KR20120078358A - Distributor plate for polymerization apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기상중합장치용 분산판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반응 혼합물 및 이로 인한 생성물이 분산판 내부에 달라붙지 않고 효과적으로 반응기 내부로 운송될 수 있도록 하는 기상중합장치용 분산판에 관한 것이다.The present invention relates to a dispersion plate for a gas phase polymerization apparatus, and more particularly, to a dispersion plate for a gas phase polymerization apparatus which enables the reaction mixture and the resulting product to be effectively transported into the reactor without sticking inside the dispersion plate.
일반적으로 기상중합장치에는 반응기 내 반응물을 고루 분사하여 반응기 내부로 전달하기 위해 분산판이 설치된다.In general, the gas phase polymerization apparatus is provided with a dispersion plate for evenly spraying the reactants in the reactor to deliver into the reactor.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 분산판(30)은 삼각텐트(31)가 여러개 배열되어 있는 구조인데 공정 가동 중에 이러한 삼각텐트(31)에 고상 및 액상이 달라붙는 현상이 자주 발생하여 미세구멍이 막히면서 이로 인해 자주 반응을 멈추고 정기점검을 실시해야 하는 일이 발생하여 이로 인해 반응기(1)의 작업성이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.1 and 2, the
특히 폴리프로필렌 중합 반응기에서 공정 중에 분산판(30)에 반응 혼합물 및 이로 인한 생성물인 고상의 폴리프로필렌이 침착되어 고착해버림으로써 결구가 막히는 현상이 심하게 발생되었다.In particular, in the polypropylene polymerization reactor, the solid mixture of the reaction mixture and the resulting solid polypropylene is deposited on the
이러한 현상이 지속되면 분산판(30)의 데드볼륨(Dead volume)이 늘어나면서 장기간 반응물의 정체에 의한 분산판(30) 막힘 현상이 더 심해지게 되고 이는 작업성이 현저히 저하시키는 원인이 되는 것이었다.If this phenomenon persists, the dead volume of the
본 발명의 하나의 목적은 위와 같은 사항을 고려하여 안출된 것으로서, 중합 반응물이 내부에 달라붙지 않고 반응기 내부로 효과적으로 운송될 수 있게 하고, 유동 흐름의 데드볼륨을 최소화할 수 있는 기상중합장치용 분산판을 제공하는 데 있다.One object of the present invention has been made in view of the above, it is possible to effectively transport the polymerization reactants into the reactor without sticking to the inside, dispersion for gas phase polymerization apparatus that can minimize the dead volume of the flow stream It is in providing the edition.
본 발명의 하나의 측면은, 고체상 중합 촉매를 사용해서 기상으로 중합 반응시킴으로써 프로필렌을 생성하는 기상 중합용 반응기의 분산판에 있어서, 상기 분산판은 전향판을 거쳐서 그 하부로 가스가 전달되면 반응기에 구비된 기상 순환계로부터 보내져 온 기상을 중합기 내에 확산 분배하며, 고상 프로필렌의 침착을 억제하여 결구가 막히는 것을 방지하도록 분사구멍이 볼록면을 갖는 텐트 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 기상중합장치용 분산판을 제공한다.One aspect of the present invention is a dispersion plate of a gas phase polymerization reactor in which propylene is produced by polymerizing a gas phase in a gas phase using a solid phase polymerization catalyst, wherein the dispersion plate is passed to a reactor through which a gas is delivered to the bottom thereof. Dispersion plate for vapor phase polymerization apparatus characterized by diffusing and distributing the gaseous phase sent from the gas phase circulation system provided in the polymerization reactor, and to prevent the blockage of solid propylene to prevent the blockage of blockages. To provide.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 분산판의 볼록면은 반구형이거나, 포물면으로 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the convex surface of the dispersion plate may be hemispherical or parabolic.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 분산판의 곡률반경은 0.5~10cm로 구성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the radius of curvature of the dispersion plate may be composed of 0.5 ~ 10cm.
본 발명의 일 실시예에 의한 기상중합장치용 분산판에 따르면, 분산판의 구조를 볼록면을 갖는 텐트 구조로 구성함으로써 중합 반응기 내의 분산판의 막힘 현상을 최대한 억제하여 반응물이 반응기 내부로 효과적으로 운송되도록 하여 장치의 점검주기를 연장할 수 있으며, 프로필렌 중합 반응의 경제성을 향상시킬 수 있다.According to the dispersion plate for the gas phase polymerization apparatus according to an embodiment of the present invention, by constructing the structure of the dispersion plate in a tent structure having a convex surface, the blockage of the dispersion plate in the polymerization reactor is suppressed to the maximum, thereby effectively transporting the reactants into the reactor. The inspection period of the device can be extended, thereby improving the economic efficiency of the propylene polymerization reaction.
