SK53799A3 - Nozzle for atomizing a fluid in a fluidised bed - Google Patents

Nozzle for atomizing a fluid in a fluidised bed Download PDF

Info

Publication number
SK53799A3
SK53799A3 SK537-99A SK53799A SK53799A3 SK 53799 A3 SK53799 A3 SK 53799A3 SK 53799 A SK53799 A SK 53799A SK 53799 A3 SK53799 A3 SK 53799A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
liquid
nozzle
fluidized bed
gas
bed
Prior art date
Application number
SK537-99A
Other languages
English (en)
Other versions
SK283622B6 (sk
Inventor
David Newton
Michael B Power
Original Assignee
Bp Chem Int Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bp Chem Int Ltd filed Critical Bp Chem Int Ltd
Publication of SK53799A3 publication Critical patent/SK53799A3/sk
Publication of SK283622B6 publication Critical patent/SK283622B6/sk

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818Feeding of the fluidising gas
    • B01J8/1827Feeding of the fluidising gas the fluidising gas being a reactant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/26Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/26Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
    • B05B1/262Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors
    • B05B1/265Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors the liquid or other fluent material being symmetrically deflected about the axis of the nozzle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/26Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
    • B05B1/262Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors
    • B05B1/267Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors the liquid or other fluent material being deflected in determined directions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/34Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
    • B05B1/3405Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl
    • B05B1/341Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0441Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber
    • B05B7/0458Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber the gas and liquid flows being perpendicular just upstream the mixing chamber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/08Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00026Controlling or regulating the heat exchange system
    • B01J2208/00035Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
    • B01J2208/00044Temperature measurement
    • B01J2208/00061Temperature measurement of the reactants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00168Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
    • B01J2208/00256Controlling 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00265Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • B01J2208/00274Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant vapours
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00327Controlling the temperature by direct heat exchange
    • B01J2208/00336Controlling the temperature by direct heat exchange adding a temperature modifying medium to the reactants
    • B01J2208/00353Non-cryogenic fluids
    • B01J2208/00362Liquid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00548Flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/0061Controlling the level
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S526/00Synthetic resins or natural rubbers -- part of the class 520 series
    • Y10S526/901Monomer polymerized in vapor state in presence of transition metal containing catalyst

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

Kontinuálny proces v lôžku fluidizovanom plynom na polymerizáciu olefinov, hlavne etylénu, propylénu alebo ich zmesi s ďalšími alfaolefínmi chladením prúdu recyklovaného plynu na kondenzáciu časti kvapaliny (napr. ko-monoméru), oddeľovaním aspoň časti kvapaliny a jej rozstrekovaním pod tlakom cez dýzu (1) priamo do fluidného lôžka natlakovanim kvapaliny a jej zavádzaním do rozstrekovacej dýzy (1) majúcej mechanické zariadenie (6) na atomizáciu kvapaliny, za podmienok tvarovania rozstreku vnútri oblasti (5) tvarovania rozstreku na výstupe dýzy. Oblasť (5) tvarovania rozstreku je výhodne krytá od častíc fluidného lôžka stenou alebo stenami, ktoré môžu byť tvorené napríklad trubicou alebo doskou. Tiež je opísaná dýza majúca dve alebo viacero sérii výstupov, pričom každá séria je napájaná a riadená nezávisle od umožnenia zlepšeného zavádzania kvapaliny do lôžka.
kvapalina pi/ 51/-3 4
Tryská na atomizáciu tekutiny vo fluidnom lôžku
Oblasť techniky
Vynález sa týka trysky vhodnej na použitie na vstrekovanie kvapaliny do fluidného lôžka v kontinuálnom procese polymerizácie olefínov v plynnej fáze, hlavne trysky, ktorá umožňuje zlepšené riadenie vstrekovania kvapaliny do uvedeného fluidného lôžka.
Doterajší stav techniky
Procesy homopolymerizácie a kopolymerácie olefínov v plynnej fáze sú v odbore dobre známe. Takéto postupy sa môžu realizovať napríklad pri zavádzaní plynného monoméru do miešaného alebo fluidizovaného lôžka obsahujúceho polyolefín a katalyzátor polymerizácie.
Pri polymerizácii olefínov vo fluidnom lôžku sa polymerizácia realizuje v reaktore s fluidným lôžkom, kde sa lôžko polymérnych častíc udržiava vo fluidnom stave prostredníctvom vzostupného plynného prúdu obsahujúceho reakčný monomer. Na naštartovanie tejto polymerizácie sa spravidla používa lôžko dopredu vytvorených polymérnych častíc podobných polyméru, ktorý sa má vyrobiť. Počas procesu polymerizácie sa čerstvý polymér tvorí katalytickou polymerizáciou monoméru a polymérny produkt sa odťahuje na udržanie lôžka na viacmenej konštantom objeme. Priemyselne výhodný proces využíva fluidizačný rošt na rozdeľovanie fluidizačného plynu do lôžka , a na nesenie lôžka pri odpojení dodávky plynu, odťahuje z reaktora usporiadaného v dolnej
Vyrobený polymér sa spravidla pomocou vypúšťacieho vedenia časti reaktora, v blízkosti fluidizačného roštu. Fluidné lôžko sa skladá z lôžka rastúcich častíc polyméru. Toto lôžko je udržiavané vo fluidizovanom stave kontinuálnym vzostupným tokom fluidizačného plynu zo základne reaktora.
