RU2412949C2 - Устройство для полимеризации в газовой фазе олефинов, в частности этилена - Google Patents

Устройство для полимеризации в газовой фазе олефинов, в частности этилена Download PDF

Info

Publication number
RU2412949C2
RU2412949C2 RU2007121518/05A RU2007121518A RU2412949C2 RU 2412949 C2 RU2412949 C2 RU 2412949C2 RU 2007121518/05 A RU2007121518/05 A RU 2007121518/05A RU 2007121518 A RU2007121518 A RU 2007121518A RU 2412949 C2 RU2412949 C2 RU 2412949C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cyclone
gas
reactor
middle section
section
Prior art date
Application number
RU2007121518/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007121518A (ru
Inventor
Эберхард ХЕРРМАНН (DE)
Эберхард ХЕРРМАНН
Аксель ШПЕРБЕР (DE)
Аксель ШПЕРБЕР
Манфред ХЕККЕР (DE)
Манфред ХЕККЕР
Райнер КАРЕР (DE)
Райнер КАРЕР
Клаус БЕРХАЛЬТЕР (DE)
Клаус БЕРХАЛЬТЕР
ЛАНГЕ Паулюс ДЕ (DE)
ЛАНГЕ Паулюс ДЕ
Йорг ХАЛЬПАП (DE)
Йорг ХАЛЬПАП
Сирус АХМАДЗАДЕ-ЮСЕФИ (DE)
Сирус АХМАДЗАДЕ-ЮСЕФИ
Original Assignee
Базелль Полиолефине Гмбх
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 Базелль Полиолефине Гмбх filed Critical Базелль Полиолефине Гмбх
Publication of RU2007121518A publication Critical patent/RU2007121518A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2412949C2 publication Critical patent/RU2412949C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1872—Details of the fluidised bed reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/0055—Separating solid material from the gas/liquid stream using cyclones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08—Vortex chamber constructions
    • B04C5/081—Shapes or dimensions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00—Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00—Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F10/02—Ethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/02—Polymerisation in bulk
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/34—Polymerisation in gaseous state
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F6/00—Post-polymerisation treatments
    • C08F6/02—Neutralisation of the polymerisation mass, e.g. killing the catalyst also removal of catalyst residues
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
    • B01J2208/00256—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles in a heat exchanger for the heat exchange medium separate from the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00265—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • B01J2208/00274—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant vapours
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F110/00—Homopolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F110/02—Ethene

Abstract

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Устройство для полимеризации олефинов, в частности этилена, содержит газофазный реактор с псевдоожиженным слоем, линию рециркулирующего газа, соединенную с реактором для выпуска и рециркуляции потока рециркулирующего газа, и циклон 3. Циклон 3 содержит верхнюю секцию 3а, которая снабжена входным отверстием 4, расположенным эксцентрически относительно центральной оси, среднюю секцию 3b, которая прилегает к верхней секции 3а, и нижнюю секцию 3с для выпуска твердых частиц, выделяющихся из рециркулирующего газа, которая примыкает к средней секции 3b. Во внутренней части верхней секции 3а и части средней секции 3b имеется вертикальная цилиндрическая трубка 5, которая продолжается вниз и служит для выпуска рециркулирующего газа с пониженным содержанием частиц. Изобретение позволяет достичь хорошего отделения мелкодисперсных частиц от рециркулирующего газа и в то же время предотвратить накопление горячих мелких частиц полимера. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Настоящее изобретение касается устройства для полимеризации олефинов, в частности этилена, содержащего газофазный реактор с псевдоожиженным слоем, линию рециркулирующего газа, соединенную с реактором для выпуска и рециркуляции потока рециркулирующего газа, содержащего неполимеризованный олефин, и циклон, расположенный в линии рециркулирующего газа для уменьшения и осаждения твердых частиц, поступающих в рециркулирующий газ из реактора, причем циклон содержит верхнюю секцию, которая имеет по существу вертикальную центральную ось, стенки которой продолжаются вдоль осесимметричного корпуса, и которая снабжена входным отверстием циклона, расположенным несимметрично относительно центральной оси, среднюю секцию, которая примыкает к верхней секции и стенка которой продолжается вдоль осесимметричного корпуса, который сужается в направлении вниз, нижнюю секцию для выпуска твердых частиц, осажденных из рециркулирующего газа, которая примыкает к средней секции и стенка которой продолжается вдоль осесимметричного корпуса, и трубку, продолжающуюся по существу аксиально симметрично вниз в верхнюю секцию и, при необходимости, среднюю секцию для выпуска рециркулирующего газа с пониженным содержанием частиц.