또한, 반응물의 유동 흐름의 데드볼륨을 최소화하여 장기간 반응물의 정체에 의한 분산판의 막힘 및 고착 현상의 원인을 감소시킬 수 있어 작업성을 향상시킬 수 있다.In addition, by minimizing the dead volume of the flow of the reactants to reduce the cause of clogging and sticking of the dispersion plate due to the long-term stagnation of the reactants can improve the workability.
도 1은 본 발명에 적용되는 중합반응기를 개략적으로 도시한 구조도이다.
도 2는 종래의 분산판의 삼각텐트 구조를 개략적으로 도시한 투명사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 의한 분산판의 1/4를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3의 반구형 텐트 구조를 개략적으로 도시한 투명사시도이다.
도 5는 종래의 삼각텐트 구조의 분산판을 사용한 중합반응기의 액상 프로필렌의 유동 분포도를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 반구형 텐트 구조의 분산판을 사용한 중합반응기의 액상 프로필렌의 유동 분포도를 도시한 그래프이다.1 is a structural diagram schematically showing a polymerization reactor applied to the present invention.
Figure 2 is a transparent perspective view schematically showing a triangular tent structure of a conventional dispersion plate.
3 is a plan view schematically showing a quarter of the dispersion plate according to the embodiment of the present invention.
4 is a transparent perspective view schematically showing the hemispherical tent structure of FIG. 3.
5 is a graph showing the flow distribution of the liquid propylene of the polymerization reactor using a conventional triangular tent structure dispersion plate.
Figure 6 is a graph showing the flow distribution of the liquid propylene of the polymerization reactor using the dispersion plate of the hemispherical tent structure of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Moreover, embodiment of this invention is provided in order to demonstrate this invention more completely to those with average knowledge in the technical field.
따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.
도 1, 도 3 및 도4를 참조하면, 본 실시예의 기상 중합 장치는 단량체 또는 단량체를 함유하는 가스를 가스 도입관(10)을 사용해서 기상 중합기(1)의 하부에 도입하고, 다음에 전향판(20)을 거쳐서 가스가 분산판(30') 하부로 전달된 이후 기상 중합기(1)의 하부에 배치되고 또한 다수의 구멍을 갖는 가스 분산판(30')으로 상기 도입된 가스를 기상 중합기(1) 내에 균일하게 분산한다.1, 3 and 4, the gas phase polymerization apparatus of this embodiment introduces a monomer or a gas containing the monomer into the lower portion of the
이 균일하게 분산된 가스는 기상 중합기(1) 내부에서 상승하고, 이때의 가스 상승류에 의해서 이미 중합 반응에 의해서 생성된 분말상 중합체나 고체상 중합 촉매 등의 분체를 유동화시키면서 일정한 유동상을 형성한다.This uniformly dispersed gas rises inside the
이 유동상에서 기상인 단량체와 고체상 중합 촉매 등의 분체가 접촉함으로써 중합하여 분말상 중합체를 생성한다. 또한 유동상의 두께는 가스의 유동 등에 의해서 컨트롤할 수 있다.In this fluidized bed, a gaseous monomer and powder such as a solid polymerization catalyst are polymerized by contacting to produce a powdery polymer. In addition, the thickness of the fluidized bed can be controlled by the flow of gas or the like.
또 기상 중합기(1)의 상부에는 기상 중합기(1)로부터 가스를 배출하는 가스 배출관(40)이 접속되어 있다. 가스 도입관(10) 및 가스 배출관(40)은 기상 중합기(1)에 대해서 가스를 순환시키기 위한 기상 순환계를 형성하고, 기상 순환계에는 예를 들어 콤프레서나 블로어 등의 가스 순환기(미도시)가 구비되어 있다.A
가스 순환기는 기상 순환계를 통해서 가스를 유동시키는 장치로서, 기상 중합기(1)에서 미반응의 상태로 거기로부터 빼낸 방출 가스나 필요에 따라서 새롭게 공급된 가스를 기상 중합기(1)로 보내는 장치이다.The gas circulator is a device for flowing gas through the gas phase circulation system, and is a device for sending the gas discharged from the unreacted state in the
한편, 기상 중합기(1)에서 중합에 기여하지 않았던 가스는 가스 배출관(40)을 통해서 기상 중합기(1)로부터 배출되고, 그 후에 기상 순환계를 돌아서 가스 도입관(10)으로부터 재차 기상 중합기(1)로 보내져서 다시 중합반응에 제공된다.On the other hand, the gas which has not contributed to the polymerization in the gas
또한 중합체의 원료인 단량체, 공단량체, 고체상 중합 촉매 등은 당연히 기상 순환계로 보급되어, 중합반응에 의한 감소분을 보충하도록 되어 있다.In addition, monomers, comonomers, solid-state polymerization catalysts, and the like, which are raw materials of the polymer, are naturally supplied to the gas phase circulation system so as to compensate for the decrease due to the polymerization reaction.