Polymerizácia olefínov je exotermná reakcia, teda je nevyhnutné usporiadať prostriedky na chladenie lôžka na odvádzanie polymérizačného tepla. V neprítomnosti takéhoto chladenia by v lôžku vzrastala teplota a polymérne častice by sa prípadne začínali zastavovať. Vo fluidnom lôžku na polymerizáciu olefínov je obvykle používanou metódou odvádzanie polymerizačného tepla prostredníctvom napájania polymerizačného reaktora plynom, totiž fluidizačným plynom o teplote nižšej ako je požadovaná polymerizačná teplota, vedením plynu cez fluidné lôžko na odvedenie polymerizačného tepla, odvádzaním plynu z reaktora a jeho chladením prechodom cez vonkajší tepelný výmenník a jeho recyklácia do lôžka. Teplota recyklovaného plynu môže byť nastavená v tepelnom výmenníku na udržanie fluidného lôžka na požadovanej polymerizačnej teplote.Pri tomto spôsobe polymerizácie alfaolefínov obsahuje recyklovaný plyn spravidla monomérny olefín, poprípade spolu napríklad s riediacim plynom alebo plynným činidlom na prenos reťazca, ako napríklad s vodíkom. Recyklovaný plyn teda slúži na prívod monoméru do lôžka, na fluidizáciu lôžka a na udržaie lôžka na požadovanej teplote Monomery spotrebované pri polymerizačnej reakcii sa spravidla nahrádzajú pridávaním základného plynu k prúdu recyklovaného plynu.
je dobre známe, že produkčná rýchlosť (t.j. priestorový a časový výťažok v termínoch hmotnosti polyméru vyrobeného na jednotku objemu priestoru reaktora za jednotku času) v komerčných reaktoroch s plynom fluidizovaným lôžkom vyššie uvedeného typu je obmedzená maximálnou rýchlosťou, akou môže byt teplo odvádzané z reaktora. Rýchlosť odvádzania tepla môže byt zvýšená napríklad zvýšením rýchlosti recyklovaného plynu alebo znížením teploty recyklovaného plynu alebo menením tepelnej kapacity recyklovaného plynu. Existuje však hranica rýchlosti recyklovaného plynu, ktorá sa môže použiť v priemyselnej praxi. Nad touto hranicou sa lôžko môže stať nestabilné alebo dokonca môže v plynnom prúde vystúpiť z reaktora, čo vedie k zablokovaniu potrubia recyklu a k poškodeniu kompresora alebo vzdúvadla plynu. Existuje tiež hranica, do ktorej je možno v praxi chladiť recyklovaný plyn. Tá je primárne daná ekonomickou úvahou a v praxi je normálne určená teplotou priemyselne chladiacej vody dostupnej v danom mieste.Ak je treba, môže sa využiť strojové chladenie,to však zvyšuje výrobné náklady. V priemyselnej praxi má použitie recyklovaného plynu ako jediného prostriedku na odvádzanie polymerizačného tepla z polymerizácie olefínov vo fluidnom lôžku nevýhodu obmedzenia maximálne dosiahnuteľnej produkcie.
Doterajší stav techniky ponúka množstvo metód na zvýšenie kapacity odvádzania tepla z prúdu recyklu, napríklad zavádzaním prchavej kvapaliny.
GB 1 415 442 sa týka polymerizácie vinylchloridu v plynnej fáze v reaktore s miešaným alebo fluidným lôžkom, pričom polymerizácia sa realizuje v prítomnosti aspoň jdného riediaceho plynu majúceho bod varu nižší ako bod varu vinylchloridu. Príklad 1 z tohto odkazu opisuje kontrolu teploty polymerizácie prerušovaným pridávaním kvapalného vinylchloridu k fluidizovanému polyvinylchloridovému materiálu. Kvapalný vinylchlorid sa v lôžku bezprostredne odparuje, čím odvádza polymerizačné teplo.
US 3 625 932 opisuje proces polymerizácie vinylchloridu, pri ktorom sa vo viacstupňovom reaktore s fluidným lôžkom jednotlivé lôžka z častíc polyvinylchloridu udržiavajú udržiavajú fluidizované zavádzaním plynného monoméru vinylchloridu na spodku reaktora. Chladenie každého z lôžok na odvedenie vyvíjaného polymerizačného tepla v ňom je zaistené vstrekovaním kvapalného monoméru vinylchloridu do vzostupného prúdu plynu pod vrstvami, na ktorých sa lôžka fluidizujú.
