RU2144843C1 - Method of continuous solution copolymerization and reactor-distributor for its embodiment - Google Patents
Method of continuous solution copolymerization and reactor-distributor for its embodiment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2144843C1 RU2144843C1 RU98120469/04A RU98120469A RU2144843C1 RU 2144843 C1 RU2144843 C1 RU 2144843C1 RU 98120469/04 A RU98120469/04 A RU 98120469/04A RU 98120469 A RU98120469 A RU 98120469A RU 2144843 C1 RU2144843 C1 RU 2144843C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- liquid mixture
- reactor
- turbulent
- distributor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения полимеров, к промышленности каучуков, а именно к способу получения этиленпропиленового или этиленпропилендиенового сополимеров. The invention relates to the field of production of polymers, to the rubber industry, and in particular to a method for producing ethylene propylene or ethylene propylene diene copolymers.
Изобретение относится также к устройствам для осуществления процесса сополимеризации указанных каучуков. Известен способ непрерывной растворной сополимеризации этилена, пропилена и 1,4-гексадиена и устройство для его осуществления (пат. Германия N 2413139, C 08 F 210/16, опубл. 11.09.80). Сополимеризацию проводят при смешивании в присутствии водорода и координационного катализатора, получаемого смешением компонентов катализатора с растворителем в смесителе для предварительного смешивания катализатора и непрерывным впрыскиванием катализатора в реактор. Устройство для осуществления указанного способа состоит из смесителя для предварительного смешивания и реактора с корпусом, в котором находится цилиндрическая смесительная камера, причем корпус представляет собой проводящие каналы в смесительной камере, внутри которой расположена вращающаяся мешалка, имеющая достаточные габариты сечения для постоянного стирания стенок смесительной камеры. The invention also relates to devices for the copolymerization of these rubbers. A known method of continuous solution copolymerization of ethylene, propylene and 1,4-hexadiene and a device for its implementation (US Pat. Germany N 2413139, C 08 F 210/16, publ. 11.09.80). The copolymerization is carried out by mixing in the presence of hydrogen and a coordination catalyst obtained by mixing the catalyst components with a solvent in a mixer for pre-mixing the catalyst and continuously injecting the catalyst into the reactor. A device for implementing this method consists of a mixer for pre-mixing and a reactor with a housing in which there is a cylindrical mixing chamber, the housing being conductive channels in the mixing chamber, inside which there is a rotating mixer having sufficient cross-sectional dimensions to permanently erase the walls of the mixing chamber.
Однако недостатком данного способа является невозможность одинаковых условий полимеризации. Это вызвано еще и тем, что описанный в патенте реактор со смесителем не обеспечивает необходимое равномерное распределение газообразных компонентов в реакционной массе, что приводит к неоднородности получаемого сополимера и перерасходу водорода. However, the disadvantage of this method is the impossibility of the same polymerization conditions. This is also due to the fact that the reactor with a mixer described in the patent does not provide the necessary uniform distribution of gaseous components in the reaction mass, which leads to heterogeneity of the resulting copolymer and excessive consumption of hydrogen.
Наиболее близким является известный способ получения СКЭПТ в среде углеводородного растворителя (Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука. Кирпичников П.А., Берестнев В.В., Попова Л. М. - Л.: Химия, 1986, с. 156-158). Полимеризация проводится в двух последовательно соединенных полимеризаторах, снабженных мешалками скребкового типа и рубашками для отвода теплоты. Полимеризация осуществляется при температуре 40±2oC и давлении 1,4 МПа, время полимеризации 0,5-1,5 ч. Очищенный от примесей и осушенный газообразный водород растворяется в возвратном растворителе, охлажденном до минус 20oC, в абсорбере с мешалкой. Готовый раствор водорода подается на смешение в линию шахты, содержащей охлажденный раствор мономеров (этилена, пропилена и, возможно, диена) и сокатализатора в растворителе. Катализатор разбавляется растворителем в мернике, откуда насосом дозируется в низ полимеризатора. Охлажденная шихта подается в нижнюю часть полимеризатора, а полимеризат выводится из верха аппарата и направляется в нижнюю часть второго полимеризатора, в который насосом из сборника дозируется раствор катализатора. Полимеризат выводится из верха второго полимеризатора и направляется на концентрирование. Описанный способ не позволяет получить сополимер этилена с пропиленом необходимого качества из-за неравномерности распределения охлажденных мономеров, растворителя и газообразного водорода, смешивающихся непосредственно перед подачей в реактор, в котором смешения компонентов достичь трудно. Вследствие этого получаемый СКЭПТ имеет большой разброс по содержанию этиленовых и пропиленовых звеньев, содержание остатков каталитического комплекса, повышенный расход водорода и каталитического комплекса.The closest is the known method for producing SKEPT in a hydrocarbon solvent medium (Album of technological schemes of the main industries of the synthetic rubber industry. PA Kirpichnikov, VV Berestnev, L. M. Popova - L .: Chemistry, 1986, p. 156- 158). The polymerization is carried out in two series-connected polymerizers equipped with scraper type mixers and shirts for heat removal. The polymerization is carried out at a temperature of 40 ± 2 o C and a pressure of 1.4 MPa, the polymerization time is 0.5-1.5 hours. Purified from impurities and dried hydrogen gas is dissolved in a return solvent cooled to minus 20 o C in an absorber with a stirrer . The finished hydrogen solution is fed for mixing into the mine line containing a cooled solution of monomers (ethylene, propylene and, possibly, diene) and cocatalyst in a solvent. The catalyst is diluted with a solvent