여기서 공급된 단량체, 공단량체를 함유하는 가스나 순환 가스는 유동층을 형성할 수 있으면 좋고, 일부 액상을 함유하고 있어도 좋다.The gas and circulating gas containing the monomer and comonomer supplied here should just be able to form a fluidized bed, and may contain some liquid phase.
특히 반응열이 클 경우에는 프로판, 부탄 등의 중합에는 불활성이지만, 휘발하기 쉬운, 응축성의 매체를 함유하고 있어도 좋다.In particular, when the heat of reaction is large, it may contain a condensable medium that is inert to polymerization of propane, butane and the like, but is easily volatilized.
한편, 기상 중합기(1)에는 기상 중합기(1)에서 생성이 끝난 분말상 중합체를 기상 중합기의 외부로 배출하기 위한 중합체 배출관(미도시)이 구비되어 있다.On the other hand, the
중합체 배출관은 이 중합체 배출관을 통해서 기상 중합기(1)로부터 배출되는 이 분말상 중합체를 침강 상태로 일시적으로 저류하여 두는 침강 설비와 접속되어 있다.The polymer discharge pipe is connected to a sedimentation facility for temporarily storing the powdered polymer discharged from the
침강 설비라 함은 침강 탱크, 침강 드럼 등의 용기를 말하는 것으로, 이 후에 특별히 언급하지 않는 한, 침강 설비를 총칭해서 침강 탱크라 한다.The sedimentation equipment refers to a vessel such as a sedimentation tank and a sedimentation drum. The sedimentation equipment is collectively referred to as a sedimentation tank unless otherwise specified.
침강 탱크에 이송되어 오는 분말상 중합체에는 미반응의 단량체 기타의 중합 반응에 기여하지 않았던 가스를 수반한다. 이 때문에 침강 탱크에는 분말상 중합체 외에 이러한 미반응 단량체 등 기타의 가스도 들어가게 된다.The powdered polymer conveyed to the sedimentation tank is accompanied by a gas that did not contribute to unreacted monomers or other polymerization reactions. For this reason, in addition to the powdery polymer, the sedimentation tank also contains other gases such as unreacted monomers.
침강 탱크에 들어간 분말상 중합체 및 가스는 침강 탱크에 침강하는 분말상 중합체의 층과 그 위에 체류하는 가스의 층으로 나뉘어진다.The powdered polymer and gas entering the settling tank are divided into a layer of powdered polymer that settles in the settling tank and a layer of gas that resides thereon.
이 가스의 층에 관련한 가스는 중합에 기여할 수 있는 가스이다. 이 때문에 침강 탱크의 상부는 가스 방출용 접속관, 리사이클 블로어 등을 통해서 기상 중합기와 접속되게 되어 있고, 이 가스 방출용 접속관을 경유해서 가스층에 관련한 가스의 적어도 일부는 기상 중합기로 복귀되어 다시 이용된다.The gas associated with this gas layer is a gas that can contribute to polymerization. For this reason, the upper part of the sedimentation tank is connected to the gas phase polymerizer through a gas discharge tube, a recycle blower, and the like, and at least a part of the gas associated with the gas layer is returned to the gas phase polymerizer through the gas discharge tube and used again. do.