FR 2 215 802 sa týka rozstrekovacej trysky typu spätného ventilu, vhodnej na vstrekovanie kvapalín do fluidného lôžka, napríklad pri polymerizácii etylenicky nenasýtených monomérov v lôžku fluidizovanom plynom. Kvapalinou, ktorá sa používa na chladenie lôžka, môže byt polymérovaný monomér, alebo, ak sa polymerizuje etylén, môže ňou byt nasýtený uhľovodík. Rozstrekovacia tryská je opísaná vo vzťahu k polymerizácii vinylchloridu vo fluidnom lôžku.
GB 1 398 965 opisuje polymerizáciu etylenicky nenasýtených monomérov, hlavne vinylchloridu, pri ktorej sa tepelné riadenie polymerizácie realizuje vstrekovaním kvapalného monoméru do lôžka za použitia jednej alebo viacerých rozstrekovacích trysiek umiestnených vo výške medzi 0 a 75 % výšky fluidizovaného materiálu v reaktore.
US 4 390 669 sa týka homopolymerizácie alebo kopolymerizácie olefínov pomocou viacstupňového procesu v plynnej fáze, ktorý sa môže realizovať v reaktore s premiešavaným lôžkom, reaktore s fluidným lôžkom, reaktore s premiešavaným fluidným lôžkom alebo trubkovom rektore. V tomto procese sa získaný polymér z prvej polymerizačnej zóny suspenduje v medziľahlej zóne v prchavom kvapalnom uhľovodíku a takto získaná suspenzia sa vedie do druhej polymerizačnej zóny, kde sa kvapalný uhlovodík odparuje. V príkladoch 1 až 5 sa plyn z druhej polymerizačnej zóny vedie cez chladič (tepelný výmenník), kde časť kvapalného uhľovodíka kondenzuje (spolu s ko-monomérom, ak sa použije). Prchavý kvapalný kondenzát sa sčasti vedie v kvapalnom stave do polymerizačnej nádoby, kde sa odparuje, aby bol využitý na odvádzanie polymerizačného tepla prostredníctvom svojho latentného výparného tepla.
EP 89 691 sa týka spôsobu na zvýšenie merného výkonu kontinuálneho procesu polymerizácie fluidných monomérov v lôžku fluidizovanom plynom, spôsob zahŕňa chladenie časti alebo všetkých nezreagovaných tekutín na zhotovenie dvojfázovej zmesi plynu a unášanej kvapaliny pod rosným bodom a spätné zavádzanie uvedenej dvojfázovej zmesi do reaktora. Opis EP 89 691 uvádza, že primárnym obmedzením miery, do akej recyklovaný plynný prúd môže byč ochadený pod rosný bod, spočíva v požiadavke , aby sa pomer plyn-kvapalina zachoval na dostatočnej úrovni na udržanie v kvapalnej fáze dvojfázovej tekutinovej zmesi v unášanom alebo suspendovanom stave až do opdarenia kvapaliny a dalej uvádza, že množstvo kvapaliny v plynnej fáze by nemalo presiahnuť asi 20 % hmotnosti, výhodne 10 % hmotnosti, za predpokladu, že rýchlosť dvojfázového recyklovaného prúdu je dosť vysoká na udržanie kvapalnej fázy v suspenzii plynu a na nesenie fluidného lôžka v reaktore. EP 89 691 dalej uvádza, že je možné vytvoriť dvojfázový tekutinový prúd vnútri reaktora v mieste vstrekovania oddeleným vstrekovaním plynu a kvapaliny za podmienok, ktoré tvoria dvojfázový prúd, avšak malá výhodnosť tohto spôsobu prevádzky je v pridaných a nevyhnutných nákladoch na separáciu plynnej a kvapalnej fázy po chladení.
EP 173 261 sa týka zvláštnych prostriedkov na zavádzanie recyklovaného prúdu do reaktorov s fluidným lôžkom, a hlavne prostriedkov na zavádzanie recyklovaného prúdu obsahujúceho dvojfázovú zmes plynu a unášanej kvapaliny, ako bolo opísané v EP 89 691 (vyššie).
WO 94/25495 opisuje proces polymerizácie vo fluidnom lôžku zahŕňajúci prechod plynného prúdu obsahujúceho monomér cez reaktor s fluidným lôžkom v prítomnosti katalyzátora za reaktívnych podmienok pre vznik polymérneho produktu a prúdu obsahujúceho nezreagované monomerné plyny, stlačenie a ochladenie uvedeného prúdu, zmiešanie uvedeného prúdu s nástrekovými zložkami a vrátenie plynnej a kvapalnej fázy do uvedeného reaktora, spôsob určenia stabilných prevádzkových podmienok zahŕňa: (a)pozorovanie zmien fluidnej sypnej mernej hmotnosti v reaktore spojených so zmenami zloženia fluidizačného média, (b) zvýšenie chladiacej kapacity recyklovaného prúdu zmenami zloženia bez presiahnutia úrovne, pri ktorej sa zníženie fluidnej sypnej mernej hmotnosti alebo parametra, ktorý ju indikuje, stáva nevratným.
