EA027699B1 - Применение установки приготовления суспензии катализатора - Google Patents

Применение установки приготовления суспензии катализатора Download PDF

Info

Publication number
EA027699B1
EA027699B1 EA201390108A EA201390108A EA027699B1 EA 027699 B1 EA027699 B1 EA 027699B1 EA 201390108 A EA201390108 A EA 201390108A EA 201390108 A EA201390108 A EA 201390108A EA 027699 B1 EA027699 B1 EA 027699B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
mixing vessel
specified
catalyst
blade
sleeve
Prior art date
Application number
EA201390108A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201390108A1 (ru
Inventor
Ален Брюссель
Луи Фуарж
Original Assignee
Тотал Рисерч Энд Текнолоджи Фелюй
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
Application filed by Тотал Рисерч Энд Текнолоджи Фелюй filed Critical Тотал Рисерч Энд Текнолоджи Фелюй
Publication of EA201390108A1 publication Critical patent/EA201390108A1/ru
Publication of EA027699B1 publication Critical patent/EA027699B1/ru

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
    • B01J8/0015—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor
    • B01J8/002—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor with a moving instrument
    • 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
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/01—Processes of polymerisation characterised by special features of the polymerisation apparatus used
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/19—Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis
    • B01F27/191—Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis with similar elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/86—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis co-operating with deflectors or baffles fixed to the receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/91—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/45—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers
    • B01F33/453—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers using supported or suspended stirring elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/45—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers
    • B01F33/453—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers using supported or suspended stirring elements
    • B01F33/4532—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers using supported or suspended stirring elements using a bearing, tube, opening or gap for internally supporting the stirring element
    • 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
    • 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
    • B01J8/0035—Periodical feeding or evacuation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/02—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/06—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/10—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/12—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft
    • B29B7/16—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft with paddles or arms
    • 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
    • C08F10/00—Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F10/02—Ethene
    • 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
    • C08F4/00—Polymerisation catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/45—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers
    • B01F33/453—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers using supported or suspended stirring elements
    • B01F33/4531—Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers using supported or suspended stirring elements using an axis supported in several points for mounting the stirring element
    • 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
    • C08F4/00—Polymerisation catalysts
    • C08F4/42—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62—Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64—Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659—Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/65912—Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond in combination with an organoaluminium compound
    • 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
    • C08F4/00—Polymerisation catalysts
    • C08F4/42—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60—Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62—Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64—Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659—Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/6592—Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring
    • C08F4/65922—Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring containing at least two cyclopentadienyl rings, fused or not
    • C08F4/65927—Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring containing at least two cyclopentadienyl rings, fused or not two cyclopentadienyl rings being mutually bridged

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к применению установки приготовления катализатора для приготовления разбавленной суспензии катализатора. В частности, изобретение относится к установке приготовления катализатора, включающей смесительный сосуд для смешивания частиц катализатора и жидкого углеводородного разбавителя. По изобретению разбавленную суспензию катализатора приготавливают в смесительном сосуде, включающем расположенное вдоль оси выполненное с возможностью вращения лопастное устройство, включающее по меньшей мере две двухлопастные втулки. Изобретение также относится к способу приготовления разбавленной суспензии катализатора, используемой при приготовлении частиц полиэтиленового продукта в петлевом реакторе, с помощью описанного в данном документе устройства для приготовления катализатора.

