PL183282B1 - Urządzenie do ciągłej polimeryzacji olefin(y) w fazie gazowej - Google Patents

Urządzenie do ciągłej polimeryzacji olefin(y) w fazie gazowej

Info

Publication number
PL183282B1
PL183282B1 PL96312897A PL31289796A PL183282B1 PL 183282 B1 PL183282 B1 PL 183282B1 PL 96312897 A PL96312897 A PL 96312897A PL 31289796 A PL31289796 A PL 31289796A PL 183282 B1 PL183282 B1 PL 183282B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
reactor
valve
conduit
polymer
hopper
Prior art date
Application number
PL96312897A
Other languages
English (en)
Other versions
PL312897A1 (en
Inventor
Jean-Claude Chinh
Original Assignee
Bp Chem Int Ltd
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 Bp Chem Int Ltd filed Critical Bp Chem Int Ltd
Publication of PL312897A1 publication Critical patent/PL312897A1/xx
Publication of PL183282B1 publication Critical patent/PL183282B1/pl

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
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1809Controlling processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/02Feed or outlet devices therefor
    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/34Polymerisation in gaseous state
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00743Feeding or discharging of solids
    • B01J2208/00761Discharging
    • 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

Abstract

1. Urzadzenie do ciaglej polimeryzacji ole- fin w fazie gazowej, zawierajace reaktor ze zlozem fluidalnym, majacy pionowe sciany boczne i zaopatrzony w siatke fluidyzacyjna przy podsta- wie, przewód do zewnetrznej cyrkulacji gazowej mieszaniny reakcyjnej, laczacy góre reaktora z pod- stawa reaktora pod siatka fluidyzacyjna, zawie- rajacy sprezarke oraz co najmniej jeden wymiennik ciepla i co najmniej jeden przewód do odciagania polimeru, zaopatrzony w zawór odcinajacy i laczacy pionowa sciane boczna reaktora ze sluza samowyladowcza, wyposazona w zawór rozladun- kowy, znamienne tym, ze przewód odciagajacy (12), usytuowany w pionowej scianie bocznej rea- ktora (1), jest skierowany ku dolowi, przy czym kaz- da czesc tego przewodu tworzy z pozioma plaszczyzna kat (A) w zakresie 35° do 90°. FIG . 1 PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do ciągłej polimeryzacji olefin(y) w fazie gazowej, zawierające reaktor ze złożem fluidalnym oraz wyposażenie do odciągania wytworzonego polimeru.
Znane jest polimeryzowanie jeden lub więcej olefin w fazie gazowej, pod ciśnieniem wyższym od atmosferycznego, prowadzone w reaktorze ze złożem fluidalnym, mającym pionowe ściany boczne i usytuowaną przy podstawie reaktora siatkę fluidyzacyjną Cząstki wytworzonego polimeru sąutrzymywane w stanie fluidalnym nad siatką fluidyzacyjną dzięki skierowanemu do góry strumieniowi gazowej mieszaniny reakcyjnej, która zawiera poddawaną polimeryzacji olefinę lub olefiny.
Wytworzony polimer, mający postać sypką (proszkową) jest zwykle odciągany z reaktora za pomocą co najmniej jednego przewodu rozładunkowego, usytuowanego nad siatką fluidyzacyjną wzdłuż bocznej ściany reaktora. Oddzielony polimer jest następnie poddawany procesowi dekompresji i odgazowania. Gazowa mieszanina reakcyjna, wyprowadzana z górnej części reaktora ze złożem fluidalnym, jest zawracana do podstawy reaktora, pod siatką fluidyzacyjną, za pomocą zewnętrznego przewodu cyrkulacyjnego zaopatrzonego w sprężarkę. Podczas zawracania, gazowa mieszanina reakcyjna jest na ogół chłodzona za pomocą co najmniej jednego wymiennika ciepła na przewodzie cyrkulacji zewnętrznej w celu usunięcia ciepła wyprodukowanego przez reakcję polimeryzacji. Polimeryzację prowadzi się w obecności katalizatora lub układu katalitycznego wprowadzonego do złoża fluidalnego. Wysoce aktywne katalizatory lub układy katalityczne, które znane sąjuż od wielu lat, zdolne są do wytwarzania dużych ilości polimeru w stosunkowo krótkim czasie, unikając tym sposobem etapu usuwania pozostałości katalizatora z polimeru.
183 282
Podczas odciągania polimeru z reaktora, stwierdzono, że towarzyszy mu gazowa mieszanina reakcyjna obecna pod ciśnieniem w reaktorze. Zaobserwowano, że proporcja gazowej mieszaniny reakcyjnej towarzyszącej odciąganemu polimerowi jest stosunkowo wysoka. Powoduje to konieczność zaopatrzenia w wyposażenie o dużych wymiarach dla dekompresji i odgazowania odciąganego polimeru oraz odpowiedniego i drogiego urządzenia do odzyskiwania i ponownego sprężania gazowej mieszaniny reakcyjnej odciąganej z polimerem i do zawracania większości tej mieszaniny gazowej do reaktora do polimeryzacji. Takie wyposażenie na ogół obejmuje śluzę samowyładowczą do odzyskiwania polimeru połączoną z boczną ścianą reaktora o złożu fluidalnym przewodem odciągającym zaopatrzonym w zawór odcinający. Śluza samowyładowcza może również być połączona z komorą dekompresji i odgazowania przewodem rozładunkowym, który sam ma zainstalowany zawór odcinający. W większości przypadków przewód odciągający wychodzi ze ściany bocznej reaktora w kierunku prostopadłym do wymienionej ściany, to znaczy w płaszczyźnie poziomej. Dochodzi on do śluzy samowyładowczej stale jeszcze będąc w tej samej płaszczyźnie poziomej, jak opisano w opisie patentowym US 4.003.712, francuskim opisie patentowym nr 2.642.429 lub europejskim opisie patentowym nr 188.125, lub schodzi pionowo w dół po sformowaniu kolanka jak opisano w europejskim opisie patentowym nr 71.430. Przewód odciągający może również odchodzić od ściany bocznej reaktora skierowany w dół tworząc stosunkowo mały kąt z płaszczyzną pionową, na przykład kąt 18° jak pokazano na figurze 1 francuskiego opisu patentowego nr 2.599.991 i następnie dochodzić do śluzy samowyładowczej podczas pionowego schodzenia po utworzeniu kolanka. Zaobserwowano, że we wszystkich przypadkach, udział gazowej mieszaniny reakcyjnej towarzyszącej odciąganemu polimerowi jest stosunkowo wysoki i powoduje wyżej wymienione niedogodności.
W celu rozwiązania tego problemu w europejskim opisie patentowym nr 71.430 zaproponowano zastosowanie separatora dla odzysku polimeru, mającego przewód układu odpowietrzającego zawierający zawór i łączący wymieniony separator z reaktorem o złożu fluidalnym w punkcie usytuowanym ponad przewodem odciągającym w pobliżu góry złoża fluidalnego w celu zawrócenia z powrotem do reaktora odpowietrzanego gazu oddzielonego od polimeru w separatorze. Ta sama propozycja ujawniona jest we francuskim opisie patentowym nr 2.164.500 w celu odciągania katalizatora z reaktora o złożu fluidalnym w procesie krakingu z fluidyzowanym katalizatorem (FCC). Mieszanina płynu i katalizatora jest odciągana z dołu reaktora do separatora, który usytuowany jest poniżej poziomu reaktora i w którym płyn oddziela się od katalizatora i zawraca z separatora do górnej części reaktora, w pobliżu górnej części złoża fluidalnego, poprzez przewód zaopatrzony w zawór.
Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia do ciągłej polimeryzacji olefin(y) w fazie gazowej, umożliwiającego uniknięcie wyżej wymienionych niedogodności.
Urządzenie do ciągłej polimeryzacji olefin(y) w fazie gazowej, zawierające reaktor ze złożem fluidalnym, mający pionowe ściany boczne i zaopatrzony w siatkę fluidyzacyjną przy podstawie, przewód do zewnętrznej cyrkulacji gazowej mieszaniny reakcyjnej, łączący górę reaktora z podstawąreaktora pod siatką fluidyzacyjną, zawierający sprężarkę oraz co najmniej jeden wymiennik ciepła i co najmniej jeden przewód do odciągania polimeru, zaopatrzony w zawór odcinający i łączący pionową ścianę boczną reaktora ze śluzą samowyładowczą, wyposażonąw zawór rozładunkowy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że przewód odciągający, usytuowany w pionowej ścianie bocznej reaktora, jest skierowany ku dołowi, przy czym każda część tego przewodu tworzy z poziomą płaszczyzną kąt w zakresie 35° do 90°.