US 5 436 304 sa týka spôsobu polymerizácie alfaolefínov v plynnej fáze v reaktore s fluidným lôžkom a fluidizačným médiom, pričom fluidizačné médium slúži na riadenie chladiacej kapacity reaktora a pričom funkcia (Z) sypnej mernej hmotnosti sa udržiava na hodnote rovnej alebo väčšej ako je vypočítaná hranica na funkciu sypnej mernej hmotnosti.
Podstata vynálezu
Zverejnená prihláška WO 94/28032, ktorá je tu odkazom zahrnutá, sa týka kontinuálneho procesu v lôžku fluidizovanom plynnou fázou, pri ktorom je produktivita procesu zlepšená chladením prúdu recyklovaného plynu na teplotu dostatočnú na vytvorenie kvapaliny a plynu, oddelením kvapaliny z plynu a nastrekovaním oddelenej kvapaliny priamo do fluidného lôžka. Kvapalina môže byť vhodne vstrekovaná do fluidného lôžka pomocou jednej alebo viacerých trysiek v ňom usporiadaných. Teraz sa zistilo, že pomocou použitia zvláštnej konštrukcie trysky v tomto procese môže byt kvapalina efektívnejšie zavádzaná do fluidného lôžka, čo vedie k zlepšenému riadeniu chladenia fluidného lôžka, majúceho zlepšenú distribúciu kvapaliny vo vnútri oblasti (oblastí) rozstrekovacích trysiek. Ďalšie výhody zahŕňajú zníženie spotreby plynu pre trysky a významné zníženie prevádzkových nákladov.
Podlá predloženého vynálezu je navrhnutý kontinuálny proces vo fluidnom lôžku na polymerizáciu olefínového monoméru vybratého z (a) etylénu, (b) propylénu, (c) zmesi etylénu a propylénu a (d) jedného alebo viacerých ďalších alfaolefínov zmiešaných s (a), (b) alebo (c), v reaktore s fluidným lôžkom, kontinuálnym recyklovaním plynného prúdu obsahujúceho aspoň čaast etylénu alebo propylénu cez fluidné lôžko v uvedenom reaktore v prítomnosti polymérizačného katalyzátora za reakčných podmienok, pričom aspoň časť uvedeného plynného prúdu odťahovaného z uvedeného reaktora sa ochladí na teplotu, pri ktorej kvapalina vykondenzováva, oddelovaním aspoň časti kondenzovanej kvapaliny z plynného prúdu a zavádzaním aspoň časti oddelenej kvapaliny priamo do fluidného lôžka prostredníctvom (a) natlakovania kvapaliny (b) dodávania natlakovanej kvapaliny na kvapalinový vstup trysky a (c) vháňania kvapaliny do fluidného lôžka výstupom trysky, v ktorej sa kvapalina atomizuje pomocou mechanického zariadenia, umiestneného vo výstupe a atomizovaný rozstrek sa tvorí v oblasti tvarovania rozstreku výstupu.
Zistilo sa, že v prítomnosti oblasti tvarovania rozstreku kvapalina nemôže preniknúť ďaleko do fluidného lôžka a následné obklopenie trysky kvapalinou má za príčinu defluidizáciu lôžka v blízkosti trysky. Predpokladá sa, že atomizácia kvapaliny a tvorenie rozstreku je inhibované prítomnosťou pevnej látky vo fluidnom lôžku vo výstupe alebo blízko výstupu trysky. Oblasť tvarovania rozstreku je krytá od fluidného lôžka, čím je umožnené pokračovanie procesu atomizácie a vyvinutie rozstreku.
Oblasť tvarovania rozstreku na výstupe môže byť umiestnená vo vnútri trysky, alebo môže byť tvorená oblasťou spojenou s členom pretiahnutým z trysky alebo zaistenou v priestorovom vzťahu k tryske.
Oblasť tvarovania rozstreku zahŕňa krytú dráhu, pozdĺž ktorej kvapalina putuje, pokiaí pokračuje atomizácia a vyvíja sa rozstrek. Oblasť tvarovania rozstreku je výhodne definovaná stenou, ktorá môže byť integrálnou súčatou trysky, alebo môže byt pretiahnutá od trysky alebo môže byť zaistená v priestorovom vzťahu k tryske. Stena môže byt napríklad trubica alebo doska. V prípade, že je stena trubicovitá, môže byt prierez napríklad kruhový, obdĺžnikový, štrovcový, trojuholníkový, šesťuholníkový alebo eliptický. Trubicovitá stena môže mať po svojej dĺžke rovnomerný alebo nerovnomerný prierez. Prierez celkovo môže byt napríklad kruhovo valcovitý, eliptický valcovitý, môže tvoriť zrezaný kužeí, zrezaný ihlan, elipsoid, jednu čast hyperboloidu, tvar zvona alebo lievika. Trubicovitá stena má výhodne vzrastajúci prierez v smere toku rozstreku kvapaliny. V prípade, že stena zahŕňa dosku, môže byt doska rovinná alebo zakrivená, npríklad rovná doska, uhlová doska, miskovitá doska alebo špirálovité tvarovaná doska.