그런데 기상 중합기(1) 내 저부측에는 다수의 분사구멍으로서의 텐트(32)가 형성된 분산판(30')이 부착되어 있고, 이 분산판(30')을 경계로 기상 중합기(1)의 상방 부분을 반응실이라고 부르고, 하방 부분을 가스실이라고 부른다.On the bottom side of the
이 가스실에 상기 가스 도입관이 접속되어 있다. 가스 도입관(10)을 경유해서 기상 중합기(1)로 이송되어 온 가스는 가스실을 경유한 후에, 분산판(30')의 텐트를 경유해서 반응물이 고루 분사되며 반응실에서 확산 분배되고, 그 후에 상술한 바와 같이 중합에 기여한다.The gas introduction pipe is connected to the gas chamber. The gas transferred to the gas
이 분산판(30')은 고상 프로필렌과 같이 고상/액상 반응물이 침착되거나 고착하면서 그 미세구멍이 막히는 것을 방지하도록 텐트(32)가 볼록면을 갖도록 구성된다.The dispersion plate 30 'is configured such that the
이러한 분산판(30')의 텐트(32)의 볼록면은 바람직하게는 반구형으로 형성되지만, 장치에 따라 포물면 등으로 완곡하게 구성할 수도 있다.Although the convex surface of the
따라서, 분사면의 텐트(32)가 볼록한 형상을 하고 있으므로, 설령 반응물이 텐트(32) 내부에 침강하여도 미끄러져 내려가면서 머물러 있지 않고 반응기 내부로 배출되는 것이다.Therefore, since the
특히, 기상물은 이러한 볼록면을 따라 반응기 내로 분사될 때 그 흐름의 일부가 볼록한 부분을 따라 와류 상태가 되면서 텐트(32) 내부에 일부 남아있던 반응물을 더 밀어내면서 볼록면에 반응물의 일부가 체류하는 것을 효과적으로 방지하게 된다.In particular, when the gaseous material is injected into the reactor along this convex surface, a part of the flow is vortexed along the convex portion and further pushes out a part of the reactant remaining in the
이때, 분산판(30')의 볼록면의 곡률반경은 0.5~10cm로, 만약 곡률반경이 0.5 미만이거나 10 cm를 초과하는 경우 기상 혼합물이 고루 분산되지 않는 문제점이 발생될 수 있다.At this time, the radius of curvature of the convex surface of the dispersion plate (30 ') is 0.5 ~ 10cm, if the radius of curvature is less than 0.5 or more than 10 cm may cause a problem that the gas phase mixture is not evenly dispersed.
도 5는 종래의 삼각텐트 구조의 분산판을 사용한 중합반응기의 액상 프로필렌의 유동 분포도를 도시한 그래프이고, 도 6은 본 발명의 반구형 텐트 구조의 분산판을 사용한 중합반응기의 액상 프로필렌의 유동 분포도를 도시한 그래프이다.5 is a graph showing the flow distribution of the liquid propylene of the polymerization reactor using a dispersion plate of a conventional triangular tent structure, Figure 6 is a flow distribution of the liquid propylene of the polymerization reactor using a dispersion plate of a hemispherical tent structure of the present invention. It is a graph shown.
이를 참조하면 종래의 삼각텐트에 비해 본 발명의 볼록면을 갖는 분산판이 프로필렌의 유동성이 현저히 향상됨을 알 수 있으며, 다시 말해 본 발명의 볼록면을 갖는 텐트는 상기의 설명과 같은 작용을 통해 고상 또는 액상의 반응물이 텐트에 체류, 부착해서 분산판이 막히는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.Referring to this, it can be seen that the dispersion plate having the convex surface of the present invention is remarkably improved in comparison with the conventional triangular tent, that is, the tent having the convex surface of the present invention is solid or The liquid reactant stays in the tent and adheres, effectively preventing the dispersion plate from clogging.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential features of the present invention.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예들에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.
본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and the technical spirit within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
1 ; 중합기 10 ; 가스 도입관
20 ; 전향판 30, 30' ; 분산판
40 ; 가스 배출관One ;
20;
40; Gas discharge pipe
Claims (4)
상기 분산판은 반응기에 구비된 기상 순환계로부터 보내져 온 기상을 중합기 내에 확산 분배하며, 고상 프로필렌의 침착을 억제하여 결구가 막히는 것을 방지하도록 분사구멍이 볼록면을 갖는 텐트 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 기상중합장치용 분산판.In a dispersion plate of a reactor for vapor phase polymerization in which propylene is produced by polymerizing in a gas phase using a solid phase polymerization catalyst,
The dispersion plate is diffused and distributed in the polymerizer gas phase sent from the gas phase circulation system provided in the reactor, characterized in that the injection hole is formed in a tent shape having a convex surface to prevent the blockage of the solid propylene to prevent clogging. Dispersion plate for vapor phase polymerization apparatus.
상기 분산판의 볼록면은 반구형인 것을 특징으로 하는 기상중합장치용 분산판.The method of claim 1,
Dispersion plate for the vapor phase polymerization apparatus, characterized in that the convex surface of the dispersion plate is hemispherical.
상기 분산판의 볼록면은 포물면으로 형성된 것을 특징으로 하는 기상중합장치용 분산판.The method of claim 1,
Dispersion plate for the vapor phase polymerization apparatus, characterized in that the convex surface of the dispersion plate is formed as a parabolic surface.
상기 분산판의 곡률반경은 0.5~10cm인 것을 특징으로 하는 기상중합장치용 분산판.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Dispersion plate for the vapor phase polymerization apparatus, characterized in that the radius of curvature of the dispersion plate is 0.5 ~ 10cm.
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment |