PL79291B1 - - Google Patents

Description

Sposób odprowadzania zawiesiny polimerów olefinowych z reaktora o pracy ciaglej i urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób odprowa¬ dzania zawiesiny polimerów olefinowych z reakto¬ ra o pracy ciaglej i urzadzenie do stosowania tego sposobu.W procesie polimeryzacji monomerów nienasy¬ conych prowadzonym w sposób ciagly, odprowa¬ dzenie z reaktora produktów spolimeryzowanych stanowi glówny problem, od rozwiazania którego zalezy sprawna praca reaktora i mozliwosc otrzy¬ mywania polimerów o stalych, z góry okreslo¬ nych wlasciwosciach.W znanym stanie techniki odprowadzano cala wytworzona w reaktorze surowa zawiesine poli¬ meru i poddawano ja obróbce polegajacej na od¬ dzieleniu nieprzereagowanego monomeru i ciekle¬ go rozpuszczalnika od wytworzonego polimeru.Nastepnie nieprzereagowany monomer recyrkulo- wano do reaktora, do którego równiez doprowa¬ dzano swiezy monomer i swiezy rozpuszczalnik.Swiezy monomer wprowadzony do reaktora na¬ tychmiast rozpuszczal sie w rozpuszczalniku, co powodowalo tworzenie sie obszaru heterogenicz¬ nego stezenia, wymagajacego stosowania bardzo intensywnego mieszania. Warunki te sprzyjaly tworzeniu sie polimeru i niepozadanej jakosci.Równiez niedogodnoscia bylo operowanie duza iloscia rozpuszczalnika.Sposób i urzadzenie wedlug wynalazku umozli¬ wiaja wyeliminowanie wiekszosci tych niedogod¬ nosci. 10 15 20 25 30 Sposób odprowadzania zawiesiny polimerów olefinowych z reaktora, w którym prowadzi sie ciagly proces polimeryzacji niskocisnieniowej, w obojetnym rozpuszczalniku, w obecnosci kataliza¬ tora polimeryzacji, wedlug wynalazku, polega na tym, ze odprowadza sie surowa zawiesine poli¬ merów do odstojnika w ilosci wyzszej niz wy¬ dajnosc jednego obiegu, rozdziela w odstojniku na faze bogata w polimer i faze uboga w poli¬ mer, recyrkuluje do reaktora strumien cieczy ubogiej w polimer, spuszcza z odstojnika do dal¬ szego przerobu strumien masy poreakcyjnej, bo¬ gaty w polimer, w ilosci równowaznej wydajnosci jednego obiegu, regulujac przeplyw strumieni w taki sposób, aby ilosc rozcienczalnika w strumie¬ niu bogatym w polimer do ilosci rozcienczalnika w strumieniu ubogim w polimer, recyrkulowanym do reaktora, wyrazala sie stosunkiem 4 :1 — 0,1 :1 korzystnie 2 :1 — 0,5 :1, uzupelnia strumien ubogi w polimer tak, aby stezenie monomeru w tym strumieniu recyrkulowanym bylo bliskie prze¬ cietnemu stezeniu monomeru w reaktorze, przy czym substancjami uzupelniajacymi sa monomer i/lub inne pomocnicze srodki do polimeryzacji, i zawraca do reaktora nadwyzke strumienia bo¬ gatego w polimer w ilosci równowaznej róznicy miedzy iloscia surowej zawiesiny polimerów od¬ prowadzonej z reaktora do odstojnika, a suma ilosci strumienia bogatego w polimer, równowaz¬ nej wydajnosci jednego obiegu i spuszczonej z 79 29170 291 odstojnika do dalszego przerobu i ilosci strumie¬ nia ubogiego w polimer, recyrkulowanego z od¬ stojnika do reaktora.Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wy¬ nalazku, którego schemat przedstawiono na ry¬ sunku sklada sie ze znanych elementów takich jak reaktor 1, zaopatrzony w mieszadlo 2 i, nie wykazany na rysunku, przynajmniej jeden kró- ciec, umozliwiajacy wprowadzenie katalizatora polimeryzacji oraz odstojnik 6, polaczonych no¬ wym ukladem przewodów dostosowanych do prze¬ prowadzania strumieni cieklych.W sklad nowego ukladu przewodów laczacych reaktor ,i odstojnik- wchodzi przewód 3 odprowa¬ dzajacy zawiesine polimerów z górnej, bocznej czesci reaktora, przawód 5 kierujacy zawiesine polimerów do górnej czesci odstojnika, przewód 7 i^ifckulujacy s^uniien bogaty w polimer z dol¬ nej czesci odstojnika do dolnej, bocznej czesci reaktora i przewód 10 recyrkulujacy strumien ubogi w polimer z górnej czesci odstojnika do dolnej czesci reaktora, przy czym miedzy przewo¬ dem 3 i przewodem 5 zamontowana jest pompa 4 umozliwiajaca odprowadzanie zawiesiny polime¬ rów z reaktora do odstojnika, na przewodzie 10 umieszczony jest zawór 11 regulujacy stezenie strumienia bogatego w polimer. Ponizej zaworu 11 przewód 10 posiada odgalezienie 12 z zaworem 13 przeznaczonym, do wprowadzania, do strumie¬ nia ubogiego w? polimer, monomeru lub innych pomocniczymi srodków polimeryzacji. Przewód 7 posiada odgalezienie 8 z zaworem 9 do odprowa¬ dzania z odstojnika strumienia bogatego w poli- ,-mer, do dalszego przerobu.Sposób i urzadzenie moga byc stosowane do odprowadzania ze strefy reakcji polimerów uzy¬ skiwanych w procesach ciaglej polimeryzacji ole- fin, a w szczególnosci takich jak etylen, propy¬ len, buten^l, penten-1, 4-metylopenten-l, buta- dien-1,3 jak równiez w procesach kopolimeryza- cji olefin lub dwuolefin sprzezonych lub nie- sprzezonych.Wynalazek moze byc stosowany do odprowa¬ dzania ze strefy reakcji polimerów i kopolime¬ rów otrzymywanych w postaci stalej i powsta¬ lych z polimeryzacji jednego lub kilku rodzajów olefin, przy uzyciu katalizatora uzywanego do procesów polimeryzacji niskocisnieniowej.Do katalizy procesu mozna stosowac kataliza¬ tory zawierajace tlenek chromu, w tym przynaj¬ mniej czesciowo chromu szesciowartosciowego, osadzony na nosniku np. na krzemionce, tlenku , glinu i glinokrzemianach. Stosuje sie takze kata¬ lizatory otrzymywane dzialaniem zwiazków o wlasciwosciach redukujacych na zwiazki metali z grup IVa do Via ukladu okresowego. Do takich katalizatorów naleza np. mieszaniny chlorku dwu- etyloglinowego lub trójizobutyloglinowego z cztero- halogenkiem tytanu, trójchlorkiem tytanu lub zwiazkiem kompleksowym o wzorze 3 TiCl3 — A1C13.Stosuje sie równiez katalizatory osadzone na nosniku, charakteryzujace sie wysoka aktywnos¬ cia, uzyskana na skutek aktywacji zwiazkiem metaloorganicznym, korzystnie trójalkiloglinem lub halogenkiem trójalkiloglinowym produktu reikcji miedzy zwiazkiem metalu przejsciowego i stalym nosnikiem, na przyklad zasadowym chlorkiem metalu dwuwartosciowego, korzystnie magnezo- 5 wego, lub fosforanem, zawierajacym jedna lub wiecej grup wodorotlenowych w czasteczce i/lub