FR2758823A1 - Procede de polymerisation en phase gazeuse - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de polymérisation en continu d'oléfine(s) en phase gazeuse dans un réacteur à lit fluidisé constitué d'un cylindre à paroi latérale verticale et d'une chambre (3) de tranquillisation caractérisé en ce que le lit fluidisé occupe au moins la totalité du cylindre à paroi latérale verticale du réacteur.par.

Description

PROCEDE DE POLYMERISATION EN PHASE GAZEUSE
La présente invention concerne un procédé de polymérisation en phase gazeuse dans un réacteur à lit fluidisé. Il est connu de polymériser un ou plusieurs monomères en phase gazeuse sous une pression supérieure à la pression atmosphérique dans un réacteur à lit fluidisé o des particules de polymère en cours de formation sont maintenues à l'état fluidisé grâce à un mélange gazeux réactionnel contenant le ou les monomères à polymériser et circulant selon un courant ascendant. Le polymère ainsi fabriqué sous forme de poudre est généralement soutiré du réacteur afin de maintenir le lit à un volume plus ou moins constant. Un procédé préféré à l'échelle industrielle utilise une grille de fluidisation qui distribue le mélange gazeux réactionnel au travers du lit et qui sert de support pour le lit en cas de coupure de débit du gaz ascendant. Le mélange gazeux réactionnel sortant par le sommet du réacteur à lit fluidisé est recyclé à la base de ce dernier sous la grille de fluidisation par l'intermédiaire d'une conduite externe de circulation munie d'un compresseur. La polymérisation des monomères est une réaction exothermique. Il est donc nécessaire de prévoir un moyen adapté au refroidissement du lit afin d'en extraire la chaleur de polymérisation. La méthode préférée pour la polymérisation des oléfines dans un lit fluidisé consiste à refroidir le mélange gazeux réactionnel en dessous de la température de polymérisation. ce qui permet lors du passage de ce gaz de fluidisation au travers du lit de compenser l'excédent de chaleur engendré par la polymérisation. Ainsi, au cours de son renvoi, le mélange gazeux réactionnel est généralement refroidi à l'aide d'au moins un échangeur thermique disposé sur la conduite externe de circulation de façon à éliminer la chaleur produite par la réaction de polymérisation et de maintenir la
température de polymérisation au niveau désiré.
On a cherché, tout particulièrement au cours de ces dernières années, à optimiser le procédé de polymérisation en phase gazeuse de manière à augmenter la production de polymère dans les ateliers existants. On a dès lors raisonne cn taux de production de polymere, a savoir en ternime de rendement en poids de polymnre produit par unité de volumc dui réacteur et par unité de temps (kg/h/m3). Dans les réactcurs i lit fluidisé commerciaux du type mentionné ci-dessus, on sait que le taux de production dépend directement du taux d'enlèvement de chaleur générée dans le réacteur. Ce taux d'enlèvement peut être augmenté, par exemple en accroissant la vitesse du gaz de fluidisation, et/ou en réduisant la température du gaz de fluidisation, et/ou en augmentant la capacité thermique du gaz de fluidisation. Par exemple, BP Chemicals Limited a proposé dans sa demande de brevet W094/28032 un procédé de polymérisation d'oléfine(s) en phase gazeuse dans lequel le courant gazeux de recyclage est refroidi à une température suffisante pour former un liquide et un gaz. En séparant le liquide du gaz et en introduisant le liquide directement dans le lit fluidisé, on peut augmenter la quantité totale de liquide introduite dans le réacteur à lit fluidisé ce qui permet de mieux refroidir le lit par évaporation et donc d'atteindre des
niveaux supérieurs de productivité.
De manière générale, les réacteurs à lit fluidisé selon la présente invention peuvent être représentés par un premier volume, dont l'enveloppe (paroi) est constituée par au moins une surface de révolution engendrée par la rotation autour d'un axe vertical dit de révolution d'un segment rectiligne et/ou curviligne, surmonté d'un second volume, communément appelé enceinte de tranquillisation, dont l'enveloppe (paroi) est également constituée par au moins une surface de révolution engendrée par la rotation autour d'un même axe vertical dit de révolution d'un segment rectiligne et/ou curviligne. Les réacteurs à lit fluidisé conventionnels utilisés pour la polymérisation d'oléfine(s) en phase gazeuse sont habituellement constitués d'un cylindre (1) d'axc vertical surmonté d'une enceinte de tranquillisation (3), conformément à la figure 1 qui représente schématiquement un appareillage préféré de polymérisation en phase gazeuse selon la
présente invention.
