KR20010080164A - 유동화 베드 방법 및 촉매 및 촉매 담체 처리용 반응기 - Google Patents

유동화 베드 방법 및 촉매 및 촉매 담체 처리용 반응기 Download PDF

Info

Publication number
KR20010080164A
KR20010080164A KR1020017004729A KR20017004729A KR20010080164A KR 20010080164 A KR20010080164 A KR 20010080164A KR 1020017004729 A KR1020017004729 A KR 1020017004729A KR 20017004729 A KR20017004729 A KR 20017004729A KR 20010080164 A KR20010080164 A KR 20010080164A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reactor
catalyst
gas
particles
fluidized bed
Prior art date
Application number
KR1020017004729A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100640675B1 (ko
Inventor
랑지 폴뤼스 드
헨드릭 쇤펠더
미카엘 켐머러
한스 베르너 지벤한들
카스파 에베르츠
슈테판 비트펠트-할텐호프
요아힘 베르터
Original Assignee
뵘, 보에스
바젤 폴리올레핀 게엠베하
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 뵘, 보에스, 바젤 폴리올레핀 게엠베하 filed Critical 뵘, 보에스
Publication of KR20010080164A publication Critical patent/KR20010080164A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100640675B1 publication Critical patent/KR100640675B1/ko

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/006Separating solid material from the gas/liquid stream by filtration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/0015Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor
    • B01J8/003Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor in a downward flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/0055Separating solid material from the gas/liquid stream using cyclones
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1809Controlling processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1845Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised
    • B01J8/1854Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised followed by a downward movement inside the reactor to form a loop
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1872Details of the fluidised bed reactor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/19Details relating to the geometry of the reactor
    • B01J2219/194Details relating to the geometry of the reactor round
    • B01J2219/1941Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped
    • B01J2219/1946Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped conical
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S526/00Synthetic resins or natural rubbers -- part of the class 520 series
    • Y10S526/901Monomer polymerized in vapor state in presence of transition metal containing catalyst

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
  • Polymerization Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

본 발명은
촉매 또는 촉매 담체 벌크 물질을 함유하는 반응기의 하부 영역에 기체를 유입하고 분포시키는 단계(a),
유동화 베드를 반응기에 형성시키는 단계(b),
촉매 또는 촉매 담체 입자를 유동화 베드에서 처리하는 단계(c) 및
반응기의 내용물을 방출시키는 단계(d)에 의한 촉매 또는 촉매 담체 처리방법에 관한 것이다. 이러한 목적을 위해, 하부 방향으로 갈수록 점점 좁아지는 반응기 바닥을 갖는 반응기가 사용된다.