wode krystalizacyjna. Jako zwiazki metali przej¬ sciowych stosuje sie korzystnie halogenki, halo- genoalkoholany i alkoholany metali z grup: IVa, 10 Va i Via ukladu okresowego, a zwlaszcza po¬ chodne tytanu i wanadu, jak TiCU, Ti(OC2Hs)4, Ti(OC2H5)3Cl, VOCl3, VC15 lub VO(OC4H9)3.Polimeryzacja zachodzi w obecnosci weglowo¬ doru cieklego, sluzacego jako obojetny rozcien- 15 czalnik, w którym glówna ilosc polimeru pozo¬ staje, w warunkach polimeryzacji, nierozpusz- czona.Dogodnymi rozcienczalnikami sa weglowodory parafinowe, zawierajace 3—8 atomów wegla w 20 czasteczce, a zwlaszcza n-butan, izobutan, n-pen- tan, izopentan i n-heksan, jak równiez nasycone weglowodory cykliczne, jak cykloheksan, cyklo- pentan i metylocykloheksan.W niektórych przypadkach szczególnie przy- 25 datnym rozcienczalnikiem jest sam monomer, utrzymywany w stanie cieklym pod cisnieniem odpowiadajacym preznosci jego paryi. nasyconej Do rozdzielania produtków polimeryzacji od rozcienczalnika stosowac mozna cyklony, wirówki, 30 odstojniki przystosowane do pracy ciaglej, sepa¬ ratory dzwonowe i inne.Jako autoklawy polimeryzacji mozna stosowac reaktory dowolnego typu, dostosowane do pracy ciaglej, a w szczególnosci reaktory z zamknie- 35 tym i ciaglym obiegiem.Sposób i urzadzenie wedlug wynalazku nie tyl¬ ko usuwaja niedogodnosci metody klasycznej od¬ prowadzania produktów polimeryzacji, ale rów¬ niez maja szereg innych zalet. Dziejki nim zmniej- 40 szaja sie ilosci nieprzereagowanego polimeru.Eliminuje sie czynnosci zwiazane z obróbka cie¬ czy przed zawróceniem jej do obiegu. Ogranicza sie ilosc monomeru, który przed recyrkulacja nalezaloby sprezyc i oczyscic. 45 Ponadto urzadzenie wedlug wynalazku umozli¬ wia rozpuszczenie w strumieniu, ubogim w poli¬ mer i zawracanym z odstojnika do reaktora, róz¬ nych skladników srodowiska reakcji, takich jak monomer, rozpuszczalniki i ewentualnie srodki 50 powodujace przenoszenie lancucha i to w warun¬ kach niemoznosci rozpoczecia reakcji, na skutek braku stalego katalizatora w zawiesinie.Sposób wedlug wynalazku zapewnia jednorod¬ nosc stezenia reagentów w reaktorze, co zapo- 55 biega mozliwosci powstania polimerów o wlasci¬ wosciach niepozadanych. Zawór regulujacy na przewodzie odprowadzajacym strumien cieczy ubo¬ giej w polimer umozliwia klasyfikacje ziarna po¬ limeru. Ziarna wieksze sa odbierane do dalszej 60 przeróbki, natomiast ziarna o bardzo nieznacznych wymiarach, wzbogacone w katalizator, sa zawra¬ cane do reaktora, razem ze strumieniem ubogim w polimer. Ta ostatnia zaleta zwiazana jest jesz¬ cze z inna, a mianowicie dzieki recyrkulacji stru- 65 mienia ubogiego w polimer, a wzbogaconego w* 74 201 * katalizator mozliwym jest lepsze wykorzystanie katalizatora* Nalezy tylko wówczas uwazac, aby zawór doprowadzajacy swiezy monomer do. stru¬ mienia ubogiego w polimer byl zamkniety. Ina¬ czej w przewodzie cieczy ubogiej w polimer i re- cyrkulowanej do reaktora zachodzilaby polimery¬ zacja, przyczyniajac sie do niedroznosci wyzej wymienionego