Le rôle essentiel connu de l'enceinte de tranquillisation est de ralentir le courant gazeux ascendant qui. après avoir traversé le lit fluidisé, peut entraîner des quantités relativement importantes de particules solides. De ce fait, la plus grande partie des particules solides entraînées retourne directement dans le lit fluidisé. Seules les
particules les plus fines peuvent être entraînées hors du réacteur.
En principe, le lit fluidisé pourrait occuper la totalité de la partie cylindrique du réacteur, partie qui s'élève sur une hauteur H à partir de la base du lit fluidisé qui coïncide généralement avec la grille de fluidisation (4). En pratique, le lit fluidisé n'occupe généralement qu'une portion de la partie cylindrique du réacteur à lit fluidisé de telle sorte que la hauteur réelle du lit fluidisé (h) est égale à 0, 95 x H, de préférence 0,90 x H, et en particulier 0,85 x H. Cette limite de hauteur du lit fluidisé a été dictée par l'homme du métier afin d'éviter des entraînements excessifs de particules de polymère hors du réacteur. Les études de fluidisation ont montré la formation de bulles au sein du lit fluidisé. Il y a coalescence des bulles au fur et à mesure de leur ascension au sein du lit jusqu'à leur éclatement lorsqu'elles atteignent la partie supérieure du lit fluidisé. Cet
éclatement accélère considérablement l'entraînement des particules hors du réacteur.
Tout ceci a donc conduit naturellement l'homme du métier à limiter de manière pratique
la hauteur du lit fluidisé lors de la polymérisation.
Dans le cadre de la recherche liée à l'augmentation de la productivité de ses ateliers industriels pour la polymérisation des oléfines en phase gazeuse, la Demanderesse est parvenue, en dépit des préjugés existants, à mettre au point un procédé simple, fiable et qui permet d'augmenter considérablement la production de polymères. De plus, la Demanderesse a découvert de manière totalement inattendue que l'utilisation de son nouveau procédé présentait de nombreux avantages comme divulgués dans la
description qui suit.
La présente invention consiste donc en un procédé de polymérisation en phase gazeuse dans un réacteur à lit fluidisé constitué d'un premier volume, dont l'enveloppe (paroi) est constituée par au moins une surface de révolution engendrée par la rotation autour d'un axe vertical dit de révolution d'un segment rectiligne et/ou curviligne, surmonté d'un second volume, communément appelé enceinte de tranquillisation. jointif au premier volume, dont l'enveloppe (paroi) est également constituée par au moins une surface dc révolution engendrée par la rotation autour d'un même axe vertical dit de révolution d'un segment rectiligne et/ou curviligne, caractérisé en ce que le lit fluidisé occupe au moins la totalité du premier volume du réacteur. Ainsi, selon la présente invention, la hauteur du lit fluidisé (h) est au moins égale à la hauteur H du réacteur de polymérisation. De préférence, le lit fluidisé occupe
au moins partiellement le second volume dit enceinte de tranquillisation.
De manière inattendue, la Demanderesse a découvert que le procédé selon la présente invention ne conduisait nullement à des entraînements excessifs de particules de polymère hors du réacteur. Quoique ne voulant pas être lié à l'explication suivante, la Demanderesse pense que cette constatation provient d'une part du fait que les particules subissent une décélération lorsqu'elles atteignent l'enceinte de tranquillisation et d'autre part parce qu'il y a limitation et/ou réduction de la taille des bulles lorsqu'elles pénètrent
l'enceinte de tranquillisation.
Quoique ne voulant pas se limiter à un type de polymérisation en particulier, la présente 1 0 invention est particulièrement appropriée aux réactions de polymérisation d'un ou plusieurs des monomères tels les oléfines, les monomères vinyliques polaires, les
diènes, les acétylènes et les aldéhydes.
De préférence, le procédé selon la présente invention s'applique à la polymérisation d'un ou plusieurs monomères oléfiniques tels l'éthylène, le propylène. le butène- 1. le
1 5 pentène- 1, le 4-méthylpentène- 1, l'hexène- 1, l'octène- 1.