Korzystnie, urządzenie zawiera przewód odciągający, który składa się z pierwszej części, łączącej się z pionową ścianą boczną reaktora, tworzącej z poziomą płaszczyzną kąt w zakresie 45° do 15oraz z drugiej, pionowej części, połączonej z pierwszą częścią przewodu.
Korzystnie, objętość wewnętrzna przewodu odciągającego stanowi od 1/2 do 12/500 objętości wewnętrznej śluzy samowyładowczej.
Ponadto, urządzenie zawiera korzystnie zawór odcinający, usytuowany w pobliżu śluzy samowyładowczej, oraz zawiera przewód zasilający gazu przemywającego, zaopatrzony w zawór,
183 282 przy czym przewód zasilający jest połączony z przewodem odciągającym w pobliżu zaworu odcinającego.
Urządzenie według wynalazku umożliwia bardzo proste i wydajne odciąganie wytworzonego polimeru oraz pozwala na znaczne zredukowanie udziału gazowej mieszaniny reakcyjnej, towarzyszącej polimerowi wyprowadzanemu z reaktora. Ponadto, dzięki stosowaniu urządzenia według wynalazku jest możliwe zapobieganie blokowania układu odciągającego oraz jest możliwe wyeliminowanie układu przewodu odpowietrzającego.
Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat urządzenia do polimeryzacji, zawierający układ do odciągania polimeru, fig. 2,3 i 4 przedstawiają schemat odmiany urządzenia według wynalazku, fig. 5 przedstawia urządzenie z fig. 1 zawierające dodatkowe wyposażenie, fig. 6 i 7 przedstawiają schematycznie poszczególne etapy odciągania polimeru.
Urządzenie według wynalazku zawiera przewód do odciągania polimeru, który jest skierowany ku dołowi, w celu połączenia pionowej ściany bocznej reaktora ze śluzą samowyładowczą. Każda część tego przewodu tworzy z płaszczyzną poziomą kąt A wynoszący od 35° do 90°, korzystnie od 40° do 90°, w szczególności od 45° do 90°, a zwłaszcza od 50° do 90°. Zatem, przewód odciągający nie zawiera żadnej części poziomej, ani części ukośnej tworzącej z płaszczyzną poziomą kąt (A) mniejszy od 35°.
Pokazany na rysunku kąt A oznacza każdy ostry lub prosty kąt, utworzony przez wzdłużną oś przewodu odciągającego z płaszczyzną poziomą przy czym bierze się pod uwagę każdą część przewodu odciągającego, począwszy od ściany bocznej reaktora do śluzy wyładowczej. Jeżeli część przewodu odciągającego 12c, taka jak pokazana na fig. 4, tworzy kąt rozwarty A'3 z płaszczyznąpoziomą to zgodnie z wyżej podaną definicją jako kąt A będzie uważać kąt ostry A3 uzupełniający powyżej wymieniony kąt rozwarty A'3.
Przewód odciągający może stanowić pojedynczy przewód prostoliniowy 12 taki jak pokazano schematycznie na fig. 2 lub połączonych kolejno dwa lub więcej przewodów prostoliniowych 12a, 12b, 12c tak jak pokazano schematycznie na fig. 3 i 4, przy czym możliwe jest przy połączonej (ych) częściach między dwoma przewodami prostoliniowymi, żeby jedna lub więcej części stanowiły przewód zakrzywiony.
W punkcie wyjścia, gdzie przewód odciągający opuszcza pionową ścianę boczną reaktora, początkowy kąt A, który przewód tworzy z płaszczyzną poziomą może przejąć dowolną wartość takąjak wymieniona powyżej, za wyjątkiem 90°. Początkowy kąt A, jest zatem mniejszy od 90°, korzystnie nie większy niż 85° a zwłaszcza nie większy niż 80°. Można przyjąć każdą wartość w zakresie od 35° do wartości mniejszej od 90°, korzystnie zakres od 40 do 85° a w szczególności od 45 do 80° lub od 50 do 80°.
Złoże fluidalne może zająć cały reaktor z pionową ścianą boczną reaktor który sięga do góry, do wysokości H począwszy od siatki fluidyzacyjnej. W tym przypadku punkt wyjścia, gdzie przewód odciągający opuszcza pionową ścianę boczną reaktora może być usytuowany na dowolnym poziomie wymienionej ściany powyżej siatki fluidyzacyjnej. W praktyce złoże fluidalne zwykle zajmuje tylko część reaktora fluidyzacyjnego tak, że wysokość złoża fluidalnego, h, jest równa 0,95Ή, korzystnie 0,90Ή, a zwłaszcza 0,85Ή, unikając tym sposobem nadmiernego porywania cząsteczek polimeru z reaktora. W tym przypadku punkt wyjścia przewodu odciągającego może być usytuowany na dowolnym poziomie pionowej ściany bocznej reaktora ponad siatką fluidyzacyjną w zakresie, aż do 0,95Ή, korzystnie 0,90Ή a w szczególności 0,85Ή. W praktyce, korzystnie punkt wyjścia powinien być usytuowany na dowolnym poziomie pionowej ściany bocznej reaktora ponad siatką w zakresie od 0,05Ή do 0,95Ή, korzystnie od 0,05Ή do 0,90Ή, a w szczególności od 0,1 Ή do 0,85Ή.
Korzystne jest zastosowanie zwłaszcza przewodu odciągającego składającego się z dwóch połączonych części przewodów prostoliniowych 12a, 12b takich jak pokazane schematycznie na fig. 3. Pierwsza część przewodu opuszcza pionową ścianę boczną pod kątem początkowym, A, jak opisano powyżej, korzystnie o zakresie od 45 do 75° a zwłaszcza od 50 do 70°. Druga część przewodu połączona z pierwszą na przykład za pomocą części zakrzywionej jest pionowa (A = 90°).
183 282
Przewód odciągający ma średnicę zewnętrzną, która może wynosić od 25 do 200, korzystnie od 50 do 150 mm, która ogólnie zależy od średnicy cząsteczki polimeru odciąganego z reaktora. Średnica wewnętrzna korzystnie jest stała od jednego końca do drugiego przewodu odciągającego. Wewnętrzna objętość przewodu odciągającego V, może wynosić pomiędzy 1/2 a 1/500, korzystnie pomiędzy 1/5 a 1/200, zwłaszcza pomiędzy 1/10 a 1/100 objętości wewnętrznej śluzy samowyładowczej V2.
Przewód odciągający zaopatrzony jest w zawór odcinający, który korzystnie jest zaworem kulowym a w szczególności zaworem z przepustem nieograniczającym, który ogólnie ma średnicę otworu dla przepływu bliską lub identycznąz wewnętrzną średnicą przewodu odciągającego. Zawór odcinający korzystnie jest zaworem typu o szybkim otwieraniu, na przykład o szybkości otwierania niniejszej niż 1 lub 2 sekundy. Zawór odcinający korzystnie usytuowany jest blisko śluzy samowyładowczej tak, że objętość wewnętrzna części przewodu od pionowej bocznej ściany reaktora do zaworu odcinającego zasadniczo jest identyczna zV,.
Śluza samowyładowcza korzystnie jest naczyniem zamkniętym, od którego przewód odciągający zaopatrzony w zawór odcinający otwiera się wjego górnej części, korzystnie najego górze. Może ona w szczególności zawierać w swojej niższej części, korzystnie w swojej najniższej części otwór zaopatrzony w zawór wyładowczy połączony z komorą dekompresji i odgazowania za pośrednictwem przewodu łączącego. Objętość wewnętrzna śluzy samowyładowczej korzystnie wynosi pomiędzy 1/10 a 1/3000, zwłaszcza pomiędzy 1/100 a 1/2000 objętości wewnętrznej reaktora z pionową ścianą boczną.
Jedną z korzyści obecnego wynalazku jest to, że śluza samowyładowcza nie potrzebuje wyposażenia w układ przewodów odpowietrzających łączących śluzę samowyładowczą z górną częścią reaktora. Tak więc, śluza samowyładowcza korzystnie nie zawiera żadnego przewodu odpowietrzającego łączącego wymienioną śluzę samowyładowczą z górną częścią reaktora ze złożem fluidalnym i ewentualnie ze złożem mieszanym w pobliżu góry złoża.