in a meter, from where it is dosed to the bottom of the polymerization pump. The cooled mixture is fed to the lower part of the polymerization unit, and the polymerizate is discharged from the top of the apparatus and sent to the lower part of the second polymerization unit, into which the catalyst solution is dosed from the collector. The polymer is withdrawn from the top of the second polymerizer and sent for concentration. The described method does not allow to obtain a copolymer of ethylene with propylene of the required quality due to the uneven distribution of the cooled monomers, solvent and hydrogen gas, which are mixed immediately before being fed into the reactor, in which mixing of the components is difficult to achieve. As a result, the obtained CEPTT has a large scatter in the content of ethylene and propylene units, the content of the residues of the catalytic complex, and the increased consumption of hydrogen and the catalytic complex.
Известен полимеризатор для сополимеризации мономеров этиленпропиленового каучука СКЭП (авт. св. СССР N 296580, B 01 J 1/00, опубл. 02.03.1971). Полимеризатор содержит вертикальный цилиндрический термостатированный корпус, состоящий из нижней и верхней частей корпуса, в разъеме которых установлен кольцевой диск с отверстиями. По внутреннему диаметру диска приварен охлаждаемый цилиндр. В диске размещены трубопроводы, через которые охлаждают цилиндр. Шнек, выполненный на валу, установлен во внутренней полости цилиндра. На нижнем и верхнем концах вала закреплены нижняя и верхняя рамы со скребками. Штуцер для входа продукта расположен внизу полимеризатора, для выхода продукта - вверху полимеризатора. Known polymerizer for copolymerization of monomers of ethylene propylene rubber SKEP (ed. St. USSR N 296580, B 01
Однако деление устройства для полимеризации на верхнюю и нижнюю части через кольцевой диск с отверстиями, несмотря на использование шнековой мешалки, ухудшает перемешивание реакционной массы в аппарате, что не позволяет получать однородный сополимер. However, the division of the device for polymerization into the upper and lower parts through an annular disk with holes, despite the use of a screw mixer, impairs the mixing of the reaction mass in the apparatus, which does not allow to obtain a homogeneous copolymer.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является реактор-смеситель непрерывного действия, содержащий корпус с входными штуцерами, внутри которого по ходу подачи компонентов установлено центральное цилиндрическое турбулизирующее устройство с осевым отверстием и внешними канавками в виде многозаходной резьбы и входной штуцер. Причем он снабжен дополнительными размещенными радиально напротив каждой канавки патрубками подачи исходных компонентов и расположенными перед входным штуцером сменным соплом с образованием между ним и турбулизирующим устройством реакционной камеры (авт.св. СССР N 1210884, B 01 J 19/20, опубл. 15.02.1986). Closest to the claimed technical solution is a continuous reactor-mixer comprising a housing with inlet fittings, inside of which, along the component supply, a central cylindrical turbulizing device with an axial hole and external grooves in the form of a multi-thread and an inlet fitting is installed. Moreover, it is equipped with additional nozzles for supplying the starting components located radially opposite each groove and located in front of the inlet nozzle with a replaceable nozzle with the formation of a reaction chamber between it and the turbulizing device (ed. St. USSR N 1210884, B 01 J 19/20, publ. 02.15.1986 )
Реактор-смеситель предназначен для смешения, но сложен в изготовлении и эксплуатации и не обеспечивает равномерного по составу распределения компонентов в разные трубопроводы. The mixing reactor is designed for mixing, but is difficult to manufacture and operate and does not provide a uniform distribution of components in different pipelines.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа и устройства, позволяющего осуществлять непрерывную растворную сополимеризацию, включающую приготовление раствора газожидностной смеси, содержащей мономеры, углеводородный растворитель и водород, растворение в углеводородном растворителе компонентов каталитического комплекса, подачу раствора газожидкостной смеси в нижнюю часть соответствующего полимеризатора, снабженного мешалкой, подачу растворов компонентов каталитического комплекса в полимеризатор, сополимеризацию при перемешивании реакционной массы при повышенном давлении и температуре. Причем приготовление газожидкостной смеси осуществляют поэтапно предварительным турбулентным смешением в последовательно расположенных трубчатых турбулентных насадках и распределением газожидкостной смеси в трубчатом турбулентном реакторе-распределителе по параллельным разводящим трубопроводам на отдельные потоки с последующим поддержанием их турбулентного движения в насадках диффузор-конфузорного типа перед подачей в полимеризаторы, параллельно подключенные к реактору-распределителю. The objective of the invention is to develop a method and device that allows continuous solution copolymerization, including the preparation of a solution of a gas-liquid mixture containing monomers, a hydrocarbon solvent and hydrogen, dissolving the components of the catalytic complex in a hydrocarbon solvent, supplying a solution of a gas-liquid mixture to the lower part of the corresponding polymerizer equipped with a mixer, feeding solutions of the components of the catalytic complex into the polymerizer, copolymerization while stirring the reaction mass at elevated pressure and temperature. Moreover, the preparation of the gas-liquid mixture is carried out in stages by preliminary turbulent mixing in successively arranged tubular turbulent nozzles and the distribution of the gas-liquid mixture in the tubular turbulent distributor reactor through parallel distributing pipelines into separate flows, followed by maintaining their turbulent movement in the nozzles of the diffuser-confuser type before being fed into the polymer connected to the distribution reactor.
