PL79997B1 - - Google Patents

Description

Urzadzenie do polimeryzacji i kopolimeryzacji olefin Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do cia¬ glej, niskocisnieniowej polimeryzacji i kopolimery¬ zacji olefin.Urzadzenie przeznaczone jest do polimeryzacji i kopolimeryzacji olefinów w obecnosci dowolnych katalizatorów a szczególnie w procesach przy któ¬ rych jako katalizatora uzywa sie szesciowartoscio¬ wego tlenku chromu zlozonego na podlozu krze- moiglinowym, tlenku molibdenu na podlozu tlenku glinowego czy pochodnych metali przejsciowych takich jak tytan lub wanad aktywowanych zwia¬ zkiem metaloorganicznym.Urzadzenie wedlug wynalazku znajduje zastoso¬ wanie szczególnie w przypadkach polimeryzacji i kopolimeryzacji olefinów przy pomocy kataliza¬ tora uzyskanego przez aktywizacje zwiazkiem metaloorganicznym produktu reakcji zwiazku chlo¬ rowcowego metalu przejsciowego z podlozem utworzonym z chlorku zasadowego metalu dwu- wartosciowego. We wszystkich tych procesach, po¬ limeryzacja i kopolimeryzacja sa najczesciej prze¬ prowadzane w plynnym osrodku dyspersyjnym - który jest rozpuszczalnikiem monomeru czy mo¬ nomerów.Jako plynnego osrodka dyspersyjnego mozna uzyc obojetnego weglowodoru, plynnego w warun¬ kach polimeryzacji. Przypadkiem typowym jest polimeryzacja etylenu. Mozna równiez przeprowa¬ dzac polimeryzacje uzywajac jako rozcienczalnika monomerów Utrzymywanych wistanie plynnym pod 10 20 25 30 cisnieniem co najmniej równym cisnieniu nasyce¬ nia. Przypadek taki jest spotykany przy produkcji kopolimerów elastomerowych etylen-propylen i polimerów propylenu. W kazdym z tych dwu waznych praktycznie przypadków, polimer uzyski¬ wany jest w szczególnej postaci tworzacej nieza¬ lezna faze stala. Obecnosc ziarn polimeru w osrodku reagujacym pociaga za soba istnienie sze¬ regu czynników które trzeba uwzglednic przy opracowaniu konstrukcji reaktora do polimeryzacji.W rzeczywistosci, ziarna polimeru maja tenden¬ cje do przylegania do scianek i do tworzenia sku¬ pisk szczególnie w strefach martwych reaktora.Jezeli przy opracowaniu konstrukcji reaktora nie zostaly przewidziane odpowiednie srodki, to moga powstawac równiez i zakorkowania powoduja¬ ce koniecznosc zatrzymywania i czyszczenia reak¬ tora. Niedogodnosci tych mozna uniknac przez stworzenie odpowiedniego ruchu wewnatrz reak¬ tora i przez takie uksztaltowanie jego wnetrza by uniemozliwic powstanie strefy w której nie byloby mieszania cieczy.Reaktor, ponadto powinien byc przewidziany do pracy ciaglej co umozliwi jego korzystne zastoso¬ wanie w warunkach przemyslowych. Reaktorem do polimeryzacji odpowiadajacym wszystkim wy¬ mienionym wymaganiom jest reaktor wykonany z rury o stalym przekroju i tworzacy zamkniety obwód. Rozpuszczalnik i zawiesina ziarn polimeru kraza wewnatrz reaktora z szybkoscia kilku me- 79 9973 79 »97 4 trów na sekunde która uniemozliwia tworzenie okladzin i korków. Ruch utrzymywany jest przez pompe przewaznie osiowa. Wewnatrz reaktora nie istnieje faza gazowa.Ogólny ksztalt zewnetrzny jest dowolny. Naj¬ prostszym jest prostokat o katach zaokraglonych dla zmniejszenia strat zaladunku. Stwierdzono, ze ziarna polimeru maja najwieksza sklonnosc do dekantowania w tych czesciach reaktora gdzie strumien jest skierowany poziomo, i z tej przy¬ czyny reaktory sa najczesciej umieszczane piono¬ wo a ich ramiona pionowe sa z reguly, znacznie dluzsze okI ramion poziomych.Szczególnie dlugi**odcinki pionowe mozna uzy¬ skac,- Bez potrzeby*nadmiernego zwiekszenia wy¬ sokosci, w reaktorach 6 ksztalcie podwójnego U.W reaktorach tego tyjju, dwie petle w ksztalcie HterV 1J sa^wstawioiie jedna na przeciw drugiej i sa' polaczone-na szczytach pionowych ramion U.Pompa obiegu zawiesiny w reaktorze umiesz¬ czana jest zasadniczo w podstawie reaktora, w ra¬ mieniu poziomym lub w dolnej czesci jednego z ramion pionowych. W wiekszosci przypadków, pompa ta sklada sie z jednego lub kilku wirników typu osiowego zamocowanych szeregowo na wspól¬ nej osi.Os ta przechodzi przez scianke rury reaktora w poblizu kolana. Najczesciej polaczona jest ona elastycznie z silnikiem zamocowanym na konstruk¬ cji wsporczej reaktora. Pomiedzy, przed lub za wirnikami pompy moga byc umieszczone lopatki kierujace strugami cieczy. Podczas pracy tempe¬ ratura scian reaktora rzadko przekracza 150°C, natomiast w czasie czyszczenia reaktora i jego przemywania, scianki moga uzyskac temperature ponad 200°C. Dylatacje zwiazane z tak wysokimi temperaturami moga przy znacznych rozmiarach reaktorów osiagnac duze wielkosci.W praktyce, podstawa reaktora jest objeta szkieletem podtrzymujacym calosc aparatury poli- meryzacyjnej natomiast górna czesc reaktora mo¬ ze sie swobodnie rozszerzac. Pionowe odcinki re¬ aktora, bedac znacznie dluzszymi od odcinków po¬ ziomych rozszerzaja sie równiez bardziej od tych ostatnich ale ze wzgledu na to, ze rozszerzanie moze odbywac sie swobodnie, to nie powoduje ono jakichkolwiek naprezen w pionowych odcinkach rur.Ze wzgledu na umieszczenie poziomych odcin¬ ków reaktora w szkielecie, rozszerzanie poziomych odcinków nie odbywa sie swobodnie i podniesie¬ nie temperatury powoduje powstanie naprezen niebezpiecznych dla tego rodzaju konstrukcji.W rzeczywistosci poziomy odcinek reaktora moze osiagnac dlugosc kilku metrów natomiast rura tworzaca reafctor posiada scianke o grubosci ma¬ lej w stosunku do srednicy która w niektórych przypadkach przekracza 50 cm.W tych warunkach, naprezenia powstale podczas przemywania reaktora moga spowodowac powsta¬ nie duzych trwalych odksztalcen instalacji. Zaob¬ serwowano na przyklad wyboczenia rur, zwichro¬ wania lopatek kierujacych, skrzywienia osi pompy, uszkodzenia szczelnosci reaktora w poblizu przej¬ scia osi pompy przez scianke reaktora itd. Od¬ ksztalcenia te moga powaznie uszkodzic instalacje i spowodowac koniecznosc calkowitego zf^rzyma- nia pracy przy czym staje sie z reguly bezuzyte¬ czna.Oczywiscie mozna by bylo uniknac tych od¬ ksztalcen gdyby ograniczyc temperature przemy¬ wania reaktora. Niestety, polietylen który jest po- lyolefina najczesciej produkowana w tego rodzaju reaktorach nie jest w dostatecznym stopniu roz¬ puszczalny w zwyklej temperaturze przez jakikol¬ wiek rozpuszczalnik. Dla skutecznego przemycia reaktora przy pomocy rozpuszczalnika nalezy sto¬ sowac podwyzszona temperature.Obecnie stwierdzono, iz istnieje mozliwosc unik¬ niecia trwalych odksztalcen reaktora o obwodzie zamknietym stosowanego do polimeryzacji lub ko- polimeryzacji olefin, jesli przy podnoszeniu tempe¬ ratury reaktora zapewni sie mozliwosc jego swo¬ bodnego rozszerzania w kierunku poziomym.Cel wynalazku zostaje osiagniety jesli podpora reaktora zostanie tak uksztaltowana, ze czesc pozioma reaktora sasiadujaca z pompa obiegu lub zawierajaca pompe bedzie mogla swobodnie sie rozszerzac w plaszczyznie poziomej reaktora.W przypadku szczególnym reaktora o ksztalcie prostokatnym, postawionego na swoim krótszym boku i w którym pompa umieszczona jest w dowolnym ramieniu poziomym, swobode rozszerzania uzyskuje sie jesli na przy¬ klad jedno z ramion pionowych reaktora zostanie uchwycone w swej podstawie przez szkielet kon¬ strukcji wsporczej a dolne ramie poziome bedzie spoczywac na szkielecie za posrednictwem rolek.W tym samym szczególnym przypadku, inny sposób realizacji wynalazku polega na uchwyceniu podstawy jednego ramienia pionowego i na zawie¬ szeniu drugiego na korbowodach równoleglych do plaszczyzny reaktora. Glowice tych korbowodów moga sie obracac wokól osi prostopadlej do pla¬ szczyzny reaktora i zwiazanej z szkieletem, nato¬ miast stopy korbowodów moga sie obracac wokól osi równiez prostopadlej do plaszczyzny reaktora lecz zwiazanej z reaktorem. Korbowody w stosun¬ ku do siebie sa równolegle.