Figura 1 przedstawia schematycznie ilustrację urządzenia do polimeryzacji olefin(y) w fazie gazowej według wynalazku. Urządzenie obejmuje:
(i) cylindryczny reaktor 1 ze złożem fluidalnym i pionową ścianą boczną, zaopatrzony w górę (2) i podstawę zawierającą siatkę fluidyzacyjną 4, (ii) komorę wyjściową 9 dla gazowej mieszaniny reakcyjnej, usytuowaną pod siatką 4 i połączoną z reaktorem 1 za pośrednictwem siatki 4, (iii) przewód 11 do wprowadzania katalizatora otwarty przez ścianę boczną reaktora 1, (iv) przewód zewnętrzny 5 dla cyrkulacji mieszaniny reakcyjnej, łączący górę 2 reaktora z komorą wejściową 9 gazowej mieszaniny reakcyjnej i zawierający sprężarkę 8 i co najmniej jeden wymiennik ciepła 6, 7, oraz (v) co najmniej jeden przewód 12 do odciągania polimeru, zaopatrzony w zawór odcinający 13 łączący pionową ścianę boczną reaktora 1 ze śluzą samowyładowczą 14, przy czym przewód 12 wychodzący z pionowej ściany reaktora 1 skierowany jest ku dołowi tak, że każda część tego przewodu tworzy z płaszczyzną pozioma kąt A w zakresie 35 do 90°, korzystnie od 40 do 90°, w szczególności od 45 do 90° lub od 50 do 90°.
W swojej niższej części, śluza samowyładowcza 14 zawiera przewód wyładunkowy 15 zaopatrzony w zawór rozładunkowy 16, który może być identyczny z zaworem odcinającym 13.
Reaktor 1 może korzystnie mieć u góry komorę 3 uspakajania lub wyłączania zdolną do redukowania ilości cząstek polimeru porywanych z reaktora, góra komory 3 tworzy górę 2 reaktora.
Jeden lub więcej przewodów zasilających 10 dla składników gazowej mieszaniny reakcyjnej, takich jak jedna lub więcej olefin, na przykład etylen lub propylen lub alfa-olefiny C4 do C10, jeden lub więcej, korzystnie niesprzężonych dienów, wodór i jeden lub kilka gazów obojętnych takichjak azot lub co najmniej jeden C, do C6, korzystnie C2 do C5 alkan, mogą wchodzić do zewnętrznego przewodu cyrkulacyjnego 5.
Figury 2, 3 i 4 przedstawiają schematycznie alternatywne postacie wyposażenia odciągającego jak pokazano na fig. 1 i z zastosowaniem tych samych oznaczeń. Figura 2 przedstawia zwłaszcza przewód odciągający 12 składający się z pojedynczego prostoliniowego prze6
183 282 wodu łączącego pionową ścianę boczną reaktora 1 ze śluzą samowyładowczą 14. Na figurze 3, przewód odciągający stanowi połączone kolejno dwa prostoliniowe przewody 12a, 12b, które maja odpowiednio kąt Al i kąt prosty A2. Na figurze 4 przewód odciągający stanowi połączenie kolejno trzech prostoliniowych przewodów 12a, 12b, 12c, które mająkąt A1, kąt prosty A2 i kąt A3, odpowiednio.
Figura 5 przedstawia schematycznie korzystną i ulepszoną alternatywnąpostać urządzenia przedstawionego na fig. 1 przy zastosowaniu tych samych oznaczeń. Pokazuje zwłaszcza przewód zasilający 17 dla gazu przemywającego wchodzący do przewodu odciągającego 12. Przewód 17 zawiera zawór 18 dla przerwania przemywania. Otwiera się on w dowolnym punkcie przewodu 12 usytuowanego pomiędzy punktem wyjścia, gdzie wymieniony przewód opuszcza pionową ścianę boczną reaktora 1 a zaworem odcinającym 13. Korzystnie otwiera się blisko zaworu 13 tak, aby umożliwić przemycie przewodu 12 na żądanie, ponieważ przemywanie gazem zapobiega osadzaniu się i gromadzeniu polimeru w wymienionym przewodzie w trakcie przedłużonego okresu co mogłoby spowodować częściowe lub całkowite zablokowanie wymienionego przewodu z uwagi na aglomerację i ewentualnie stapianie cząsteczek polimeru. Ponieważ zawór odcinający 13 jest zamknięty w czasie otwarcia zaworu 18, gaz przemywający ucieka przewodem 12 do reaktora 1.
Figura 5 przedstawia ponadto dodatkowe wyposażenie pozwalające na przekazywanie polimeru ze śluzy samowyładowczej 14 do komory dekompresji i odgazowania 19 za pośrednictwem przewodu wyładowczego 15. Komora 19 jest zdolna do oddzielania polimeru od odciąganej wraz z nim gazowej mieszaniny reakcyjnej. Oddzielony polimer wyładowuje się z komory 19 przewodem 20, korzystnie, przewodem zaopatrzonym w zawór 21. Oddzielony polimer może być poddany dalszej obróbce, przykładowo, może być poddany dodatkowemu odgazowaniu i/lub magazynowaniu lub granulowaniu. Gazową mieszaninę reakcyjną, oddzieloną w komorze 19, zawraca się do zewnętrznego obwodu cyrkulacyjnego 5 przewodem zawracającym 22, zaopatrzonym w sprężarkę 23.
Urządzenie według wynalazku służy do ciągłego polimeryzowania olefin(y) w fazie gazowej, w reaktorze ze złożem fluidalnym i ewentualnie mieszanym mechanicznie, pod ciśnieniem absolutnym P] wyższym od ciśnienia atmosferycznego, poprzez ciągłe lub przerywane wprowadzanie katalizatora do reaktora, ciągłe wprowadzanie olefin(y) do gazowej mieszaniny reakcyjnej przechodzącej w sposób ciągły przez reaktor, w strumieniu skierowanym do góry i zawracanym do reaktora, usuwanie ciepła polimeryzacji (poprzez chłodzenie zawracanej gazowej mieszaniny reakcyjnej) i odciąganie wytworzonego polimeru do śluzy samowyładowczej, zaopatrzonej w zawór wyładunkowy i połączonej z pionową ścianą boczną reaktora za pomocą przewodu odciągającego, zawierającego zawór odcinający.. Dzięki urządzeniu według wynalazku cały przepływ odciąganego polimeru, poprzez przewód odciągaj ący od pionowej ściany bocznej reaktora do śluzy samowyładowczej, prowadzi się ku dołowi i tworzącym z płaszczyzną poziomą nachylenie o kącie A równym co najmniej kątowi zsypu b polimeru i nie przekraczającym 90°.
Kąt zsypu, b, polimeru zdefiniowany jest przez F. A. Zenza i D. F. Othmera w „Fluidization and Fluid-Particle Systems” opublikowanym w „Reinhold Chemical Engineering Seriea” przez Reinhold Publishing Corporation, New York, (1960), str. 85 do 88. Nazywany jest on również „kątem zsypu” przez European Handling Federation, Section II, Continuous Handling/Special Characteristics ofBulk Products Transported in Pneumatic Conveyors” (FEM 2,481), GB wydanie 1984, str. 9 i 10 i fig. 2.
Kąt zsypu b polimerów wytworzonych według obecnego sposobu, zwłaszcza sproszkowanego polietylenu, polipropylenu lub kopolimeru etylenu lub propylenu, może mieć wartość wyższą od 30° a niższą od 60°, korzystnie w zakresie od 35 do 55°, zwłaszcza od 40 do 45°.
Sposób według wynalazku jest szczególnie odpowiedni dla sproszkowanych poliolefin, zwłaszcza liniowego polietylenu o małej gęstości lub polietylenu o wysokiej gęstości, na przykład gęstości w zakresie od 0,87 do 0,97 g/cm3 lub propylenu. Polimery wytworzone sposobem według wynalazku mogą szczególnie być proszkami odpowiadającymi zasadniczo typowi
183 282
B a czasami typom A i B, według klasyfikacji podanej przez D. Geldarta w „Gas Fluidization Technology” opublikowanej w „Wiley-Interscience Publication” przez John-Wiley & Sons (1986), str. 33 do 46. Polimery mogą stanowić cząsteczki, które mają masową przeciętną średnicę w zakresie od 300 do 2000, korzystnie od 500 do 1500 mm.
Według wynalazku cały przepływ polimeru odciągniętego z reaktora do śluzy samowyładowczej realizuje się zgodnie z nachyleniem ku dołowi tworzącym z płaszczyzną poziomą kąt A, który jest co najmniej równy katowi b zsypu polimeru i nie przekracza 90°, korzystnie w zakresie od b + 5° do 90°, zwłaszcza od b + 10° do 90°. Tak więc, w żadnym czasie od odciągnięcia z reaktora do śluzy samowyładowczej polimer nie przepływa według płaszczyzny poziomej lub o małym nachyleniu tworzącym z płaszczyzną poziomą kąt, który jest na przykład mniejszy od kata zsypu b wymienionego polimeru.