По предлагаемому способу непрерывная растворная сополимеризация осуществляется с использованием трубчатого турбулентного реактора-распределителя, включающего корпус, представляющий собой трубу переменного диаметра, содержащую сужающиеся и расширяющиеся совмещенные усеченные конуса, образующие диффузор-конфузорные секции. Причем он дополнительно снабжен соединенной с конфузором последней секции насадкой, выполненной в виде емкости с отверстиями для отвода газожидкостной смеси в разводящие трубопроводы. При этом размеры емкости в поперечнике соотносятся к диаметру диффузора, как 1,5 - 4 к 1, а высота емкости составляет не более двух поперечных размеров емкости. According to the proposed method, continuous solution copolymerization is carried out using a tubular turbulent distributor reactor, including a casing, which is a pipe of variable diameter, containing tapering and expanding combined truncated cones forming diffuser-confuser sections. Moreover, it is additionally equipped with a nozzle connected to the confuser of the last section, made in the form of a container with holes for draining the gas-liquid mixture into the distribution pipelines. In this case, the dimensions of the container across are related to the diameter of the diffuser, as 1.5 - 4 to 1, and the height of the container is not more than two transverse dimensions of the container.
Отличительными признаками заявляемого способа сополимеризации является то, что приготовление газожидкостной смеси осуществляется поэтапно предварительным турбулентным смешением в последовательно расположенных трубчатых турбулентных насадках и распределением газожидкостной смеси в трубчатом турбулентном реакторе-распределителе по параллельным разводящим трубопроводам на отдельные потоки с последующим поддержанием их турбулентного движения в насадках диффузор-конфузорного типа перед подачей в полимеризаторы, параллельно подключенные к реактору-распределителю. Distinctive features of the proposed method of copolymerization is that the preparation of the gas-liquid mixture is carried out in stages by preliminary turbulent mixing in successively arranged tubular turbulent nozzles and the distribution of the gas-liquid mixture in the tubular turbulent distributor reactor in parallel distributing pipelines into separate streams with subsequent maintenance of their turbulent movement in the nozzles confuser type before feeding into polymerizers, parallel to assigned to the distribution reactor.
Обеспечение равномерности распределения компонентов газожидкостной смеси, имеющих различные плотности и агрегатное состояние, обусловлено поэтапным ее смешением в условиях развитого турбулентного потока при движении к полимеризатору. Ensuring a uniform distribution of the components of the gas-liquid mixture having different densities and state of aggregation is due to its gradual mixing under conditions of developed turbulent flow when moving to the polymerization unit.
Предварительное смешение компонентов осуществляется в трубчатых турбулентных насадках, расположенных последовательно. Развитое турбулентное движение обеспечивается конфигурацией внутренней поверхности секции трубчатой насадки (диффузор-конфузорного типа). В секции поток, двигаясь через сужающийся и расширяющийся конуса насадки, подвергается сжатию и расширению, способствующих при определенных скоростях потока (при числе Re 10000 и выше) образованию завихрений и обеспечивая турбулизацию потоков. Это обеспечивает полное и быстрое смешение жидкостей различных плотностей и их насыщение газообразными веществами. Полнота протекания этих процессов может осуществляться в 2-8 секциях турбулентной насадки. Pre-mixing of the components is carried out in tubular turbulent nozzles arranged in series. The developed turbulent movement is provided by the configuration of the inner surface of the tubular nozzle section (diffuser-confuser type). In the section, the flow, moving through the tapering and expanding cone of the nozzle, undergoes compression and expansion, contributing to the formation of vortices at certain flow rates (with the number of Re 10000 and higher) and providing turbulence of the flows. This ensures complete and quick mixing of liquids of various densities and their saturation with gaseous substances. The completeness of these processes can be carried out in 2-8 sections of the turbulent nozzle.
Возможен вариант, когда введение одного или нескольких компонентов осуществляется комбинировано: в гребенке и в трубчатой насадке. A variant is possible when the introduction of one or several components is carried out combined: in a comb and in a tubular nozzle.
При подаче газожидкостной смеси в параллельно работающие полимеризаторы ее распределение по разводящим трубопроводам следует также осуществлять в условиях развитого турбулентного движения. Это связано с тем, что в условиях ламинарного потока газожидкостная смесь разделяется на компоненты (разное агрегатное состояние) и трудно получить одинаковый состав газожидкостной смеси при ее распределении в разные трубопроводы. When a gas-liquid mixture is fed into parallel-operating polymerizers, its distribution through distributing pipelines should also be carried out under conditions of developed turbulent motion. This is due to the fact that under conditions of laminar flow the gas-liquid mixture is divided into components (different state of aggregation) and it is difficult to obtain the same composition of the gas-liquid mixture when it is distributed into different pipelines.
Создание в реакторе-распределителе развитого турбулентного движения путем использования насадок диффузор-комфузорного типа и дальнейшее распределение в этих условиях газожидкостной смеси через отверстия емкости реактора-распределителя в разводящие трубопроводы. Создают условия, при которых газожидкостная смесь, подаваемая к полимеризаторам, будет одинакового состава. Creating a developed turbulent movement in the distributor reactor by using nozzles of the diffuser-confuser type and further distributing the gas-liquid mixture under these conditions through the openings of the reactor distributor vessel into the distribution pipelines. They create conditions under which the gas-liquid mixture supplied to the polymerizers will be of the same composition.
И на последнем этапе - газожидкостная смесь в разводящем трубопроводе вновь турбулизируется в насадке диффузор-конфузорного типа для достижения равномерного распределения компонентов по объему перед поступлением в полимеризатор. And at the last stage, the gas-liquid mixture in the supply pipe is again turbulized in the nozzle of the diffuser-confuser type to achieve a uniform distribution of components in volume before entering the polymerization unit.
Отличительными признаками заявляемого трубчатого турбулентного реактора-распределителя является то, что он дополнительно снабжен соединенной с конфузором последней секции насадкой, выполненной в виде емкости с отверстиями для отвода газожидкостной смеси в разводящие трубопроводы. При этом размеры емкости в поперечнике соотносятся к диаметру диффузора, как 1,5 - 4 к 1, а высота емкости составляет не более 2-х поперечных размеров емкости. Distinctive features of the inventive tubular turbulent distributor reactor is that it is additionally equipped with a nozzle connected to the confuser of the last section, made in the form of a container with holes for discharging the gas-liquid mixture into the distribution pipelines. In this case, the dimensions of the container across are related to the diameter of the diffuser, as 1.5 - 4 to 1, and the height of the container is not more than 2 transverse dimensions of the container.
Распределение газожидкостной смеси одинакового состава в отверстия насадки в первую очередь связано с созданием развитого турбулентного движения потока. Отсюда выбор диаметров диффузора и конфузора, углов наклона образующих конусов конфузора, длины секции и количества секций. The distribution of a gas-liquid mixture of the same composition into the nozzle openings is primarily associated with the creation of developed turbulent flow movement. Hence the choice of the diameters of the diffuser and confuser, the angles of inclination of the forming cones of the confuser, the length of the section and the number of sections.
Сохранение развитого турбулентного потока при распределении потока газожидкостной смеси связано с конструктивными задачами. Preservation of the developed turbulent flow during the distribution of the gas-liquid mixture flow is associated with design problems.
Отверстия отвода смеси должны быть максимально приближены к последнему конфузору, при этом они должны находиться симметрично потоку, а размеры емкости насадки реактора-распределителя обеспечивать турбулентность газожидкостного потока. The mixture discharge openings should be as close as possible to the last confuser, while they should be symmetrical to the flow, and the dimensions of the nozzle capacity of the reactor-distributor should ensure turbulence of the gas-liquid flow.
Использование заявляемой конструкции трубчатого турбулентного реактора-распределителя обеспечивает высокую степень смешения газожидкостной смеси, ее распределение к полимеризаторам в условиях турбулентного потока и получение одинаковых условий сополимеризации в полимеризаторах, работающих параллельно. Получаемый в разных полимеризаторах сополимер имеет одинаковые свойства по показателям: вязкость по Муни и содержание этиленпропиленовых звеньев. The use of the inventive design of a tubular turbulent distributor reactor provides a high degree of mixing of the gas-liquid mixture, its distribution to the polymerizers in a turbulent flow, and the same copolymerization conditions are obtained in polymerizers operating in parallel. The copolymer obtained in different polymerizers has the same properties in terms of indicators: Mooney viscosity and content of ethylene propylene units.
В литературе нами не найдено использование совокупности признаков способа непрерывной растворной сополимеризации и реактора-распределителя для его осуществления, что говорит о соответствии критерию патентоспособности. In the literature, we have not found the use of a combination of features of a continuous solution solution copolymerization process and a distribution reactor for its implementation, which indicates compliance with the patentability criterion.
На фиг. 1 изображена система полимеризаторов. Каждый полимеризатор содержит цилиндрический корпус 1 с теплообменной рубашкой, снабжен перемешивающим устройством с приводом 2, штуцером для ввода газожидкостной смеси 3, штуцерами 4 и 5 для раздельной подачи компонентов каталитического комплекса и штуцером 6 для отвода сополимера. Гребенка 7 через трубчатые турбулентные насадки 8 и 9 соединены с трубчатым турбулентным реактором-распределителем 10, от емкости которого отходят разводящие трубы 11. Трубы 11 соединяются со штуцерами 3 полимеризаторов через трубчатые турбулентные насадки 12. In FIG. 1 shows a polymerization system. Each polymerization device contains a
На фиг. 2 показан трубчатый турбулентный реактор-распределитель газожидкостной смеси, который представляет собой трубу переменного диаметра. Секция турбулентной части реактора состоит из диффузора 1 и конфузора 2. Конфузор выполнен из расширяющегося и сужающегося усеченных конусов, соединенных вместе. Конфузор последней секции турбулентной части реактора-распределителя соединяется с емкостью 3 с отверстиями 4 для соединения с разводящими трубами. In FIG. 2 shows a tubular turbulent reactor-distributor of a gas-liquid mixture, which is a pipe of variable diameter. The section of the turbulent part of the reactor consists of a
Реактор-распределитель работает следующим образом. Охлажденные компоненты газожидкостной смеси в определенных пропорциях под давлением подаются в гребенку 7 и трубчатые насадки 8 и 9, в которых обеспечивается развитый турбулентный режим движения потока и, как следствие, предварительное смешение. Попадая в турбулентную часть трубчатого турбулентного реактора-распределителя 10, газожидкостная смесь вновь смешивается в условиях турбулентного потока и по выходе из последнего конфузора попадает в турбулентном потоке в емкость с отверстиями. Практически не меняя условий движения, газожидкостная смесь через отверстие 4 подается в разводящие трубы 11. По трубам 11 газожидкостная смесь через трубчатые турбулентные насадки 12 и штуцера 3 подается в полимеризаторы. The distribution reactor operates as follows. The cooled components of the gas-liquid mixture in certain proportions are fed under pressure into the comb 7 and tubular nozzles 8 and 9, in which a developed turbulent flow regime and, as a consequence, preliminary mixing are ensured. Once in the turbulent part of the tubular turbulent distributor reactor 10, the gas-liquid mixture is mixed again under turbulent flow conditions and, upon leaving the last confuser, it enters the vessel with openings in the turbulent flow. Almost without changing the conditions of movement, the gas-liquid mixture through the
Развитый турбулентный поток на предварительном этапе обеспечивает равномерное распределение компонентов в газожидкостной смеси (насадки 8 и 9). Сохранение равномерности компонентов газожидкостной смеси в объеме при их распределении по разводящим трубопроводам 11 обеспечивает трубчатый турбулентный реактор-распределитель 10. В его турбулентной части газожидкостная смесь движется в условиях развитого турбулентного движения и подача смеси в параллельные разводящие трубопроводы в емкости реактора-распределителя осуществляется также в условиях развитого турбулентного движения. Это обеспечивает одинаковый состав газожидкостной смеси, подаваемый в разводящие трубы. The developed turbulent flow at the preliminary stage ensures uniform distribution of components in the gas-liquid mixture (nozzles 8 and 9). The uniformity of the components of the gas-liquid mixture in the volume during their distribution through the distribution pipes 11 is ensured by the tubular turbulent distributor reactor 10. In its turbulent part, the gas-liquid mixture moves under conditions of developed turbulent movement and the mixture is fed into parallel distribution pipes in the reactor vessel-distributor also under conditions developed turbulent motion. This ensures the same composition of the gas-liquid mixture supplied to the distribution pipes.
Газожидкостная смесь перед входом в полимеризатор вновь подвергается турбулизации для обеспечения равномерности распределения компонентов. The gas-liquid mixture before entering the polymerizator is again subjected to turbulization to ensure uniform distribution of components.