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ogólny widok urzadzenia, fig. 2 — szczegól glowicy korbowodu, fig. 3 — szczegól pod¬ stawy koiibowodu, a fig. 4 — zawieszenie reaktora.Na fig. 1 reaktor 1 o ksztalcie zasadniczo pro¬ stokatnym opiera sie na szkielecie instalacji za posrednictwem belek 2. W swoim dolnym pozio^ mym ramieniu, zawiera urzadzenie zapewniajace ruch rozcienczalnika i posiadajace pompe typu osiowego której wirnik 3 poruszany jest przy po¬ mocy walka 4. Walek ten przechodzi przez uszczel¬ nienie 5 i podtrzymywany jest przez lozysko 6.Lozysko to przymocowane jest do reaktora przy pomocy lopatek stalych 7.Lewe ramie pionowe przymocowane jest do szkieletu przy pomocy dwóch dwuteowników 8 przyspawanych do reaktora i polaczonych srubami z belkami.Prawe ramie pionowe posiada dwa ksztaltowniki 9 o przekroju U przyspawane do reaktora. Ramie 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6079 997 to jest podwieszone za posrednictwem korbowo- dów 10.Na fig. 2 przez glowice 10 przechodzi czop 11 podtrzymywany przez lozyska 12 przyspawane do stopy belki 2. Korbowód 10 przechodzi przez stope 5 dzieki wycieciu 13.Na fig. 3 przez podstawe 10 przechodzi czop 14 podtrzymywany przez podwójny katownik 9 i jego wzmocnienie 15.W innym, opisanym nizej rozwiazaniu, podwój- 10 ne lozysko korbowodu moze byc zastapione pod¬ pora kulista tworzaca przegub kulowy który te¬ oretycznie umozliwia ruch kortóowodu wokól sta¬ lego punktu. "¦' " :;! ; jl " " Szczególny przypadek reaktora ' w ksztalcie po- 15 dwójnego U jest równiez wazny. Jest zrozumia¬ lym, ze swobodne rozszerzenie poziomych odcin¬ ków reaktora pozwala na unikniecie trwalych od¬ ksztalcen zwiazanych z znacznym podwyzsze¬ niem temperatury. Swobodne rozszerzanie tych ra- 20 mion mozna zapewnic wedlug tych samych zasad i przy pomocy takich samych srodków jak w przy¬ padku reaktorów stanowiacych petle czworokatna.W przypadku tym nie jest koniecznym zapewnie¬ nie swobodnego rozszerzenia tych odcinków pozio- 25 mych reaktora w których nie znajduja sie urza¬ dzenia powodujace obieg cieczy. Podczas przemy¬ wania, rura stanowiaca sciane reaktora moze bez szkody byc narazona na powazne naprezenie po¬ niewaz naprezenia te nie powoduja uszkodzen 30 pompy obiegu, osi napedowej, lopatek kierujacych itd.W specjalnym rozwiazaniu wynalazku, mozna polaczyc z soba urzadzenia zapewniajace swobo¬ dne rozszerzanie reaktora w kierunku poziomym 35 z urzadzeniami zapewniajacymi amortyzacje dngan skierowanych prostopadle do plaszczyzny reaktora.Mozna to zrealizowac przez zamocowanie reaktora pomiedzy dwoma sprezystymi wycinkami cylin¬ drycznymi opartymi na konstrukcji wsporczej ca- 40 losci instalacji.Na fig. 4 przedstawione jest zawieszenie reak¬ tora zapewniajace swobodne rozszerzanie reaktora w plaszczyznie prostopadlej do plaszczyzny rysun¬ ku i przechodzacej przez os rury. 45 Urzadzenie przedstawione na fig. 1 pozwala na podwieszenie podstawy odcinka pionowego, cylin¬ drycznego reaktora rurowego z którego pokazano czesc osiowa 1. Szkielet podtrzymujacy instalacje reprezentowany jest przez dwuteownik poziomy 2 50 i dwuteownik pionowy 3. Na nagwintowanym koncu cylindrycznego korbowodu * umieszczone sa dwie nakretki, które poprzez podkladke 5 przenosza sily korbowodu na pierscien oporowy 6 o pólkulistej dolnej powierzchni, na loze kuliste 7 doszlifowane 55 do ksztaltu pierscienia, na podkladke 8 i wreszcie na górna plaszczyzne ksztaltownika 2. Podstawa korbowodu 4 jest lozyskiem dla czopu 9. Czop ten obraca sie równiez w dwóch lozyskach zwiazanych z ksztaltownikiem 10. Ksztaltownik ten o przekro¬ ju U i o ksztalcie trójkatnym jest przyspawany do rury 1 tworzacej reaktor. Normalnie, korbowód 4 umieszczony jest pionowo.Na fig. 4 przedstawiono równiez urzadzenie 11 zmniejszajace- drgania poprzeczne. Urzadzenie to z jednej strony opiera sie na ksztaltowniku 10 a z drugiej na srodkowej,belce dwuteownika pio¬ nowego 3. Powierzchnie stykajace sie sa wycinkami walca o pionowej; osi. Urzadzenie jest wydrazone i ma regulowana dlugosc. Zawieszenie jest uzupel¬ nione drugim korbowodem identycznym z korbo- wodetn 4 a umieszcacmym z drugiej strony rury o osi 1\ PL PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do polimeryzacji i kopolimeryzacji olefin, posiadajace osadzony na konstrukcji pod¬ trzymujacej reakitpr rurowy o obwodzie zamknie¬ tym, w którym osrodek rozcienczajacy jest wpra¬ wiany w ruchu przy pomocy pompy, znamienne tym, ze konstrukcja podtrzymujaca reaktor posia¬ da urzadzenie do kompensacji rozszerzania sie w plaszczyznie reaktora czesci poziomej sasiadu¬ jacej z pompa obiegu lub ja zawierajaca.