Description

유동화 베드 방법 및 촉매 및 촉매 담체 처리용 반응기{Fluidized bed method and reactor for the treatment of catalysts and catalyst carriers}
본 발명은 유동화 베드(fluidized bed) 방법, 촉매 및 촉매 담체 처리용 반응기 및 폴리올레핀의 제조시 당해 방법의 제품의 용도에 관한 것이다.
천공판에 지지된 미립자 물질 베드를 통해 하부로부터 기체가 유동하는 경우, 비등하는 액체의 상태와 유사한 상태가 특정 유동화 상태하에 정해진다 - 베드는 버블을 배출하고, 베드 물질의 입자는 베드내에서 항상 소용돌이 치고, 하부로 움직여서, 따라서 어느 정도까지는 매달려 있다. 이와 관련하여, 유동화 베드라는 용어가 사용된다. 고체 입자의 중력에 반하여 하부로부터 베드를 통해 유동하는 기체의 속도에 대한 특정 한계치에 도달하는 경우, 이러한 상태가 발생한다. 정지 베드(resting bed)가 소용돌이 베드가 되고 고정 베드가 유동화 베드로 되는 지점은 소용돌이 또는 유동 지점으로서 언급된다. 이러한 지점의 도달은 다수의 물리적 인자, 예를 들면, 입자의 밀도, 크기, 분포 및 형태, 및 유동 액체의 특성에 좌우된다.
액체와 같이, 유동화 베드는 개구부를 통해 유동할 수 있거나, 파이프를 통해 운반될 수 있거나, 경사진 표면, 예를 들면, 운반 채널에서 흘러 나올 수 있다. 유동 액체의 속도가 더 증가되는 경우, 베드는 훨씬 크게 확장되고, 버블을 형성한다. 제한 속도를 초과하면, 입자는 유동 분진으로서 용기로부터 방출되지만, 하부 스트림 분리기에서 다시 기체 스트림으로부터 분리되어 반응기로 공급될 수 있다.
유리한 분리기는 소위 사이클론이다. 이러한 사이클론에서, 입자의 분리는 원심력을 사용하여 발생한다. 원칙적으로, 사이클론은, 분진 함유 공기용 유입구 파이프가 정접형으로 돌출되어 있고 청정 공기용 배출구 파이프가 수직형으로 돌출되어 있는, 원추형의 좁은 바닥을 갖는 원통형 용기로 이루어진다. 정접형으로 유입되는 기체/분진 스트림은 비교적 큰 분진 입자가 실린더의 벽에 반하는 원심력으로 돌진하여, 여기에서 기체/분진 스트림이 방출될 수 있는 중력의 작용을 통해 바닥로 침강하는, 소용돌이 유동을 유발한다. 분리 원리가 미세한 분진 오염물질을 제거하기에 충분하지 않기 때문에, 분진이 없는 회전하는 기체 소용돌이는 사이클론의 바닥에서 이의 방향을 역전시키고, 배출구 파이프를 통해 가능한 더 미세한 입자와 함께 상부 방향에서 사이클론을 이탈한다. 산업적으로, 사이클론은 주로 탈분진용으로 사용된다.
사이클론은 다수의 유동화 베드 공정에서 중요한 구성요소이다. 유동화 공정은 다수의 산업 공정에 사용된다. 유동화 베드에서 고체는, 예를 들면, 촉매(유동화 베드 촉매) 또는 열전이제로서 사용될 수 있거나, 그 자체를 반응에 참가시킬 수 있다. 유동화 베드 방법으로 고안될 수 있는 중요한 방법은 다음과 같다:
기체상 중합, 석탄 연소, 석탄 액화 및 피셔-트롭쉬(Fischer-Tropsch) 합성, 탄화수소의 촉매 크래킹, 황화물 금속의 로스팅(roasting), 수화된 알루미나의 하소, 석회암의 하소, 기체의 탈황, 벤진이 풍부한 나프텐 분획의 촉매 탈수소화, 역청질 모래로부터 오일의 증류, 산화바나듐 상에서 나프탈렌의 프탈산 무수물로의 산화, 인산염의 회수시 불소의 제거, 아크릴로니트릴, 디클로로에탄, CCl4또는 TiCl4의 제조, 갈탄 및 입상 물질(예를 들면, PVC, 초석, 칼슘 염, 톱밥, 염화나트륨, 안료, 약제학적 제제, 살충제 및 미생물도 포함함)의 건조, 식품(커피 열매, 코코아, 땅콩, 씨리얼 제품, 옥수수 전분, 쌀, 차 및 다수)의 방향 보유 건조 또는 로스팅, 폐기물, 쓰레기, 특정 폐기물 및 하수 침전물의 소각, 또는 물리적 공정(예: 소립자의 분리 및 혼합).
촉매, 개시제, 촉매 담체, 개시제 담체, 및 개시제 또는 촉매로 처리된 담체 물질을 처리하기 위한 유동화 베드 방법은 하기에 고려될 것이다. 엄격히 말해서, 개시제와 촉매간의 정의에는 차이가 있지만, 하기에서 "촉매"라는 용어는 또한 개시제(이는 종종 반응을 개시시키는지 촉진시키는지를 겨우 언급하는 것만이 가능하다)를 의미하는 것으로 파악해야 한다. 상응하게는, 활성 성분 - 예를 들면, 촉매 - 로 처리한 담체 물질, 또한 하기에서 촉매로서 언급된다.
촉매 담체 또는 촉매를 처리하기 위해(예를 들면, 올레핀의 중합에 그 자체를 사용하기 위함), 이들이 강성 물질이며 열교환되는 상부로 향하는 기체 스트림에 의해 입자가 제거되는 유동화 베드 방법이 사용된다. 당해 공정 동안 시간이 경과함에 따라, 입자를 가열하고 물리적/화학적으로 변화시킨다. 전환이 완결된 경우, 입자를 냉각시키고 반응기로부터 방출시킨다. 반응기 설계시, 다음에 특별히 유의한다:
A) 유입구에서의 기체 분포
B) 반응기를 이탈하는 기체 스트림으로부터 미립자의 제거
C) 방출 수단.
A) 기체 분포