Selon la présente invention, on peut décider de polymériser par intermittence avec une hauteur de lit conforme à la présente invention et avec une hauteur de lit inférieure à celle de l'invention. Toutefois, il est préférable d'effectuer la polymérisation avec une
hauteur de lit constamment dans la gamme de la présente invention.
Comme indiqué préalablement la hauteur H du réacteur de polymérisation est définie comme étant la distance séparant la base du lit fluidisé, base qui coïncide généralement avec la grille de iluidisation, et la jonction entre le premier volume ou volume inférieur et le second volume appelé enceinte de tranquillisation. Dans le cas préféré du cylindre d'axe vertical, H représente donc la longueur de paroi latérale verticale du cylindre
s'élevant au-dessus de la base du lit fluidisé.
Selon un mode d'exécution préféré de la présente invention, la hauteur du lit fluidisé (h) 3o cst supérieure à la hauteur H du réacteur, de préférence supérieure à 1,05 x 1 1. et en particulier supérieure à 1,1 x H. L'enceinte de tranquillisation surmontant le cylindre susceptible de contenir le lit fluidisé a en principe une section transversale plus importante que celle du cylindre. Elle a de préférence la forme d'un bulbe constitué essentiellement d'un tronc de cône de révolution d'axe vertical se confondant avec l'axe du cylindre, de sommet orienté vers le bas avec de préférence un angle compris entre 10 et 60 et surmonté d'un dôme de forme sensiblement hémisphérique. La petite base de ce tronc de cône coïncide avec l'extrémité supérieure du cylindre du réacteur, et sa grande base, coïncide avec la base du dôme. Elle peut également être constituée d'un cylindre vertical se raccordant au cylindre susceptible de contenir le lit fluidisé par une surface jointive en forme de conduite évasée. Dans ce cas, ce cylindre, possède un axe vertical se confondant avec l'axe du cylindre susceptible de contenir le lit fluidisé et un toit généralement de forme
sensiblement hémisphérique.
Selon un mode d'exécution préféré de la présente invention, la hauteur du lit fluidisé (h) est telle que le volume de l'enceinte de tranquillisation occupé par le lit fluidisé représente plus de 5% du volume total de l'enceinte, de préférence plus de 10%, plus
préférentiellement plus de 15%.
Selon un mode d'exécution préféré de la présente invention, la hauteur du lit fluidisé (h) est telle que le volume de l'enceinte de tranquillisation occupé par le lit fluidisé
représente moins de 70% du volume total de l'enceinte, de préférence moins de 50%.
plus préférentiellement moins de 30%.
Dans le cas de l'enceinte constituée du tronc de cône de révolution surmonté d'un dôme, la limite supérieure du lit fluidisé (h) n'atteint de préférence pas la hauteur qui correspond à la section orthogonale la plus large de la dite enceinte. Cette hauteur limite
qu'il est préférable de ne pas dépasser est identifiée par Lp sur la figure 2.
La présence de fines dans le réacteur peut affecter les propriétés du polymère en augmentant la teneur en gel des produits finis tels que les films et les récipients en plastique. De plus, pendant la polymérisation, des agglomérats peuvent se former sur la
paroi intérieure du réacteur, en particulier sur la paroi de l'enceinte de tranquillisation.
L'accumulation des fines et des agglomérats sur la paroi du réacteur constitucnt
l'cncrassage du réacteur.
Pour éviter que l'encrassage du réacteur n'affecte le fonctionnement du système de polymérisation ainsi que la qualité du polymère produit, le réacteur est arrêté périodiquement afin d'en nettoyer la paroi et d'en extraire les agglomérats. Ceci peut se faire au moyen d'eau ou d'azote sous pression. Ce type de nettoyage amène des entrées de poison dans le réacteur ce qui implique automatiquement une purge du réacteur ainsi qu'un séchage afin d'éliminer ces poisons. Cette procédure prend du temps et est peu économique. De manière inattendue, la Demanderesse a également découvert que le procédé selon la présente invention permettait de réduire et/ou d'éliminer les problèmes liés à l'encrassage de la paroi du réacteur, en particulier de la paroi de l'enceinte de tranquillisation. La Figure 2 représente schématiquement une illustration d'un appareillage de polymérisation d'oléfine(s) en phase gazeuse selon la présente invention. L'appareillage comprend: (i) un réacteur (1) à lit fluidisé, muni d'un dôme (2) et d'une base comportant une grille de fluidisation (4), et constitué d'un cylindre à paroi latérale verticale surmonté d'une chambre (3) de tranquillisation ou de désengagement surmontant le dit cylindre. le sommet de la chambre (3) formant le dôme (2) du réacteur, (ii) une chambre (9) d'entrée d'un mélange gazeux réactionnel située sous la grille (4) et communiquant avec la partie cylindrique du réacteur (1) par l'intermédiaire de la grille (4), et (iii) une conduite externe (5) de circulation du mélange gazeux réactiomnel reliant le dôme (2) du réacteur à la chambre (9) d'entrée du mélange gazeux réactionnel, et comprenant un compresseur (8) et au moins un
échangeur de chaleur (6,7).