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze urzadzenie do komipensacji zapewniajace swobo¬ dne rozszerzanie jest oparciem na rolkach.

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze urzadzenie do kompensacji zapewniajace swobo¬ dne rozszerzanie sklada sie z równoleglych korbo- wodów obracajacych sie wokól czopów stalych zwiazanych ze szkieletem podtrzymujacym reaktor i wokól czopów ruchomych zwiazanych z reakto¬ rem przy czym osie czopów stalych jak i rucho¬ mych sa prostopadle do plaszczyzny reaktora.

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze urzadzenie do kompensacji zapewniajace swobo¬ dne rozszerzanie sklada sie z równoleglych korbo- wodów których glowice obracaja sie na przegubach kulistych a podstawy wokól czopów zwiazanych z reaktorem i których os jest prostopadla do pla¬ szczyzny reaktora.

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1—4, znamienne tym, ze urzadzenie do kompensacji zapewniajace swo¬ bodne rozszerzanie polaczone jest z urzadzeniem amortyzujacym drgania poprzeczne w stosunku do plaszczyzny reaktora.

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze urzadzenie amortyzujace drgania poprzeczne sklada sie z sprzegiel o regulowanych sprezy¬ stych odcinkach cylindrycznych opartych na szkielecie podtrzymujacym instalacje. ERRATA Pat. nr 79 997 Lam: 4, wiersz 3 Jest: nia pracy przy czym staje sie z reguly bezuzyte- Powinno byc: nia pracy przy czym pompa staje sie z reguly ibezuzyte-79 997 Fig.1 Fig. 279 997 Fig. A PL PL PL