przewodu.Ponadto, wzbogacajac bardziej zawiesine, od¬ prowadzana z obiegu, polimerem, mozna jeszcze w wiekszym stopniu ograniczyc ilosc rozpuszczal¬ nika. Granica takiego wzbogacania jest okreslona techniczna mozliwoscia przesylania skoncentrowa¬ nej zawiesiny do reaktora.Dla wykazania efektu uzyskanego z zastosowa¬ nia wynalazku podano 2 przyklady. W przykla¬ dzie I opisano klasyczny sposób odprowadzania produktów polimeryzacji, a w przykladzie II — sposoBem wedlug wynalazku i w urzadzeniu we¬ dlug wynalazku, przy czym sam proces polime¬ ryzacji w obydwu przykladach prowadzono w tych samych warunkach.Przyklad I. Do polimeryzacji uzyto reakto¬ ra o pojemnosci 200 1. Reaktor calkowicie wy¬ pelniono ciecza. Stezenie etylenu w heksanie wy¬ nosilo 3 g/l. Ilosc katalizatora stalego, wprowa¬ dzonego do reaktora wynosila 6 g/godz.Katalizator ten skladal sie z produktu reakcji Mg(OH)Cl i TiCU uzyskanego w sposób podany w francuskim opisie patentowym nr 1448320. Ka¬ talizator ten byl aktywowany trójizobutyloglinem.Cisnienie robocze panujace w reaktorze wynosilo 30 kg/cm2, a temperatura reakcji 80°C. Stezenie robocze polietylenu w reaktorze wynosilo 0,135 kg/l heksanu. ¦ ; ¦¦ : ' ~" " Godzinna wydajnosc polietylenu wynosila 6,750 kg. Ilosc, odprowadzanego z reaktora i oczyszcza¬ nego przed zawróceniem do obiegu, heksanu wy- J,6,75 nosila —=50.1/godz., natomiast ilosc etylenu 0,135 nieprzereagowanego wynosila 3 X 50 = 150 g/godz.Ilosc heksanu odprowadzanego z polietylenem zastapiona zostala przez te sama ilosc, czyli 50 1/godz. swiezego rozpuszczalnika.Ilosc etylenu wyprowadzona do reaktora wy¬ nosila 6,750 + 0,150 = 6,9 kg/godz. Stezenie etylenu 6,9 rozpuszczonego w heksanie wynosilo— = 0,137 kg/l 50 heksanu.Roztwór etylenu wprowadzony do reaktora, w okreslone miejsce, tworzyl strefe niejednorodnego stezenia, wymagajacego intensywnego mieszania.Przyklad II. Surowa zawiesine polietylenu odprowadzano z reaktora za pomoca pompy 4 o wydajnosci zawiesiny 1,135 1/godz. Nastepnie kierowano te zawiesine do separatora 6, w któ¬ rym oddzielano heksan w ilosci 500 1/godz. Od¬ dzielany heksan praktycznie nie zawieral poli¬ meru.Skoncentrowany produkt byl odprowadzany z separatora z wydajnoscia 635 1/godz. Skladal sie on ze 135 kg polietylenu i z 500 1 heksanu.Dla uzyskania zdolnosci produkcyjnej, takiej jak ^w przykladzie I, to jest 6,75 kg polietylenu/ /godz., ilosc heksanu, odprowadzonego z obiegu wraz z polimerem, który powinien zostac oczysz¬ czonym przed zawróceniem do reaktora, wynosila 6,75 jedynie 500 X —— = 25 1/godz., a wiec 2 razy 135 mniej niz w przykladzie I. Ilosc nieprzereagowa¬ nego etylenu wynosila Z X 25 =* 75 g/godz.» a wiec równiez dwukrotnie mniej niz w przykladzie I.Po rozpuszczeniu 6,825 kg etylenu w 500 1/godz. strumienia rozpuszczalnika, ubogiego w polimer, odprowadzanego z separatora i zawracanego do 6825 obiegu, stezenie etylenu wynosilo tylko—— = 500 = 13,6 g/l. To stezenie etylenu w zawróconym do obiegu heksanie okazalo sie blizsze sredniemu stezeniu etylenu w reaktorze i dlatego wlasciw¬ sze, gdyz zmniejszalo ryzyko powstawania stref niejednorodnosci lokalnej w reaktorze. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób odprowadzania zawiesiny polimerów olefinowych z reaktora, w którym prowadzi sie ciagly proces polimeryzacji niskocisnieniowej, w obojetnym rozpuszczalniku, w obecnosci kataliza¬ tora polimeryzacji, znamienny tym, ze odprowa¬ dza sie surowa zawiesine polimerów do odstojni- ka w ilosci wyzszej niz wydajnosc jednego obie¬ gu, rozdziela w odstojniku na faze bogata w po¬ limer i faze uboga w polimer, recyrkuluje do re¬ aktora strumien cieczy ubogiej w polimer, spusz¬ cza z odstojnika do dalszego przerobu strumien masy poreakcyjnej, bogaty w polimer, w ilosci równowaznej wydajnosci jednego obiegu, regulu¬ jac przeplyw strumieni w taki sposób, aby ilosc rozcienczalnika w strumieniu bogatym w polimer do ilosci rozcienczalnika w strumieniu ubogim w polimer, recyrkulowanym do reaktora, wyrazala sie stosunkiem 4:1 — 0,1:1, korzystnie 2:1 — 0,5 :1, uzupelnia strumien ubogi w polimer tak, aby ste¬ zenie monomeru w tym strumieniu recyrkulowa¬ nym bylo bliskie przecietnemu stezeniu monome¬ ru w reaktorze, przy czym substancjami uzupel¬ niajacymi sa monomer i/lub inne pomocnicze srodki do polimeryzacji, i zawraca do reaktora nadwyzke strumienia bogatego w polimer w ilosci równowaznej róznicy miedzy iloscia surowej za¬ wiesiny polimerów odprowadzonej z reaktora do odstojnika, a suma ilosci strumienia bogatego w polimer, równowaznej wydajnosci jednego obiegu i spuszczonej z odstojnika do dalszego przerobu i ilosci strumienia ubogiego w polimer, recyrku- lowanego z odstojnika do reaktora.

2. Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1, zlozone z reaktora (1) i odstojnika ($) znamiennie tym, ze obydwa te aparaty sa pola¬ czone ukladem przewodów przeznaczonych do przeplywu cieklych strumieni, w sklad którego wchodzi przewód (3) odprowadzajacy zawiesine polimerów z górnej, bocznej czesci reaktora, prze¬ wód (5) kierujacy zawiesine polimerów do górnej czesci odstojnika, przewód (7) recyrkulujacy z dol¬ nej czesci odstojnika do dolnej, bocznej czesci reaktora strumien bogaty w polimer, przewód (10) recyrkulujacy strumien ubogi w polimer z górnej 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6070 291 czesci odstojnika do dolnej czesci reaktora, przy czym miedzy przewodem (3), a przewodem (5) zamontowana jest pompa (4) umozliwiajaca od¬ prowadzanie zawiesiny polimerów z reaktora do odstojnika, na przewodzie (10) umieszczony jest zawór (11) regulujacy stezenie strumienia bogate¬ go w polimer, ponizej zaworu (11) przewód (10) 8 posiada odgalezienie (12) z zaworem (13) przezna¬ czonym do wprowadzania, do strumienia ubogie¬ go w polimer, monomeru lub innych pomocni¬ czych srodków polimeryzacji, a przewód (7) po¬ siada odgalezienie (8) z zaworem (9) do odprowa¬ dzania z odstojnika strumienia bogatego w po¬ limer, do dalszego przerobu. W.D.Kart. C/987/75, 115 + 15, A4 Cena 10 zl PL PL