Процессы полимеризации в газовой фазе являются экономичными процессами для полимеризации этилена и пропилена (пропена) или для сополимеризации этилена или пропилена с С2-С8-α-олефинами. Такие процессы полимеризации в газовой фазе могут быть конфигурированы либо как газофазные процессы в псевдоожиженном слое, либо как процессы в газовой фазе с перемешиванием. Процессы этого типа описаны, например, в ЕР-А-0475603, ЕР-А-0089691, ЕР-А-0571826 и WO 99/29736.
Характеристика газофазных процессов в псевдоожиженном слое состоит в том, что слой, содержащий частицы полимеризующегося полимера, поддерживается в псевдоожиженном состоянии посредством введения газовой смеси снизу. Кроме того, эта газовая смесь удаляет тепло полимеризации, высвобождаемое из реактора. Реакционный газ охлаждают в теплообменнике, расположенном снаружи реактора, и он рециркулирует через газораспределительную пластину обратно в реактор (рециркулирующий газ).
Однако определенное количество точно разделенного полимера переносится из реактора посредством циркуляции рециркулирующего газа и поступает в систему рециркулирующего газа. Эти частицы полимера содержат активный катализатор и, таким образом, могут продолжать полимеризацию в системе рециркулирующего газа. Если эти частицы откладываются в системе рециркулирующего газа, в этих местах может быть образован материал отложений и осадка. Сами эти отложения могут, во-первых, приводить к неисправностям (блокировке охлаждающего устройства, слипаниям на компрессоре), и, во-вторых, части этих отложений могут снова отделяться. Это нежелательно по двум причинам. Отверстия газораспределительной пластины реактора могут быстро блокироваться отделившимися отложениями и требуют остановки и дорогой очистки. Если такие частицы отложений проходят через газораспределительную пластину в реактор, качество продукта снижается этими частицами, которые образуют пятна. В частности, в случае продуктов для применения в качестве пленки это может привести к получению материала, не удовлетворяющего требованиям.
Использование циклонов на заводах полимеризации олефинов и их конструкции в принципе известны.
Однако до настоящего времени было необходимо либо соединять множество циклонов последовательно, чтобы обеспечить удовлетворительное удаление мелких частиц, либо соглашаться с поступлением мелкой пыли в линию рециркулирующего газа и, таким образом, с увеличенным временем простоя. По этому предмету, ссылка может быть сделана, например, на Kunii и др., Fluidization Engineering, Butterworth-Heinemann, 1991, стр.391-392, и Matthias Stieβ, Mechanische Verfahrenstechnik 2, Springer Verlag 1994, стр.8-17.
Поэтому задача изобретения состояла в обеспечении устройства типа, как описано в начале, посредством которого обеспечивается удовлетворительное удаление мелкой пыли из рециркулирующего газа, даже при высоких скоростях рециркулирующего газа и высоком содержании мелкой пыли, без использования каскада циклонов, и в то же время исключается накапливание мелкой пыли в циклоне.
Эта задача достигается в соответствии с изобретением с помощью отношения Hi расстояния hi от нижнего конца трубки, продолжающейся вниз в циклон до пересечения воображаемого продолжения стенки продолжающейся вниз трубки со стенкой средней секции к диаметру di продолжающейся вниз трубки, которое составляет от 3 до 8. Расстояние hi также может рассматриваться как эффективное разделение высоты циклона.
Циклон по изобретению соответственно содержит:
- верхнюю секцию, которая имеет по существу вертикальную центральной ось, стенка которой продолжается вдоль осесимметричного корпуса, и которая снабжена входным отверстием циклона, расположенным по существу несимметрично относительно центральной оси,
- среднюю секцию, которая прилегает к верхней секции и стенка которой продолжается вдоль осесимметричного корпуса, который сужается в направлении вниз,
- нижнюю секцию для выпуска твердых частиц, выделяющихся из рециркулирующего газа, которая примыкает к средней секции и стенка которой продолжается вдоль осесимметричного корпуса, и
- трубку, продолжающуюся по существу аксиально симметрично вниз в верхнюю секцию и, если требуется, среднюю секцию для выпуска рециркулирующего газа с пониженным содержанием частиц,
при этом отношение Hi расстояния hi от нижнего конца трубки, продолжающегося вниз в циклон до пересечения воображаемого продолжения стенки продолжающейся вниз трубки со стенкой средней секции к диаметру di продолжающейся вниз трубки, составляет от 3 до 8, более конкретно от 4 до 7.
Таким образом достигается хорошее отделение тонких частиц от рециркулирующего газа и в то же время предотвращается накопление горячих мелких частиц полимера.
Предпочтение отдают использованию соотношения Hi от около 4 до 7, более конкретно от 4,5 до 6,5, более конкретно от 5 до 6.
В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения отношение высоты hu к максимальному диаметру du нижней секции составляет от 4 до 12, предпочтительно от 5 до 11, более предпочтительно от 6 до 10.