Une ou plusieurs conduites d'alimentation (10) en constituants du mélangc gazeux réactionnel, tels qu'une ou plusieurs oléfines, par exemple l'éthylène ou Ic propylène ou des alpha-oléfines de C4 à C10, un ou plusieurs diènes de préférence non-conjugués, de l'hydrogène, un ou plusieurs gaz inertes tels que l'azote ou des alcanes de C1 à C6, de
préférence de C2 à C5, peuvent déboucher dans la conduite externe (5) de circulation.
en un ou plusieurs endroits le long de cette conduite.
La présente invention a également pour objet un procédé de polymérisation en continu d'oléfine(s) en phase gazeuse dans un réacteur à lit fluidisé et éventuellement agité mécaniquement, constitué d'un cylindre à paroi latérale verticale et d'une chambre (3) de tranquillisation ou de désengagement surmontant le dit cylindre, sous une pression absolue supérieure à la pression atmosphérique, par introduction continue ou intermittente d'un catalyseur dans le réacteur, introduction continue d'oléfine(s) dans un mélange gazeux réactionnel traversant le réacteur selon un courant ascendant, élimination de la chaleur de polymérisation par refroidissement du mélange gazeux réactionnel recyclé, soutirage du polymère fabriqué, procédé caractérisé en ce que le lit
fluidisé occupe au moins la totalité du cylindre à paroi latérale verticale du réacteur.
Donc, de préférence, le lit fluidisé iccupe au moins partiellement la dite enceinte de tranquillisation.
Le procédé de l'invention convient tout particulièrement à des poudres de polyoléfine.
notamment de polyéthylène de haute ou basse densité linéaire, par exemple de densité allant de 0,87 à 0,97, ou de polypropylène. Les polymères fabriqués selon le présent procédé peuvent notamment être des poudres correspondant au type B essentiellement et quelquefois aux types A et B, selon le classement donné par D. GELDART dans "Gas
Fluidization Technology" publié dans "A. Wiley-lnterscience Publication" par John-
Wiley & Sons (1986), pages 33 à 46. Les polymères peuvent être constitués de particules ayant un diamètre moyen en masse allant de 300 à 2000, de préférence de 500
à 1500 pm.
Le procédé de polymérisation en continu d'oléfine(s) en phase gazeuse est réalisé dans un réacteur à lit fluidisé ct éventuellement agité mécaniquement, maintenu sous une pression absolue P1 pouvant aller de 0, 5 à 6, de préférence de I à 4 MPa. La température du lit fluidisé peut être maintenue à une valeur inférieure au point de fusion du polymère, par exemple à une température allant de 30 àI 130 C, de préférence de 50 à 1l 0 C. Le réacteur est traversé par un mélange gazeux réactionnel avec une vitesse ascensionnelle qui peut aller de 0,3 à I m/s, de préférence de 0.4 à 0,8 m/s. ILe mélange gazeux réactionnel peut contenir une ou plusieurs oléfines notamment de C2 à CiO de préférence de C2 à C8, par exemple l'éthylène ou le propylène. ou un mélange d'éthylène avec au moins une oléfine de C3 à ClO, de préférence C3 à C8. par exemple le propylène. le butène-l, l'hexène-1, le 4-méthylpentène-1 ou l'octène-l. et/ou encore avec au moins un diène, par exemple un diène non-conjugué. Il peut aussi contenir de l'hydrogène et/ou un gaz inerte tel que l'azote ou un alcane, par exemple de C1 à C6, de préférence de C2 à C5, par exemple le pentane et/ou l'isopentane. Le procédé de polymérisation peut en particulier être réalisé selon le procédé décrit dans la demande de brevet PCT n 94/28032. Il peut être réalisé en présence d'un catalyseur comportant au moins un métal de transition appartenant aux groupes 4, 5 ou 6 de la Classification Périodique des éléments (approuvée par le Comité de la Nomenclature de l"'American Chemical Society", voir "Encyclopedia of Inorganic Chemistry", éditeur R. Bruce King, publié par John Wiley & Sons (1994)). En particulier, on peut utiliser un système catalytique du type ZieglerNatta comprenant un catalyseur solide comportant un composé d'un métal de transition tel que ceux cités ci-dessus et un cocatalyseur comportant un composé organométallique d'un métal appartenant aux groupes 1, 2 ou 3 de la Classification Périodique des éléments, par exemple un composé organoaluminique. Des systèmes catalytiques de haute activité sont déjà connus depuis de nombreuses années et sont capables de produire de grandes quantités de polymère en un temps relativement court de telle sorte qu'il est possible d'éviter l'étape d'élimination des restes catalytiques contenus dans le polymère. Ces systèmes catalytiques de haute activité généralement comprennent un catalyseur solide comportant essentiellement des atomes de métal de transition, de magnésium et d'halogène. On peut aussi utiliser un catalyseur de haute activité comportant essentiellement un oxyde de chrome activé par un traitement thermique et associé à un support granulaire à base d'oxyde réfractaire. Le procédé de polymérisation convient tout particulièrement pour être utilisé avec des catalyseurs métallocène tels que zirconocène, hafnocène, titanocène ou chromocène, ou
des catalyseurs Ziegler supportés sur silice par exemple à base de titane ou de vana-
dium. Par exemple, les catalyseurs métallocènes peuvent être représentés par la formule générale (Cp)mMRxRly dans laquelle Cp représente un cycle cvclopentadiényle substitué ou non substitué, M représente un métal de transition du groupe IV. V. ou VI de la Classification Périodique des éléments, tel le zirconium. le titane ou l'hafnium, R et RI étant identiques ou différents représentent un radical hydrocarboné comportant de I à 20 atomes de carbone, un atome d'halogène ou un autre ligand monovalent. m = I à 3 3, x = 0 à 3, et y = 0 à 3, à condition que la somme de m. x et y soit égale à l'état
d'oxydation de M. On trouve des exemples de catalyseur de type métallocène dans EP-
0129368, US5324800 et EP-0206794. Le catalyseur peut aussi etre un catalyseur représenté par un composé contenant un hétéroatome mnonocyclopentadiényle. Un tel catalyseur est par exemple divulgué dans EP-0416815 et EP-0420436. Les catalyseurs de type Ziegler-Natta, notamment les catalyseurs de haute activité et en particulier les catalyseurs de type métallocène, sont de préférence utilisés sur un support poreux, tel
qu'un oxyde réfractaire, par exemple la silice ou l'alumine.
Les catalyseurs ou systèmes catalytiques cités précédemment peuvent être utilisés tels quels directement dans le réacteur à lit fluidisé, ou préalablement transformés en prépolymère d'oléfine, en particulier au cours d'une prépolymérisation mettant en contact le catalyseur ou système catalytique avec une ou plusieurs oléfines telles que celles citées précédemment, dans un milieu liquide hydrocarboné ou en phase gazeuse, selon par exemple un procédé discontinu ou continu réalisé en dehors du réacteur de
polymérisation à lit fluidisé.
Selon un mode d'exécution préféré, on a constaté que la présente invention convient tout particulièrement lorsque le taux de production de polymère est supérieur à 50 kg/h/m3, de préférence supérieur à 60 kg/h/m3, plus préférentiellement supérieur à 70 kg/h/m3. et
ceci quel que soit le système catalytique utilisé.
Le procédé convient tout particulièrement pour fabriquer des polyoléfines sous forme de poudre, en particulier du polyéthylène de haute ou basse densité linéaire, de densité allant par exemple de 0,87 à 0,97, ou du polypropylène, ou des copolymères du
propylène avec de l'éthylène et/ou des oléfines de C4 à C8, ou des copolymères élasto-
mériques du propylène avec de l'éthylène et éventuellement au moins un diène non-
conjugué de densité allant par exemple de 0,85 à 0,87.
Les avantages du procédé selon l'invention sont nombreux. lin eflfet, le procédé est non seulement simplc, fiable, facile à mettre en oeuvre, mais il permet également
d'augmenter considérablement la production de polymères.