W miejscu wychodzenia przepływu polimeru, gdzie polimer opuszcza pionową stronę ściany reaktora w celu przepływu w kierunku do śluzy samowyładowczej, kąt A początkowego nachylenia przepływu może przyjąć dowolną wartość równą lub wyższą od b, lub b + 5° lub b + 10°, ale niższą od 90°, na przykład nie przekraczającą85°, korzystnie nie przekraczającą 80°. Kąt A początkowego nachylenia przepływu może zatem przyjąć dowolna wartość od b do wartości mniejszej od 90°, korzystnie w zakresie b + 5° do 85° a w szczególności od b + 10° do 80°.
Z tytułu znacznie i stale nachylonego typu przepływu, zaobserwowano, że w momencie otwarcia zaworu odcinającego doprowadzającego do połączenia reaktora ze śluzą samowyładowczą, na przykład przy początkowym ciśnieniu absolutnym P2 niższym od Pb zamkniętym zaworze rozładunkowym, część przewodu odcinającego powyżej zaworu odcinającego, to znaczy pomiędzy reaktorem a zaworem odcinającym, jest zasadniczo wypełniona polimerem, który wówczas, pod wpływem różnicy ciśnień, spływa natychmiast do śluzy samowyładowczej zgodnie z zachowaniem zasadniczo gęstej fazy, w pierwszym etapie, dopóki nie osiągnie się w śluzie samowyładowczej ciśnienia absolutnego zasadniczo równego P( a następnie w drugim etapie kontynuuje przepływ do śluzy samowyładowczej zgodnie z trybem zasadniczo grawitacyjnym przez wystarczający okres czasu do wypełnienia śluzy samowyładowczej pożądanąilościąpolimeru, przy czym wymienioną ilość polimeru wyodrębnia się w śluzie samowyładowczej przez zamknięcie zawodu odcinającego i odzyskuje się ze śluzy samowyładowczej przez otwarcie zaworu wyładunkowego.
Tak więc, z tytułu silnego i stałego nachylenia przepływu polimeru pomiędzy reaktorem a śluzą samowyładowczą, część przewodu odciągającego powyżej zaworu odcinającego jest wypełniona polimerem w spoczynku przed otwarciem zaworu odcinającego, z takim rezultatem, że gdy zostanie on otwarty, do śluzy samowyładowczej w pierwszym etapie wchodzi polimer w zasadniczo gęstej fazie nie zaś zasadniczo gazowa mieszanina reakcyjna jak w uprzednio znanych procesach. Ponadto, gdy nastąpi wyrównanie ciśnienia pomiędzy śluzą samowyładowczą a reaktorem, na ogół w ciągu 1 do 2 sekund po otwarciu zaworu odcinającego, silnie i stale nachylony przepływ polimeru zapoczątkowuje, w drugim etapie, zasadniczo tryb przepływu grawitacyjnego, który pozostaje intensywny w przewodzie odciągającym, mimo przeciwnie płynącego gazu uchodzącego ze śluzy samowyładowczej do reaktora w etapie, w którym śluza samowyładowcza zostaje wypełniona polimerem.
Różnego typu przepływy ciała stałego w gazie, na przykład współprądowego lub przeciwprądowego w postaci fazy gęstej są opisane zwłaszcza przez F. A. Zenza i S. F. Othmera w „Fluidization and Fluid-Particle Systems”, opublikowanym w Reinhold Chemical Engineering Series” przez Reinhold Publishing Corporation, New York (1960) str. 477 do 487 i przez J. F. Davidsona i D. Harrisona w „Fluidization” opublikowanej przez Academic Press Inc., London (1971), strony 1 do 9.
Zaobserwowano, że średni stopień wypełnienia śluzy samowyładowczej według obecnego wynalazku jest poprawiony o co najmniej 20%, korzystnie o co najmniej 30% w porównaniu za znanymi uprzednio procesami.
Nieoczekiwane w sposobie według wynalazku jest to, że sposób według wynalazku nie prowadzi do częściowego lub całkowitego zablokowania przewodu odciągającego, zwłaszcza
183 282 gdy polimer jest w tym przewodzie w spoczynku tuż przed otwarciem zaworu odcinającego i że przepływa w postaci fazy gęstej jak tylko zostanie otwarty ten zawór, wiadomo było, że polimer odciągnięty z reaktora zawiera aktywny rodzaj katalizatora, który stale jest w kontakcie z nieochłodzoną gazową mieszaniną reakcyjną i że reakcja polimeryzacji jest silnie egzotermiczna.
Polimer może być odciągany zgodnie z cyklem roboczym, który jest powtarzany w trakcie procesu polimeryzacji w sposób regularny i nieregularny, korzystnie w celu utrzymywania złoża w reaktorze na zasadniczo stałej wysokości. Tytułem przykładu, cykl roboczyjest następujący:
Na początku cyklu, zawory odcinający i ewentualnie wyładowczy są zamknięte, absolutne ciśnienie P2 panuje w śluzie samowyładowczej, którajest pusta bez polimeru, P2 jest niższe od ciśnienia P, w reaktorze. Stosunek P,: i P2 może być w zakresie od 5:1 do 50:1, korzystnie 10:1 do 25:1. Ciśnienie absolutne P2 na ogół jest nieco wyższe od otaczającego ciśnienia atmosferycznego i może, na przykład, wynosić od 0,11 do 0,2 MPa, korzystnie od 0,11 do 0,15 MPa.
Cykl może następnie obejmować otwarcie zaworu odcinającego, korzystnie z dużą szybkością, na przykład w mniej niż 1 lub 2 sekundy, przy zamkniętym zaworze wyładowczym śluzy samowyładowczej. Zawór odcinający może być otwarty przez dostarczenie długi czas dla odebrania pożądanej ilości polimeru w śluzie samowyładowczej, na przykład przez okres 1 do 120, korzystnie 2 do 40, a zwłaszcza 3 do 20 sekund. Zamknięcie zaworu odcinającego może nastąpić po tym jak w śluzie samowyładowczej otrzyma się ciśnienie absolutne, które jest zasadniczo równe ciśnieniu absolutnemu P1 reaktora. Natychmiast lub bardzo szybko po zamknięciu zaworu odcinającego otwiera się zawór wyładunkowy, korzystnie z dużą szybkością, na przykład w mniej niż 1 lub 2 sekundy, dla wyładunku polimeru ze śluzy samowyładowczej. Polimer może być, na przykład, wyładowany do komory 19 dekompresji i odgazowania za pośrednictwem przewodu 15 takiego jak pokazany schematycznie na fig. 5. Ciśnienie absolutne P2 może panować w komorze 19, która może być zaopatrzona w zawór 21 w pozycji zamkniętej w czasie wyładowania polimeru ze śluzy samowyładowczej do komory, z tym, że przy końcu cyklu w śluzie samowyładowczej ponownie napotyka ciśnienie absolutne P2.
Sumaryczny czas trwania cyklu łącznie z wyładunkiem polimeru ze śluzy samowyładowczej może na przykład wynosić od 5 do 300, korzystnie od 8 do 60 sekund. Korzystnie jest, gdy okres oddzielający koniec jednego cyklu od początku następnego cyklu jest możliwie najkrótszy, na przykład od 5 do 300, korzystnie od 10 do 60 sekund.
Jeśli jednakże sumaryczny czas cyklu i/lub czas oddzielający koniec jednego cyklu od początku następnego cyklu jest zbyt długi i stwarza ryzyko spowodowania częściowego lub całkowitego zablokowania przewodu odciągającego, korzystnie stosuje się gaz przemywający, na przykład za pośrednictwem przewodu 17 wchodzącego do przewodu odciągającego 12 powyżej zaworu odcinającego 13 i korzystnie blisko tego zaworu, jak pokazano schematycznie na fig. 5. Gazem przemywającym może być gazowa mieszanina reakcyjna z reaktora korzystnie ochłodzona lub alternatywnie jeden lub więcej składników mieszaniny, wodór lub gaz obojętny taki jak azot lub, na przykład, co najmniej jeden Cj do C6, korzystnie C2 do C5 alkan, pod ciśnieniem wyższym od P Przewód zasilający 17 gazu przemywającego zaopatrzony jest w zawór 18. Gaz przemywający wprowadzany jest do przewodu odciągającego powyżej zaworu odcinającego w celu zapobieżenia zastojowi polimeru w stanie spoczynku w wymienionym przewodzie, gdy zamknięty jest zawór odcinający, jego wprowadzanie korzystnie zatrzymane jest przez dostateczny czas zanim ponownie zostanie otwarty zawór odcinający, ażeby pozostawić polimerowi czas do zasadniczego napełnienia przewodu odcinającego.
