружаемый из вертикального отстойника, по существу, соответствует объему суспензии полимера, осажденной в указанном отстойнике с момента предыдущей выгрузки. Клапан 14 для разгрузки может быть клапаном любого типа, который в полностью открытом состоянии позволяет производить непрерывную или периодическую разгрузку суспензии полимера. Для этого может быть с успехом использован угловой клапан или шаровой затвор. Например, клапан может быть устроен таким образом, чтобы твердое вещество не скапливалось и не осаждалось в основной части его корпуса. Однако специалист в данной области техники может сам выбрать требуемый тип и конструкцию клапана для разгрузки. В соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения при каждом открытии клапана для разгрузки выгружают полный объем осажденной суспензии. Если применяют несколько вертикальных отстойников, разгрузка осажденной суспензии полимера может быть выполнена поочередно по кругу для более равномерной выгрузки продукта в следующий реактор или в зону выделения.

После клапана 14 на выходе из вертикального отстойника 12 расположен трехходовой клапан 15, который позволяет транспортировать суспензию полимера, осажденную в вертикальных отстойниках, либо в зону извлечения продукта, либо в другой реактор посредством передаточного трубопровода 16.

Каждый из вертикальных отстойников 10, установленных на реакторе 2, который последовательно соединен с другим реактором 3, может быть снабжен передаточным трубопроводом 16 для транспортировки суспензии (промежуточного) полимера, осажденной в вертикальном отстойнике 12, в другой петлевой реактор 3. Вертикальные отстойники 12 также могут быть соединены с трубами другого петлевого реактора 3 для доставки суспензии осажденного полимера в зону извлечения продукта, например, посредством трубопроводов 19. Употребляемый в настоящем описании термин зона извлечения продукта включает, не ограничиваясь ими, обогреваемые или необогреваемые испарительные трубопроводы, испарительный резервуар, циклоны, фильтры и связанные с ними системы извлечения твердых веществ и пара или передаточные трубопроводы, соединенные со следующим реактором, и указанный следующий реактор, если несколько реакторов соединены последовательно.

Два петлевых реактора 2, 3, представленные на фиг. 1, соединены последовательно при помощи передаточных трубопроводов 16. Указанные передаточные трубопроводы обычно включают цилиндрические передаточные трубопроводы для промежуточного продукта, и они расположены, по существу, горизонтально, соединяя выпускное отверстие вертикального отстойника реактора с впускным отверстием другого реактора. В частности, передаточный трубопровод соединяет трехходовой клапан 15, расположенный на выходе из вертикального отстойника 12 одного реактора 2, с впускным отверстием другого реактора 3, где расположен поршневой клапан 18.

На фиг. 2 подробно показано соединение двух петлевых реакторов при помощи передаточного трубопровода. Как показано на фиг. 2, передаточный трубопровод направлен, по существу, горизонтально; как указано выше, угол наклона α к горизонтальной оси Х-Х' может составлять 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10°.

Тангенс угла α также может быть определен как ДН/ДЬ, где ДЬ представляет собой горизонтальное расстояние от выпускного отверстия вертикального отстойника реактора до впускного отверстия другого реактора, а ДН представляет собой расстояние по вертикали от выпускного отверстия вертикального отстойника реактора, в частности от трехходового клапана 15, до впускного отверстия другого реактора, в частности до поршневого клапана 18. Расстояние ДН по вертикали от выпускного отверстия вертикального отстойника реактора до впускного отверстия другого реактора меньше, чем расстояние ДЬ по горизонтали от выпускного отверстия вертикального отстойника реактора до впускного отверстия другого реактора.

В предпочтительном воплощении передаточный трубопровод 16 может быть снабжен одним или

- 5 016208 несколькими устройствами для регулирования температуры, расхода или давления суспензии полимера в указанном трубопроводе. Устройства для регулирования температуры могут, например, включать рубашку. Кроме того, на входе в передаточный трубопровод предпочтительно устанавливают средства 17 для промывки разбавителем. Средства 17 для пропускания изобутана позволяют пропускать изобутан через передаточный трубопровод 16, поддерживая его в незабитом состоянии. Это важно, если вертикальный отстойник отключен. Одним из преимуществ такого пропускания является то, что вертикальный отстойник 12 может быть вновь подключен в работу после некоторого периода отключения.

В другом воплощении выпускное отверстие из передаточного трубопровода 16, предназначенного для транспортировки суспензии полимера из одного петлевого реактора в другой, снабжено одним или более клапанами, предпочтительно поршневыми клапанами 18. Поршневые клапаны 18 могут герметично закрывать отверстие, соединяющее передаточный трубопровод 16 с петлевым реактором 3.

Полагают, что расположение петлевых реакторов в системе многоконтурного реактора, по существу, в горизонтальной плоскости и применение, по существу, горизонтальных передаточных трубопроводов, предназначенных для транспортировки промежуточного продукта, позволяет улучшить эксплуатационные характеристики системы, облегчая монтаж реакторов и позволяя устанавливать реакторы на большем расстоянии друг от друга, чем в случае применения вертикально расположенных реакторов.