기체는 반응기의 하부 영역에서 편평하거나, 굴곡지거나 경사진, 기체의 통과 유형이 다양한 판을 사용하여 분포시킨다. 가장 간단한 경우에 있어서, 이들은 개구부를 통과하지만, 적합한 삽입물, 예를 들면, 벨 또는 스크류일 수도 있다. 기체를 비교적 균일하게 분포시키기 위해, 상기 유형의 기체 분포 판은 적어도 10 내지 20mbar의 압력 손실을 필요로 한다. 기체의 유리한 분포는 입자에 의해 차단된 기체를 통과시킴으로써 예방할 수 있다.
특정 물질과 크기로 이루어진 입자로 이루어진 몇몇 베드에 있어서, 채널 형성 현상은 기체의 유입 동안 상기한 반응기 중의 하나에서 관찰된다. 이러한 경우, 유동화 베드는 형성되지 않지만, 대신 베드를 통해 수직으로 상부로 통과하는 판을 통해 기체가 유동한다. 기체 유속이 증가하지만, 입자는 베드에 잔류한다.
기체의 분포도 유동화 베드내로 분무된 액체로 입자를 처리하는 역할을 한다. 이들 액체는, 예를 들면, 입자용 결합제로서 작용할 수 있어서, 따라서 건조 동안 응집되어 비교적 큰 응집체를 형성한다.
유동 기체에 의한 액체로 분무된 최적 분포는 고체에 의한 피복 때문에, 첫째 고체 입자의 응집을 방지하고, 둘째 반응기 벽 위에 형성하는 침전물을 방지하는데 중요하다[참조: Diazo Kunii Octave Levenspiel, "Fluidization Engineering", Butterworth-Heinemann(Stoneham), second edition(1991), p. 24].
B) 분리
반응기 배출구에서, 기체를 반응기에서 유지시키기 위해 비말 동반된 입자를 제거하는 방법에 의해, 기체를 적합한 분리기를 통해 통과시킨다. 이러한 분리기는 반응 공간에서 직접적으로 매달려 있는 여과기 구성요소일 수 있다. 이들 여과기 구성요소의 단점은, 이들이 차단되고, 따라서 규칙적으로 세정되거나 대체되어야 한다는 점이다. 근본적으로 유지가 자유로우며 여과기와는 대조적이고, 고도의 미립자를 반응기를 통과시키는 능력을 가지며, 비교적 큰 입자를 확실히 보유하는 사이클론 분리기를 사용하는 것이 유리하다. 이러한 특성은, 고도의 미세한 입자가 종종 이후의 사용에 바람직하지 않기 때문에, 제조된 유동화 베드의 품질에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다. 극소 촉매 입자는, 예를 들면, 이후의 중합에 바람직하지 않은 소위 고온 스팟을 유발할 수 있다.
C) 방출
처리를 완결시킨 후, 적합하게 밀폐된 밸브를 통해 촉매 또는 촉매 담체를 반응기로부터 방출시킨다. 개구부는 반응기에 잔류하는 입자의 양을 최소로 하기 위해 판에 형성된다. 촉매 또는 촉매 담체는 방출 공정 동안 반드시 기체 분포 판의 통로를 통과해야 한다. 기체는 입자(후자는 자동적으로 배출구로 "활주되지"않아서, 방출 동안 유동 기체를 사용할 필요가 있다)의 유동을 확실히 하기 위해 판을 통해 지속적인 유동이 가능해야 한다. 그러나, 방출 동안 유동 기체의 사용은 사이클론 분리기의 유리한 사용을 방해한다.
방출 동안, 유동화 베드의 수평면이 사이클론의 배출구 파이프의 말단 아래로 떨어지고, 그 결과 형성된 단락 기체 때문에, 사이클론의 분리 효율은 크게 감소하는데, 이는 비교적 큰 입자 조차 반응기로부터 방출된다는 것을 의미한다. 이로써, 필연적으로 물질이 손실된다.
추가의 이점은, 물질이 항상 판 위에 잔류하기 때문에, 상기한 반응기가 완전히 소개될 수 없다는 것이다. 잔류물은 잔류 시간이 다양한 신선한 입자와 함께 다시 통과시킨다. 잔류물은 일반적으로 균일한 잔류 시간을 갖는 물질보다 균일하지 않은, 일반적으로 품질이 더 불량하다.
본 발명의 목적은 채널을 형성시키지 않으며, 사이클론을 유리하게 사용할 수 있으며, 신속하며 적어도 실질적으로 완결된, 즉 잔류물 없이 반응기를 개방시키는 방식으로 촉매 또는 촉매 담체를 처리하기 위한 상기 유동화 베드 방법을 개선시키는 것이다.
이러한 목적은, 하부 방향으로 갈수록 점점 좁아지는 반응기 바닥을 사용하여, 촉매 또는 촉매 담체 벌크 물질을 함유하는 반응기의 하부 영역에 기체를 유입하고 분포시키는 단계(a), 유동화 베드를 반응기에 형성시키는 단계(b), 촉매 또는 촉매 담체 입자를 유동화 베드에서 처리하는 단계(c) 및 반응기의 내용물을 방출시키는 단계(d)에 의해 촉매 또는 촉매 담체를 처리하는 방법에 의해 달성된다고 밝혀졌다.
바람직한 양태에 있어서, 분리기를 사용하여 비교적 미세한 입자는 제거되고/되거나 비교적 큰 입자는 잔류한다.
본 발명에 따라, (i) 하부 방향으로 갈수록 점점 좁아지는, 바람직하게는 원추형 반응기 바닥을 갖는 반응기 자켓, (ii) 반응기 바닥 하부에 위치하고 기체 유입용 기체 유입 파이프에 연결되어 있는 수단으로서, 기체를 반응기에 유입하기 위한 파이프, (iii) 반응기 바닥의 하부에 위치하는 반응기의 내용물을 방출시키기 위한 수단 및 (iv) 하나 이상의 분리기를 포함하는, 이러한 후자의 공정을 수행하기 위한 수단도 구비되어 있다.