Oblasť tvarovania rozstreku na výstupe by mala mat dĺžku aspoň 10 mm, výhodne aspoň 25 mm, na vyvinutie rozstreku a na jeho zodpovedajúce krytie od lôžka.
Tryská môže byt umiestnená vo vnútri fluidného lôžka alebo môže prechádzať stenou reaktora tak, aby výstup trysky bol v spojení s fluidným lôžkom (výhodne s pripojeným potrubím umiestneným mimo reaktora).
Tryská môže mat jediný výstup alebo množstvo výstupov.
Ak je tryská umiestnená vo vnútri fluidného lôžka, je výhodný počet výstupov 1 až 4, ešte výhodnejší 2 až 4.
Ak tryská prechádza stenou reaktora, je výhodný počet výstupov 1 až 20. Predpokladá sa, že takéto trysky majú iný profil rozstreku (širší uhol rozstreku) ako trysky umiestnené vo vnútri fluidného lôžka a môžu teda vyžadovať viac otvorov s menšou plochou prierezu.
Výstup alebo výstupy môžu mat kruhové otvory, štrbiny, elipsoidy alebo iné vhodné konfigurácie. Keď sú výstupmi štrbiny, sú výhodne eliptického tvaru.
Ak sú výstupmi štrbiny, majú štrbiny spravidla šírku v rozmedzí 2,5 až 12 mm a dĺžku 8 až 50 mm. Plocha prierezu štrbín môže byť 26 až 580 mm2.
Ak sú výstupmi kruhové otvory, môže byt priemer otvorov v rozmedzí 5 až 25 mm. Plocha prierezu kruhových otvorov môže byt v rozmedzí 19,6 až 491 mm2.
Je dôležité, aby výstup alebo výstupy trysky mali dostatočnú veíkost na umožneie priechodu akýchkolvek jemných častíc, ktoré môžu byt prítomné v prúde oddelenej kvapaliny.
Ak majú trysky množstvo otvorov, môžu byt otvory usporiadané v rôznych úrovniach trysky, napríklad môžu byt otvory usporiadané v množstve radov okolo obvodu trysky. Výhodný počet výstupov pre každý riadok je 1 až 8, ešte výhodnejší 1 až 4.
Množstvo výstupov je výhodne rovnomerne rozmiestnené okolo obvodu trysky.
Keď je množstvo výstupov usporiadané v radoch okolo obvodu trysky, je výhodné, aby výstupy susedných radov boli vzájomne presadené.
Mechanickým zariadením môže byt výhodne akékoívek mechanické zariadenie, ktoré prepožičiava kvapaline charakter toku vhodný na zvýšenie atomizácie kvapaliny. Výhodné machanické zariadenia sú také, ktoré poskytujú široký profil rozstreku a účelne rovnomernú veíkost kvapiek. Ak je potrebné, môžu byt použité známe mechanické zariadenia na predloženom dodatočných prúde kvapaliny zariadenie, ktoré atomizáciu kvapalín ako napríklad vody (na udusenie ohňa) a farieb (na účely potahovania). Energia na atomizáciu môže byt dodávaná napríklad poklesom tlaku kvapaliny vystupujúcej z otvoru, alebo použitím vonkajších prostriedkov, ako napríklad elektrického alebo mechanického výkonu. Vhodnými mechanickými zariadeniami na atomizáciu kvapaliny sú napríklad vírivé zariadenia alebo priehradkové dosky na prepožičanie turbulentného charakteru toku v kvapaline na zvýšenie trhania a atomizácie kvapaliny, keď vystupuje z otvoru, narážacie zariadenia, ventilátorové zariadenia a ultrazvukové zariadenia.Jednoduchá forma mechanického zariadenia, ktoré je schopné generovania rozstreku obsahuje rovnomernú valcovitú trubku, ktorá má vstup na natlakovanú kvapalinu a výstup, z ktorého vystupuje lúč kvapaliny. Ako sa lúč vzd’a lu j e od výstupu, postupne sa rozbíja na kvapôčky tvoriace rozstrek kvapaliny. Jednoduchý systém tohto typu je možné použiť v predloženom vynáleze za podmienky, že rozmery trubky a tlak kvapaliny sú nastavené na poskytnutie dostatočnej štruktúry rozstreku. V tomto systéme však má lúč kvapaliny sklon dosiahnuť značnú vzdialenosť predtým, ako sa začne rozbíjať na kvapôčky rozstreku, a takto vytvorený rozstrek nemusí mat nevyhnutne požadovanú štruktúru. Teda preferuje sa v vynáleze zväčšiť tvorenie rozstreku pomocou prostriedkov, napríklad zarážok umiestnených v opúšťajúcej výstup, alebo narážacie rozbíja kvapalinový lúč do rozstreku.