Grâce au nouveau procédé, il est maintenant possible de dégoulottcr facilement et à
moindres frais les ateliers existants sans en changer le design.
De plus, de manière inattendue, la Demanderesse a découvert que le procédc selon la
présente invention réduit les cntraînemcnts de particules de polymère hors du réacteur.
De cette amélioration découlc un nouvel avantage du présent procédé grâce auquel il est maintenant possible de travailler avec des vitesses ascensionneclles du mélange gazeux
réactionnel supérieures à celles qui étaient utilisées antérieurement.
Les exemples suivant illustrent la présente invention.
Exemples
On réalise une copolymérisation de l'éthylène avec du butène-1 en phase gazeuse dans un appareillage identique à celui représenté schématiquement à la Figure 2. Le réacteur à lit fluidisé est donc constitué d'un cylindre à paroi latérale verticale surmonté d'une chambre (3) de tranquillisation ou de désengagement surmontant le dit cylindre. Il possède les caractéristiques suivantes * diamètre interne du cylindre (1): 5 m * hauteur H du cylindre: 20 m * volume du cylindre: 393 m3 * diamètre interne de la chambre de tranquillisation (3) à la hauteur Lp: 8,66 m * hauteur Lp: 28,61 m * hauteur de l'enceinte de tranquillisation: 12.94 m * volume total de l'enceinte de tranquillisation: 403 m3 * volume de l'enceinte de tranquillisation sous la hauteur Lp: 338 m3 * volume de l'enceinte de tranquillisation au- dessus de la hauteur Lp (dôme): 65 m3 Le réacteur possède à sa base une grille de fluidisation (4) au-dessus de laquelle on fluidise un lit de copolymère d'éthylène et de butène-l ayant une densité de 0,950, sous la forme d'une poudre constituée de particules ayant un diamètre moyen en masse de 750 pm, 90 % en poids des particules ayant un diamètre allant de 300 à 1200 Ptm. La
masse volumique apparente de la poudre fluidisée est de 300 kg/m3.
ILe mélange gazeux réactionnel traverse le lit fluidisé sous une pression absolue de 2 MPa avec une vitesse ascensionnelle de 0,6 m/s, à une température de 92 C. II contient
en volume 30 % d'éthylène, 1 % de butène- 1, 25 % d'hydrogène et 44 % d'azote.
Un catalyseur de type Ziegler-Natta comportant des atomes de titane. de magnésium et d'halogène est préparé sous la forme d'un prépolymère d'une Façon identique à l'excmple I du brevet français n 2 405 961. Il est introduit de façon intermittente dans le réacteur
par la ligne (I l1) d'introduction.
1I
Exemple CI
Après une phase de démarrage o l'on monte progressivement le lit, on stabilise le lit à
une hauteur de 17 m ce qui correspond à un volume de lit fluidisé de 334 m3.
Dans ces conditions on fabrique 21,5 tonnes/heure (taux de production: 64 kg/h/m3) de copolymère d'éthylène et de butène-1 sous la forme d'une poudre ayant les
caractéristiques mentionnées précédemment.
On augmente ensuite progressivement la production de polymère en passant de 21,5 à 33,2 tonnes/heure sur une période de 8 heures tout en maintenant constant le volume de lit fluidisé et donc cette hauteur de lit fluidisé de 17 m. On note alors l'apparition de
points chauds et la production de croûtes ce qui conduit à l'arrêt du réacteur.
Le seul moyen d'éviter des agglomérats est de limiter la production de polymère à
environ 23 tonnes/heure (taux de production: 69 kg/h/m3).
Exemple 2
Après une phase de démarrage o l'on monte progressivement le lit, on stabilise le lit à
une hauteur de 20 m ce qui correspond à un volume de lit fluidisé de 393 m3.
Dans ces conditions on fabrique 25 tonnes/heure (taux de production: 64 kg/h/m3) de copolymère d'éthylène et de butène-1 sous la forme d'une poudre ayant les
caractéristiques mentionnées précédemment.
Contrairement aux craintes légitimes qu'on aurait pu avoir en matière d'entrainement des particules hors du réacteur, aucun problème d'encrassage n'a été constaté. On n'a pas observé le moindre accroissement de concentration en fines particules dans la conduite
externe de circulation (5) par rapport à l'exemple Cl.