W cyklu czynności odciągania opisanych powyżej drogą ilustracji, obsługa zaworu 18 może być prowadzona w sposób następujący. Tuż po zamknięciu zaworu odcinającego 13 można otworzyć zawór 18 i można go trzymać w stanie otwartym, aż do początku następnego cyklu, tuż przed otwarciem zaworu odcinającego 13. Zawór 18 korzystnie zamyka się na krótko przed otwarciem zaworu odcinającego 13 na przykład od 1 do 30, korzystnie od 2 do 20 sekund zanim napełni się polimerem przewód odciągający i w konsekwencji zapoczątkuje przepływ polimeru jako fazy gęstej przez wymieniony przewód po otwarciu zaworu odcinającego 13. Szybkość gazu przemywającego w przewodzie odciągającym może być wyższa od minimalnej szybko183 282 ści fluidyzacji polimeru lub korzystnie taka, że pociąga z sobąpolimer z przewodu odciągającego do reaktora.
Figura 6 przedstawia schematycznie etapy odciągania polimeru z reaktora 1 do śluzy samowyładowczej 14 za pośrednictwem przewodu odciągającego 12 i zaworu odcinającego 13. W etapie 6a polimerjest fluidyzowany w reaktorze (1) pod ciśnieniem P,, część polimeru jest w spoczynku w części przewodu 12 powyżej zaworu 13, zawór 13 jest zamknięty, śluza samowyładowcza jest opróżniona z polimeru pod ciśnieniem P2 niższym od P1 zawór 16 jest otwarty. W etapie 6b zawór 16 jest zamknięty i zawór 13 jest otwarty, polimer przepływa w zasadzie jako faza gęsta przewodem 12 pod działaniem np. różnicy ciśnień i wpływa do śluzy samowyładowczej 14 podczas, gdy ciśnienie w śluzie samowyładowczej wzrasta do Pj. W etapie 6c ciśnienie w śluzie samowyładowczej wzrasta do Pb polimer przepływa zasadniczo trybem grawitacyjnym przez przewód 12 i wypełnia śluzę samowyładowczą 14 podczas, gdy gaz obecny w śluzie samowyładowczej uchodzi z tej ostatniej w sposób przeciwprądowy do polimeru przewodem 12 iwraca do reaktora. W etapie 6d, zawór 13 jest zamknięty, zawór 16 jest otwarty, polimer obecny w śluzie samowyładowczej opuszcza tąostatniąprzewodem 15 pod działaniem np. różnicy ciśnień, ciśnienie w śluzie samowyładowczej spada do P2 i fluidyzowany polimer z reaktora 1 wchodzi do części przewodu 12 powyżej zaworu 13. Następujący cykl może być rozpoczęty od nowa.
Figura 7 przedstawia schematycznie etapy odciągania polimeru z reaktora 1 do śluzy samowyładowczej 14 zgodnie z korzystnąpostacią alternatywną, przy zastosowaniu tych samych odnośników co na fig. 6, z dodatkowym przewodem zasilającym 17 dla gazu przemywającego i z zaworem 18.
W etapie 7a polimer jest fluidyzowany w reaktorze 1 pod ciśnieniem Pb zawór 13 jest zamknięty, zawór 18 jest otwarty, gaz przemywaj ący przechodzi do góry przewodem 12 do reaktora i zapobiega wejściu polimeru do przewodu 12, śluza samowyładowcza 14 zostaje opróżniona z polimeru pod ciśnieniem P2 niższym od P]i zawór 16 jest otwarty. W etapie 7b zawór 18 jest zamknięty, polimer przemywa się z reaktora 1 do części przewodu 12 powyżej zaworu 13, gdzie pozostaje w spoczynku. W etapie 7c zawór 16 jest zamknięty, zawór 13 jest otwarty, polimer przepływa zasadniczo jako faza gęsta przewodem 12 pod działaniem różnicy ciśnień i wypełnia śluzę samowyładowczą 14 podczas, gdy ciśnienie w śluzie samowyładowczej wzrasta do P(. W etapie 7d ciśnienie w śluzie samowyładowczej jest równe Pl5 polimer płynie zgodnie zasadniczo z trybem grawitacyjnym przewodem 12 i wypełnia śluzę samowyładowczą 14 podczas, gdy gaz obecny w śluzie samowyładowczą 14 podczas, gdy gaz obecny w śluzie samowyładowczej uchodzi z tej ostatniej w sposób przeciwprądowy w stosunku do polimeru przewodem 12 i zawraca do reaktora. W etapie 7e zawór 13 jest zamknięty, zawór 16 jest otwarty, polimer obecny w śluzie samowyładowczej opuszcza tę ostatnią przewodem 15 pod działaniem np. różnicy ciśnień, ciśnienie w śluzie samowyładowczej spada do P2 i zawór 18 otwiera się, pozwalając żeby gaz przemywający spłukał polimer obecny w przewodzie 12 do reaktora 1. Następny cykl może wówczas rozpocząć się od początku.
Zawory odcinający 13, rozładunkowy 16 i przemywający 18 korzystnie są zaworami kulowymi o przepuście bez przeszkód. Mogą funkcjonować w sposób nieciągły, ze szczególnie wysoką szybkością czynności otwierania i zamykania, na przykład krócej niż 1 lub 2 sekundy. Mogą one funkcjonować zgodnie z obrotowym ruchem ciągłym, jak opisano we francuskim opisie patentowym nr 2.599.991.
Sposób ciągłej polimeryzacji olefin(y) w fazie gazowej prowadzi się w reaktorze ze złożem fluidalnym i ewentualnie mieszanym mechanicznie, utrzymując ciśnienie absolutne Pb które może wynosić od 0,5 do 6, korzystnie od 1 do 4 MPa. Temperatura złoża fluidalnego może być utrzymywana przy wartości w zakresie od 30 do 130°C, korzystnie od 50 do 110°C. Gazowa mieszanina reakcyjna przechodzi przez reaktor do góry z szybkością, która może wynosić od 0,3 do 0,8 m/s, korzystnie 0,4 do 0,7 m/s. Gazowa mieszanina reakcyjna może zawierać jedną lub więcej olefin, zwłaszcza C2 do Cl0, korzystnie C2 do C8, na przykład etylen lub propylen, lub mieszaninę etylenu z co najmniej jednąolefinąCa do C10, korzystnie C3 do C8, na przykład propylenem, 1 -bu10
183 282 tenem, 1-heksenem, 4-metylo-1-pentenem lub 1-oktenem i/lub z co najmniej jednym dienem, na przykład niesprzężonym dienem. Może również zawierać wodór i/lub gaz obojętny taki jak azot lub, na przykład, co najmniej j eden C,do C6, korzystnie C2 do C5alkan. Proces polimeryzacji może w szczególności być prowadzony według sposobu opisanego w zgłoszeniu PCT WO nr 94/28032. Może również być prowadzony w obecności katalizatora zawierającego co najmniej jeden metal przejściowy należący do grup 4,5 lub 6 układu okresowego pierwiastków (zatwierdzonego przez N omenclature Committee od the ,American Chemical Society”, patrz „Encyclopedia ofInoiganic Chemistry”, wydawca R. Bruce King, opublikowana przez John Wiley & Sons (1994)).
W szczególności możliwe jest zastosowanie katalizatora typu Ziegler-Natta obejmującego stały katalizator zawierający związek metalu przejściowego taki jak wymieniony powyżej i kokatalizator zawierający związek metaloorganiczny metalu należącego do grup 1, 2 lub 3 układu okresowego pierwiastków, na przykład związek glinoorganiczny.
Układy katalityczne o wysokiej aktywności sąjuż znane od wielu lat i są zdolne do produkowania dużych ilości polimeru w stosunkowo krótkim czasie, z takim rezultatem, że możliwe jest uniknięcie etapu usuwania pozostałości katalizatora obecnego w polimerze. Te układy katalityczne o wysokiej aktywności na ogół obejmują stały katalizator zasadniczo zawierający metal przejściowy, magnez i atomy chlorowca. Możliwe jest również stosowanie katalizatora o wysokiej aktywności zawierającego zasadniczo tlenek chromu aktywowany obróbką cieplną i stosowany w kombinacji z gamulowanym podłożem na bazie ogniotrwałego tlenku. Ten sposób polimeryzacji jest szczególnie odpowiedni do stosowania z katalizatorami metalocenowymi takimi jak cyrkonocen, hafhocen, tytanocen lub chromocen, lub katalizatorami Zieglera osadzonymi na krzemionce, na przykład na bazie tytanu lub wanadu.