Description

Настоящее изобретение относится к применению установки приготовления катализатора для приготовления разбавленной суспензии катализатора, которую используют для получения гранулированного полиэтиленового продукта в петлевом реакторе. В частности, изобретение относится к такому применению, где установка включает смесительный сосуд для смешивания частиц катализатора и жидкого углеводородного разбавителя. По изобретению разбавленную суспензию катализатора приготавливают в смесительном сосуде, содержащем выполненное с возможностью вращения лопастное устройство, включающее двухлопастную втулку.
Уровень техники
Полиэтилен (ПЭ) синтезируют путем полимеризации мономеров этилена (СН2=СН2). Из-за их низкой стоимости, безопасности, устойчивости к воздействию большинства сред и легкой обрабатываемости полиэтиленовые полимеры подходят для многих применений. Согласно свойствам полиэтилен можно распределить на несколько типов, таких как (не ограничиваясь перечисленным) ПЭНП (полиэтилен низкой плотности), ЛПЭНП (линейный полиэтилен низкой плотности) и ПЭВП (полиэтилен высокой плотности). Каждый тип полиэтилена обладает различными свойствами и характеристиками.
Полимеризации этилена часто выполняют в петлевом реакторе, используя мономер этилена, жидкий разбавитель и катализатор, при необходимости один или более сомономеров и водород. Полимеризацию в петлевом реакторе обычно выполняют в суспензионных условиях с получением полимера обычно в форме твердых частиц, которые суспендированы в разбавителе. Суспензию в реакторе подвергают непрерывной циркуляции с помощью насоса для поддержания эффективной суспензии полимерных твердых частиц в жидком разбавителе. Полимерную суспензию выгружают из петлевого реактора посредством осадительных стояков, которые действуют периодическим образом для извлечения суспензии. Отстаивание в стояках используют для увеличения концентрации твердых веществ в суспензии, окончательно извлекаемой в виде готовой суспензии. Готовую суспензию затем выгружают через нагретые испарительные трубопроводы в испарительный резервуар, в котором большую часть растворителя и непрореагировавших мономеров испаряют и возвращают в технологический процесс.
Альтернативно, готовую суспензию можно подать во второй петлевой реактор, последовательно соединенный с первым петлевым реактором, в котором можно получить вторую полимерную фракцию. Обычно, когда два последовательно соединенных реактора применяют подобным образом, получающийся полимерный продукт представляет собой бимодальный полимерный продукт, который содержит фракцию первого полимера, полученную в первом реакторе, и фракцию второго полимера, полученную во втором реакторе, и такой продукт обладает бимодальным молекулярно-массовым распределением.
Затем полимерный продукт отбирают из реактора, из него удаляют углеводородные остатки, полимерный продукт сушат, возможно, добавляют добавки, и окончательно полимер можно экструдировать и гранулировать.
В течение способа экструзии ингредиенты, включающие полимерный продукт, возможные добавки и т.п., тщательно перемешивают, чтобы получить настолько однородную смесь, насколько это возможно. Обычно это смешивание выполняют в экструдере, в котором ингредиенты смешивают друг с другом, и полимерный продукт и, возможно, некоторые из добавок расплавляют так, чтобы можно было осуществить тщательное перемешивание. Расплав затем экструдируют в прут, охлаждают и гранулируют, например, с образованием гранул. Получающееся соединение в этой форме можно затем использовать для изготовления различных предметов.
Полимеризация этилена включает полимеризацию этиленового мономера в реакторе в присутствии катализатора полимеризации и, возможно, если это требуется в зависимости от используемого катализатора, активирующего агента. Подходящие катализаторы для приготовления полиэтилена включают хромовые катализаторы, катализаторы Циглера-Натта и металлоценовые катализаторы. Обычно катализаторы используют в форме частиц. Полиэтилен получают в виде смолы/порошка с твердой частицей катализатора в сердцевине каждой гранулы порошка.
Описано несколько устройств, которые включают приготовление и подачу суспензии катализатора в реакцию полимеризации. Вообще, для приготовления суспензии катализатора смесь сухих твердых частиц катализатора и разбавителя дозируют в сосуд для смешивания катализатора и тщательно перемешивают. Затем такую суспензию катализатора обычно перемещают в реактор полимеризации для контактирования с мономерными реагентами.
В уровне техники известно, что для получения полимеров этилена, имеющих подходящие свойства, в течение полимеризации важно регулировать условия реакции, включая температуру реакции, концентрации реагентов и т.п. Реакции полимеризации также чувствительны к количеству, качеству и типу используемого катализатора. Неоптимальные условия в начале или в течение реакции полимеризации могут привести к неоптимальным условиям полимеризации, что приводит, например, к низким выходам продукции, и/или получению полимеров, имеющих нежелательные свойства, и/или к ухудшению технических параметров. В свете этого, реакции полимеризации этилена требуют точного и адаптивно регулируемого мониторинга и контроля условий реакции.
В частности, концентрация частиц катализатора в разбавителе оказывает прямое и непосредствен- 1 027699 ное влияние на характеристики полимера, такие как размер зерен продукта полимеризации и плотность частиц продукта полимеризации, а также на характеристики полимеризации, такие как производительность полимеризации. Поэтому изменение концентрации катализатора принципиально влияет на различные параметры полимеризации и, следовательно, на конечный полимерный продукт. В самом деле (локальные) разбросы концентрации катализатора в реакции полимеризации приводят к нежелательной неоднородности полимера в отношении, например, плотности продукта, размеру зерен и молекулярномассовому распределению.
Так как суспензии катализатора включают твердые частицы катализатора, суспендированные в жидком разбавителе, такие суспензии склонны к осаждению. Требуется надлежащее перемешивание суспензии катализатора для гарантирования однородного распределения твердых частиц катализатора в разбавителе перед подачей суспензии катализатора в реактор полимеризации.
Более того, физико-химические характеристики катализатора, а также разбавителя, включающие, например, тип катализатора и разбавителя, удельную плотность катализатора, размеры зерен катализатора, скорость осаждения катализатора, концентрацию катализатора, вязкость разбавителя и суспензии катализатора, а также требуемые свойства продукта полимеризации требуют весьма гибкого и адаптивно регулируемого приготовления суспензии катализатора и смесительной установки для надлежащего приготовления разбавленной суспензии катализатора.
Учитывая вышеизложенное, в уровне техники остается потребность в предоставлении улучшенной установки приготовления катализатора для приготовления разбавленной суспензии катализатора со свойствами, подходящими для использования в способе полимеризации для получения полиолефиновой смолы и, в частности, полиэтилена.
Краткое описание изобретения
Настоящее изобретение относится к применению установки приготовления суспензии катализатора для приготовления разбавленной суспензии катализатора, содержащей твердые частицы катализатора и жидкий углеводородный разбавитель, где указанная установка приготовления суспензии катализатора включает цилиндрический смесительный сосуд, содержащий верхнюю часть, нижнюю часть и выполненное с возможностью вращения лопастное устройство, которая приводится в действие двигателем; указанное лопастное устройство включает вал мешалки с магнитным приводом, который расположен вдоль продольной оси указанного смесительного сосуда и проходит через указанную верхнюю часть указанного смесительного сосуда и включает по меньшей мере две двухлопастных втулки, которые прикреплены к указанному валу мешалки.
Настоящее изобретение также относится к применению описанной выше установки приготовления суспензии катализатора для приготовления разбавленной суспензии катализатора, исходя из осажденного катализатора. В частности, настоящее изобретение также относится к применению описанной выше установки приготовления суспензии катализатора для суспендирования или повторного суспендирования осажденного катализатора в смесительном сосуде. Используемый в данном документе осажденный катализатор означает катализатор или частицы катализатора, например катализатор, который предоставлен на носителе, который выпал в осадок или подвергся осаждению и отложился на дне смесительного сосуда, например, под воздействием силы тяжести, и который поэтому больше не является однородно распределенным в разбавителе.
Настоящее изобретение дополнительно относится к описанной выше установке приготовления суспензии катализатора для получения суспензии катализатора, в частности разбавленной суспензии катализатора, используемой в способе полимеризации этилена.
Настоящее изобретение также относится к способу приготовления суспензии катализатора, в частности разбавленной суспензии катализатора, с помощью описанной выше установки приготовления суспензии катализатора.
Изобретатели неожиданно обнаружили, что при приготовлении суспензии катализатора лопастное устройство, содержащее две или более двухлопастных мешалки, смонтированных на центральной оси, обеспечивает эффективную гомогенизацию катализатора в разбавителе. Таким образом, суспензию катализатора с регулируемыми свойствами, в частности с регулируемой концентрацией катализатора, можно подавать в реактор полимеризации, что приводит к реакции полимеризации, в частности полимеризации этилена, с получением полимера с однородными и гомогенными физико-химическими характеристиками.
В одном из воплощений изобретения ввод концентрированного катализатора выполняют, используя дозирующее устройство, и разбавитель подают с помощью устройства с регулируемым давлением. Отвод разбавленной суспензии катализатора из смесительного сосуда в петлевой реактор полимеризации обычно выполняют с помощью насоса при высоком давлении. Установка приготовления суспензии катализатора по изобретению обеспечивает надлежащее смешивание и гомогенизацию суспензии катализатора при этих условиях. В частности, суспензию, содержащую различные типы частиц катализаторов, сочетания суспензий катализаторов или катализаторы с изменяющимся размером частиц или с широким распределением размеров частиц можно эффективно смешивать в установке приготовления суспензии катализатора по изобретению.
- 2 027699
Используемое в данном документе надлежащее смешивание включает гомогенизацию, или создание однородной суспензии, по существу, с однородной концентрацией в течение длительного промежутка времени. Надлежащее смешивание также означает, что в течение периода эксплуатации не происходит никакого существенного осаждения катализатора или катализатора, предоставленного на носителе, т.е. катализатор или катализатор, предоставленный на носителе, остается в суспензии в течение периода эксплуатации. Надлежащее смешивание также включает повторное суспендирование осажденного катализатора или катализатора, предоставленного на носителе.
По меньшей мере две мешалки прикреплены предпочтительно с возможностью перемещения на валу мешалки, который расположен вдоль центральной оси смесительного сосуда. Поэтому положение мешалок, т.е. двухлопастных втулок, вдоль вала мешалки можно индивидуально настраивать в зависимости от физико-химических характеристик катализатора и разбавителя, чтобы обеспечить оптимальное смешивание и гомогенизацию суспензии катализатора.
В одном из воплощений изобретение относится к указанному выше применению, где смесительный сосуд установки приготовления суспензии катализатора по изобретению дополнительно включает одну или более перегородок, которые закреплены продольно вдоль внутренней стенки смесительного сосуда и проходят радиально внутрь. Использование перегородок препятствует движению текучей среды внутри всего смесительного сосуда (т.е. рассматриваемого как одно тело) и, таким образом, препятствует вихревому движению. В отличие от вихревого движения перегородки обеспечивают турбулентное движение, таким образом, способствуя тщательному перемешиванию и гомогенизации.
В одном из воплощений изобретение относится к указанному выше применению, где указанные одна или более перегородок проходят радиально внутрь на расстояние, составляющее от 10 до 20% от диаметра смесительного сосуда.
В одном из воплощений изобретение относится к указанному выше применению, в котором лопасти каждой двухлопастной втулки расположены симметрично вокруг втулки и имеют угол наклона (α) от 65 до 75°. Угол наклона лопастей мешалок по изобретению обеспечивает создание осевого потока суспензии катализатора, а также радиального потока суспензии катализатора. Поскольку преобладающий осевой или радиальный поток направляет суспензию катализатора соответственно преимущественно вниз или в боковом направлении, объединенный осевой и радиальный поток эффективно объединяет направления потока, также способствуя тщательному смешиванию и гомогенизации.
В другом воплощении изобретение относится к указанному выше применению, где каждая лопасть указанной двухлопастной втулки представляет собой аэродинамический профиль, включающий корневую часть, присоединенную к втулке, и расположенную радиально вовне концевую часть между верхней боковой кромкой, обращенной к верхней части указанного смесительного сосуда, и нижней боковой кромкой, обращенной к указанной нижней части указанного смесительного сосуда. Было обнаружено, что именно двухлопастные мешалки наиболее подходят для приготовления однородных суспензий катализатора по изобретению.
В одном из воплощений изобретение относится к указанному выше применению, где концевые части лопастей по изобретению выгнуты по направлению к верхней части смесительного сосуда наружу от верхней боковой кромки и проходят более близко к верхней части смесительного сосуда, чем корневая часть, при этом верхняя боковая кромка проходит вбок от корневой части в концевую часть и выгнута по направлению к концевой части, и нижняя боковая кромка является вогнутой. Было обнаружено, что эта специальная форма лопастей мешалки по изобретению великолепно соответствует требуемому уровню смешивания и гомогенизации суспензии катализатора.
В другом воплощении изобретение относится к указанному выше применению, где первая двухлопастная втулка прикреплена на валу мешалки в нижней половине смесительного сосуда.
В еще одном воплощении изобретение относится к указанному выше применению, где вторая двухлопастная втулка прикреплена на валу мешалки в нижней четверти смесительного сосуда.
В еще одном воплощении изобретение относится к указанному выше применению, где расстояние между первой и второй двухлопастными втулками составляет от половины до одной третьей длины вала мешалки.
В зависимости от конкретного применения положение по меньшей мере двух мешалок можно изменять в зависимости от размеров смесительного сосуда и относительно друг друга, а также учитывая уровень заполнения смесительного сосуда. Изменяемое положение мешалок в смесительном сосуде обеспечивает быструю и, следовательно, экономичную настройку установки приготовления суспензии катализатора, позволяющую легко менять, например, катализатор или тип разбавителя при изменяющейся концентрации катализатора и/или вязкости суспензии.
В одном из воплощений изобретение относится к указанному выше применению, где размах лопасти каждой двухлопастной втулки составляет от 30 до 50% от диаметра смесительного сосуда. Было обнаружено, что размеры мешалок по изобретению также способствуют оптимальному смешиванию и гомогенизации суспензии катализатора.
В соответствии с изобретением данное изобретение относится к указанному выше применению, где по меньшей мере две двухлопастные втулки направляют поток в нижнюю часть смесительного сосуда.
- 3 027699
Мешалки смонтированы на валу мешалки таким образом, чтобы каждая мешалка направляла поток вниз, т.е. от привода, от впускных отверстий катализатора и разбавителя и по направлению к выпускному отверстию суспензии катализатора. При таком расположении, когда подают суспензию катализатора в расположенный ниже по потоку реактор полимеризации, минимизируют несоответствующие усилия.
В одном из воплощений изобретение относится к указанному выше применению, где лопастное устройство является лопастным устройством с магнитным приводом, где двигатель является электродвигателем, который приводит в действие настраиваемую магнитную муфту для передачи крутящего момента валу мешалки. Мешалка с магнитным приводом имеет преимущество, состоящее в том, что лопастное устройство, которую оно содержит, приводится в движение магнитным взаимодействием, которое происходит без физического контакта между двумя вращающимися частями, из которых одна приводится в движение приводным валом электродвигателя, в то время как другая состоит из пропеллера или вала. Это позволяет расположить часть, связанную с валом электродвигателя, вне резервуара, а пропеллер устанавливают внутри резервуара. Таким образом, любую опасность утечки на уровне перемешивающего устройства можно не принимать во внимание. В результате смесительный резервуар может функционировать в состоянии, когда он заполнен жидкостью, без какой-либо опасности утечки, избегая при этом экологических угроз и угроз безопасности. Это особенно подходит, когда смесь является токсичной или когда необходимо избежать ее выброса с внешними реагентами, так, например, как в случае приготовлений катализатора в условиях повышенного давления.
В одном из воплощений изобретение относится к указанному выше применению, где указанная установка приготовления суспензии катализатора дополнительно содержит один или более суспензионных котлов, подходящих для хранения концентрированной суспензии катализатора, причем каждый суспензионный котел функционально соединен с указанным смесительным сосудом.
В другом воплощении изобретение относится к указанному выше применению, где указанный смесительный сосуд является заполненным жидкостью резервуаром.
В еще одном воплощении изобретение относится к указанному выше применению, где концентрация указанных твердых частиц катализатора в указанном жидком углеводородном разбавителе предпочтительно составляет от 0,1 до 10 мас.%, например от 0,5 до 5 мас.%, например от 0,3 до 3 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 0,2 мас.%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 0,3 мас.%, более предпочтительно не более 5 мас.% и наиболее предпочтительно не более 3 мас.%.
Изобретение относится к указанному выше применению, где указанные твердые частицы катализатора имеют средний диаметр от 1 до 100 мкм, предпочтительно от 5 до 100 мкм, более предпочтительно от 5 до 50 мкм и наиболее предпочтительно от 15 до 50 мкм.
В другом воплощении изобретение также относится к указанному выше применению, где указанное лопастное устройство выполнено с возможностью вращения со скоростью от 50 до 1000 об/мин, предпочтительно от 150 до 450 об/мин.
Изобретение также относится к применению установки приготовления суспензии катализатора по изобретению для приготовления суспензии катализатора, содержащей твердые частицы катализатора и жидкий углеводородный разбавитель, где твердые частицы катализатора состоят из инертных частиц, на которые нанесен катализатор, выбранный из группы, включающей металлоценовые катализаторы, катализаторы Циглера-Натта и хромовые катализаторы.
Эти и другие аспекты и воплощения изобретения далее объяснены в следующих разделах и формуле изобретения, а также проиллюстрированы с помощью неограничивающих чертежей.
Описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой схематический общий вид воплощения установки приготовления суспензии катализатора по изобретению;
фиг. 2 - воплощение смесительного сосуда установки приготовления суспензии катализатора по изобретению;
фиг. 3 - подробный вид воплощения двухлопастной втулки, прикрепленной на валу мешалки, которую можно применять в смесительном сосуде по изобретению;
фиг. 4 - угол наклона (α) лопасти двухлопастной втулки, прикрепленной на валу мешалки;
фиг. 5 - концентрация катализатора, выпускаемого из сосуда смешивания катализатора, приготовленного с использованием установки приготовления суспензии катализатора по изобретению, в течение 2 суток;
фиг. 6 - схематическое поперечное сечение некоторых элементов вращающейся лопастного устройства 25 с магнитным приводом.
Подробное описание изобретения
Перед описанием настоящего способа и продуктов по изобретению, необходимо отметить, что это изобретение не ограничено конкретными описанными способами, компонентами, продуктами или сочетаниями, так как такие способы, компоненты, продукты и сочетания могут, конечно, варьироваться. Также необходимо понимать, что используемая в данном документе терминология не является ограничивающей, так как область защиты настоящего изобретения не ограничена только приложенной формулой изобретения.
- 4 027699
Используемые в данном документе формы единственного числа включают обозначаемые объекты как в единственном, так и во множественном числе, если контекст явно не указывает на другое.
Используемые в данном документе термины содержащий, содержит и состоящий из являются синонимами терминов включающий, включает или состоящий, состоит и являются включающими или открытыми и не исключают наличия дополнительных, не перечисленных объектов, элементов или стадий способа. Следует понимать, что используемые в данном документе термины содержащий, содержит и состоящий из включают термины состоящий из, состоит и состоит из.
Перечисление числовых диапазонов с помощью предельных значений включает все целые числа и доли, относящиеся к соответствующим диапазонам, а также перечисленные предельные значения.
Используемый в данном документе термин примерно или приблизительно, когда он относится к измеримой величине, такой как параметр, количество, промежуток времени и т.п., подразумевает включение изменений ± 10% или менее, предпочтительно ± 5% или менее, более предпочтительно ± 1% или менее и еще более предпочтительно ± 0,1% или менее от конкретной величины в той степени, в какой такие изменения соответствуют выполнению действий в описываемом изобретении. Необходимо понимать, что величина, к которой относится определение примерно, сама также является конкретно и предпочтительно раскрытой.
Все процитированные в настоящем описании документы включены посредством ссылки во всей их полноте в настоящий документ.
Если не определено другое, все термины, используемые в описании изобретения, включая технические и научные термины, имеют значения, обычно понятные для специалиста в области техники, к которой принадлежит это изобретение. Посредством дополнительного описания включают определения терминов для лучшего понимания области исследования настоящего изобретения.
В следующих абзацах различные аспекты изобретения определены более подробно. Каждый определенный таким образом аспект можно объединить с любым другим аспектом или аспектами, если явно не указано противоположное. В частности, любой признак, указанный как являющийся предпочтительным или преимущественным, можно объединить с любым другим признаком или признаками, указанными как являющиеся предпочтительными или преимущественными.
Ссылка в этом описании на одно воплощение или воплощение означает, что конкретный признак, структура или характеристика, описанная в связи с воплощением, включена по меньшей мере в одно воплощение настоящего изобретения. Таким образом, появление выражений в одном воплощении или в воплощении в различных местах в этом описании не обязательно во всех случаях относится к одному и тому же воплощению, но могут относится к нему. Помимо этого, конкретные признаки, структуры или характеристики можно объединить любым подходящим образом в одном или более воплощениях, как должно быть понятно специалисту из этого описания. Помимо этого, когда некоторые воплощения, описанные в данном документе, включают некоторые, но не другие признаки, включенные в другие воплощения, сочетания признаков различных воплощений понимают как находящиеся в пределах области защиты изобретения, и они образуют различные воплощения, как должно быть понятно специалисту. Например, в следующих пунктах формулы изобретения можно использовать любые заявленные воплощения в любом сочетании.
В одном из аспектов изобретение относится к применению установки приготовления суспензии катализатора для приготовления суспензии катализатора, в частности разбавленной суспензии катализатора, где указанная установка приготовления суспензии катализатора включает смесительный сосуд, включающий верхнюю часть, нижнюю часть и вращающееся лопастное устройство, приводимое в движение двигателем; лопастное устройство включает вал мешалки с магнитным приводом, расположенный вдоль продольной оси указанного смесительного сосуда и проходящий через верхнюю часть смесительного сосуда, и включает по меньшей мере две двухлопастные втулки, прикрепленные на валу мешалки. В одном из воплощений двухлопастные втулки прикреплены на валу мешалки.
В одном из воплощений один или более суспензионных котлов, подходящих для хранения концентрированной суспензии катализатора, функционально соединены со смесительным сосудом предпочтительно с помощью одного или более трубопроводов, как показано, например, на фиг. 2.
Используемый в данном документе термин смесительный сосуд включает любой вид замкнутого резервуара, подходящего для использования при смешивании веществ, в частности веществ под давлением, таких как суспензии катализаторов, которые используют при приготовлении полиэтиленового продукта в петлевом реакторе. По изобретению смесительный сосуд является цилиндрическим сосудом. В одном воплощении отношение высоты смесительного сосуда к его диаметру составляет от 1,5 до 2,5 и предпочтительно примерно 2.
В одном из воплощений смесительный сосуд представляет собой заполненный жидкостью резервуар, что означает, что во время функционирования сосуд полностью заполнен суспензией катализатора и не имеет или, по существу, не имеет газовых пустот. Термин по существу, не содержит газовую фазу поэтому относится к состоянию смесительного сосуда, в котором максимальное количество газа в смесительном сосуде 3 составляет не более 5% от объема сосуда, предпочтительно не более 4%, не более 3%,
- 5 027699 не более 2%, не более 1% или не более 0,5% и наиболее предпочтительно не более 0,1% от объема сосуда. Состояние смесительного сосуда, полностью заполненного жидкостью, относят к ситуации, в которой полностью увлажненная поверхность должна составлять 95% или более от полной внутренней поверхности смесительного сосуда, предпочтительно 96%, 97%, 98%, 99%, 99,5%, 99,9% или более от полной внутренней поверхности смесительного сосуда и наиболее предпочтительно 100% от полной внутренней поверхности смесительного сосуда. Используемая в данном документе увлажненная поверхность является внутренней поверхностью смесительного сосуда, которая находится в непосредственном контакте с жидкостью внутри сосуда, т.е. с суспензией катализатора.
В другом воплощении объем смесительного сосуда составляет по меньшей мере 200 л, предпочтительно по меньшей мере 400 л, более предпочтительно по меньшей мере 450 л и наиболее предпочтительно не более 2000 л, более предпочтительно не более 1000 л, наиболее предпочтительно не более 600 л и особенно предпочтительно не более 550 л, например примерно 500 л.
Используемый в данном документе термин суспензия катализатора относится к композиции, содержащей твердые частицы катализатора, т.е. твердый катализатор или катализатор в виде частиц, и разбавитель. Твердые частицы могут быть суспендированы в разбавителе либо спонтанно, либо по изобретению с помощью технологий гомогенизации, таких как перемешивание. В настоящем изобретении это особенно применимо к твердым частицам катализатора полимеризации этилена в жидком разбавителе. Эти суспензии в данном документе называют суспензиями катализатора полимеризации этилена.
Под термином твердые частицы понимают твердое вещество, предоставленное в виде набора частиц, такое, например, как порошок или гранулят. В настоящем изобретении это особенно применимо к катализатору, предоставленному на носителе или подложке. Подложка предпочтительно является кремниевой (δί) подложкой.
Используемый в данном документе термин катализатор относится к веществу, которое вызывает изменение скорости реакции полимеризации без потребления его самого в реакции. В настоящем изобретении это особенно применимо к катализаторам, подходящим для полимеризации этилена в полиэтилен. Эти катализаторы называют катализаторами полимеризации этилена. В настоящем изобретении это особенно применимо для катализаторов полимеризации этилена, таких как металлоценовые катализаторы, хромовые катализаторы и/или катализаторы Циглера-Натта. При этом суспензия катализатора в данном документе относится к композиции, включающей твердые частицы катализатора и разбавитель, катализатор в данном документе относится к молекулам катализатора либо как таковым, либо предоставленным на носителе или подложке.
Суспензия катализатора по изобретению состоит или, по существу, состоит из твердого катализатора, такого как приведенный выше катализатор, и жидкого углеводородного разбавителя. Разбавители, которые подходят для использования по настоящему изобретению, могут включать (не ограничиваясь перечисленным), углеводородные разбавители, такие как алифатические, циклоалифатические и ароматические углеводородные растворители, или галогенированные варианты таких растворителей. Предпочтительными растворителями являются насыщенные углеводороды С12 или ниже с прямой или разветвленной цепью, насыщенные алициклические или ароматические углеводороды С5-С9 или галогенированные углеводороды С2-С6.
Неограничивающими иллюстративными примерами растворителей являются бутан, изобутан, пентан, гексан, гептан, циклопентан, циклогексан, циклогептан, метилциклопентан, метилциклогексан, изооктан, бензол, толуол, ксилол, хлороформ, хлорбензолы, тетрахлорэтилен, дихлорэтан и трихлорэтан. В предпочтительном воплощении настоящего изобретения указанный разбавитель является изобутаном. Однако из настоящего изобретения очевидно, что по настоящему изобретению также можно применять и другие разбавители.
Используемый в данном документе термин установка приготовления суспензии катализатора относится к устройству или системе, где приготавливают определенную в данном документе суспензию катализатора. Указанная установка приготовления катализатора соединена с петлевым реактором полимеризации для подачи приготовленной суспензии катализатора в реактор. В одном из воплощений изобретения установка приготовления суспензии катализатора включает по меньшей мере один смесительный сосуд, в котором суспензию катализатора разбавляют до концентрации, подходящей для использования в реакции полимеризации, один или более суспензионных котлов, содержащих концентрированную суспензию катализатора, один или более трубопроводов, соединяющих один или более суспензионных котлов со смесительным сосудом для перемещения суспензии катализатора из одного или более суспензионных котлов в смесительный сосуд, и один или более трубопроводов, соединяющих смесительный сосуд с реактором полимеризации для перемещения разбавленной суспензии катализатора в реактор полимеризации. Последние упомянутые трубопроводы могут быть снабжены средствами закачивания для закачивания суспензии катализатора из смесительного сосуда в реактор полимеризации.
Используемый в данном документе термин концентрированная суспензия катализатора относится к композиции, включающей твердые частицы катализатора, которые находятся в виде суспензии, при этом концентрация катализатора составляет по меньшей мере более 10 мас.%. Термин разбавленная суспензия катализатора относится к композиции, включающей твердые частицы катализатора, которые
- 6 027699 находятся в виде суспензии, при этом концентрация катализатора меньше или равна 10 мас.%, например она составляет от 0,1 до 10 мас.%, например от 0,2 до 5 мас.% и например от 0,3 до 3 мас.%.
Используемый в данном документе термин суспензионный котел относится к сосуду для хранения концентрированной суспензии катализатора в углеводородном разбавителе. Концентрация катализатора в суспензионном котле выше, чем концентрация катализатора в смесительном сосуде. Поэтому после перемещения концентрированной суспензии катализатора из суспензионного котла в смесительный сосуд в него добавляют дополнительный разбавитель.
Используемый в данном документе термин лопастное устройство относится к ротору для передачи движения. Лопастное устройство является устройством смешивания суспензии, в частности суспензии, содержащей твердые частицы катализатора и разбавитель, в смесительном сосуде. Лопастное устройство по изобретению включает вал мешалки, соединенный с двигателем. Двигатель приводит во вращение вал мешалки. На валу мешалки прикреплены мешалки, которые, по существу. представляют собой лопасти или лопатки, которые прикреплены к втулке. Втулка закреплена на валу мешалки лопастного устройства. В одном из воплощений втулка прикреплена с возможностью перемещения на валу мешалки. Это означает, что в соответствии с потребностями, в зависимости, например, от концентрации катализатора, вязкости, размеров смесительного сосуда мешалки можно закрепить на валу мешалки в конкретных положениях.
Согласно изобретению лопастное устройство включает вал мешалки и по меньшей мере две прикрепленные на ней двухлопастные втулки, прикрепленные предпочтительно с возможностью перемещения. В одном из воплощений лопастное устройство включает 2, 3, 4, 5 или более двухлопастных втулок. В предпочтительном воплощении лопастное устройство включает две двухлопастные втулки. Используемый в данном документе термин двухлопастная втулка означает втулку, содержащую две лопасти. В одном из воплощений лопасти расположены симметрично относительно втулки.
В одном из воплощений вал мешалки расположен в центре смесительного сосуда, т.е. вдоль продольной центральной оси смесительного сосуда. В другом воплощении вал мешалки смещен от продольной центральной оси смесительного сосуда, т.е. вал мешалки расположен продольно в смесительном сосуде, но не по центру смесительного сосуда.
В одном из воплощений лопастное устройство является лопастным устройством с магнитным приводом, где двигатель представляет собой электродвигатель, который приводит в действие настраиваемую магнитную муфту для передачи крутящего момента валу мешалки с магнитным приводом. Предпочтительно магнитную муфту монтируют непосредственно наверху смесительного сосуда без промежуточных соединений. Например, в резервуаре закраина обеспечивает фланцевое соединение вала мешалки со смесительным сосудом.
В одном из воплощений каждая из лопастей каждой двухлопастной втулки является аэродинамическим профилем. В другом воплощении каждая из лопастей каждой двухлопастной втулки является плоским аэродинамическим профилем. Используемый в данном документе термин плоский аэродинамический профиль относится к лопасти, которая имеет, по существу, плоский внешний вид (при рассмотрении вдоль продольной оси от концевой части лопасти к корневой части лопасти) с постоянной толщиной. Другими словами, средняя линия профиля лопасти не искривлена, а является прямой линией и длина средней линии профиля равна длине хорды. Используемый в данном документе термин хорда обозначает расстояние между передней кромкой лопасти и задней кромкой лопасти. Используемый в данном документе термин средняя линия профиля обозначает линию, прочерченную посередине между верхней и нижней поверхностью лопасти. Передняя и задняя кромки лопасти являются, соответственно, передней и задней стороной лопасти в направлении движения.
В одном из воплощений каждая лопасть каждой двухлопастной втулки включает корневую часть, прикрепленную к втулке, и расположенную радиально вовне концевую часть между верхней боковой кромкой, обращенной к верхней части смесительного сосуда, и нижней боковой кромкой, обращенной к нижней части смесительного сосуда. В другом воплощении концевая часть выгнута по направлению к верхней части смесительного сосуда наружу от верхней боковой кромки, верхняя боковая кромка проходит вбок от корневой части в концевую часть и выгнута по направлению к концевой части, и нижняя боковая кромка является вогнутой. В одном из воплощений конфигурации или формы концевой части лопасти и нижней части смесительного сосуда близко соответствуют друг другу. Эта похожая форма обеспечивает тот факт, что частицы катализатора остаются суспендированными также и в нижней части смесительного сосуда. В одном воплощении средняя ширина каждой лопасти, т.е. расстояние между верхней боковой кромкой и нижней боковой кромкой, составляет примерно треть от длины каждой лопасти, т.е. между корневой частью и концевой частью. В одном из воплощений форма каждой лопасти является такой, как показана на фиг. 3.
В одном из воплощений размах лопасти каждой двухлопастной втулки составляет от трети до половины диаметра смесительного сосуда. В одном из воплощений размах лопасти каждой двухлопастной втулки составляет от примерно 30 до 50% от диаметра смесительного сосуда. В другом воплощении размах лопасти каждой двухлопастной втулки составляет от примерно 35 до 45% от диаметра смесительного сосуда. В более предпочтительном воплощении размах лопасти каждой двухлопастной втулки состав- 7 027699 ляет примерно 40% от диаметра смесительного сосуда. Используемый в данном документе термин размах лопасти означает расстояние между концевой частью одной лопасти двухлопастной втулки и концевой частью другой противоположной лопасти этой двухлопастной втулки.
В одном из воплощений расстояние между двумя двухлопастными втулками, которые прикреплены на валу мешалки, составляет от примерно трети до половины длины (т.е. высоты) смесительного сосуда. В другом воплощении расстояние между двумя двухлопастными втулками, которые прикреплены на валу мешалки, составляет от примерно трети до половины длины вала мешалки. В одном воплощении расстояние между двумя двухлопастными втулками составляет от примерно 30 до 50% от высоты смесительного сосуда. В другом воплощении расстояние между двумя двухлопастными втулками составляет от примерно 35 до 45% от высоты смесительного сосуда. В предпочтительном воплощении расстояние между двумя двухлопастными втулками составляет примерно 40% от высоты смесительного сосуда.
В одном из воплощений каждая двухлопастная втулка прикреплена к валу мешалки в нижней половине смесительного сосуда. В другом воплощении нижняя двухлопастная втулка прикреплена к валу мешалки в нижней четверти смесительного сосуда. В еще одном воплощении одна двухлопастная втулка прикреплена к валу мешалки на расстоянии примерно от 70 до 50% длины смесительного сосуда, отсчитывая от верхней части смесительного сосуда. В другом воплощении эта двухлопастная втулка прикреплена к валу мешалки на расстоянии примерно от 65 до 55% длины смесительного сосуда, отсчитывая от верхней части смесительного сосуда. В одном из воплощений вторая двухлопастная втулка прикреплена к валу мешалки на расстоянии примерно от 95 до 75% длины смесительного сосуда, отсчитывая от верхней части смесительного сосуда. В другом воплощении эта двухлопастная втулка прикреплена к валу мешалки на расстоянии примерно от 90 до 80% длины смесительного сосуда, отсчитывая от верхней части смесительного сосуда, более предпочтительно примерно при 85%.
В одном из воплощений лопасти на втулке прикреплены симметрично и имеют угол наклона (α) от 65 до 75°, предпочтительно 70°. Используемый в данном документе термин угол наклона относится к углу между хордой лопасти и плоскостью вращения лопасти (в направлении вращения). Угол наклона альтернативно можно называть углом атаки.
В одном из воплощений смесительный сосуд установки приготовления суспензии катализатора по изобретению также содержит одну или более перегородок, где каждая перегородка закреплена продольно вдоль внутренней стенки смесительного сосуда, при этом перегородка(и) проходит(проходят) радиально вовнутрь. В одном воплощении смесительный сосуд содержит 1, 2, 3, 4, 5, 6 или более перегородок. В предпочтительном воплощении смесительный сосуд содержит три перегородки. В одном из воплощений каждая перегородка проходит вдоль боковой стенки смесительного сосуда по меньшей мере на две трети длины смесительного сосуда. Используемый в данном документе термин перегородка означает, по существу, плоский экран, используемый для отклонения или прерывания потока в смесительном сосуде.
В одном из воплощений каждая перегородка проходит радиально внутрь на расстояние по меньшей мере 5% от диаметра смесительного сосуда. В другом воплощении каждая перегородка проходит радиально внутрь на расстояние, составляющее от 5 до 20% от диаметра смесительного сосуда. В еще одном воплощении каждая перегородка проходит радиально внутрь на расстояние, составляющее от 10 до 20% от диаметра смесительного сосуда.
В другом воплощении каждая перегородка проходит радиально внутрь на расстояние, составляющее от 5 до 15% от диаметра смесительного сосуда. В одном воплощении каждая перегородка проходит радиально внутрь на равное расстояние.
В другом аспекте изобретение относится к описанной выше установке приготовления суспензии катализатора.
Неограничивающие примеры установок приготовления суспензии катализатора по настоящему изобретению показаны, например, на чертежах 1, 2, 3 и 4.
На фиг. 1 представлена установка приготовления суспензии катализатора по изобретению, включающая два суспензионных котла 2, содержащих концентрированную суспензию катализатора. По изобретению также может присутствовать только один суспензионный сосуд 2. Суспензию катализатора можно приготавливать, подавая сухой катализатор из сосуда подачи катализатора (не показан) в указанные суспензионные котлы 2. Оба суспензионных котла снабжены впрыскивающими клапанами 32 для добавления разбавителя в суспензионные котлы 2. Трубопроводы 6, 7 и 15 соединяют суспензионные котлы 2 со смесительным сосудом 3, в котором суспензию катализатора разбавляют до концентрации, подходящей для использования в реакции полимеризации. Трубопровод 6 для перемещения указанной суспензии катализатора из первого суспензионного котла 2 в смесительный сосуд 3 взаимозаменяем со вторым трубопроводом 7 для перемещения указанной суспензии катализатора из второго суспензионного котла 2 в смесительный сосуд 3 за счет использования патрубков 8, соединяющих указанный первый трубопровод 6 с указанным вторым трубопроводом 7. Такое взаимное соединение 8 позволяет в случае прерывания перемещения через один трубопровод 6 выгружать суспензию катализатора в смесительный сосуд 3 через второй трубопровод 7. Трубопроводы 6 и 7 могут быть снабжены устройствами 9 загрузки суспензии катализатора для дозирования подачи суспензии катализатора из суспензионных котлов 2 в
- 8 027699 смесительный сосуд 3 и впрыскивающие клапаны 24 для впрыскивания разбавителя. Смесительный сосуд 3 снабжен смешивающими устройствами 25. Смешивающие устройства включают по меньшей мере две двухлопастные втулки 125, 225. Предпочтительно смешивающие устройства 25 являются вращающимися лопастными устройствами 25 с магнитным приводом. Разбавленную суспензию затем закачивают через трубопровод 4 в реактор 1 полимеризации. Конец трубопровода 4, который соединяет смесительный сосуд 3 с реактором 1 полимеризации, снабжен средствами 5 закачивания. Трубопровод 4 может быть дополнительно снабжен средствами 30, 33 промывки растворителем и устройствами 10 измерения расхода и концентрации, такими, например, как расходомер Кориолиса. Эти устройства 10 измерения расхода и концентрации можно разместить выше по потоку и ниже по потоку от указанных насосов 5. Устройства 30, 33 промывки растворителем обеспечивают промывку растворителем, таким как изобутан, трубопровода 4 и поддержание трубопровода 4 и закачивающих устройств 5 в отключенном состоянии. Трубопровод 4 может быть дополнительно снабжен трубопроводом и клапаном 31 для обвода насоса 5. Трубопровод 4 для перемещения суспензии катализатора в реактор также может быть оборудован одним или более клапанами, предпочтительно поршневыми клапанами 22. Поршневые клапаны 22 способны закупоривать выход, через который трубопровод 4 соединен с реактором 1.
На фиг. 2 представлен цилиндрический смесительный сосуд 3 установки приготовления суспензии катализатора по изобретению, включающий верхнюю часть 118, нижнюю часть 119 и выполненное с возможностью вращения лопастное устройство 25 с магнитным приводом, которое приводится в движение электродвигателем 120. Лопастное устройство 25 включает вал 117 мешалки, который расположен вдоль центральной оси смесительного сосуда 3 и проходит через верхнюю часть смесительного сосуда 3, в которой он удерживается с помощью подшипникового узла 121 мешалки, содержащего магнитные элементы (не показаны). Подшипниковый узел 121 мешалки соединен с электродвигателем 120. Электродвигатель вырабатывает энергию, которая подшипниковым узлом 121 мешалки преобразовывается во вращательное движение вала 117 мешалки. Две двухлопастные втулки 125, 225 прикреплены с возможностью перемещения на валу 117 мешалки. Верхняя двухлопастная втулка 125 прикреплена на валу 117 мешалки в положении 133, составляющем примерно 60% от длины 131 смесительного сосуда, считая от верхней части 118 смесительного сосуда. Нижняя двухлопастная втулка 225 прикреплена на валу 117 мешалки в положении 134, составляющем примерно 85% от длины 131 смесительного сосуда, считая от верхней части 118 смесительного сосуда. Расстояние 135 между двумя двухлопастными втулками 125, 225 составляет примерно 27,5% от длины 131 смесительного сосуда. Размах 136 лопасти каждой двухлопастной втулки 125, 225 составляет примерно 40% от диаметра 132 смесительного сосуда. Смесительный сосуд 3 также включает три перегородки 124, 224 (и 324, не показана на фиг. 2), которые расположены продольно вдоль внутренней боковой стенки смесительного сосуда 3 и проходят радиально вовнутрь от внутренней стенки смесительного сосуда 3 на ширину 137, составляющую примерно 15% от диаметра 132 смесительного сосуда. Смесительный сосуд также включает выпускное отверстие 123 для разбавленной суспензии катализатора в нижней части 119 смесительного сосуда 3.
Направление вращения 140 лопастного устройства 25 является таким, что поток 141 суспензии катализатора направляется преимущественно аксиально по направлению к нижней части 119 смесительного сосуда.
На фиг. 3 представлен увеличенный вид воплощения двухлопастной втулки 125, включающей две лопасти 126, 226, которые симметрично прикреплены на втулке 125. Двухлопастная втулка 125 прикреплена с возможностью перемещения на валу 117 мешалки. Каждая лопасть 126, 226 включает корневую часть 127, 227 и концевую часть 128, 228 между верхней боковой кромкой 129, 229 и нижней боковой кромкой 130, 230. Верхняя боковая кромка 129, 229 проходит продольно от корневой части 127, 227 и выгнута по направлению к концевой части 128, 228. Нижняя боковая кромка 130, 230 является вогнутой. Концевая часть 128, 228 выгнута от нижней боковой кромки 130, 230 к верхней боковой кромке 129, 229. Стрелкой 140 показано направление вращения.
На фиг. 4 представлен вид вдоль центральной оси, проходящей от корневой части 127, 227 к концевой части 128, 228 лопатки 126, 226 двухлопастной втулки 125, 225. Двухлопастная втулка 125, 225 прикреплена с возможностью перемещения на валу 117 мешалки выполненного с возможностью вращения лопастного устройства 25 с магнитным приводом. Показанный угол наклона (α) каждой лопасти составляет примерно 75°. Стрелкой 140 показано направление вращения.
На фиг. 6 представлено схематическое поперечное сечение некоторых элементов выполненного с возможностью вращения лопастного устройства 25 с магнитным приводом. Выполненное с возможностью вращения лопастное устройство 25 с магнитным приводом включает вал 117 мешалки, который расположен вдоль центральной оси смесительного сосуда 3 (показан только частично) и проходит через верхнюю часть смесительного сосуда 3, где он удерживается с помощью узла 121 мешалки, содержащего магнитные элементы 310, 320. Вал 117 мешалки, магнитные элементы 310 и внутренний ротор 340 опираются на подшипники, расположенные на нижнем корпусе 400. Узел 121 мешалки соединен с электродвигателем (не показан) с помощью соединения с использованием вала и/или зубчатого привода (оба не показаны) через верхний фланец 370 узла 121. Электродвигатель вырабатывает энергию, которая преобразовывается узлом 121 мешалки во вращательное движение (стрелка 140) вала 117 мешалки, который