On augmente ensuite progressivement la production de polymère en passant de 25 à 39 tonnes/heure sur une période de 8 heures tout en maintenant constant le volume de lit fluidisé et donc cette hauteur de lit fluidisé de 20 m. On note alors l'apparition d'agglomérats qui oblige de limiter la production de polym1re à environ 29 tonnes/heure
(taux de production: 74 kg/h/m3).
Exemple 3
Après une phase de démarrage o l'on monte progressivement le lit, on stabilise le lit à une hauteur de 23 m, soit 3 m dans l'enceinte de tranquillisation, ce qui correspond à un volume de lit fluidisé de 468 m3, soit un volume d'occupation de l'enceinte de
tranquillisation de 75 m3.
Dans ces conditions on fabrique 30 tonnes/heure (taux de production: 64 kg/h/m3) de copolymère d'éthylène et de butène-1 sous la forme d'une poudre ayant les
caractéristiques mentionnées précédemment.
Contrairement aux craintes légitimes qu'on aurait pu avoir en matière d'entraînement des particules hors du réacteur, aucun problème d'encrassage n'a été constaté. On n'a pas observé le moindre accroissement de concentration en fines particules dans la conduite externe de circulation (5) par rapport à l'exemple Cl. De plus, une étude ultérieure de l'état général des échangeurs (6, 7) situés sur la ligne externe de circulation (5) a prouvé que ces échangeurs avaient subi un taux d'encrassement moindre pour l'exemple 3 en
comparaison des deux autres exemples.
On augmente ensuite progressivement la production de polymère en passantde 30 à 46,5 tonnes/heure (taux de production: 99 kg/h/m3) sur une période de 8 heures tout en maintenant constant le volume de lit fluidisé et donc cette hauteur de lit fluidisé de 23 m. Ceci se passe sans le moindre problème. On n'a noté ni présence de points chauds, ni apparition de croûtes ce qui a permis de poursuivre la polymérisation en maintenant ces
conditions opératoires.

Claims (7)

REVENDICATIONS
1 Procédé de polymérisation en phase gazeuse dans un réacteur à lit fluidisé constitué d'un premier volume, dont l'enveloppe (paroi) est constituée par au moins une surface de révolution engendrée par la rotation autour d'un axe vertical dit de révolution d'un segment rectiligne et/ou curviligne. surmonté d'un second volume, communément appelé enceinte de tranquillisation. jointif au premier volume. dont l'enveloppe (paroi) est également constituée par au moins une surface de révolution engendrée par la rotation autour d'un même axe vertical dit de révolution d'un segment rectiligne et/ou curviligne. caractérisé en ce que le lit fluidisé occupe au moins la totalité du premier volume du réacteur.
2. Procédé selon la revendication I dans lequel le lit fluidisé occupe au moins
partiellement le second v'olume ou enceinte de tranquillisation.
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel on polymérise un ou
plusieurs monomères oléfiniques tels l'éthylène, le propylène. le butène1, le pentène- 1.
le 4-métlhylIpentène-l. I'hexène-l. l'octène-l.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le premier volume du
réacteur de polymérisation est un cylindre d'axe vertical de hauteur H.
5. Procédé selon la revendication 4 dans lequel la hauteur du lit fluidisé (h) est supérieure à la hauteur H du réacteur. dc préférence supérieurc à 1.05 x Hl. et en
particulier supérieure à 1.1 x fI.
6. Procédé de polymérisation en continu d'oléfine(s) en phase gazeuse dans un réacteur à
lit fluidisé et éventuellement agité mécaniquement. constitué d'un cylindre à paroi laté-
rale verticale et d'une chambre (3) de tranquillisation ou de désengagement surmontant le dit cylindre, sous une pression absolue supérieure à la pression atmosphérique. par introduction continue ou intermittente d'un catalyseur dans le réacteur, introduction continue d'oléfine(s) dans un mélange gazeux réactionnel traversant le réacteur selon un courant ascendant. élimination de la chaleur de polymérisation par refroidissement du mélange gazeux réactionnel recyclé, soutirage du polymère fabriqué, procédé caractérisé en ce que le lit fluidisé occupe au moins la totalité du cylindre à paroi latérale verticale
du réacteur.
7. Procédé selon la revendication 6 dans lequel on polymérise avec un taux de production de polymère supérieur à 50 kg/h/m3, de préférence supérieur à 60 kg/h/m3,
plus préférentiellement supérieur à 70 kg/h/m3.
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