기본적인 유동화 베드 방법에서 기체 분포를 위해 하부 방향으로 갈수록 점점 좁아지는 반응기 바닥을 갖춘 본 발명의 해결책은 아마 놀랍게도 처리될 입자가 당해 공정에서 실질적으로 손상되지 않거나 탈활성화되지 않는다는 사실을 기초로 한다. 하부 방향으로 갈수록 점점 좁아지는 반응기 바닥은 이의 단면적이 하부 방향으로 갈수록 감소됨을 의미한다. 원칙적으로, 대칭 및 비대칭 형태가 가능하다. 예를 들면, 특히 절단 첨봉 - 즉, 원추형 반응기 바닥 - 을 제외하고는 각뿔대가 적합하다. 하부 방향으로 갈수록 점점 좁아지는 이들 반응기 바닥이 사용되는 경우, 바닥의 더 낮은 영역에 위치하며 자켓의 내부를 둘러싸는 층이 유동화 베드 이외에 항상 존재한다. 기체 유입 영역으로의 입자의 "활주"로 유동화 베드로 역 공급되기 때문에, 유동화 베드의 입자가 층으로 유입되고, 반면 물질이 층을 통과하면서, 물질의 교환이 층내에서 발생한다. 반응기 벽으로부터 층으로의 열전이 때문에, 바람직하지 않게는 나중에 고온이 발생할 수 있다. 가능한 결과는, 예를 들면, 촉매의 탈활성화 또는 촉매 또는 촉매 담체의 응집체의 형성 및/또는 기공의 차단을 유발하는 하소 공정일 수 있다.
이들 단점은 본 발명에 따른 방법에서 실질적으로 발생하지 않거나, 전혀 발생하지 않는다 - 아마 촉매 입자가 단지 매우 단시간 동안 층에 잔류하기 때문일 것이다.
촉매 입자가 채널 형성(입자의 자켓 벽으로의 일정한 활주는 각각의 "채널"을 즉시 밀폐시킨다)을 예방한다는 점에서, 층은 유리하게 작용한다. 또한, 이의 원추형 구조 때문에, 층은 유동 기체의 균일한 분포를 보인다.
첨부된 도면은 도 1에 기체 분포 판(1), 반응기 방출 장치(3), 여과기 구성요소(5), 기체 배출구(6), 기체 유입구(7)를 나타내고, 도 2에 반응기 바닥(2), 반응기 방출 장치(3), 사이클론(4), 기체 배출구(6), 기체 유입구(7), 절단 첨봉(8), 반응기로의 기체 유입용 파이프(9), 첨봉 각(α) 및 각(β)를 나타낸다.
본 발명에 일반적으로 사용되는 반응기 유형(도 1)과 대조적으로 본 발명에 따른 반응기(도 2)가 기체 분포 판(1)을 갖지 않기 때문에, 첫째 분포 판과 관련된 압력 손실이 발생하지 않으며, 둘째 반응기로부터의 방출이 단순화되며 유동 기체를 사용하지 않고 수행된다. 촉매 또는 촉매 담체가 벽을 활주하고, 전부 또는 실질적으로 전부가 반응기에서 상당한 잔류물을 남기지 않으면서 방출 장치(3)에 도달하기 때문에, 원추형 반응기 바닥(2)은 촉매 또는 촉매 담체가 고효율로 반응기로부터 제거될 수 있게 한다. 따라서, 반응기는 잔류물이 없거나 실질적으로 잔류물 없이 방출될 수 있다(즉, 99% 이상, 바람직하게는 99.5% 이상의 정도). 반응기의 원추형 반응기 바닥(2)의 2개의 내부 자켓 표면 사이를 측정한 첨봉 각(α)은 10 내지 120。, 바람직하게는 30 내지 80。가 유리하다. 방출 장치(3)(예: 파이프)는 일반적으로 반응기 속으로 기체를 유입시키는데 작용하는 파이프(9)의 하부 말단에 위치한다. 따라서, 파이프(9)는 또한 반응기의 내용물을 방출시키는 작용을 부분적으로 수행한다. 방출은 일반적으로 기체 분포 판(1)을 갖는 상응하는 반응기보다 상당히 보다 신속하게 발생한다. 비말 동반된 입자를 제거하기 위해, 반응기의 최상부는 확장된 횡단면을 가질 수 있다. 추가의 분리기는 특히 이러한 확장 영역에서 설치할 수 있다.
본 발명에 따른 반응기의 추가의 근본적인 이점은 사용된 분리기가 유리하게는 사이클론(4)일 수 있다는 점이다, 즉 미세한 물질의 효과적이고 확실한 방출은 반응기로부터의 방출 동안 재료를 손실시키지 않고 촉진시킨다는 점이다. 당해 공정에 사용된, 기체 배출구(6)의 하부에 위치하는 여과기 소자(5)의 단점은 유입부에 기재되어 있다. 모든 경우에 사용된 분리기는 비교적 미세한 입자를 제거하고/하거나 비교적 큰 입자를 잔류시킨다.
또한, 기체 유입구(7)에서 담체 기체의 유입은 중요하다. 가능한 한, 어떠한 입자도 충전 및 방출 동안 기체 유입구(7)로 유입되지 않기 때문에, 상응하는 유입 파이프는 상부로 경사져야 한다. 기체 유입구(7)의 기체 유입 파이프와 상부수직면 사이를 측정한 각(β)는, 특히 20 내지 70。, 바람직하게는 30 내지 60。이다. 본 발명에 따르는 공정에서 처리된 촉매 또는 촉매 담체는, 특히 올레핀의 중합시 처리될 입자가 일반적으로 고체 입자의 형태로 반응기로 공급되는 경우 사용된다. 이러한 폴리올레핀 촉매는 종종 도핑된 담체 물질(예: 실리카 겔을 바닥으로 함)를 함유한다. 사용된 활성 성분은, 예를 들면, 전이 금속(예: 크롬 또는 티탄)이다. 담체 물질의 예는 산화성 화합물(예: 실리카, 알루미나, 실리카-알루미나, 지르코니아, 토리아, 불화 실리카, 불화 알루미나, 불화 실리카-알루미나, 붕소 산화물 또는 이들의 혼합물)이다. 담체 물질의 표면을 추가로 개질시키는 것이 특히 유리할 수 있다. 촉매 또는 촉매 담체는 일반적으로 하소 및/또는 활성화 처리한다.