Газожидкостная смесь, поступая в шихту, содержащую растворитель и каталитический комплекс, в условиях перемешивания равномерно распределяется в ней и осуществляется процесс сополимеризации. Отвод раствора сополимера осуществляется через штуцер 6 и далее поступает на отмывку катализатора и стабилизацию. Обеспечение одинаковых показателей свойств сополимера, получаемых в параллельно работающих полимеризаторах, связано с подачей в полимеризаторы газожидкостной смеси одинакового состава. Одинаковый состав смеси достигается осуществлением системы поэтапной турбулизации потока и осуществлением его распределения в заявляемом трубчатом турбулентном реакторе-распределителе. The gas-liquid mixture entering the mixture containing the solvent and the catalytic complex, under conditions of mixing, is evenly distributed in it and the copolymerization process is carried out. The copolymer solution is removed through the nozzle 6 and then goes to the washing of the catalyst and stabilization. Ensuring the same properties of the copolymer obtained in parallel-operating polymerizers is associated with the supply of the same gas and liquid mixture to the polymerizers. The same composition of the mixture is achieved by implementing a phased flow turbulization system and distributing it in the inventive tubular turbulent distributor reactor.
Изобретение подтверждается следующими примерами. The invention is confirmed by the following examples.
Пример 1. В два реактора полимеризатора, каждый объемом 16,6 м3 и скоростью вращения мешалки 35 об/мин, снизу вводят охлажденную до температуры минус 10oC газожидкостную смесь в количестве 5280 кг/час, содержащую следующие компоненты:
Пропилен жидкий (ГОСТ 25043-87) - 0,15
Этилен (ГОСТ 25070-87) - 0,1
Водород очищенный (ГОСТ 3022-80) - 0,05
Рециркуляционный газ (этилен, пропилен, водород) - 0,7
Компоненты газожидкостной смеси дозировочно подаются в гребенку при давлении 0,6 МПа и далее по трубе в две (8- и 5-секционные) последовательно соединенные турбулентные насадки. Диаметр диффузора насадки 150 мм, соотношение конфузора и диффузора 1:2. Угол наклона образующих конусов к оси насадки 45o для сходящейся и расходящейся частей конфузора. Длина секции - 3 диаметра диффузора. Попадая в трубчатый турбулентный реактор-распределитель, газожидкостная смесь приобретает вновь развитое турбулентное движение.Example 1. In two polymerization reactors, each with a volume of 16.6 m 3 and a stirrer speed of 35 rpm, a gas-liquid mixture in the amount of 5280 kg / h, cooled to a temperature of minus 10 o C, is introduced from below, containing the following components:
Liquid propylene (GOST 25043-87) - 0.15
Ethylene (GOST 25070-87) - 0.1
Purified hydrogen (GOST 3022-80) - 0.05
Recirculation gas (ethylene, propylene, hydrogen) - 0.7
The components of the gas-liquid mixture are metered into the comb at a pressure of 0.6 MPa and then through the pipe into two (8- and 5-section) turbulent nozzles connected in series. The diameter of the nozzle diffuser is 150 mm, the ratio of confuser and diffuser is 1: 2. The angle of inclination of the forming cones to the axis of the nozzle 45 o for the converging and diverging parts of the confuser. Section length - 3 diameters of the diffuser. Once in a tubular turbulent distributor reactor, the gas-liquid mixture acquires a newly developed turbulent motion.
Диаметр диффузора турбулентной части реактора-распределителя 150 мм, соотношение конфузора и диффузора 1:2. Угол наклона образующих конусов к оси насадки 45o для сходящейся и расходящейся частей конфузора. Длина секции равна 3 диаметра диффузора. Количество секций - 5. Конфузор последней 5 секции соединен с насадкой, выполненной в виде емкости с отверстиями для отвода газожидкостной смеси. Диаметр емкости - 300 мм, высота - 180 мм, отверстий - два, диаметром - 80 мм.The diameter of the diffuser of the turbulent part of the distribution reactor is 150 mm, the ratio of confuser and diffuser is 1: 2. The angle of inclination of the forming cones to the axis of the nozzle 45 o for the converging and diverging parts of the confuser. The section length is 3 diameters of the diffuser. The number of sections is 5. The confuser of the last 5 sections is connected to a nozzle made in the form of a container with holes for venting a gas-liquid mixture. The diameter of the container is 300 mm, the height is 180 mm, the holes are two, and the diameter is 80 mm.
Отверстия соединены с разводящими трубами диаметром 80 мм, по которым газожидкостная смесь, распределенная в емкости в условиях турбулентного движения, движется к полимеризаторам. Перед штуцером ввода газожидкостной смеси установлена 5 секционная трубчатая турбулентная насадка. Диаметр диффузора 80 мм, соотношение конфузора и диффузора 1:2. Угол наклона образующих конусов к оси насадки 45o для сходящейся и расходящейся частей конфузора. Длина секции трубчатой насадки равна 2,5 диаметрам диффузора.The holes are connected to distributing pipes with a diameter of 80 mm, through which the gas-liquid mixture distributed in the tank under conditions of turbulent motion moves to the polymerizers. A 5 section tubular turbulent nozzle is installed in front of the gas-liquid mixture inlet fitting. The diameter of the diffuser is 80 mm, the ratio of confuser and diffuser is 1: 2. The angle of inclination of the forming cones to the axis of the nozzle 45 o for the converging and diverging parts of the confuser. The length of the tubular nozzle section is 2.5 diameters of the diffuser.