Кроме того, по существу, горизонтальная конфигурация позволяет легко устанавливать прямые трубопроводы. Препятствия в передаточных трубопроводах, включающие изгибы и другие отклонения, по существу, от горизонтального расположения и любое ненужное удлинение передаточных трубопроводов могут снижать скорость транспортировки между петлевыми реакторами и увеличивать частоту закупоривания передаточных трубопроводов.

Полимеризационная система, предлагаемая в соответствии с настоящим изобретением, снижает до минимума вероятность закупоривания передаточных трубопроводов, поскольку не содержит участков вероятного скопления полиолефинового полимера. Таким образом, в предпочтительном варианте выполнения передаточные трубопроводы расположены, по существу, горизонтально и не имеют каких-либо изгибов или других препятствий. При необходимости в передаточном трубопроводе могут быть установлены дополнительные средства для содействия потоку полимерного продукта, транспортируемого между петлевыми реакторами, например вибрационные ударники.

В качестве дополнительных мер безопасности на случай засорения полимером или препятствий, образующихся в передаточных трубопроводах во время эксплуатации, между петлевыми реакторами полимеризации устанавливают более одного передаточного трубопровода.

В случае, если горизонтальный передаточный трубопровод по какой-либо причине забивается или засоряется или при необходимости обеспечения скорости потока продукта, превышающего пропускную способность передаточного трубопровода, для поддержания бесперебойной работы системы можно произвести транспортировку суспензии полимера из одного реактора полимеризации через дополнительный передаточный трубопровод в другой реактор полимеризации. При отключении передаточных трубопроводов реакторы продолжают работать.

В предпочтительном воплощении применяют более одного передаточного трубопровода не только для обеспечения безопасности, но также для повышения производительности. Более одного передаточного трубопровода можно использовать для получения максимальной эффективности работы вертикальных отстойников и минимизации переноса разбавителя из одного реактора в другой. В другом воплощении некоторые из передаточных трубопроводов могут быть отключены, например, если полимеризацию проводят с пониженной скоростью и при вводе установки в эксплуатацию.

Предпочтительно передаточные трубопроводы, предназначенные для транспортировки суспензии полимера из одного реактора в другой, непрерывно промывают разбавителем, например изобутаном, вне зависимости от того, находятся ли они в рабочем состоянии или нет.

В другом предпочтительном воплощении при работе в соответствии с настоящим изобретением предохранение всех трубопроводов, сосудов, насосов, клапанов и т. д. от засорения может быть произведено при помощи промывки или продувки азотом или разбавителем, т. е. изобутаном. Следует понимать, что для предотвращения забивания или засорения в установке, предлагаемой в соответствии с настоящим изобретением, устанавливают средства и трубопроводы для продувки или пропускания соответствующего вещества. Это полезно, например, в том случае, если для осмотра реактора следует произвести его полную остановку и опорожнение.

Из настоящего описания понятно, что числовые значения и размеры различных частей реактора соотносятся с размерами реакторов полимеризации и могут быть изменены в соответствии с изменениями габаритов всего реактора.

Следует понимать, что в другом предпочтительном воплощении все линии и трубопроводы, применяемые в соответствии с настоящим изобретением, могут быть снабжены средствами регулирования потока.

В предпочтительном воплощении настоящее изобретение может быть применено к двухконтурному реактору, показанному на фиг. 3. На фиг. 3 показаны два одноконтурных реактора 100, 116, соединенные последовательно. Оба реактора 100, 116 состоят из множества взаимосвязанных труб 104. Вертикальные

- 6 016208 участки сегментов труб 104 предпочтительно снабжены теплообменными рубашками 105. Реагенты вводят в реактор 100 посредством трубопровода 107. Катализатор, возможно в сочетании с сокатализатором или активирующим агентом, вводят в реактор 100 или 116 посредством трубопровода 106. Полимеризационную суспензию непосредственно подвергают циркуляции внутри реакторов 100, 116, как показано стрелками 108, под действием одного или более насосов, таких как осевой насос 101. Насосы могут иметь привод от электромотора 102. Насосы могут быть снабжены набором вращающихся крыльчаток 103. Кроме того, реакторы 100, 116 снабжены одним или несколькими вертикальными отстойниками 109, соединенными с трубами 104 реакторов 100, 116. Предпочтительно вертикальные отстойники 109 снабжены отсекающим клапаном 110. Кроме того, вертикальные отстойники могут быть снабжены клапанами 111 для отбора или разгрузки продукта, или они могут быть непосредственно соединены со следующим по потоку участком. После клапана 111 на выходе из вертикального отстойника 109 реактора 100 имеется передаточный трубопровод 112, обеспечивающий транспортировку суспензии полимера, осажденной в вертикальных отстойниках 109, в другой реактор 116, предпочтительно через поршневой клапан 115. Суспензия полимера, осажденная в вертикальных отстойниках 109 реактора 116, может быть извлечена посредством одного или более трубопроводов 113 для извлечения продукта, например транспортирующих его в зону выделения продукта.