- 9 027699 снабжен по меньшей мере двумя двухлопастными втулками 125, 225. Узел 121 мешалки включает корпус 300 магнитной муфты и нижний корпус 400. Корпус 300 магнитной муфты соединен с нижним корпусом 400 посредством нижнего фланца 360 корпуса 300 магнитной муфты, который соединен болтами 440 с верхним фланцем 420 нижнего корпуса 400. Узел 121 мешалки соединен со смесительным сосудом 3 посредством нижнего фланца 410 нижнего корпуса 400, который соединен болтами 430 с верхним фланцем 35 смесительного сосуда 3. Корпус 300 магнитной муфты включает внутренний ротор 340, коаксиально расположенный на валу 117, и внешний ротор 350. Внешний ротор 350 корпуса 300 муфты функционально соединен (не показано) с электродвигателем. Корпус 300 магнитной муфты содержит расположенные по окружности комплекты постоянных магнитов 320, 310 в ее внутреннем и внешнем роторах 340 и 350 соответственно. Магниты во внутреннем роторе 340 одинаково ориентированы с магнитами во внешнем роторе 350, но поляризованы противоположным образом. В корпусе 300 магнитной муфты имеется защитная оболочка 330 (также известная как разделитель, разделяющий элемент или защитная оболочка) с фланцем 370, который прикреплен к агрегату в сборе болтами 440. Защитная оболочка 330 изолирует внутренний ротор и препятствует утечке из смесительного резервуара.
Еще один аспект изобретения относится к способу приготовления суспензии катализатора, в частности, разбавленной суспензии катализатора с помощью описанной в данном документе установки приготовления суспензии катализатора. В частности, настоящее изобретение также относится к способу приготовления разбавленной суспензии катализатора, или способу разбавления суспензии катализатора, в описанной в данном документе установке приготовления суспензии катализатора посредством стадий (а1) подачи концентрированной суспензии катализатора в смесительный сосуд, (а2) разбавления концентрированной суспензии катализатора подходящим количеством разбавителя в смесительном сосуде с получением при этом разбавленной суспензии катализатора, имеющей концентрацию, подходящую для использования в реакции полимеризации этилена, и (а3) смешивания разбавленной суспензии катализатора в смесительном сосуде.
В предпочтительном воплощении предоставляют способ приготовления суспензии катализатора в установке приготовления суспензии катализатора, включающей описанное в данном документе вращающееся лопастное устройство 25, в которой суспензия катализатора содержит твердые частицы катализатора и жидкий углеводородный разбавитель, причем способ включает стадии (а1) приготовления концентрированной суспензии катализатора в одном или более суспензионных котлах 2, (а2) перемещения концентрированной суспензии катализатора из одного или более суспензионных котлов 2 в смесительный сосуд 3 через один или более трубопроводов 6, 7, (а3) разбавления концентрированной суспензии катализатора подходящим количеством разбавителя в смесительном сосуде 3 с получением при этом разбавленной суспензии катализатора, имеющей концентрацию, подходящую для использования в реакции полимеризации этилена, и (а4) смешивания разбавленной суспензии катализатора в смесительном сосуде 3 путем вращения лопастного устройства 25 по изобретению.
Предпочтительно предоставляют способ, в котором концентрация твердых частиц катализатора в жидком углеводородном разбавителе в смесительном сосуде составляет от 0,1 до 10 мас.%, предпочтительно от 0,2 до 5 мас.% и наиболее предпочтительно от 0,3 до 3 мас.%.
В другом воплощении предоставляют способ, в котором указанные частицы твердого катализатора имеют средний диаметр от 1 до 100 мкм, предпочтительно от 5 до 100 мкм, более предпочтительно от 10 до 100 мкм или от 5 до 50 мкм, даже более предпочтительно от 15 до 50 мкм и наиболее предпочтительно примерно 40 мкм.
В еще одном предпочтительном воплощении предоставляют способ, в котором указанное лопастное устройство вращается со скоростью от 50 до 1000 об/мин, предпочтительно от 150 до 450 об/мин, более предпочтительно от 200 до 350 об/мин и даже более предпочтительно со скоростью примерно 320 об/мин.
Описанную в данном документе установку приготовления суспензии катализатора можно использовать для приготовления разбавленной суспензии катализатора или для разбавления суспензии катализатора, причем указанная суспензия катализатора содержит твердые частицы катализатора и жидкий углеводородный разбавитель, где указанный катализатор в виде частиц является металлоценовым катализатором, хромовым катализатором или катализатором Циглера-Натта. В одном из воплощений частицы катализатора нанесены на носитель, предпочтительно носитель из диоксида кремния.
В еще одном воплощении описанную в данном документе установку приготовления суспензии катализатора можно использовать для переведения осевшего или осажденного катализатора обратно в суспензию.
В предпочтительном воплощении настоящего изобретения указанный катализатор является металлоценовым катализатором. В данном документе термин металлоценовый катализатор используют для описания любых комплексов переходных металлов, состоящих из атомов металла, связанных с одним или более лигандами. Металлоценовые катализаторы являются соединениями переходных металлов группы IV Периодической таблицы, таких как титан, цирконий, гафний и т.п., и имеют структуру, коор- 10 027699 динированную с металлическим соединением и лигандами, составленными из одной или двух групп циклопентадиенила, инденила, флуоренила или их производных. Использование металлоценовых катализаторов в полимеризации олефинов имеет множество преимуществ. Металлоценовые катализаторы обладают высокими активностями и обеспечивают получение полимеров с улучшенными физическими свойствами. Ключом к металлоценам является структура комплекса. Структуру и геометрию металлоцена можно изменять, чтобы приспособить к конкретной потребности производителя в зависимости от требуемого полимера. Металлоцены содержат одиночный металлический активный центр, что позволяет лучше регулировать ветвление и молекулярно-массовое распределение полимера. Мономеры внедряются между металлом и растущей цепью полимера.
В предпочтительном воплощении металлоценовый катализатор имеет общую формулу (I) или (II) (Аг)2МО2 (I)
В”(Аг)2МО2 (II) где металлоцены по формуле (I) являются немостиковыми металлоценами и металлоцены по формуле (II) являются мостиковыми металлоценами, указанные металлоцены по формуле (I) или (II) имеют два Аг, связанных с М, которые могут быть одинаковыми или отличными друг от друга,
Аг представляет собой ароматическое кольцо, группу или фрагмент, и каждый Аг независимо выбирают из группы, состоящей из циклопентадиенила, инденила, тетрагидроинденила или флуоренила, каждая из указанных групп может быть при необходимости замещена одним или более заместителями, каждый из которых независимо выбран из группы, состоящей из галогена, гидросилильной группы, группы δϊΚ3, где К является углеводородной группой, содержащей от 1 до 20 атомов углерода, и углеводородной группы, содержащей от 1 до 20 атомов углерода, указанная углеводородная группа возможно содержит один или более атомов, выбранных из группы, включающей В, δϊ, δ, О, Р, С1 и Р,
М является переходным металлом и выбран из группы, состоящей из титана, циркония, гафния и ванадия, предпочтительно М является цирконием, каждый С) независимо выбирают из группы, состоящей из галогена, гидрокарбоксильной группы, содержащей от 1 до 20 атомов углерода, и углеводородной группы, содержащей от 1 до 20 атомов углерода, и указанная углеводородная группа возможно содержит один или более атомов, выбранных из группы, включающей В, δϊ, δ, О, Р, С1 и Р, и
К является двухвалентной группой или фрагментом, связанной мостиковой связью с двумя Аг группами, и выбран из группы, состоящей из С1-С20 алкилена, германия, кремния, силоксана, алкилфосфина и амина, и указанный К возможно замещен одним или более заместителями, каждый из которых независимо выбран из группы, состоящей из галогена, гидросилильной группы, группы δϊΚ3, где К является углеводородной группой, содержащей от 1 до 20 атомов углерода, и углеводородной группы, содержащей от 1 до 20 атомов углерода, и указанная углеводородная группа возможно содержит один или более атомов, выбранных из группы, включающей В, δϊ, δ, О, Р, С1 и Р.
Используемый в данном документе термин углеводородная группа, содержащая от 1 до 20 атомов углерода предназначен для обозначения фрагмента, выбранного из группы, включающей линейную или разветвленную С1-С20 алкильную группу, С3-С20 циклоалкильную группу, С6-С20 арильную группу, С7С20 алкиларильную группу и С7-С20 арилалкильную группу или любые их сочетания. Примерами углеводородных групп являются метильная, этильная, пропильная, бутильная, амильная, изоамильная, гексильная, изобутильная, гептильная, октильная, нонильная, децильная, цетильная, 2-этилгексильная и фенильная группы. Примеры галогеновых атомов включают хлор, бром, фтор и йод, из этих галогеновых атомов предпочтительными являются фтор и хлор.
Иллюстративные примеры металлоценовых катализаторов включают, не ограничиваясь перечисленным, бис(циклопентадиенил)циркония дихлорид (Ср22гС12), бис(циклопентадиенил)титана дихлорид (Ср2Т1С12), бис(циклопентадиенил)гафния дихлорид (Ср2Н£С12), бис(тетрагидроинденил)циркония дихлорид, бис(инденил)циркония дихлорид и бис(н-бутилциклопентадиенил)циркония дихлорид, этиленбис(4,5,6,7-тетрагидро-1-инденил)циркония дихлорид, этиленбис(1-инденил)циркония дихлорид, диметилсилиленбис(2-метил-4-фенилинден-1 -ил)циркония дихлорид, дифенилметилен(циклопентадиенил) (флуорен-9-ил)циркония дихлорид и диметилметилен(1-(4-третбутил-2-метилциклопентадиенил)(флуорен-9-ил)циркония дихлорид.
Катализаторы можно предоставить на твердом носителе. Носитель должен быть инертным твердым веществом, которое не вступает в химическую реакцию с любым из компонентов стандартного металлоценового катализатора. Носитель или подложка представляет собой инертное органическое или неорганическое твердое вещество, которое не вступает в химическую реакцию с любым из компонентов стандартного металлоценового катализатора. Подходящие материалы носителя для нанесенного катализатора по настоящему изобретению включают твердые неорганические оксиды, такие как диоксид кремния, оксид алюминия, оксид магния, оксид титана, оксид тория, а также смешанные оксиды диоксида кремния и одного или более оксидов металлов групп 2 или 13, такие как смешанные оксиды магния-кремния и алюминия-кремния. Предпочтительными материалами носителя являются диоксид кремния, оксид
- 11 027699 алюминия и смешанные оксиды диоксида кремния и одного или более оксидов металлов групп 2 или 13. Предпочтительными примерами таких смешанных оксидов смешанные оксиды алюминия-кремния. Наиболее предпочтительным является диоксид кремния. Диоксид кремния может находится в гранулированной, агломерированной, высокодисперсной или другой форме. Носитель предпочтительно является диоксидом кремния. В предпочтительном воплощении металлоценовый катализатор предоставляют на твердом носителе, предпочтительно на носителе из диоксида кремния.
В предпочтительном воплощении катализатор полимеризации, применяемый в настоящем способе полимеризации, является нанесенным металлоцен-алюмоксановым катализатором, состоящим из металлоцена и алюмоксана, которые связаны на порах носителя из диоксида кремния.
В другом воплощении настоящего изобретения указанный катализатор является хромовым катализатором. Термин хромовые катализаторы относится к катализаторам, полученным путем осаждения оксида хрома на носитель, например носитель из диоксида кремния или оксида алюминия. Иллюстративные примеры хромовых катализаторов включают, не ограничиваясь перечисленным, Сг8Ю2 или СгЛБОз.
В другом воплощении настоящего изобретения указанный катализатор является катализатором Циглера-Натта. Термин катализатор Циглера-Натта или катализатор ЦН относится к катализаторам, имеющим общую формулу М1ХП, где М1 является переходным металлом, выбранным из группы от IV до VII, X является галогеном и η является валентностью металла. Предпочтительно М1 является металлом группы IV, группы V или группы VI, более предпочтительно титаном, хромом или ванадием и наиболее предпочтительно титаном. Предпочтительно X является хлором или бромом и наиболее предпочтительно хлором. Иллюстративные примеры соединений переходных металлов включают, но не ограничиваются перечисленным, Т1С13, Т1С14. Подходящие для использования в изобретении катализаторы ЦН описаны в ϋδ 6930071 и ϋδ 6864207, которые включены в данный документ путем ссылки.
Один из аспектов изобретения относится к способу приготовления частиц полиэтиленового продукта в петлевом реакторе полимеризации, включающему стадии:
(а) подача этиленового мономера, жидкого углеводородного разбавителя, возможно, водорода и, возможно, олефинового сомономера в указанный петлевой реактор, (б) подача суспензии катализатора, приготовленной согласно способу по изобретению, описанному в данном документе, в указанный петлевой реактор, (в) полимеризация указанного мономера и указанного возможного сомономера с получением суспензии полиэтилена в указанном разбавителе в указанном петлевом реакторе, (г) осаждение указанной суспензии полиэтилена в одном или более осадительных стояков, соединенных с указанным петлевым реактором, (д) выгрузка из указанного петлевого реактора осажденной суспензии полиэтилена из указанных одного или более осадительных стояков.
Следующие неограничивающие примеры иллюстрируют изобретение.
Примеры
Пример 1.
Настоящий пример иллюстрирует применение установки приготовления суспензии катализатора согласно одному из воплощений приготовления разбавленной суспензии катализатора по изобретению. Катализатор полимеризации включает металлоценовый катализатор, нанесенный на носитель из пористого диоксида кремния. Металлоцен состоит, в частности, из этиленбис(4,5,6,7-тетрагидро-1инденил)циркония дихлорида. Средний диаметр частиц катализатора полимеризации составляет 40 мкм. Катализатор полимеризации можно использовать для приготовления частиц полиэтиленовой смолы в петлевом реакторе.
Характеристики смесительного сосуда и характеристики способа для настоящего примера приготовления разбавленной суспензии катализатора приведены в таблице. Расход определяет, насколько много суспензии катализатора выходит в течение часа из смесительного сосуда и, таким образом, является мерой времени пребывания катализатора в смесительном сосуде, а также времени оборачиваемости катализатора в смесительном сосуде.
Объем смесительного сосуда (л) 500
Средняя скорость смешивания (об/мин) 325
Расход (л/ч) 200
Средняя концентрация катализатора (масс.%) 0,42
Концентрацию катализатора полимеризации (в мас.%, по ординате) на выходе из смесительного сосуда, т.е. перед подачей в реактор полимеризации, измеряли в течение 2 суток (время отложено по абсциссе). Результаты показаны на фиг. 5. Как можно видеть, с течением времени концентрация является относительно постоянной, указывая на надлежащее смешивание в смесительном сосуде, что приводит к однородной суспензии катализатора, в основном с устойчивой концентрацией катализатора, которую можно подавать в реактор полимеризации.
Пример 2.
Смесительный резервуар, включающий вал мешалки с магнитным приводом, приводимый в движе- 12 027699 ние лопастным устройством с магнитным приводом, как схематически показано на фиг. 2 и 6, использовали для приготовления суспензии катализатора. Суспензия катализатора содержала 0,5 мас.% металлоценового катализатора, нанесенного на носитель из пористого диоксида кремния в изобутановом разбавителе. Металлоцен состоит, в частности, из этиленбис(4,5,6,7-тетрагидро-1-инденил)циркония дихлорида. Смесительный резервуар действовал в заполненном жидкостью состоянии. В силу применения магнитной муфты содержащий мешалку сосуд был герметично закрыт, и суспензию катализатора можно было приготовить в условиях заполнения жидкостью без какой-либо утечки.
В сравнении с этим смесительный резервуар, включающий мешалку с механическим уплотнением, нельзя использовать заполненным жидкостью без заметной утечки.