Регулирование скорости движения потока растворителя-нефраса (ТУ 38.1011228-90) при объемной производительности 1000 кг/ч и подачи катализатора VOCl3 (ТУ 48-4-533-90), объемом 1,5±0,1 кг/ч и сокатализатора Al(C2H5)2Cl при объеме 1,5±0,2 кг/ч (для каждого полимеризатора отдельная подача каждого компонента) осуществляется давлением подаваемых компонентов 0,6 МПа. Компоненты каталитического комплекса подаются в объеме 2% от объема газожидкостной смеси. Давление внутри полимеризатора 0,45 МПа, температура 35-45oC. Выгрузку готового раствора сополимера осуществляют через боковой нижний штуцер. Затем сополимер подают на отмывку каталитического комплекса, стабилизацию и брикетирование. Результаты опыта приведены в таблице.Regulation of the flow rate of the solvent-nephras flow (TU 38.1011228-90) at a volumetric capacity of 1000 kg / h and the supply of VOCl 3 catalyst (TU 48-4-533-90), volume 1.5 ± 0.1 kg / h and Al cocatalyst (C 2 H 5 ) 2 Cl with a volume of 1.5 ± 0.2 kg / h (for each polymerizator a separate supply of each component) is carried out by the pressure of the supplied components of 0.6 MPa. The components of the catalytic complex are supplied in a volume of 2% of the volume of the gas-liquid mixture. The pressure inside the polymerizator 0.45 MPa, a temperature of 35-45 o C. Unloading the finished copolymer solution is carried out through the lower side fitting. Then the copolymer is fed to the washing of the catalytic complex, stabilization and briquetting. The results of the experiment are shown in the table.
Пример 2. Условия проведения процесса описаны в примере 1. В газожидкостную смесь дополнительно вводят третий мономер - дициклопентадиен (ТУ 14-6-35-86) в количестве 75 кг на тонну получаемого тройного сополимера. Характеристики получаемого СКЭПТ приведены в таблице. Example 2. The process conditions are described in Example 1. An additional third monomer, dicyclopentadiene (TU 14-6-35-86), is added to the gas-liquid mixture in an amount of 75 kg per ton of the obtained ternary copolymer. The characteristics of the obtained SKEPT are given in the table.
Пример 3. Условия проведения процесса описаны в примере 1. В газожидкостную смесь дополнительно вводят охлажденный до минус 10oC растворитель-нефрас (ТУ 38.1011228-90) в количестве 4500 - 5000 кг/час. Результаты опытов приведены в таблице.Example 3. The process conditions described in Example 1. In the gas-liquid mixture is additionally introduced, cooled to -10 o C the solvent-Nefras (TU 38.1011228-90) in an amount of 4500 - 5000 kg / hour. The results of the experiments are shown in the table.
Пример 4 (сравнения). Условия проведения процесса описаны в примере 1. Однако приготовление газожидкостной смеси осуществляется с использованием 8-секционной трубчатой турбулентной насадки, работающей на индивидуальный полимеризатор. Полимеризаторов два и у каждого своя система приготовления газожидкостной смеси. Результаты опытов приведены в таблице. Example 4 (comparison). The process conditions are described in example 1. However, the preparation of the gas-liquid mixture is carried out using an 8-section tubular turbulent nozzle operating on an individual polymerization unit. There are two polymerizers and each has its own gas-liquid mixture preparation system. The results of the experiments are shown in the table.
Из приведенных примеров видно, что поэтапное приготовление газожидкостной смеси в трубчатых насадках и распределение ее подачи к параллельно работающим полимеризаторам в трубчатом турбулентном реакторе-распределителе позволяет в разных полимеризаторах получать сополимеры с одинаковыми свойствами. It can be seen from the above examples that the phased preparation of a gas-liquid mixture in tubular nozzles and the distribution of its supply to parallel working polymerizers in a tubular turbulent distributor reactor allows copolymers with the same properties to be obtained in different polymerizers.
При этом за счет выравнивания распределения компонентов газожидкостной смеси при прочих равных условиях полимеризации увеличивается производительность процесса, а производительность отдельных полимеризаторов при этом становится одинаковая. Получаемые продукты содержат оптимальное число пропиленовых звеньев при минимальном их разбросе, что указывает на однородность не только продукта, полученного в одном полимеризаторе, а в полимеризаторах, работающих параллельно. In this case, due to equalization of the distribution of the components of the gas-liquid mixture, ceteris paribus, the polymerization increases the productivity of the process, and the performance of individual polymerizers in this case becomes the same. The resulting products contain the optimal number of propylene units with a minimum scatter, which indicates the homogeneity not only of the product obtained in one polymerizer, but in polymerizers operating in parallel.