Rozstrek sa výhodne zavádza z oblasti tvarovania rozstreku na výstupe priamo do fluidného lôžka nad hornou hranicou gradientu teploty medzi vstupujúcim fluidizačným plynom (plynný prúd nastrekovaný do reaktora) a zvyškom lôžka. Komerčné procesy polymerizácie olefínov v lôžku fluidizovanom plynom sa spravidla realizujú v podstate za izotermných podmienok, v ustálenom stave. No, hoci sa takmer celé fluidné lôžko udržuje na požadovanej v podstate izotermnej polymerizačnej teplote, v spodnej oblasti lôžka obyčajne existuje teplotný gradient. Tento teplotný gradient nerastá preto, že recyklovaný plyn používaný na fluidizáciu lôžka je obyčajne chladený na teplotu ďaleko pod teplotou prevládajúcou v materiáli lôžka. Za týchto okolností je oblasť lôžka bezprostredne nad miestom zavádzania prúdu ochladeného plynu do lôžka chladnejší ako materiál lôžka.Spodné hranice teploty tejto oblasti, v ktorej existuje teplotný gradient a hornou hranicou je v podstate izotermná teplota lôžka (t.j. teplota materiálu lôžka). V komerčných reaktoroch toho typu, ktorý využíva fluidizačný rošt a má fluidné lôžko spravidla o výške asi 10 až 20 m, existuje tento teplotný gradient vo vrstve asi 15 až 30 cm, (6 až 12 palcov) nad roštom.
Jedna tryská alebo množstvo trysiek môže byt usporiadané vo vnútri fluidného lôžka alebo môže prechádzať stenami reaktora.
Výhodné usporiadanie má množstvo trysiek v podstate v rovnakých odstupoch vnútri fluidného lôžka na danom kruhovom priemere alebo v rovnakých odstupoch okolo obvodu reaktora v oblasti zavádzania kvapaliny. Počet použitých trysiek je ten počet, ktorý sa vyžaduje na zaistenie dostatočnej penetrácie a disperzie rozstreku na každej tryske na dosiahnutie dobrej disperzie kvapaliny v lôžku. Preferovaný počet trysiek je 1 až 8, výhodne 1 až 4, ešte výhodnejšie štyri v prípade trysiek umiestnených vo vnútri lôžka alebo 4a 8 pre tyrsky umiestnené externe.
Každá z trysiek môže, ak je potrebné, byt napájaná oddelenou natlakovanou kvapalinou pomocou spoločného vedenia, vhodne usporiadaného vnútri reaktora. To môže byt zaistené napríklad pomocou kanála prechádzajúceho centrom reaktora.
výstupov usporiadaných v každou skupinou výstupov natlakovanej kvapaliny, usporiadané v množstve
Každá tryská môže mat sériu skupinách obvodovo okolo trysky, s pripojených oddelene k prívodu Skupiny výstupov môžu byt typicky radov okolo dva.
obvodu trysky. Výhodný počet skupín výstupov je
Vo výhodnom usporiadaní má tryská dve skupiny výstupov usporiadané v dvoch radoch, pričom skupiny sú vzájomne presadené. Tým spôsobom kvapalina vypúšťaná zo spodnej skupiny neinterferuje s výstupom zo spodnej skupiny.
Výhodne je každá skupina výstupov pripojená zvlášť na prívod natlakovanej kvapaliny do trysky pomocou vhodného potrubia usporiadaného vo vnútri trysky. Prívod natlakovanej kvapaliny do každej skupiny výstupov môže byť riadený s použitím vhodne usporiadaných ventilov. Tým spôsobom môže byt dodávanie kvapaliny do každej skupiny výstupov určené na riadenie množstva kvapaliny vypúšťanej z trysky. Napríklad je možno viesť kvapalinu len do skupiny výstupov usporiadaných v hornej časti trysky. Táto schopnosť riadenia množstva kvapaliny vypúšťanej z trysky je zvlášť dôležitá v priebehu začiatku procesu vo fluidnom lôžku. Tiež schopnosť znížiť alebo zvýšiť množstvo kvapaliny vstupujúcej do fluidného lôžka dovoľuje lepšie riadenie a flexibilitu počas prevádzky fluidného lôžka.
Trysky použité v procese podľa predloženého vynálezu sú výhodne usporiadané tak, že prechádzajú v podstate vertikálne do fluidného lôžka, ale môžu byt usporiadané tiež tak, že vyčnievajú zo stien reaktora v podstate vo vodorovnom smere.