Claims (25)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Установка для приготовления суспензии катализатора для приготовления разбавленной суспензии катализатора, включающей твердые частицы катализатора и жидкий углеводородный разбавитель, где указанная установка приготовления суспензии катализатора включает цилиндрический смесительный сосуд (3), содержащий верхнюю часть (118), нижнюю часть (119) и выполненное с возможностью вращения лопастное устройство (25), которое приводится в движение двигателем; при этом указанное лопастное устройство (25) включает вал (117) мешалки с магнитным приводом, который расположен вдоль продольной оси указанного смесительного сосуда (3) и проходит через указанную верхнюю часть указанного смесительного сосуда и включает по меньшей мере две двухлопастные втулки (125, 225), которые прикреплены к указанному валу (117) мешалки с магнитным приводом, при этом крутящий момент от указанного двигателя передается указанному валу (117) мешалки через магнитную муфту без физического контакта между ними, причем указанная магнитная муфта включает внутренний ротор (340), соединенный с указанным валом мешалки, внешний ротор (350), соединенный с указанным двигателем, и защитную оболочку (330), которая изолирует указанный внутренний ротор (340) от указанного внешнего ротора (350) и препятствует утечке из указанного смесительного сосуда;
    где каждая лопасть (126, 226) указанной двухлопастной втулки представляет собой деталь с аэродинамическим профилем, включающую корневую часть (127, 227), прикрепленную к втулке, и расположенную радиально вовне концевую часть (128, 228) между верхней боковой кромкой (129, 229), обращенной к верхней части указанного смесительного сосуда, и нижней боковой кромкой (130, 230), обращенной к указанной нижней части указанного смесительного сосуда;
    где указанная концевая часть (128, 228) изогнута по направлению от указанной нижней боковой кромки (130, 230) к указанной верхней боковой кромке (129, 229), причем указанная верхняя боковая кромка отходит вбок от указанной корневой части (127, 227) к указанной концевой части, и указанная нижняя боковая кромка (130, 230) является вогнутой.
  2. 2. Установка по п.1, где указанный смесительный сосуд дополнительно содержит одну или более перегородок (124, 224), которые закреплены продольно вдоль внутренней стенки указанного смесительного сосуда (3), при этом указанные одна или более перегородок проходят радиально вовнутрь.
  3. 3. Установка по п.1 или 2, где лопасти (126, 226) каждой двухлопастной втулки (125, 225) расположены симметрично относительно указанной втулки и имеют угол наклона (α) от 65 до 75°.
  4. 4. Установка по любому из пп.1-3, где первая двухлопастная втулка (125) закреплена на указанном валу (117) мешалки в нижней половине указанного смесительного сосуда (3).
  5. 5. Установка по любому из пп.1-4, где вторая двухлопастная втулка (225) закреплена на указанном валу (117) мешалки в нижней четверти указанного смесительного сосуда (3).
  6. 6. Установка по любому из пп.1-3, где расстояние между двумя двухлопастными втулками, которые прикреплены на валу мешалки, составляет от половины до трети длины указанного вала (117) мешалки.
  7. 7. Установка по любому из пп.1-6, где указанные одна или более перегородок (124, 224) проходят радиально внутрь на расстояние, составляющее от 10 до 20% от диаметра указанного смесительного сосуда (3).
  8. 8. Установка по любому из пп.1-7, где указанная двухлопастная втулка (125, 225) имеет размах лопасти, составляющий от 30 до 50% от диаметра указанного смесительного сосуда (3).
  9. 9. Установка по любому из пп.1-8, где указанная установка приготовления суспензии катализатора дополнительно включает один или более суспензионных котлов (2), подходящих для хранения концентрированной суспензии катализатора, причем каждый суспензионный котел функционально соединен с указанным смесительным сосудом (3).
  10. 10. Установка по любому из пп.1-9, где указанное лопастное устройство выполнено с возможностью вращения со скоростью от 50 до 1000 об/мин, предпочтительно от 150 до 450 об/мин.
  11. 11. Способ приготовления разбавленной суспензии катализатора, включающей твердые частицы катализатора и жидкий углеводородный разбавитель, в установке приготовления суспензии катализатора по любому из пп.1-10 посредством стадий (а1) подачи концентрированной суспензии катализатора в смесительный сосуд, (а2) разбавления концентрированной суспензии катализатора разбавителем в смесительном сосуде с получением при этом разбавленной суспензии катализатора, имеющей концентра- 13 027699 цию, подходящую для использования в реакции полимеризации этилена, и (а3) смешивания разбавленной суспензии катализатора в смесительном сосуде с помощью выполненного с возможностью вращения лопастного устройства.
  12. 12. Способ по п.11, где указанный смесительный сосуд дополнительно содержит одну или более перегородок (124, 224), которые закреплены продольно вдоль внутренней стенки указанного смесительного сосуда (3), при этом указанные одна или более перегородок проходят радиально вовнутрь.
  13. 13. Способ по п.11 или 12, где лопасти (126, 226) каждой двухлопастной втулки (125, 225) расположены симметрично относительно указанной втулки и имеют угол наклона (α) от 65 до 75°.
  14. 14. Способ по любому из пп.11-13, где каждая лопасть (126, 226) указанной двухлопастной втулки представляет собой деталь с аэродинамическим профилем, включающую корневую часть (127, 227), прикрепленную к втулке, и расположенную радиально вовне концевую часть (128, 228) между верхней боковой кромкой (129, 229), обращенной к верхней части указанного смесительного сосуда, и нижней боковой кромкой (130, 230), обращенной к указанной нижней части указанного смесительного сосуда.
  15. 15. Способ по п.14, где указанная концевая часть (128, 228) изогнута по направлению от указанной нижней боковой кромки (130, 230) к указанной верхней боковой кромке (129, 229), причем указанная верхняя боковая кромка отходит вбок от указанной корневой части (127, 227) к указанной концевой части, и указанная нижняя боковая кромка (130, 230) является вогнутой.
  16. 16. Способ по любому из пп.11-15, где первая двухлопастная втулка (125) закреплена на указанном валу (117) мешалки в нижней половине указанного смесительного сосуда (3).
  17. 17. Способ по любому из пп.11-16, где вторая двухлопастная втулка (225) закреплена на указанном валу (117) мешалки в нижней четверти указанного смесительного сосуда (3).
  18. 18. Способ по любому из пп.11-15, где расстояние между двумя двухлопастными втулками, которые прикреплены на валу мешалки, составляет от половины до трети длины указанного вала (117) мешалки.
  19. 19. Способ по любому из пп.11-18, где указанные одна или более перегородок (124, 224) проходят радиально внутрь на расстояние, составляющее от 10 до 20% от диаметра указанного смесительного сосуда (3).
  20. 20. Способ по любому из пп.11-19, где указанная двухлопастная втулка (125, 225) имеет размах лопасти, составляющий от 30 до 50% от диаметра указанного смесительного сосуда (3).
  21. 21. Способ по любому из пп.11-20, где указанная установка приготовления суспензии катализатора дополнительно включает один или более суспензионных котлов (2), подходящих для хранения концентрированной суспензии катализатора, причем каждый суспензионный котел функционально соединен с указанным смесительным сосудом (3).
  22. 22. Способ по любому из пп.11-21, где указанный смесительный сосуд (3) представляет собой заполненный жидкостью резервуар.
  23. 23. Способ по любому из пп.11-22, где концентрация указанных твердых частиц катализатора в указанном жидком углеводородном разбавителе составляет от 0,1 до 10 мас.%.
  24. 24. Способ по любому из пп.11-23, где указанные твердые частицы катализатора имеют средний диаметр от 1 до 100 мкм, предпочтительно от 5 до 50 мкм.
  25. 25. Способ по любому из пп.11-24, где указанное лопастное устройство выполнено с возможностью вращения со скоростью от 50 до 1000 об/мин, предпочтительно от 150 до 450 об/мин.
EA201390108A 2010-07-30 2011-07-29 Применение установки приготовления суспензии катализатора EA027699B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10171370 2010-07-30
PCT/EP2011/063136 WO2012013797A1 (en) 2010-07-30 2011-07-29 Use of a catalyst slurry preparation system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201390108A1 EA201390108A1 (ru) 2013-08-30
EA027699B1 true EA027699B1 (ru) 2017-08-31