Пример 4 показывает, что достигнуть подобных показателей процесса сополимеризации, свойств и однородности получаемого продукта практически невозможно. Example 4 shows that it is almost impossible to achieve similar indicators of the copolymerization process, the properties and uniformity of the resulting product.
Конструктивные размеры трубчатого турбулентного реактора-распределителя выбираются из условий количества транспортируемой через него газожидкостной смеси. Для дополнительного смешения компонентов разной плотности (ввиду различия агрегатного состояния) обеспечивается развитое турбулентное движение потока (Re больше 10000) в зоне турбулизации. Сохранение условий турбулизации потока при перемещении газожидкостной смеси через отверстия емкости реактора-распределителя и далее в трубопроводы обеспечивается его конструктивным решением и размерами. The design dimensions of the tubular turbulent distributor reactor are selected from the conditions of the amount of gas-liquid mixture transported through it. For additional mixing of components of different densities (due to differences in the state of aggregation), a developed turbulent flow movement (Re greater than 10000) in the turbulization zone is provided. The preservation of the conditions of flow turbulence when moving the gas-liquid mixture through the openings of the reactor-distributor vessel and further into the pipelines is ensured by its design solution and dimensions.
Трубчатый турбулентный реактор-распределитель прост в изготовлении и обслуживании, стабилен в работе. Модернизация технологической линии проста. The tubular turbulent distributor reactor is easy to manufacture and maintain, stable in operation. Upgrading a production line is simple.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98120469/04A RU2144843C1 (en) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | Method of continuous solution copolymerization and reactor-distributor for its embodiment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98120469/04A RU2144843C1 (en) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | Method of continuous solution copolymerization and reactor-distributor for its embodiment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2144843C1 true RU2144843C1 (en) | 2000-01-27 |
Family
ID=20212228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98120469/04A RU2144843C1 (en) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | Method of continuous solution copolymerization and reactor-distributor for its embodiment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2144843C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2575715C2 (en) * | 2009-07-01 | 2016-02-20 | Ланксесс Интернасьональ Са | Reactor and method for continuous polymerisation |
-
1998
- 1998-11-06 RU RU98120469/04A patent/RU2144843C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Кирпичников П.А. и др. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука. - Л.: Химия, 1986, с.156-158. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2575715C2 (en) * | 2009-07-01 | 2016-02-20 | Ланксесс Интернасьональ Са | Reactor and method for continuous polymerisation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4410416B2 (en) | Method and apparatus for continuous production of polymer | |
| CA1064016A (en) | Serial eductors mixer for polymer dissolution | |
| KR100582125B1 (en) | Method and Apparatus for Gas Phase Polymerisation of ?-olefins | |
| EP4140575A1 (en) | Apparatus and method for preparing poly-alpha-olefin | |
| RU2612504C2 (en) | Method of producing in solution ethylene-propylene (ethylene-propylene-diene) elastomers and polymerisation reactor for such method | |
| CN102675495B (en) | Olefinic polymerization reactor and polymerization method | |
| RU2144843C1 (en) | Method of continuous solution copolymerization and reactor-distributor for its embodiment | |
| JPH0113726B2 (en) | ||
| RU2141873C1 (en) | Method of continuous copolymerization in solution and mixing reactor for its embodiment | |
| RU2174128C1 (en) | Method of continuous soluble copolymerization and polymerization reactor for carrying it out | |
| RU2418006C2 (en) | Method and apparatus for polymerising vinyl monomers | |
| RU2141872C1 (en) | Method of continuous copolymerization in solution and reactor for its embodiment | |
| RU2141871C1 (en) | Method of production of ethylene-propylene copolymers and polymerizer for its embodiment | |
| US3003986A (en) | Process of emulsion polymerization of ethylenically unsaturated monomers utilizing taylor ring flow pattern | |
| CN108311088B (en) | Jet loop reactor and method for preparing butyl rubber polymer | |
| US2854320A (en) | Polymerization reaction vessel | |
| RU2207345C2 (en) | Continuous solution copolymerization process and polymerizer for implementation thereof | |
| RU2174521C1 (en) | Method of continuous soluble copolymerization and polymerization reactor for carrying it out | |
| SU1627243A1 (en) | Apparatus for polymerization | |
| RU2175659C1 (en) | Continuous solution copolymerization process and polymerizer for conducting the process | |
| RU2169738C1 (en) | Method and device for continuous solution copolymerization | |
| RU2177957C2 (en) | Continuous solution copolymerization process and polymerizer for implementation thereof | |
| CN113634218A (en) | Apparatus and method for gas phase polymerization of olefins | |
| CN1917943A (en) | Device and method for the optimization of the injection of reactants into a reactor | |
| RU13799U1 (en) | DEVICE FOR CONTINUOUS SOLUTION COPOLIMERIZATION |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051107 |