Для достижения дополнительного улучшения процесса осаждения шероховатость внутренних стенок верхней секции и средней секции составляет предпочтительно от 0,1 до 0,4 мкм.
В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения верхняя секция циклона является по существу цилиндрической. Для нижней секции циклона также предпочтительно иметь по существу цилиндрическую форму или иметь форму усеченного конуса с меньшим наклоном к центральной оси, чем передняя секция. Трубка, продолжающаяся вниз, в циклон, предпочтительно является цилиндрической. Входное отверстие в верхней секции циклона может быть конфигурировано в виде щелевого входного отверстия, спирального входного отверстия или аксиального входного отверстия. Предпочтение отдают щелевым и спиральным входным отверстиям, через которые газ протекает тангенциально. Дополнительные возможные конфигурации и принципы конструкции циклона могут быть обнаружены, например, в Matthias Stieβ, Mechanische Verfahrenstechnik 2, Springer Verlag 1994, стр.8-17.
Циклон согласно изобретению представляет собой часть устройства для полимеризации олефинов в газофазном реакторе с псевдоожиженным слоем. В общем, реакторы с псевдоожиженным слоем всех типов и режимов работы могут работать вместе с циклоном, выполненным в соответствии с изобретением, как описано более подробно, например в ЕР-А-0475603, ЕР-А-0089691, ЕР-А-0571826 и WO 99/29736. Газофазный реактор с псевдоожиженным слоем, в общем, представляет собой более или менее длинную трубку, через которую протекает циркулирующий реакторный газ. В общем, циркулирующий реакторный газ подают в нижний конец газофазного реактора с псевдоожиженным слоем и удаляют снова в его верхнем конце. Когда реактор используют для полимеризации α-олефинов и инертных газов, таких как азот и/или насыщенные углеводороды, такие как этан, пропан, бутан, пентан или гексан, при желании вместе с регулятором молекулярной массы, таким как водород. Как упомянуто вначале, скорость циркулирующего реакторного газа должна быть достаточно высокой для ожижения смешанного свободного слоя тонко разделенного полимера, присутствующего в трубке и служащего в качестве зоны полимеризации, а также для эффективного удаления теплоты полимеризации.
Для установки постоянных реакционных условий компоненты реакторного газа могут быть поданы в газофазный реактор с псевдоожиженным слоем либо непосредственно, либо с помощью циркулирующего реакторного газа. В процессе по изобретению предпочтительно вводить катализатор непосредственно в ожиженный слой. В этом случае обнаружено, что особенно предпочтительно дозировать катализатор небольшими порциями непосредственно в слой неплотного материала с помощью азота, аргона или пропана.
Газофазные реакторы с псевдоожиженным слоем, в общем, имеют область стабилизации в верхней части реакторной камеры. В результате увеличения диаметра реактора в верхней части реакторной камеры скорость потока ожижающего газа снижается, в результате чего частицы полимера больше не переносятся дальше вверх. Поэтому эта область стабилизации имеет эффект понижающегося выпуска частиц полимера из реакторной камеры. Область стабилизации связана со значительными капитальными затратами. Устройство по настоящему изобретению позволяет обойтись без области стабилизации, поскольку поступающие частицы полимера могут быть эффективно отделены в циклоне. Предпочтительный вариант выполнения процесса по изобретению поэтому обеспечивает реактор, не имеющий области стабилизации.
Настоящее изобретение, кроме того, обеспечивает непрерывный процесс полимеризации в газовой фазе для изготовления гомополимеров и сополимеров олефина, в которых олефин или олефины полимеризуют в газовой фазе в слое тонко разделенного полимера в присутствии катализатора при давлении от 0,1 до 15 МПа и температурах от около 30 до около 150°С в области полимеризации реактора полимеризации, причем реакторный газ циркулирует для удаления тепла полимеризации, и циркулирующий реакторный газ покидает реактор, сначала перемещаясь через циклон, который содержит:
- верхнюю секцию, которая имеет по существу вертикальную центральную ось, стенка которой продолжается вдоль осесимметричного корпуса, и которая снабжена входным отверстием циклона, расположенным несимметрично относительно центральной оси,
- среднюю секцию, которая примыкает к верхней секции и стенка которой продолжается вдоль осесимметричного корпуса, который сужается в направлении вниз,
- нижнюю секцию для выпуска твердых частиц, осажденных из рециркулирующего газа, которая примыкает к средней секции и стенка которой продолжается вдоль осесимметричного корпуса, и
- трубку, продолжающуюся по существу аксиально симметрично вниз в верхнюю секцию и, если требуется, в среднюю секцию для выпуска рециркулирующего газа, который был освобожден от частиц,
при этом отношение Hi расстояния hi от нижнего конца трубки, продолжающегося вниз в циклон до пересечения воображаемого продолжения стенки продолжающейся вниз трубки со стенкой средней секции к диаметру di продолжающейся вниз трубки, составляет от 3 до 8, более конкретно от 4 до 7.