Family

ID=43334723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201390108A EA027699B1 (ru) 2010-07-30 2011-07-29 Применение установки приготовления суспензии катализатора

Country Status (9)

Country Link
US (2) US9273157B2 (ru)
EP (1) EP2598538B1 (ru)
KR (1) KR101477936B1 (ru)
CN (1) CN103038261B (ru)
EA (1) EA027699B1 (ru)
ES (1) ES2611659T3 (ru)
HU (1) HUE031519T2 (ru)
RS (1) RS55556B1 (ru)
WO (1) WO2012013797A1 (ru)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL231306A0 (en) 2014-03-04 2014-08-31 Huliot A C S Ltd Electromagnetic induction welding of liquid distribution systems
CN103951795B (zh) * 2014-04-24 2016-08-24 鞍山盾化聚羧酸设备制造有限公司 一种制备聚羧酸减水剂的方法及其设备
BR112016026251B1 (pt) * 2014-05-20 2021-07-06 Basell Polyolefine Gmbh processo de polimerização em lama para formar polietileno
KR101633341B1 (ko) * 2015-04-24 2016-06-27 주식회사 코캣 아산화질소 저감용 촉매제작 장치
EP3241611B1 (en) * 2016-05-02 2020-03-04 Borealis AG A process for feeding a polymerisation catalyst
PE20201140A1 (es) * 2017-11-06 2020-10-26 Penoles Tecnologia S A De C V Reactor solido-gas-liquido (sgl) para la lixiviacion de minerales polimetalicos y/o concentrados base plomo, cobre, zinc y/o sus mezclas
US11833479B2 (en) * 2020-03-26 2023-12-05 Chevron Phillips Chemical Company Lp Catalyst slurry mixing process and system
EP4301792A2 (en) 2021-03-05 2024-01-10 ExxonMobil Chemical Patents Inc. Processes for making and using slurry catalyst mixtures

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004026455A2 (en) * 2002-09-16 2004-04-01 Chevron Phillips Chemical Company Lp Catalyst slurry feeding assembly for a polymerization reactor
WO2005077522A1 (en) * 2004-02-13 2005-08-25 Total Petrochemicals Research Feluy Method and apparatus for preparing and supplying catalyst slurry to a polymerisation reactor.