처리 동안, 기체 유입구(7)를 통해 유입된 담체 기체(유동 기체) 이외에, 부가의 기체 및 원래 유입된 입자 이외에 부가의 고체를 또한 유동화 베드내로 유입시킬 수 있다. 이러한 유입은 공정 동안 및 목적하는 위치에서 장착된 공급 지점을 통해 언제라도 발생할 수 있다. 적합한 부가 기체의 예는 산소, 이산화탄소 또는 증기인 반면, 사용될 수 있는 부가의 고체의 예는 암모늄 헥사플루오로실리케이트, 상이한 물리적/화학적 구조를 갖는 처리되지 않은 촉매 담체 또는 촉매이다. 또한, 액체(예: 물)는 유동화 베드내로 분무시킬 수 있다. 따라서, 액체, 부가의 고체 및/또는 부가의 기체를 또한 반응기내로 유입시킬 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 의한 처리는 작업 실시예를 참조하여 하기에 보다 상세히 기재되어 있다.
실시예 1(하소)
벌크 밀도가 450kg/m3이고 표 1에 나타낸 바와 같은 입자 크기 분포를 갖는 촉매 담체 25kg은, 모든 높이가 4m이고 직경(원통형)이 0.3m이고 첨봉 각이 45。이며 절단 첨봉(8)에 장착된 파이프(9)의 내경이 25mm인 강(steel) 반응기에서 처리한다. N2를 유동 기체로서 사용하면서 승온 내지 600℃로 6시간에 걸쳐 반응기를 가열한다. 반응기를 실질적으로 당해 온도에서 10시간 동안 유지시킨 다음, 냉각시킨다. 원통형 반응기 부분에서 소개된 파이프를 기본으로 한 속도는 4 내지 8cm/s이다. 공정의 종결 후, 유동 기체의 유입을 중단하고, 촉매 지지체를 방출시킨다. 소개 공정 후, 촉매 담체 0.05kg(즉, 약 0.2%)이 분진 피복물로서 벽에 접착하는 반응기에서 잔류한다.
실리카 겔 ES70XR의 물질 특성
시험
기공 용적 1.69cc/g
표면적 320m2/g
휘발성분 함량 7.0%
소다(Na2O로서) 500ppm
벌크 밀도 300g/L
하소 전 및 후의 실리카 겔 ES70XR[제조회사: 크로스필드 캐털리스츠(Crosfield Catalysts)]의 입자 크기 분포
물질 처리 중간(㎛) <20.2㎛ <32㎛ >80.7㎛
ES70XR(SiO2가 99.3%인 실리케이트) 비처리 40.0 1.0 18.5 0.2
N2하에 600℃에서 10시간 동안 가열 40.5 1.1 19.1 0.1
(측정 방법: 코울터 계측기, 전처리: 30초 동안 초음파 처리, 전해질: 49.5% 물, 49.5% 글리세롤, 1% NaCl, 모세관: 560㎛, 작동 모드: 수동)
실시예 2(활성화)
벌크 밀도가 420kg/m3이고 표 2에 나타낸 바와 같은 입자 크기 분포를 갖는 촉매 200kg은, 모든 높이가 5m이고 직경(원통형)이 0.6m이고 첨봉 각이 45。이며 절단 첨봉(8)에 장착된 파이프(9)의 내경이 51mm인 강 반응기에서 활성화시킨다. 공기를 유동 기체로서 사용하면서 주위 온도 내지 705℃로 10시간에 걸쳐 장치를 가열한다. 장치를 실질적으로 당해 온도에서 10시간 동안 유지시킨 다음, 냉각시킨다. 냉각 상태 동안, 유동 기체를 질소로 교체한다. 원통형 반응기 부분에서 소개된 파이프를 기본으로 한 속도는 5 내지 10cm/s이다. 공정의 종결 후, 유동 기체를 잠그고, 촉매를 방출시킨다. 소개 공정 후, 촉매 약 0.1kg(즉, 약 0.05%)이 반응기에서 잔류한다.
비교실시예 C2(활성화)
실시예 2에서와 같은 유형의 촉매 125kg은, 모든 높이가 5.5m이고 직경이0.6m이며 원통형 개구부를 갖는 수평한 기체 분포 판(천공된 판)을 갖는 반응기에서 활성화시킨다. 공기를 유동 기체로서 사용하면서 주위 온도 내지 705℃로 10시간에 걸쳐 장치를 가열한다. 장치를 실질적으로 당해 온도에서 10시간 동안 유지시킨 다음, 냉각시킨다. 냉각 상태 동안, 유동 기체를 질소로 교체한다. 원통형 반응기 부분에서 소개된 파이프를 기본으로 한 속도는 5 내지 10cm/s이다. 공정의 종결 후, 중심에 설치된 배출구 파이프를 통해 촉매를 방출시킨다. 소개 공정 후, 촉매 약 5.2kg(즉, 약 4%)이 분포 판에 잔류한다.
촉매 실로폴(Sylopol) 969 IDWR의 물질 특성
시험 시판 제품 활성화 후
기공 용적(cc/g) 1.24 1.24
표면적(m2/g) 316 측정되지 않음
휘발성분 함량(%) 6.1 측정되지 않음
Na2O(%) 0.08 측정되지 않음
벌크 밀도(g/L) 측정되지 않음 329
활성화 전 및 후의 촉매 실로폴 969 IDWR[제조회사: 그레이스 게엠베하(Grace GmbH)]의 입자 크기 분포
물질 처리 중간(㎛) <20.2㎛ <32㎛ >80.7㎛
실로폴 969 IDWR(SiO2가 약 98%이고 Cr이 약 1%인 실리케이트) 비처리 56.2 0.8 8.3 14.1
705℃에서 10시간 동안 가열 51.5 0.8 9.0 5.8
(측정 방법: 코울터 계측기, 전처리: 30초 동안 초음파 처리, 전해질: 49.5% 물, 49.5% 글리세롤, 1% NaCl, 모세관: 560㎛, 작동 모드: 수동)