Rýchlosť, pri ktorej sa môže kvapalina zavádzať do lôžka, závisí primárne od stupňa ochladenia požadovanému v lôžku a ten závisí od požadovanej rýchlosti produkcie z lôžka. Rýchlosti produkcie ziskateľnej z komerčných polymerizačných procesov vo fluidnom lôžku na polymerizáciu olefínov závisí, inter alia, od aktivity použitého katalyzátora a od kinetiky týchto katalyzátorov. Tak napríklad ak sa použijú katalyzátory, ktoré majú veľmi vysokú aktivitu a požaduje sa vysoká rýchlosť produkcie, bude množstvo pridávanej kvapaliny vysoké. Typické množstvo zavádzania kvapaliny môže byt napríklad v rozmedzí 0,1 až 4,9, výhodne 0,3 až 4,9 kubických metrov kvapaliny na kubický meter materiálu lôžka za hodinu. Pre konvenčné Zieglerove katalyzátory superaktívneho typu (t.j. na báze prechodných kovov, horečnatého halogenidu a orgánokovového ko-katalyzátora) môže byt rýchlosť pridávania kvapaliny napríklad v 1,5 kubických metrov kvapaliny na kubický lôžka za hodinu. Katalyzátory na báze určitých komplexov prechodných prvkov, napríklad metaloceny aktivované napríklad alkylalumonaxanmi, sú známe svojimi mimoriadne vysokými aktivitami. Zvýšená rýchlosť uvoľňovania tepla, sprevádzajúca použitie takýchto polymerizačných katalyzátorov môže urobiť použitie procesu podľa predloženého vynálezu zvlášť žiadúce. Pridanie kvapaliny do lôžka fluidizovaného plynom podľa predloženého vynálezu môže zaistiť zníženie výskytu horúcich škvŕn tvorených v reaktore zavádzaním čerstvého vysoko aktívneho katalyzátora. Ak je rozmedzí 0,5 až meter materiálu potrebné, samotný katalyzátor môže byt zavádzaný ako suspenzia alebo roztok v kvapaline, ktorá sa rozstrekuje do lôžka.Vstrekovanie kvapaliny do fluidného lôžka týmto spôsobom prospieva katalyzátoru zavádzanému do kvapaliny lokalizovaným chladiacim efektom obklopujúci trysku, ktorá sa tak môže vyhnúť horúcim miestam a nasledovne aglomerácii.
V procese podlá predloženého vynálezu je dôležité dosiahnuť dobrú disperziu a penetráciu do kvapaliny vo fluidnom lôžku. Faktory, ktoré sú dôležité na dosiahnutie dobrej penetrácie a disperzie, sú okamžik a smer rozstreku atomizovanej kvapaliny vstupujúcej do lôžka (profil rozstreku), počet trysiek na jednotku plochy prierezu lôžka a priestorové usporiadanie trysiek.
Výhodne sú steny oblasti tvarovania rozstreku skosené tak, že rozstrek nadobúda vhodný profil. Napríklad, ak steny v oblasti tvarovania rozstreku sa rozbiehajú v uhle 60 °v horizontálnej rovine fluidného lôžka, pokrýva rozstrek uhol približne 60° v horizontálnej rovine lôžka.
Atomizovaný rozstrek kvapaliny sa výhodne vstrekuje do lôžka v podstate v horizontálnom smere. V prípade, že výstup dodáva atomizovaný rozstrek kvapaliny v inom smere ako horizontálnom, je smer rozstreku atomizovanej kvapaliny v uhle nie väčšom ako 45°, najvýhodnejšie nie väčšom ako 20° v horizontále.
V rozstrekovacej oblasti trysky môže byt zaťaženie lôžka kvapalinou 16 až 656 m3kvapaliny/h/m3 a množstvo kvapaliny pridávanej do fluidného lôžka môže byt v rozmedzí 50 až 300 te/h.
Tryská má výhodne velkosť toku kvapaliny, pre typické prierezové plochy opísané vyššie a pre rýchlosti pridávania kvapaliny medzi 50 a 300 te/h, v rozmedzí 1,5 až 200 m3kvapaliny/s/m2 prerezovej plochy výstupu, ešte výhodnejšie 9,5 až 70 m3kvapaliny/s/m2 prierezovej plochy výstupu, pričom prietok kvapaliny tryskou je definovaný ako rýchlosť objemového toku kvapaliny (m3/s) na jednotku prierezovej plochy (m2) výstupu, z ktorého atomizovaný rozstrek kvapaliny vystupuje.
Pokles tlaku na tryske musí byť dostatočný na zabránenie vstupu z fluidného lôžka. Pokles tlaku je vhodne v rozmedzí 0,5 až 70 barov a je najvýhodnejší v rozmedzí 0,5 až 30 bar. Pokles tlaku na tryske tiež poskytuje prostriedok na riadenie prietoku kvapaliny cez trysku.
Prietok hmotnosti kvapaliny prechádzajúci mechnickým zariadením umiestneným vo vnútri výstupu (výstupov) trysky súvisí s poklesom tlaku na mechanickom zariadení. Nasledujúca rovnica 1 poskytuje jasne presný prostriedok stanovenia efektu, ktorý zmena tlaku aplikovaného na kvapalinu má na prietok kvapaliny:
m2/ni| = ·7[ΔΡ2/ΔΡ|] rovnica 1 kde P]_je pokles tlaku mechanického zariadenia pri prietoku kvapaliny mja P2 je pokles tlaku mechanického zariadenia pri vyššom prietoku kvapaliny m2, to znamená m2
Dáta uvedené v tabulke 1 sa týkajú poklesu tlaku a prietoku kvapaliny typickým mechanickým zariadením, ktoré začína atomizovať kvapalinu pri prietoku kvapaliny 0,4 m3/h a poklese tlaku 0,5 barov.