Олефины предпочтительно представляют собой этилен, пропилен или бутилен, возможно, в присутствии дополнительных С2-С8-мономеров. Особое предпочтение отдают полимеризации этилена, если требуется, вместе с бутиленом или гексеном в качестве сомономеров.
Возможные катализаторы представляют собой хорошо известные катализаторы, которые обычно используют для (со)полимеризации этилена и пропилена или бутилена, такие как, например, катализаторы Циглера-Натта, хромовые катализаторы или катализаторы с единым центром полимеризации, в частности металлоценовые катализаторы. Эти катализаторы, необходимо или предпочтительно включающие сокатализаторы и активаторы, хорошо известны специалистам в данной области. Также можно использовать эти катализаторы вместе с металлалкилами, в частности с алюминийалкилами, которые служат в качестве сокатализаторов и/или в качестве очистителей для загрязнений. В общем, эти катализаторы используют в поддерживаемой форме, например, на материалах основы, таких как неорганические оксиды (например, MgO или силикагель) или органические полимеры (например, частицы полиэтилена). Однако катализаторы также подают в реактор в неподдерживаемой форме.
В еще одном предпочтительном варианте настоящего изобретения катализаторный яд дозируют в линию рециркулирующего газа между газофазным реактором с псевдоожиженным слоем и циклоном. Катализаторный яд, который присутствует в жидкой фазе, таким образом имеет возможность увлажнения мелких частиц пыли с высокой каталитической активностью. Эта стадия процесса позволяет удалять не только мелкую пыль, но также и катализаторный яд из рециркулирующего газа или по меньшей мере значительно снижать его концентрацию в рециркулирующем газе. Это приводит к тому, что меньше катализаторного яда поступает в реактор, где он может оказывать неблагоприятное воздействие на реакцию полимеризации. С другой стороны, также можно добавлять относительно большие количества катализаторного яда, так что можно достичь более эффективной деактивации мелких частиц пыли с полимеризационной активностью. Мелкая пыль, которая не осаждается в циклоне, также увлажняется катализаторным ядом, в результате чего дополнительно снижается нежелательная полимеризация и образование отложения в системе рециркулирующего газа.
Предпочтительные катализаторные яды, все, представляют собой соединения, которые имеют точку кипения выше максимальной температуры в системе рециркулирующего газа. Катализаторные яды могут иметь совершенно разную химическую природу. Важно, что, во-первых, они имеют низкое давление пара при температурах, превалирующих в системе рециркуляции газа. Во-вторых, эти катализаторные яды должны иметь функциональные группы, которые координированы более строго, чем этилен, с активными центрами каталитических атомов металла и, таким образом, ингибируют катализатор более необратимо. Первое требование, т.е. низкое давление пара, в первую очередь зависит от молекулярной массы, так что, например, олигомеры и полимерные материалы, имеющие подходящие функциональные группы, демонстрируют хорошую эффективность. Подходящие катализаторные яды для целей настоящего изобретения, в общем, имеют молекулярную массу выше 100, предпочтительно выше 150 и особенно предпочтительно выше 200.
Предпочтение отдают использованию катализаторных ядов, которые имеют давление пара при температуре 20°С менее 10000 Па, особенно предпочтительно менее 2000 Па и наиболее предпочтительно менее 1000 Па.
Относительно подходящих функциональных групп, предпочтение отдают процессу, в котором соединение или смесь компонентов, содержащих по меньшей мере одну из функциональных групп -NR2, -NR, -OR, -О-, =О, -S- и где R представляет собой водород или алкильный радикал, имеющий от 1 до 8 атомов углерода, вводят в качестве каталитического яда. Соединения, которые несут несколько таких функциональных групп, особенно полезны; в этом случае функциональные группы могут быть одинаковыми или разными.
Водород предпочтителен в виде радикала R, но также подходят алкильные радикалы, такие как метил, этил, пропил, изопропил и бутил, и также различные С5-С8-аклильные радикалы, причем метил и этил предпочтительны.
В процессе по изобретению особенное предпочтение отдают использованию катализаторных ядов, которые содержат гидроксиэтиламиновую группу, в частности катализаторных ядов, имеющих ди(гидроксиэтил)аминовую группу. Особо следует упомянуть, например, имеющийся на рынке алкиламиноэтоксилат Atmer 163 (произведенный, например, фирмой Uniqema, продаваемый Ciba Spezialitatenchemie Lambertheim GmbH, Германия).