Claims (13)

  1. 하부 방향으로 갈수록 점점 좁아지는 반응기 바닥(2)을 갖는 반응기를 사용하여,
    촉매 또는 촉매 담체 벌크 물질을 함유하는 반응기의 하부 영역에 기체를 유입하고 분포시키는 단계(a),
    유동화 베드를 반응기에 형성시키는 단계(b),
    촉매 또는 촉매 담체 입자를 유동화 베드에서 처리하는 단계(c) 및
    반응기의 내용물을 방출시키는 단계(d)에 의해 촉매 또는 촉매 담체를 처리하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 분리기를 사용하여, 추가로, 비교적 미세한 입자를 제거하고/하거나 비교적 큰 입자를 잔류시키는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 사용된 분리기(들)가 하나 이상의 사이클론(4)인 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 반응기의 내용물이 잔류물 없이 또는 실질적으로 잔류물 없이 방출(단계 d)되는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 촉매 또는 촉매 담체의 처리(단계 c)가 활성 및/또는 하소인 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 액체 및/또는 부가의 고체 및/또는 부가의 기체를 유동화 베드로 유입시키는 방법.
  7. 폴리올레핀을 제조하기 위한, 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 따르는 방법에 의해 처리된 촉매 또는 촉매 담체의 용도.
  8. (i) 하부 방향으로 갈수록 점점 좁아지는, 반응기 바닥(2), 바람직하게는 원추형 반응기 바닥을 갖는 반응기 자켓,
    (ii) 반응기 바닥(2) 하부에 위치하고 기체 유입용 기체 유입 파이프(7)에 연결되어 있는 수단으로서, 기체를 반응기에 도입하기 위한 파이프(9),
    (iii) 반응기 바닥의 하부에 위치하는 반응기의 내용물을 방출시키기 위한 수단(3) 및
    (iv) 분리기를 포함하는, 제2항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 따르는 방법을 수행하기 위한 반응기.
  9. 제8항에 있어서, 하부 방향으로 갈수록 점점 좁아지는 반응기 바닥(2)이 원추형인 반응기.
  10. 제9항에 있어서, 원추형 반응기 바닥(2)의 2개의 내부 자켓 표면 사이를 측정한 원추 각(α)이 10 내지 120。, 바람직하게는 30 내지 80。인 반응기.
  11. 제8항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 기체 유입구의 기체 유입 파이프(7)와 상부 수직면 사이를 측정한 각(β)이 20 내지 70。, 바람직하게는 30 내지 60。인 반응기.
  12. 제8항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 사용된 분리기가 사이클론인 반응기.
  13. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 따르는 방법에 의해 처리된 촉매 또는 촉매 담체를 사용하여 제조한 폴리올레핀.
KR1020017004729A 1998-10-15 1999-10-15 올레핀 중합용 촉매의 활성화 및 하소 방법 및 이를 위한 반응기 KR100640675B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19847647.7 1998-10-15
DE19847647A DE19847647A1 (de) 1998-10-15 1998-10-15 Wirbelschichtverfahren und Reaktor zur Behandlung von Katalysatoren und Katalysatorträgern