Несмотря на то что настоящее изобретение было описано с помощью предпочтительного варианта выполнения, специалистами в данной области техники могут быть сделаны разумные изменения и модификации изобретения, и такие изменения находятся в пределах объема описанного изобретения и прилагаемой формулы изобретения.

Claims (5)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Реактор (1), пригодный для полимеризации этилена, а именно гомополимеризации этилена или сополимеризации этилена и высших 1-олефиновых сомономеров, представляющих собой бутен, 1пентен, 1-гексен, 1-октен или 1-децен, включающий по меньшей мере два соединенных друг с другом реактора (2, 3), расположенных, по существу, в одной и той же горизонтальной плоскости, так что расстояние ΔΗ по вертикали от выпускного отверстия вертикального отстойника первого реактора до впускного отверстия второго реактора меньше, чем горизонтальное расстояние ΔΕ от выпускного отверстия вертикального отстойника первого реактора до впускного отверстия второго реактора, причем указанное соединение, по существу, состоит из одного или более чем одного передаточного трубопровода (16), пригодного для транспортировки суспензии полимера из первого реактора (2) во второй реактор (3), при этом указанный передаточный трубопровод проходит из выпускного отверстия вертикального отстойника первого реактора во впускное отверстие второго реактора и расположен, по существу, горизонтально под углом наклона α к горизонтальной оси Х-Х', составляющим 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10°.
2. 2. Реактор по п.1, включающий по меньшей мере два соединенных друг с другом реактора (2, 3), каждый из которых состоит из множества взаимосвязанных труб (4), определяющих путь потока (8) суспензии полимера;

   один или более чем один вертикальный отстойник (12), присоединенный к трубам (4) первого реактора (2), причем каждый из указанных вертикальных отстойников снабжен передаточным трубопроводом (16) для транспортировки суспензии полимера в другой реактор (3); и один или более чем один вертикальный отстойник (12), присоединенный к трубам (4) второго реактора (3), для выгрузки суспензии полимера из реактора (3) в зону извлечения продукта;

   по меньшей мере один насос (6), пригодный для поддержания циркуляции суспензии полимера в указанном многоконтурном реакторе, причем указанное соединение между указанными реакторами (2, 3), по существу, состоит из одного или более чем одного передаточного трубопровода (16), при этом указанные передаточные трубопроводы расположены, по существу, горизонтально.
3. 3. Реактор по п.1 или 2, в котором передаточный трубопровод дополнительно снабжен одним или более чем одним средством регулирования температуры, расхода или давления суспензии полимера в указанном трубопроводе.
4. 4. Способ получения полимеров этилена, а именно гомополимеризации этилена или сополимеризации этилена и высших 1-олефиновых сомономеров, представляющих собой бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1октен или 1-децен, с использованием реактора по любому из пп.1-3, включающий следующие операции:

   введение в первый реактор (2) этилена или этилена и указанного высшего 1-олефинового сомономера, катализаторов полимеризации и разбавителей;

   полимеризацию этилена или этилена и указанного высшего 1-олефинового сомономера с получением суспензии полимера;

   перекачивание указанной суспензии полимера для поддержания циркуляции в указанном реакторе, при этом указанный способ дополнительно включает один или более из следующих циклов: после осаждения указанной суспензии полимера в одном или более вертикальных отстойниках (12) первого реактора (2), по существу, горизонтальную транспортировку указанной суспензии полимера из выпускного отверстия вертикального отстойника (12) первого реактора во впускное отверстие второго реактора (3) по

   - 7 016208 средством указанного передаточного трубопровода (16) под углом наклона α к горизонтальной оси Х-Х', составляющим 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10°.
5. 5. Способ по п.4, в котором указанный реактор представляет собой двухконтурный реактор, включающий два петлевых реактора, соединенных последовательно, причем указанное соединение, по существу, состоит из одного или более передаточных трубопроводов (16), пригодных для транспортировки суспензии полимера из первого петлевого реактора (2) во второй петлевой реактор (3), включающий следующие операции:

   введение в первый петлевой реактор (2) этилена или этилена и указанного высшего 1-олефинового сомономера, катализаторов полимеризации и разбавителей;

   полимеризацию этилена или этилена и указанного высшего 1-олефинового сомономера с образованием суспензии полимера;

   перекачивание указанной суспензии полимера для поддержания циркуляции в первом петлевом реакторе, при этом указанный способ дополнительно включает один или более из следующих циклов: после осаждения указанной суспензии полимера в одном или более вертикальных отстойниках (12) первого петлевого реактора (2), по существу, горизонтальную транспортировку указанной суспензии полимера из указанных вертикальных отстойников (12) во второй петлевой реактор (3) посредством указанных одного или более передаточных трубопроводов (16).