Количество катализаторного яда, которое следует добавлять, не может быть указано в общем, поскольку оно зависит от катализаторного яда, от катализатора или системы сокатализатора, от количества образованной мелкой пыли и от условий реакции. Необходимо определить оптимальное количество экспериментальным путем. Предпочтительная процедура состоит в повышении количества катализаторного яда постепенно, пока влияние на производительность катализатора не станет обнаруживаемой, а затем снизить количество снова до меньшей степени. Поскольку точное количество мелкой пыли, подлежащей деактивации, неизвестно, можно в качестве приближения вводить катализаторный яд в линию рециркулирующего газа в количестве около 0,1-10 частей на миллион, предпочтительно 0,5-3,0 частей на миллион, особенно предпочтительно 0,5-1,0 частей на миллион, на основе выхода продукта.
Катализаторный яд может быть введен в линию рециркулирующего газа в чистом виде или предпочтительно в разбавленном виде, наиболее предпочтительно в растворенном виде. Особенно эффективный способ добавления состоит в распылении катализаторного яда вместе с разбавителем в виде мелкого аэрозоля в линию рециркулирующего газа через распылительное сопло. Возможные разбавители представляют собой все вещества, которые совместимы с процессом полимеризации. Было обнаружено, что особенно предпочтительным является процесс, в котором катализаторный яд подают в линию рециркулирующего газа в виде смеси с С3-С8-моноолефином, предпочтительно в растворенном виде. Конечно в этом случае, в общем, используют соответствующий сомономер. Также предпочтительно вводить катализаторный яд в виде смеси или раствора в инертном углеводороде, таком как гексан. Концентрация катализаторного яда затем предпочтительно составляет от 0,1 до 1,0 масс.% на основе общего количества этой смеси или раствора.
В предпочтительном варианте выполнения способа по изобретению катализаторный яд подают в линию рециркуляции газа вместе с поверхностно-активным соединением. В качестве поверхностно-активных веществ можно использовать, например, этоксилаты жирных спиртов, полиалкиленгликоли или блок-сополимеры этилен оксида и пропилен оксида. Другие подходящие соединения известны специалистам в данной области. Поверхностно-активные вещества увеличивают способность к увлажнению мелкой пыли с помощью жидкости катализаторного яда и, таким образом, повышают эффективность катализаторных ядов.
Другие добавки, известные специалистам в данной области, также можно использовать в процессе полимеризации по изобретению. Было обнаружено, что особенно предпочтительным является использование добавок, которые снижают электростатический заряд частиц полимера в реакторе. Было обнаружено, что особенно полезно использовать антистатические средства, такие как Costelan AS 100 (производитель Н. Costenoble GmbH & Co. KG, Germany).
В еще одном предпочтительном варианте выполнения способа по изобретению мелкую пыль, осаждаемую в циклоне, выпускают из циклона посредством градиента давления, преобладающего между циклоном и клапаном сброса давления, и добавляют к продукту в клапане сброса давления. Таким образом, мелкую пыль, которая была отделена, используют экономичным способом без наблюдаемого неблагоприятного воздействия на полимер. Этот вариант выполнения позволяет выпускать мелкую пыль, которая была отделена с помощью циклона, из циклона посредством градиента давления, который преобладает между реактором и клапаном сброса давления. Этот обычно значительный градиент давления обеспечивает эффективное опустошение циклона и дополнительно снижает образование отложений в циклоне.
Изобретение показано ниже с помощью чертежей, причем изобретение не ограничивается ими.
На чертежах:
Фиг.1 - схематичный вид газофазного реактора с псевдоожиженным слоем,
Фиг.2 - схематичный вид варианта выполнения циклона по изобретению.
На Фиг.1 показана конструкция газофазного реактора с псевдоожиженным слоем. Действительный реактор 1 содержит цилиндрическую трубку. Ожиженный слой 1b обычно связан в нижней части газораспределительной пластиной 1а. Цилиндрическая секция прилегает в верхней части к расширяющейся области 1с стабилизации, которая снижает выпуск частиц из реактора. В альтернативном варианте выполнения область стабилизации может быть исключена из-за хорошего разделения, особенно когда катализаторный яд дополнительно подают вверх по потоку циклона. Реакторный газ покидает реактор в верхнем конце области стабилизации и перемещается в линию 2 рециркуляции газа через циклон 3 к теплообменнику 10, в котором рециркулирующий газ охлаждают, и из него через компрессор 11 обратно в реактор. Дополнительная линия 2, которая позволяет введение катализаторного яда, обеспечена в линии 2 рециркуляции газа между реактором 1 и циклоном 3. Полимер выпускают непрерывно или прерывисто через линию 13 выпуска. Полимер освобождают от основной части газа, выпускаемого с ним, в клапане 12 сброса давления и пропускают к дополнительным узлам обработки.