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010080164A true KR20010080164A (ko) 2001-08-22
KR100640675B1 KR100640675B1 (ko) 2006-11-02

Family

ID=7884621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020017004729A KR100640675B1 (ko) 1998-10-15 1999-10-15 올레핀 중합용 촉매의 활성화 및 하소 방법 및 이를 위한 반응기

Country Status (9)

Country Link
US (2) US7232551B1 (ko)
EP (1) EP1133351B1 (ko)
JP (1) JP4794043B2 (ko)
KR (1) KR100640675B1 (ko)
CN (1) CN1136036C (ko)
AT (1) ATE260709T1 (ko)
DE (2) DE19847647A1 (ko)
ES (1) ES2216570T3 (ko)
WO (1) WO2000021655A2 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100836544B1 (ko) * 2000-06-14 2008-06-10 비피 케미칼즈 리미티드 산화 반응용 장치 및 방법
KR101524396B1 (ko) * 2011-03-02 2015-05-29 보레알리스 아게 올레핀의 폴리머화에 대한 고처리량 반응기 어셈블리
KR101539518B1 (ko) * 2011-03-02 2015-07-24 보레알리스 아게 올레핀의 폴리머화를 위한 가변형 반응기
KR20180002722A (ko) * 2015-06-12 2018-01-08 보레알리스 아게 기상의 올레핀을 중합하기 위한 방법 및 장치

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1015200C2 (nl) * 2000-05-15 2001-11-19 Dsm Nv Werkwijze voor het in de gasfase polymeriseren van olefine monomeren.
US8114353B2 (en) * 2007-12-20 2012-02-14 Chevron Phillips Chemical Company Lp Continuous catalyst activator
RU2011110378A (ru) * 2008-08-19 2012-09-27 ДАУ ГЛОБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЭлЭлСи (US) Классифицированная каталитическая композиция, устройство и способ
EP2525908A2 (en) * 2010-01-19 2012-11-28 Rentech, Inc. Protected fischer-tropsch catalyst and method of providing same to a fischer-tropsch process
WO2011127425A1 (en) * 2010-04-09 2011-10-13 Nanopaper, Llc Systems and methods for sludge processing
US9266976B2 (en) 2010-11-30 2016-02-23 Basell Polyolefine Gmbh Method for activation of chromium containing catalyst precursor for polymerization and the resulting polymerization catalyst
US9034057B2 (en) 2010-11-30 2015-05-19 Ineos Europe Ag Catalyst activation process
EP2646148B1 (en) 2010-11-30 2018-11-14 Basell Polyolefine GmbH Method for activation of chromium containing catalyst precursor for polymerization and polymerization method involving said catalyst activation method
US9511339B2 (en) * 2013-08-30 2016-12-06 Honeywell International Inc. Series coupled fluidized bed reactor units including cyclonic plenum assemblies and related methods of hydrofluorination
DE102015219925A1 (de) 2015-10-14 2017-04-20 Wacker Chemie Ag Reaktor zur Abscheidung von polykristallinem Silicium
WO2017145952A1 (ja) * 2016-02-27 2017-08-31 学校法人早稲田大学 粒子処理装置、並びに触媒担持体及び/又は繊維状炭素ナノ構造体の製造方法
CN108778992B (zh) * 2016-03-08 2022-07-08 学校法人早稻田大学 纤维状碳纳米结构体制造装置以及纤维状碳纳米结构体制造方法
US10442983B2 (en) 2017-07-20 2019-10-15 Saudi Arabian Oil Company Mitigation of condensate banking using surface modification
CA3143820A1 (en) 2019-01-23 2020-07-30 Saudi Arabian Oil Company Mitigation of condensate and water banking using functionalized nanoparticles
CN111495281B (zh) * 2020-04-29 2022-07-08 河南理工大学 煤系高岭土脉动流态化煅烧、表面改性一体化装置及方法
CN112057903A (zh) * 2020-09-09 2020-12-11 张治悦 一种防堵塞的非道路机械催化剂加工用过滤机