Wyżej wymienione katalizatory lub układy katalityczne mogą być stosowane bezpośrednio tak jak są w reaktorze ze złożem fluidalnym lub mogą być uprzednio przekształcone do prepolimeru olefiny, zwłaszcza w trakcie prepolimeryzacji z doprowadzeniem katalizatora lub układu katalitycznego do kontaktu z jedną lub więcej niż jedną olefiną takąjak wymienione powyżej, w ciekłym środowisku węglowodorowym lub w fazie gazowej, na przykład zgodnie z procesem nieciągłym lub ciągłym.
Sposób w szczególności jest szczególnie odpowiedni do wytwarzania poliolefm w postaci sproszkowanej, zwłaszcza liniowego polietylenu o niskiej gęstości lub polietylenu o wysokiej gęstości, o gęstości w zakresie na przykład od 0,87 do 0,97 g/cm3 lub polipropylenu lub kopolimerów propylenu z etylenem i/lub C4 do C8 olefinami lub elastomerycznych kopolimerów propylenu z etylenem i ewentualnie sprzężonym dienem o gęstości w zakresie na przykład od 0,85 do 0,87 g/cm3.
Korzyści z urządzenia i sposobu według wynalazku polegają na znacznie zwiększonym stopniu napełnienia polimerem śluzy samowyładowczej w każdej operacji odciągania podczas, gdy unika się częściowego lub całkowitego blokowania zespołu odciągającego. Stopień wypełnienia może być w szczególności charakteryzowany wagowąilościąpolimeru, który przekazuje się w każdej operacji z reaktora do śluzy samowyładowczej, ilości wyrażonej w jednostkach objętości wewnętrznej śluzy samowyładowczej; przy czym ilość ta jest stosunkowo duża i może wynosić od 200 do 450, korzystnie od 250 do 400, a zwłaszcza od 300 do 400 kg/m3, wiedząc, że te wartości w dużym stopniu zależą od gęstości nasypowej polimeru w stanie spoczynku.
Następujące przykłady ilustrują obecny wynalazek.
Przykład 1
Kopolimeryzację w fazie gazowej etylenu z 1-butenem przeprowadzono w urządzeniu identycznym jak przedstawione na fig. 1. Średnica wewnętrzna reaktora cylindrycznego 1 ze złożem fluidalnym i z pionowymi ściankami bocznymi wynosiła 3 m a jego wysokość H 10 m i ma nad sobą komorę uspokojenia 3. Przy podstawie reaktor ma siatkę fluidyz^i^;^j^ią4 nad którą jest złoże fluidalne 18 ton kopolimeru etylenu z 1 -butenem o gęstości 0,96 g/cm3, w postaci proszku składającego się z cząsteczek o przeciętnej średnicy masy 750 pm, przy czym 90% wagowo cząsteczek ma średnicę w zakresie od 300 do 1200 mm. Ciężar objętościowy proszku sfluidyzowanego wynosi 300 kg/m3. Wysokość złoża fluidalnego wynosi 8,5 m.
183 282
Gazowa mieszanina reakcyjna przechodzi przez złoże fluidalne pod ciśnieniem absolutnym 2 MPa w kierunku do góry z szybkością0,6 m/s i w temperaturze 92°C. Zawiera ona objętościowo 30% etylenu, 1% 1-butanu, 25% wodoru i 44% azotu.
Katalizator typu Ziegler-Natta zawierający atomy tytanu, magnezu i chlorowca sporządzony jest w postaci prepolimeru w sposób, który jest identyczny jak w przykładzie 1 francuskiego opisu patentowego nr 2.405.961. Wprowadzany jest on w sposób przerywany do reaktora poprzez przewód wejściowy 11.
W tych warunkach wytwarza się 3,8 ton/godzinę kopolimeru etylenu i 1-butenu w postaci proszku, który ma wyżej wymienione własności a w szczególności kąt zsypu b równy 42°.
Wyposażenie do odciągania kopolimeru obejmuje przewód odciągający 12 taki jak pokazany na fig. 1, który ma długość 1 m i średnicę wewnętrzną 0,05 m. Przewód 12 opuszcza pionową ścianę boczną reaktora 1 na wysokości 1,5 m nad siatką fluidyzacyjną 4 skierowany w dół pod początkowym kątem A 60. Pośrodku swojej długości tworzy kolanko a następnie skierowany jest pionowo (A = 90°) w dół. Na swoim niższym końcu ma kulowy zawór odcinający 13 o przejściu bez żadnych ograniczeń o średnicy wewnętrznej 0,05 m, przed wejściem do śluzy samowyładowczej 14 o objętości wewnętrznej 105 litrów, V2. W niższej części śluzy samowyładowczej 14 jest kryza wyjściowa z zaworem wyładunkowym 16 połączonym z przewodem wyładunkowym 15 o średnicy wewnętrznej 0,05 m, połączonym z komorą 19 dekompresji i odgazowania zaopatrzoną w przewód recyrkulacyjny 22 i sprężarkę 23 jak również w przewód 20 i zawór 21 tak jak przedstawiono schematycznie na fig. 5.
Kopolimer odciągany jest z reaktora 1 według cyklu operacji pokazanego na fig. 6, obejmującym następujące etapy:
- zawór 13 jest zamknięty, śluza samowyładowcza 14 jest opróżniona z kopolimeru pod ciśnieniem absolutnym P2 wynoszącym 0,13 MPa, zawór 16 jest otwarty i przewód 12 powyżej zaworu 13 jest wypełniony kopolimerem w spoczynku;
- zawór 16 jest zamknięty i zawór 13 otwiera się na okres około 1 sekundy; kopolimer spływa zasadniczo jako faza gęsta przewodem 12 i wlewa się do śluzy samowyładowczej 14 podczas, gdy ciśnienie absolutne w śluzie samowyładowczej wzrasta w czasie krótszym niż 2 sekundy od 0,12 do 2 MPa; kopolimer kontynuuje przepływ do śluzy samowyładowczej 14 przy ciśnieniu absolutnym 2 MPa zasadniczo według trybu grawitacyjnego, podczas gdy gaz obecny w śluzie samowyładowczej uchodzi w sposób przeciwprądowy względem kopolimeru przewodem 12 i zawraca do reaktora 1;
- zawór 13 jest otwarty przez 8 sekund;
- zawór 13 jest zamknięty a zawór 16 otwiera się w przybliżeniu na 1 sekundę; kopolimer opuszcza śluzę samowyładowczą 14 i spływa przewodem 15 do komory 19 w przybliżeniu 3 sekundy podczas, gdy ciśnienie w śluzie samowyładowczej szybko spada z 2 do 0,12 MPa i podczas gdy polimer przechodzi z reaktora 1 do przewodu 12 gdzie jest w spoczynku.
Cykl operacji powtarza się co 30 sekund. W każdym cyklu ilość kopolimeru odciągniętego z reaktora za pośrednictwem śluzy samowyładowczej wynosi 32 kg. Stopień wypełnienia śluzy samowyładowczej 14 kopolimerem wynosi 305 kg na m3 objętości wewnętrznej śluzy samowyładowczej.
W ten sposób proces kopolimeryzacji prowadzi się przez kilka dni bez blokowania zespołu odciągającego.
Przykład 2
Kopolimeryzację prowadzono w sposób identyczny jak w przykładzie 1, z tym wyjątkiem, że stosowano urządzenie przedstawione schematycznie na fig. 5. Ponadto, reaktor cylindryczny 1 miał średnicę wewnętrzną 4,5 m i wysokość H 16 m oraz złoże 70 ton kopolimeru etylenu i 1 -butenu identyczne z tym z przykładu 1 w stanie fluidalnym. Wysokość h fluidyzowanego złoża wynosiła 14 m. Ciśnienie absolutne P, reaktora wynosiło 2,3 MPa. Przewód doprowadzający 17 gaz przemywający, zaopatrzony w zawór 18 wchodzi do przewodu 12 tuż nad zaworem 13. W tych warunkach wytwarza się 17,3 tony kopolimeru na godzinę.
183 282
Urządzenie do odciągania kopolimeru jest identyczne jak w przykładzie 1 z tym wyjątkiem, że średnica wewnętrzna przewodu 12 i zaworu 13 wynosi 0,075 m, przewód 12 opuszcza pionową ścianę reaktora 1 przy wysokości 1 m powyżej siatki 4, objętość wewnętrzna V2 śluzy samowyładowczej 14 wynosi 200 litrów, średnica wewnętrzna przewodu 15 wynosi 0,0625 m, i że zainstalowane sąrównolegle dwa zespoły tego typu do odciągania kopolimeru.