На Фиг.2 схематично показан циклон 3, имеющий цилиндрическую верхнюю секцию 3а, которая имеет вертикальную центральную ось. Стенка верхней секции 3а продолжается вдоль осесимметричного корпуса, предпочтительно цилиндра, и снабжена входным отверстием 4 циклона, расположенным несимметрично относительно центральной оси, в данном случае тангенциально. Входное отверстие 4 циклона соединено с частью линии 2 рециркуляции газа, которая перемещает рециркулирующий газ с частицами из реактора к циклону 3 на заводах полимеризации.
Верхняя секция 3а циклона 3 примыкает к средней секции 3b, стенка которой продолжается вдоль усеченного конуса, сужающегося в направлении вниз. Верхний диаметр средней секции 3b имеет такой же диаметр, как верхняя секция 3а. Угол наклона α стенки к центральной оси составляет предпочтительно от 8° до 20°, особенно предпочтительно от 10° до 15°.
Средняя секция 3b, в свою очередь, примыкает к нижней секции 3с, которая служит для выпуска твердых частиц, осаждаемых из рециркулирующего газа. Ее стенка имеет форму цилиндра. В качестве предпочтительной альтернативы стенка также может иметь форму усеченного конуса, сужающегося в направлении вниз, с углом наклона к центральной оси, который должен быть меньшей угла наклона β стенки средней секции 3b к центральной оси, чтобы обеспечить выпуск частиц из циклона. Угол наклона β предпочтительно составляет от 0° до 10°, особенно предпочтительно от 2° до 7°. Нижний диаметр нижней секции 3с должен быть таким, чтобы исключить блокирование осажденными частицами.
Мелкую пыль, отделенную с помощью циклона, выпускают из циклона 3 посредством градиента давления, преобладающего между циклоном 3 и клапаном 12 сброса давления, и добавляют к продукту в клапане 12 сброса давления (см. Фиг.1).
Во внутренней части верхней секции и части средней секции имеется вертикальная цилиндрическая трубка 5, которая продолжается вниз в циклон и служит для выпуска рециркулирующего газа с пониженным содержанием частиц и соединена на заводе полимеризации с частью линии рециркулирующего газа, которая переносит очищенный рециркулирующий газ обратно к реактору после охлаждения. Отношение Hi расстояния hi от нижнего конца трубки 5, продолжающейся вниз в циклон к пересечению 6 воображаемого продолжения стенки продолжающейся вниз трубки 5 со стенкой средней секции 3, к диаметру di продолжающейся вниз трубки 5 Hi=hi/di, составляет от 5 до 6, отношение высоты hu к максимальному диаметру du нижней секции 3с составляет от 6 до 10 в данном случае.

Claims (10)

1. Устройство для полимеризации олефинов, в частности этилена, содержащее газофазный реактор (1) с псевдоожиженным слоем, линию (2) рециркулирующего газа, соединенную с реактором для выпуска и рециркуляции потока рециркулирующего газа, содержащего неполимеризованный олефин, и циклон (3), расположенный в линии рециркулирующего газа для уменьшения и осаждения твердых частиц, поступивших в рециркулирующий газ из реактора, причем циклон содержит:
- верхнюю секцию (3а), которая имеет, по существу, вертикальную центральную ось, стенка которой продолжается вдоль осесимметричного корпуса и которая снабжена входным отверстием (4) циклона, расположенным, по существу, эксцентрически относительно центральной оси,
- среднюю секцию (3b), которая прилегает к верхней секции (3а), и стенка которой продолжается вдоль осесимметричного корпуса, который сужается в направлении вниз,
- нижнюю секцию (3с) для выпуска твердых частиц, выделяющихся из рециркулирующего газа, которая примыкает к средней секции (3b), и стенка которой продолжается вдоль осесимметричного корпуса, и
- трубку (5), продолжающуюся, по существу, аксиально симметрично вниз в верхнюю секцию (3а) и, при необходимости, в среднюю секцию (3b) для выпуска рециркулирующего газа с пониженным содержанием частиц,
при этом отношение Hi расстояния hi от нижнего конца трубки, продолжающегося вниз в циклон, до пересечения (6) воображаемого продолжения стенки продолжающейся вниз трубки (5) со стенкой средней секции (3b) к диаметру di продолжающейся вниз трубки (5) составляет от 4,5 до 6,5.
2. Устройство по п.1, в котором отношение высоты к максимальному диаметру нижней секции (3с) составляет от 4 до 12, в частности от 5 до 11.
3. Устройство по п.1, в котором шероховатость внутренних стенок верхней секции (3а) и средней секции (3b) составляет предпочтительно от 0,1 до 0,4 мкм.
4. Устройство по п.1, в котором верхняя секция (3а) циклона является, по существу, цилиндрической.