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2541635A (en) * 1946-09-28 1951-02-13 Standard Oil Dev Co Recovering catalyst in oil vapors
NL198169A (ko) * 1954-06-28
US3389076A (en) * 1966-06-30 1968-06-18 Exxon Research Engineering Co Fluid solids transport
US4003712A (en) * 1970-07-29 1977-01-18 Union Carbide Corporation Fluidized bed reactor
US4038038A (en) * 1976-05-07 1977-07-26 Texaco Inc. Fluidized cracking catalyst regeneration apparatus
US4229608A (en) * 1978-12-18 1980-10-21 Mobil Oil Corporation Heat balanced cyclic process for manufacture of light olefins
US4197418A (en) 1979-03-01 1980-04-08 Mobil Oil Corporation Heat disposed in lower alcohols and derivatives conversion to gasoline hydrocarbons in a crystaline zeolite fluidized bed
US4251484A (en) * 1979-10-30 1981-02-17 Mobil Oil Corporation Method and apparatus for converting alcohols to hydrocarbons
IT1150650B (it) 1982-03-10 1986-12-17 Montedison Spa Reattore a letto fluido
US4665143A (en) * 1982-07-12 1987-05-12 Cities Service Oil & Gas Corp. Co-catalyst dispersion method
DE3227932A1 (de) * 1982-07-27 1984-02-02 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Vorrichtung zur umsetzung von gasen und gasen oder feststoffen zu temperaturempfindlichen feststoffen in der wirbelschicht
US4560671A (en) * 1983-07-01 1985-12-24 Union Carbide Corporation Olefin polymerization catalysts adapted for gas phase processes
FR2562077B1 (fr) * 1984-03-30 1986-06-27 Bp Chimie Sa Dispositif et procede d'introduction d'une poudre a activite catalytique dans un reacteur de polymerisation a lit fluidise
US4740551A (en) * 1986-06-18 1988-04-26 Shell Oil Company Multistage copolymerization process
US5266276A (en) * 1988-07-15 1993-11-30 Bp Chemicals Limited Apparatus for the gas-phase polymerization of olefins in a fluidized-bed reactor
FR2642429B1 (fr) * 1989-01-31 1991-04-19 Bp Chimie Sa Procede et appareil de polymerisation d'olefines en phase gazeuse dans un reacteur a lit fluidise
US5034364A (en) * 1989-11-09 1991-07-23 Mobil Oil Corporation Multiple chromium compound-containing catalyst composition and olefin polymerization therewith
US5672669A (en) * 1993-12-23 1997-09-30 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Spray dried, filled metallocene catalyst composition for use in polyolefin manufacture
US5428118A (en) * 1994-07-15 1995-06-27 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Gas phase fluidized bed polyolefin polymerization process using gas or gas-solids tangential flow
IT1275573B (it) * 1995-07-20 1997-08-07 Spherilene Spa Processo ed apparecchiatura per la pomimerizzazione in fase gas delle alfa-olefine

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100836544B1 (ko) * 2000-06-14 2008-06-10 비피 케미칼즈 리미티드 산화 반응용 장치 및 방법
KR101524396B1 (ko) * 2011-03-02 2015-05-29 보레알리스 아게 올레핀의 폴리머화에 대한 고처리량 반응기 어셈블리
KR101539518B1 (ko) * 2011-03-02 2015-07-24 보레알리스 아게 올레핀의 폴리머화를 위한 가변형 반응기
US9192905B2 (en) 2011-03-02 2015-11-24 Borealis Ag Flexible reactor assembly for polymerization of olefins
KR20180002722A (ko) * 2015-06-12 2018-01-08 보레알리스 아게 기상의 올레핀을 중합하기 위한 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20070207068A1 (en) 2007-09-06
ATE260709T1 (de) 2004-03-15
EP1133351A2 (de) 2001-09-19
ES2216570T3 (es) 2004-10-16
CN1323241A (zh) 2001-11-21
JP2002530182A (ja) 2002-09-17
JP4794043B2 (ja) 2011-10-12
US7232551B1 (en) 2007-06-19
KR100640675B1 (ko) 2006-11-02
WO2000021655A2 (de) 2000-04-20
DE59908772D1 (de) 2004-04-08
CN1136036C (zh) 2004-01-28
DE19847647A1 (de) 2000-04-20
EP1133351B1 (de) 2004-03-03
WO2000021655A3 (de) 2000-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070207068A1 (en) Fluidized bed method and reactor for the treatment of catalysts and catalyst carriers
KR910005665B1 (ko) 유동상 중합 반응기
US4330513A (en) Catalytic fume incineration
US5205350A (en) Process for cooling a hot process gas
KR101222359B1 (ko) 올레핀, 특히 에틸렌의 기상 중합용 장치
KR100473213B1 (ko) 가스혼합입자의직접회전분리기와,유동베드열크래킹혹은촉매크래킹을위한그분리기의사용
US4246231A (en) Fluidized solids apparatus
EP1831263B1 (en) Apparatus and process for the gas-phase polymerization of olefins
US5693582A (en) Process for catalyst regeneration
EP1428570B1 (en) Process of transferring particulate solids out of a fluidized bed
US2874480A (en) Reducing entrainment from fluidized beds
EP2646148B1 (en) Method for activation of chromium containing catalyst precursor for polymerization and polymerization method involving said catalyst activation method
US9266976B2 (en) Method for activation of chromium containing catalyst precursor for polymerization and the resulting polymerization catalyst
CA2589583C (en) Standpipe inlet for enhancing particulate solids circulation for petrochemical and other processes
CA2215913C (en) Process for catalyst regeneration
CA2025513A1 (en) Apparatus for gas distribution
JPH05329381A (ja) 流動床反応器内で触媒を解凝し、再び露出させる方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120927

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130927

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140929

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160929

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170929

Year of fee payment: 12

LAPS Lapse due to unpaid annual fee