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2008684A (en) * 1931-10-27 1935-07-23 Mixing Equipment Company Inc Emulsifying unit
US2668694A (en) * 1951-07-21 1954-02-09 Colgate Palmolive Peet Co Apparatus for agitating materials
US2924439A (en) * 1957-05-27 1960-02-09 Du Pont Apparatus for making dispersions
US3701421A (en) * 1970-04-29 1972-10-31 Technequip Ltd Method of mineral separation by froth floatation
US3980628A (en) * 1972-04-06 1976-09-14 Continental Oil Company Large capacity external cooled vinyl halide polymerization reactor
JPS54109939A (en) * 1978-02-15 1979-08-29 Mitsui Petrochem Ind Ltd Oxidation reactor for preparing aromatic carboxylic acid
US4563665A (en) * 1981-07-10 1986-01-07 Phillips Petroleum Company Method for mixing and transferring polymer-coated catalyst compositions
US4587314A (en) * 1981-07-21 1986-05-06 Phillips Petroleum Company Continuous polymerization reactor
US4438074A (en) * 1981-07-21 1984-03-20 Phillips Petroleum Company Continuous polymerization reactor
US4690804A (en) * 1983-07-15 1987-09-01 Phillips Petroleum Company Catalyst feed system
CA1225634A (en) * 1984-07-30 1987-08-18 Adam J. Bennett Apparatus for dispersing a particulate material in a liquid
GB8617569D0 (en) * 1986-07-18 1986-08-28 Davidson J F Impellers
FI86601C (fi) * 1987-10-21 1992-09-25 Outokumpu Oy Saett att aostadkomma dubbelcirkulationsfloede och apparatur daertill.
US5102630A (en) * 1988-03-17 1992-04-07 Amoco Corporation Apparatus for increasing yield and product quality while reducing power costs in oxidation of an aromatic alkyl to an aromatic carboxylic acid
US5006283A (en) * 1988-10-06 1991-04-09 General Signal Corporation Mixing system for dispersing a compressible fluid such as gas into liquid in a vessel
US5098667A (en) * 1989-05-05 1992-03-24 Phillips Petroleum Company Particulate flow control
EP0470493B1 (en) * 1990-08-07 1996-09-25 Shinko Pantec Co., Ltd. Mixing apparatus
US5368390A (en) * 1993-03-01 1994-11-29 General Signal Corporation Mixer systems
SE503898C2 (sv) * 1994-10-25 1996-09-30 Tetra Laval Holdings & Finance Blandare för blandning av vätskor eller suspensioner samt förfarande för blandning
US6930071B2 (en) 1997-01-28 2005-08-16 Fina Technology, Inc. Ziegler-natta catalyst for polyolefins
US6864207B2 (en) 1997-01-28 2005-03-08 Fina Technology, Inc. Ziegler-Natta catalyst for polyolefins
US6250797B1 (en) * 1998-10-01 2001-06-26 General Signal Corporation Mixing impeller system having blades with slots extending essentially all the way between tip and hub ends thereof which facilitate mass transfer
US6109449A (en) * 1998-11-04 2000-08-29 General Signal Corporation Mixing system for separation of materials by flotation
JP3632827B2 (ja) * 1998-11-11 2005-03-23 リンテック株式会社 撹拌装置
US6082890A (en) * 1999-03-24 2000-07-04 Pfaudler, Inc. High axial flow glass coated impeller
JP3533407B2 (ja) * 1999-12-20 2004-05-31 三菱レイヨン株式会社 攪拌翼、攪拌装置及びそれを用いた重合体の製造方法
US6837613B2 (en) * 2001-04-10 2005-01-04 Levtech, Inc. Sterile fluid pumping or mixing system and related method
US20030227817A1 (en) * 2002-04-11 2003-12-11 Mobius Technologies, Inc., A California Corporation Mixer
CN1243704C (zh) * 2002-07-22 2006-03-01 中国石油化工股份有限公司 一种芳烷基氧化生产芳香羧酸的方法和氧化反应器
CN100384524C (zh) * 2002-09-16 2008-04-30 切夫里昂菲利普化学有限责任公司 用于聚合反应器的催化剂淤浆进料组件
US6837610B2 (en) * 2002-09-27 2005-01-04 Ilc Dover Lpp Bioprocess container, bioprocess container mixing device and method of use thereof
US6955461B2 (en) * 2003-01-24 2005-10-18 Dow Global Technologies, Inc. Tickler for slurry reactors and tanks
DE10310091A1 (de) * 2003-03-06 2004-09-16 Abb Lummus Global Gmbh Segmentierter Rührreaktor
DE20307199U1 (de) * 2003-05-08 2003-07-10 Ekato Ruehr Mischtechnik Rührorgan
US7172337B2 (en) * 2003-07-08 2007-02-06 Philadelphia Mixing Solutions, A Division Of Philadelphia Gear Corporation Low shear impeller
US20050272891A1 (en) * 2004-02-13 2005-12-08 Atofina Research S.A. Double loop technology
US7547135B2 (en) * 2005-09-07 2009-06-16 Spx Corporation Disposable sanitary mixing apparatus and method
US7615596B2 (en) * 2005-09-30 2009-11-10 Chevron Phillips Chemical Company Lp Multiple component feed methods and systems
EP1832338A1 (en) * 2006-03-07 2007-09-12 Total Petrochemicals Research Feluy Method and system for determining catalyst activity
EP2016985A1 (en) * 2007-07-16 2009-01-21 Total Petrochemicals Research Feluy Process for optimizing the separation of a hydrocarbon-containing feed stream.
CN101185864A (zh) * 2007-09-03 2008-05-28 北京东方石油化工有限公司助剂二厂 用于制备聚乙烯树脂的搅拌装置及使用其的淤浆聚合方法
CN101417217A (zh) * 2007-10-24 2009-04-29 顾琪龙 一种万能胶专用搅拌装置
DE102007060291B4 (de) * 2007-12-12 2011-04-28 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Behälteranordnung mit einem Behälter mit flexibler Wandung
WO2009155548A1 (en) * 2008-06-20 2009-12-23 Philadelphia Gear Corporation Combined axial-radial intake impeller with circular rake
FR2943355B1 (fr) * 2009-03-18 2011-04-08 Sartorius Stedim Biotech Sa Recipient-melangeur avec palier d'arbre en partie superieure
BR112012014866B1 (pt) * 2009-12-18 2020-12-01 Total Petrochemicals Research Feluy método para otimizar a alimentação sequencial de pelo menos dois catalisadores de polimerização de etileno em um reator de polimerização de etileno
ES2549133T3 (es) * 2009-12-18 2015-10-23 Total Research & Technology Feluy Procedimiento de neutralización de un catalizador de polimerización
JP5659219B2 (ja) * 2010-03-01 2015-01-28 株式会社クレハ 塔型固液向流接触装置、固体粒子の洗浄装置、及び、方法
WO2012013802A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 Total Petrochemicals Research Feluy Pressure control of the catalyst mixing vessel

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004026455A2 (en) * 2002-09-16 2004-04-01 Chevron Phillips Chemical Company Lp Catalyst slurry feeding assembly for a polymerization reactor
WO2005077522A1 (en) * 2004-02-13 2005-08-25 Total Petrochemicals Research Feluy Method and apparatus for preparing and supplying catalyst slurry to a polymerisation reactor.

Also Published As

Publication number Publication date
EP2598538B1 (en) 2016-10-26
EP2598538A1 (en) 2013-06-05
US20160152741A1 (en) 2016-06-02
RS55556B1 (sr) 2017-05-31
US20130130890A1 (en) 2013-05-23
EA201390108A1 (ru) 2013-08-30
US9273157B2 (en) 2016-03-01
HUE031519T2 (en) 2017-07-28
KR20130041270A (ko) 2013-04-24
ES2611659T3 (es) 2017-05-09
US9512245B2 (en) 2016-12-06
CN103038261A (zh) 2013-04-10
WO2012013797A1 (en) 2012-02-02
KR101477936B1 (ko) 2014-12-30
CN103038261B (zh) 2015-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA027699B1 (ru) Применение установки приготовления суспензии катализатора
BR112012014866B1 (pt) método para otimizar a alimentação sequencial de pelo menos dois catalisadores de polimerização de etileno em um reator de polimerização de etileno
CN106573208B (zh) 用改进的乙烯进料系统聚合乙烯的方法
CN106459280A (zh) 具有改进的淤浆泵性能的乙烯聚合方法
US20230390718A1 (en) Catalyst Slurry Mixing Process and System
EP2598235A1 (en) Method of feeding catalyst
US9308514B2 (en) Pump for loop reactor
EP2598543B1 (en) Pressure control of the catalyst mixing vessel
KR20130047751A (ko) 중합 반응기에 촉매를 공급하는 공정
EA023506B1 (ru) Способ полимеризации этиленовых мономеров
CN111744413A (zh) 一种易碎颗粒浆液计量与输送的集成撬装装置及其应用
EP3807326A1 (en) Reaction configuration and procedure for polymer production
CN109224537A (zh) 一种沉降搅拌设备

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM KG MD TJ

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AZ BY KZ TM RU