5. Устройство по п.1, в котором нижняя секция (3с) циклона является, по существу, цилиндрической или сужается конически в направлении вниз с меньшим наклоном к центральной оси, чем средняя секция (3b).
6. Устройство по любому из пп.1-5, в котором дополнительная линия (2а) для введения катализаторного яда обеспечена в линии (2) рециркулирующего газа между реактором (1) и циклоном (3).
7. Непрерывный способ газофазной полимеризации для изготовления гомополимеров и сополимеров олефина, в котором олефин или олефины полимеризуют в газовой фазе в слое мелкодисперсного полимера в присутствии катализатора при давлении от 0,1 до 15 МПа и температуре от 30 до 150°С в зоне полимеризации реактора (1) полимеризации, причем реакторный газ циркулируют для удаления тепла полимеризации, а циркулирующий реакторный газ, выходящий из реактора, сначала направляют через циклон (3), в котором используют устройство по любому из пп.1-6.
8. Способ по п.7, в котором катализаторный яд дозируют в линии (2) рециркулирующего газа между газофазным реактором (1) с псевдоожиженным слоем и циклоном (3).
9. Способ по п.7, в котором катализаторный яд имеет точку кипения, которая превышает максимальную температуру в рециркулирующем газе.
10. Способ по любому из пп.7-9, в котором продукт полимеризации выпускают из реактора (1) в сосуд (12) сброса давления, а мелкую пыль, осаждаемую в циклоне (3), выпускают из циклона (3) с помощью градиента давления, преобладающего между циклоном (3) и сосудом (12) сброса давления, и добавляют ее к продукту в сосуде (12) сброса давления.
RU2007121518/05A 2004-11-11 2005-11-09 Устройство для полимеризации в газовой фазе олефинов, в частности этилена RU2412949C2 (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004054628.2 2004-11-11
DE102004054628A DE102004054628A1 (de) 2004-11-11 2004-11-11 Vorrichtung zur Gasphasenpolymerisation von Olefinen, insbesondere Ethylen
US63333004P 2004-12-03 2004-12-03
US60/633,330 2004-12-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007121518A RU2007121518A (ru) 2008-12-20
RU2412949C2 true RU2412949C2 (ru) 2011-02-27

Family

ID=36273790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007121518/05A RU2412949C2 (ru) 2004-11-11 2005-11-09 Устройство для полимеризации в газовой фазе олефинов, в частности этилена

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7781544B2 (ru)
EP (1) EP1833857B1 (ru)
KR (1) KR101222359B1 (ru)
CN (1) CN101068838A (ru)
CA (1) CA2582829A1 (ru)
DE (1) DE102004054628A1 (ru)
RU (1) RU2412949C2 (ru)
WO (1) WO2006050919A1 (ru)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004054304A1 (de) 2004-11-09 2006-05-11 Basell Polyolefine Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Gasphasenpolymerisation von Olefinen
US7718139B2 (en) * 2006-07-20 2010-05-18 Westlake Longview Corporation Process and apparatus for olefin polymerization in a fluidized bed reactor
EP2457647A1 (en) * 2010-11-29 2012-05-30 Ineos Commercial Services UK Limited Apparatus and process
CN102049183A (zh) * 2010-12-02 2011-05-11 昆山科技大学 以结合反应及旋风分离设备处理自燃性气体的装置
AT511613B1 (de) * 2012-01-24 2013-01-15 Inteco Special Melting Technologies Gmbh Verfahren und anlage zur abgasreinigung bei vakuum-stahlbehandlungsprozessen
CN103433158A (zh) * 2013-09-23 2013-12-11 山东佐田氏生物科技有限公司 固体颗粒中的轻质杂质分离设备
KR101679515B1 (ko) * 2015-02-12 2016-11-24 주식회사 엘지화학 올리고머화 촉매계의 제조방법 및 이에 의해 제조된 올리고머화 촉매계
RU2692265C2 (ru) * 2015-03-25 2019-06-24 Базелл Полиолефин Гмбх Способы непрерывной газофазной полимеризации
CN108176524A (zh) * 2017-12-27 2018-06-19 重庆市桑麻环保科技有限公司 一种工业生产用旋风分离器的不锈钢椎体
KR102450957B1 (ko) * 2018-03-09 2022-10-06 주식회사 엘지화학 물질 분리 장치
WO2022258632A1 (en) 2021-06-08 2022-12-15 Basell Polyolefine Gmbh Gas-phase polymerization apparatus

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4316729A (en) * 1977-12-27 1982-02-23 Texaco Inc. Highly efficient cyclone separator
US4486207A (en) * 1981-06-22 1984-12-04 Atlantic Richfield Company Apparatus for reducing attrition of particulate matter in a chemical conversion process
DZ520A1 (fr) 1982-03-24 2004-09-13 Union Carbide Corp Procédé perfectionné pour accroitre le rendement espace temps d'une réaction de polymérisation exothermique en lit fluidisé.