Kopolimer odciągany jest z reaktora 1 za pomocą dwóch zespołów do odciągania według cyklu operacji przedstawionych na fig. 7, łącznie z następującymi etapami dla każdego z tych dwóch zespołów:
- zawór 13 jest zamknięty, zawór 18 jest otwarty i pozwala, żeby gazowa mieszanina reakcyjna, którajest identyczna z mieszaninąw reaktorze 1, o temperaturze 92°C pod ciśnieniem absolutnym 2,4 MPa, przechodziła przez niego z szybkością 0,6 m/s w przewodzie 12 do góry do reaktora 1, zapobiegając zastojowi kopolimeru w spoczynku w przewodzie 12; śluza samowyładowcza 14 jest opróżniona z polimeru przy ciśnieniu absolutnym 0,12 MPa i zawór 16 jest otwarty;
- zawór 18 jest zamknięty, fluidyzowany kopolimer wchodzi do przewodu 12 powyżej zaworu 13, gdzie jest w spoczynku;
- 8 sekund później zawór 16 zostaje zamknięty a zawór 13 otwarty przez około 1 sekundę; kopolimer spływa zasadniczo jako faza gęsta przewodem 12 i wpływa do śluzy samowyładowczej 14 podczas, gdy ciśnienie absolutne w śluzie samowyładowczej 14 wzrasta od 0,12 do 2 MPa w ciągu w przybliżeniu 2 sekund; kopolimer kontynuuje przepływ do śluzy samowyładowczej 14 pod ciśnieniem absolutnym 2 MPa według zasadniczo trybu grawitacyjnego, podczas gdy gaz obecny w śluzie samowyładowczej uchodzi w sposób przeciwprądowy z kopolimerem przewodem 12 do góry do reaktora 1:
- zawór 13 jest otwarty na okres 10 sekund;
- zawór 13 jest zamknięty a zawory 16 i 18 są otwarte przez około 1 sekundę; kopolimer opuszcza śluzę samowyładowczą 14 i przepływa przewodem 15 do komory 19 w mniej niż 4 sekundy podczas, gdy ciśnienie absolutne w śluzie samowyładowczej obniża się szybko z 2 do 0,12 MPa podczas, gdy polimer obecny w przewodzie 12 jest spłukiwany z tego ostatniego do reaktora 1 za pomocą gazu przemywającego.
Cykl operacji powtarza się co 25 sekund dla każdego z zespołów odciągających. W każdym cyklu ilość polimeru odciąganego z reaktora za pośrednictwem każdego zespołu wynosi 60 kg. Stopień wypełnienia śluzy samowyładowczej 14 kopolimerem wynosi 300 kg na m3 objętości wewnętrznej śluzy samowyładowczej.
Proces kopolimeryzacji prowadzony jest tym sposobem przez kilka dni bez blokowania wyposażenia odciągającego.
Przykład 3 (porównawczy)
Przeprowadzono czynności dokładnie takie same jak w przykładzie 1, z tym wyjątkiem, że pierwsza część przewodu 12 usytuowana była pod kątem 18° a nie pod kątem 60°.
Stwierdzono, że w każdym cyklu operacji odciągania ilość odciągniętego kopolimeru była o 30% mniejsza niż w przykładzie 1. Niski stopień wypełnienia śluzy samowyładowczej 14 wynika z faktu, że przed otwarciem zaworu 13 część przewodu 12 powyżej zaworu 13 zawiera bardzo mało kopolimeru i że, gdy zawór 13 jest otwarty, to przez przewód 12 przechodzi zasadniczo gazowa mieszanina reakcyjna i wchodzi do śluzy samowyładowczej 14. Ponadto, gdy uzyskuje się wyrównanie ciśnienia pomiędzy śluzą samowyładowczą a reaktorem, przepływ kopolimeru przez przewód 12 zachodzi powoli i w końcu ma miejsce stosunkowo niskie wypełnienie śluzy samowyładowczej 14 kopolimerem. W rezultacie cykl operacji odciągania kopolimeru jest częściej powtarzany niż w przykładzie 1 dla zapewnienia równoważnego wydatku na godzinę i stałej wysokości złoża w reaktorze. Zaobserwowano ponadto, że sprężarka 23 której zadaniem było zawracanie do przewodu 5 za pośrednictwem przewodu 22 gazowej mieszaniny reakcyjnej towarzyszący kopolimerowi, który został odciągnięty i oddzielony z tej ostatniej w komorze 19 jest poddana znacznie bardziej intensywnej pracy niż w przykładzie 1, zapewniającej zawracanie dużo większej objętości gazu.
183 282
183 282
183 282
A
—19
FIG. 5
183 282
FIG. 6 (a) (b) (c) (d)
183 282
183 282
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 4,00 zł.

Claims (5)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Urządzenie do ciągłej polimeryzacji olefin(y) w fazie gazowej, zawierające reaktor ze złożem fluidalnym, mający pionowe ściany boczne i zaopatrzony w siatkę fluidyzacyjną przy podstawie, przewód do zewnętrznej cyrkulacji gazowej mieszaniny reakcyjnej, łączący górę reaktora z podstawąreaktora pod siatką fluidyzacyjną, zawierający sprężarkę oraz co najmniej jeden wymiennik ciepła i co najmniej jeden przewód do odciągania polimeru, zaopatrzony w zawór odcinający i łączący pionową ścianę boczną reaktora ze śluzą samowyładowczą, wyposażonąw zawór rozładunkowy, znamienne tym, że przewód odciągający (12), usytuowany w pionowej ścianie bocznej reaktora (1), jest skierowany ku dołowi, przy czym każda część tego przewodu tworzy z poziomą płaszczyzną kąt (A) w zakresie 35° do 90°.
  2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera przewód odciągający (12), który składa się z pierwszej części (12a), łączącej się z pionową ścianą boczną reaktora, tworzącej z poziomąpłaszczyznąkąt (A) w zakresie 45° do 75°, oraz z drugiej, pionowej części (12b), połączonej z pierwszą częścią przewodu.
  3. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że objętość wewnętrzna przewodu odciągającego (12) stanowi od 1/2 do 1/500 objętości wewnętrznej śluzy samowyładowczej (14).
  4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera zawór odcinający (16), usytuowany w pobliżu śluzy samowyładowczej (14).
  5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera przewód zasilający (17) gazu przemywającego, zaopatrzony w zawór (18), przy czym przewód (17) jest połączony z przewodem odcinającym (12) w pobliżu zaworu odcinającego (13).