US4740550A (en) 1986-06-18 1988-04-26 Shell Oil Company Multistage copolymerization process
FR2618786B1 (fr) 1987-07-31 1989-12-01 Bp Chimie Sa Procede de polymerisation d'olefines en phase gazeuse dans un reacteur a lit fluidise
DE3930765C1 (en) 1989-09-14 1991-02-28 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt, De Tubular gas filter - has several chambers contg. filter elements in housing, with dust collection bunker under each chamber
FR2666338B1 (fr) 1990-08-31 1994-04-08 Bp Chemicals Snc Procede regule de polymerisation d'olefine en phase gazeuse effectue a l'aide d'un catalyseur a base d'oxyde de chrome.
DE4217171A1 (de) 1992-05-23 1993-11-25 Basf Ag Kontinuierliches Gasphasenwirbelschichtverfahren zur Herstellung von Ethylenhomopolymerisaten und -copolymerisaten
US5771844A (en) * 1996-04-04 1998-06-30 Foster Wheeler Development Corp. Cyclone separator having increased gas flow capacity
DE19728141A1 (de) 1997-07-02 1999-01-07 Basf Ag Verfahren zur Polymerisation von C2-C8-Alk-1-enen mittels eines Ziegler-Natta-Katalysatorsystems
DE19754380A1 (de) 1997-12-09 1999-06-10 Basf Ag Gasphasenwirbelschichtverfahren und danach erhältliche Ethylenhomo- und -copolymere
SE512869C2 (sv) * 1998-01-20 2000-05-29 Nils Anders Lennart Wikdahl Förfarande och anordning för framställande av cellulosamassor med förbättrad kvalitet
PT102166B (pt) * 1998-06-08 2000-03-31 Romualdo Luis Ribera Salcedo Ciclones de elevada eficiencia
AU1384100A (en) * 1998-11-06 2000-05-29 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Separator apparatus
DE10156202A1 (de) * 2001-11-15 2003-06-05 Basell Polyolefine Gmbh Kontinuierliches Gasphasenpolymerisationsverfahren
CN1304120C (zh) * 2002-03-19 2007-03-14 英国石油化学品有限公司 使用旋风分离器的气固分离
AU2003226488A1 (en) 2002-03-19 2003-10-08 Bp Chemicals Limited Separation of gases and solids using a cyclone
DE102004054304A1 (de) 2004-11-09 2006-05-11 Basell Polyolefine Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Gasphasenpolymerisation von Olefinen
US7329309B2 (en) * 2004-12-22 2008-02-12 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Gas-solids separation device and method

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004054628A1 (de) 2006-05-18
KR20070084143A (ko) 2007-08-24
EP1833857B1 (en) 2010-05-12
CA2582829A1 (en) 2006-05-18
RU2007121518A (ru) 2008-12-20
US7781544B2 (en) 2010-08-24
KR101222359B1 (ko) 2013-01-15
EP1833857A1 (en) 2007-09-19
WO2006050919A1 (en) 2006-05-18
US20070264171A1 (en) 2007-11-15
CN101068838A (zh) 2007-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2412949C2 (ru) Устройство для полимеризации в газовой фазе олефинов, в частности этилена
US6403730B1 (en) Fluidized bed polymerization
JP4190418B2 (ja) 連続気相重合方法
KR100466302B1 (ko) 유동층에 유체를 분무하기 위한 노즐
CZ289037B6 (cs) Způsob polymerace
EA003578B1 (ru) Способ полимеризации в газовой фазе
US7232551B1 (en) Fluidized bed method and reactor for the treatment of catalysts and catalyst carriers
KR20090101186A (ko) 중합 장치용 가스 분배 그리드
SK66398A3 (en) Atomiser nozzle
KR20010014265A (ko) 중합방법
RU2335338C2 (ru) Способ газофазной полимеризации олефинов
CN115487755B (zh) 具有多个再循环气体入口喷嘴的流化床反应器
KR100472977B1 (ko) 중합방법
KR101530752B1 (ko) 가스상 유동층 중합 반응을 위한 장치 및 방법
WO2002040146A1 (en) Fluidised bed reactor
KR20180048752A (ko) 반응기 내 올레핀 단량체의 연속 중합 방법
WO2002040547A1 (en) Fluidised bed reactor
JP2008519876A (ja) オレフィン、特にエチレンを気相重合するための装置
MXPA99003953A (en) Nozzle for atomizing a fluid in a fluidised bed
MXPA97006174A (en) Procedure of polimerizac

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191110