PL96312897A 1995-02-24 1996-02-22 Urządzenie do ciągłej polimeryzacji olefin(y) w fazie gazowej PL183282B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9502446A FR2730999B1 (fr) 1995-02-24 1995-02-24 Appareillage et procede de polymerisation d'olefine en phase gazeuse

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL312897A1 PL312897A1 (en) 1996-09-02
PL183282B1 true PL183282B1 (pl) 2002-06-28

Family

ID=9476671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL96312897A PL183282B1 (pl) 1995-02-24 1996-02-22 Urządzenie do ciągłej polimeryzacji olefin(y) w fazie gazowej

Country Status (31)

Country Link
US (2) US5929180A (pl)
EP (1) EP0728771B1 (pl)
JP (1) JPH093103A (pl)
KR (1) KR100388507B1 (pl)
CN (1) CN1095850C (pl)
AR (1) AR001028A1 (pl)
AT (1) ATE178619T1 (pl)
AU (1) AU699640B2 (pl)
BG (1) BG62364B1 (pl)
BR (1) BR9600800A (pl)
CA (1) CA2170098A1 (pl)
CZ (1) CZ53496A3 (pl)
DE (1) DE69601964T2 (pl)
DZ (1) DZ1993A1 (pl)
EA (1) EA000007B1 (pl)
EG (1) EG21427A (pl)
ES (1) ES2129924T3 (pl)
FI (1) FI119644B (pl)
FR (1) FR2730999B1 (pl)
GR (1) GR3029929T3 (pl)
HK (1) HK1011373A1 (pl)
HU (1) HU218098B (pl)
MY (1) MY113582A (pl)
NO (1) NO309148B1 (pl)
NZ (1) NZ286043A (pl)
PL (1) PL183282B1 (pl)
RO (1) RO115168B1 (pl)
SK (1) SK281885B6 (pl)
TR (1) TR199600123A2 (pl)
TW (1) TW408135B (pl)
ZA (1) ZA961300B (pl)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2731000B1 (fr) * 1995-02-24 1997-04-18 Bp Chemicals Snc Procede de polymerisation d'olefine en phase gazeuse
FR2752533B1 (fr) * 1996-08-23 1998-09-18 Bp Chemicals Snc Appareillage et procede de polymerisation d'olefine en phase gazeuse
JP3710247B2 (ja) * 1997-04-10 2005-10-26 三井化学株式会社 気相重合装置
FR2764207B1 (fr) * 1997-06-10 1999-07-16 Bp Chemicals Snc Reacteur pour la polymerisation des olefines en phase gazeuse
WO2002083754A1 (en) 2001-04-12 2002-10-24 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Propylene ethylene polymers and production process
DE19744708A1 (de) 1997-10-10 1999-04-15 Bayer Ag Verfahren und Vorrichtung zum Ausschleusen von Kautschuk aus der Gasphasenpolymerisation
EP1098934A1 (en) 1998-07-01 2001-05-16 Exxon Chemical Patents Inc. Elastic blends comprising crystalline polymer and crystallizable polymers of propylene
EP0976445A1 (en) * 1998-07-31 2000-02-02 Bp Chemicals S.N.C. Process for introducing a solid catalyst into a fluidised or agitated vessel
FR2791983B1 (fr) * 1999-04-12 2001-05-18 Bp Chemicals Snc Appareil et procede de polymerisation en phase gazeuse d'olefine
SG82693A1 (en) * 1999-09-03 2001-08-21 Sumitomo Chemical Co Fluidized bed reactor for gas phase olefin polymerization, process for polymerizing olefin and process for producing olefin polymer
AU2003201911A1 (en) * 2002-01-08 2003-07-24 Mitsubishi Chemical Corporation Method of preventing clogging of apparatus for handling (meth)acrylic acid and ester thereof
US6914104B2 (en) * 2002-04-19 2005-07-05 Sumitomo Chemical Company, Limited Process for polymerization of α-olefin
JP4760173B2 (ja) * 2004-07-16 2011-08-31 住友化学株式会社 オレフィン連続重合装置、ポリマー粉粒体の移送方法、およびオレフィン重合方法
SG119367A1 (en) * 2004-07-16 2006-02-28 Sumitomo Chemical Co Apparatus for continuous polymerization of olefin method for transferring a polymer powder and method for continuous polymerization of olefin
CN101107066B (zh) * 2005-01-26 2010-06-09 英尼奥斯欧洲有限公司 从气相聚合反应器中取出聚合物的装置和方法
KR100969103B1 (ko) * 2005-08-05 2010-07-09 엑손모빌 케미칼 패턴츠 인코포레이티드 고압 중합용 압축기 및 폴리에틸렌 호모폴리머와 폴리에틸렌 코폴리머용 제조 플랜트 및 제조 방법
JP5055816B2 (ja) * 2006-04-17 2012-10-24 住友化学株式会社 ポリオレフィンパウダーの移送装置及び方法
US8129486B2 (en) * 2006-10-10 2012-03-06 Univation Technologies, Llc Discharge systems and methods of using the same
CA2662634A1 (en) * 2006-10-10 2008-04-17 Univation Technologies, Llc Discharge system to remove solids from a vessel
KR101468470B1 (ko) * 2007-02-05 2014-12-04 바셀 폴리올레핀 이탈리아 에스.알.엘 올레핀의 액상 중합용 장치
JP5420864B2 (ja) * 2008-08-01 2014-02-19 住友化学株式会社 気相重合装置およびオレフィンの重合方法
BR112014016325A8 (pt) 2011-12-28 2017-07-04 Ineos Europe Ag processo de polimerização
KR101462466B1 (ko) 2013-03-07 2014-11-17 대림산업 주식회사 올레핀의 중합 방법
JP6902965B2 (ja) 2017-08-29 2021-07-14 住友化学株式会社 ポリオレフィンの製造方法
CN108283917A (zh) * 2018-04-08 2018-07-17 合润科技有限公司 一种用于生产聚α烯烃用的聚合反应釜
US20240082803A1 (en) * 2019-10-25 2024-03-14 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Fluidized bed reactor systems
JP2024007084A (ja) * 2022-07-05 2024-01-18 住友化学株式会社 ポリオレフィン製造装置及び製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3785966A (en) * 1971-04-08 1974-01-15 Agency Ind Science Techn Method for discharging particulate solid from high pressure vessel
US3994824A (en) * 1974-01-10 1976-11-30 Aerojet-General Corporation Dynamic air flow system for removing particulate bed material from a fluidized particulate bed reactor
US4039507A (en) * 1975-09-05 1977-08-02 The Dow Chemical Company Incorporation of finely divided functional solids into olefin
MX156534A (es) * 1979-12-31 1988-09-08 Exxon Research Engineering Co Sistema continuo mejorado de descarga de catalizador
US4399055A (en) * 1981-05-01 1983-08-16 Mitsubishi Petrochemical Company Limited Carrier of catalyst and catalyst component composed of the carrier, for polymerization of olefins, as well as processes for production thereof
US4425206A (en) * 1982-12-09 1984-01-10 The Dow Chemical Company Anhydrous process for preparing amorphous chlorinated polyethylene and product thereof
FR2599991B1 (fr) * 1986-06-16 1993-04-02 Bp Chimie Sa Evacuation de produits presents dans un reacteur de polymerisation d'alpha-olefines en lit fluidise
FR2731000B1 (fr) * 1995-02-24 1997-04-18 Bp Chemicals Snc Procede de polymerisation d'olefine en phase gazeuse

Also Published As

Publication number Publication date
AU4448496A (en) 1996-09-05
DZ1993A1 (fr) 2002-10-15
CA2170098A1 (en) 1996-08-25
ES2129924T3 (es) 1999-06-16
FR2730999B1 (fr) 1997-04-18
FI960853A0 (fi) 1996-02-23
NO960737L (no) 1996-08-26
CZ53496A3 (en) 1996-09-11
DE69601964D1 (de) 1999-05-12
EA000007B1 (ru) 1997-12-30
EA199600006A3 (ru) 1996-10-01
SK23096A3 (en) 1997-03-05
HK1011373A1 (en) 1999-07-09
ATE178619T1 (de) 1999-04-15
HUP9600436A3 (en) 1997-11-28
AU699640B2 (en) 1998-12-10
JPH093103A (ja) 1997-01-07
TR199600123A2 (tr) 1996-10-21
EP0728771B1 (en) 1999-04-07
DE69601964T2 (de) 1999-08-12
NO309148B1 (no) 2000-12-18
CN1095850C (zh) 2002-12-11
AR001028A1 (es) 1997-08-27
ZA961300B (en) 1997-08-19
NO960737D0 (no) 1996-02-23
RO115168B1 (ro) 1999-11-30
HU9600436D0 (en) 1996-04-29
TR199600123A3 (pl) 1996-10-21
EA199600006A2 (ru) 1996-07-01
NZ286043A (en) 1997-07-27
HU218098B (hu) 2000-05-28
CN1137534A (zh) 1996-12-11
GR3029929T3 (en) 1999-07-30
KR100388507B1 (ko) 2003-09-13
EG21427A (en) 2001-10-31
EP0728771A1 (en) 1996-08-28
US5928612A (en) 1999-07-27
FR2730999A1 (fr) 1996-08-30
FI119644B (fi) 2009-01-30
BG62364B1 (bg) 1999-09-30
US5929180A (en) 1999-07-27
TW408135B (en) 2000-10-11
MY113582A (en) 2002-04-30
SK281885B6 (sk) 2001-08-06
FI960853A (fi) 1996-08-25
BG100382A (bg) 1996-11-29
BR9600800A (pt) 1997-12-23
KR960031491A (ko) 1996-09-17
PL312897A1 (en) 1996-09-02
HUP9600436A2 (en) 1997-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL183282B1 (pl) Urządzenie do ciągłej polimeryzacji olefin(y) w fazie gazowej
EP1962996B1 (en) Gas-phase process and apparatus for the polymerization of olefins
US5382638A (en) Apparatus for gas phase polymerization of olefins in a fluidized bed reactor
JP4558941B2 (ja) 重合リアクターを空にするための方法及び装置
EP2087015B1 (en) Multistage process for the polymerization of olefins
US7807761B2 (en) Apparatus and process for the withdrawal of polymer from a gas-phase polymerization reactor
US6887954B2 (en) Polymerization catalyst
EA039033B1 (ru) Способ, устройство и применение устройства для получения полимера
EP0830892B1 (en) Equipment and process for gas-phase olefin polymerisation
EP0728772B1 (en) Process for polymerising olefin in gas phase
EP1651679B1 (en) Polymerization process and associated apparatus