Tabuľka 1
pokles tlaku prietok kvapaliny (hustota kvapal. =620 kg/m3 pomer prietoku kvapaliny pri P2 k prietoku kvapal.pri 0,5bar (schopn. rozvinutia)
m3/h kg/h
0,5 0,40 248 1,0
10 1,8 1116 4,5
30 3,12 1934 7,75
100 5,70 3532 14,14
Na zvýšenie prietoku kvapaliny prechádzajúcej cez mechanické zariadenie sa v zhode s rovnicou 1 musí zvýšiť pokles tlaku na mechanickom zariadení. Je žiadúce mať možnosť zvýšiť alebo znížiť mechanické zariadenie, rozvinutie/priškrtenie množstvo kvapaliny prúdiacej cez Na zaistenie rozumnej schopnosti (t.j. zvýšenie alebo zníťženie), je potrebné, aby pokles tlaku v typickom mechanickom zariadení podľa tabuľky 1 bol v rozmedzí 0,5 až 100 barov ( v tomto rozsahu je schopnosť rozvinutia 1 až 14,24). No vysoké tlakové staty sú nežiadúce, lebo schopnosť v natlakovaní kvapalín na vysoké tlaky sú vysoké náklady, napríklad zvýšené náklady na čerpanie a potreba vysokotlakového potrubného vedenia a bezpečnostného zariadenia.
Z ekonomických dôvodov je žiadúce minimalizovať počet trysiek, počet mechanických zariadení v každej tryske ako aj pokles tlaku v mechanickom zariadení pri súčasnom udržiavaní príslušného profilu kvapalného rozstreku a schopnosti rozvinutia a priškrtenia každej trysky.
Teraz bolo zistené, že spodný prevádzkový limit typického mechanického zariadenia (0,5 bar pokles tlaku) môže byt zvýšený, ak sa do kvapaliny zavedie malé množstvo plynu predtým, ako kvapalina prechádza mechanickým zariadením (ďalej označované ako prevádzka v penivom režime).
Za normálnych prevádzkových podmienok môže mechanické zariadenie takejto peniacej trysky byt konštruované na funkciu pri zníženom poklese tlaku, napríklad 30 barov s rozsahom činnosti (tj. priškrtením) rozšíreným pod 0,5 baru, ak tryská pracuje v penivom režime. To umožňuje dobré riadenie množstva kvapaliny zavádzanej do fluidného lôžka počas nabehnutia procesu, kedy sa môže požadovať zavádzanie malých množstiev kvapaliny do lôžka, tj. pod hranicou schopnosti trysky atomizovať kvapalinu za nepenivých podmienok.
Príkladmi plynov, ktoré sa môžu zavádzať do kvapaliny keď sa požaduje funkcia v penivom režime, predstavujú monomerné plyny podliehajúce polymerizácii, napríklad etylén alebo propylén, alebo inertný plyn, napríklad dusík alebo argón.
Množstvo plynu použitého v takýchto penivých tryskách je výhodne v rozmedzí 0,5 až 10 percent hmotnosti, vzťahujúce sa na celkovú hmotnosť plynu a kvapaliny prechádzajúcej cez trysku.
Vhodný tlak plynu je 1 až 5 barov nad tlakom kvapaliny.
Plyn sa výhodne zavádza do natlakovanej kvapaliny cez malé otvory v napájačom vedení kvapaliny do trysky, takže sa v natlakovanej kvapaline tvoria malé bublinky plynu. Predpokladá sa, že bublinky plynu prechádzajú cez výstup (výstupy) trysky a pokles tlaku na výstupe trysky má za následok expanziu bublín a tým nárast rozdelovania a atomizácie kvapaliny.
Trysky použité v procese podľa vynlezu môžu byt vybavené vstupom čistiaceho plynu na zabránenie zablokovania trysky vniknutím častíc z fluidného lôžka a prerušenie dodávky natlakovanej kvapaliny do trysiek. Čistiace plyny sú zvolené z plynov, ktoré nemajú škodlivý vplyv na proces. Preferovanými čistiacimi plynmi sú monomérne plyny podliehajúce polymerizácii, napríklad etylén alebo propylén alebo inertné plyny, napríklad dusík alebo argón.
Prúd plynného recyklu odťahovaný z reaktora obsahuje nezreagované plynné monoméry a poprípade inertné uhľovodíky, inertné plyny ako napríklad dusík, aktivátory reakcie alebo moderátory ako napríklad vodík, ako aj unášané katalyzátory alebo polymérne častice.
Recyklovaný plynný prúd nastrekovaný do reaktora naviac obsahuje dostatočné množstvo základných monomérov na nahradenie monomérov spolymérovaných v reaktore.
Spôsob podľa vynálezu je vhodný na výrobu polyolefínov v plynnej fáze polymerizácie jedného alebo viacerých olefínov, z ktorých aspoň jeden je etylén alebo propylén.Preferované alfaolefíny na použitie v procese podľa predloženého vynálezu sú tie, ktoré majú 3 až 8 atómov uhlíka. No, ak je potrebné, môžu sa použiť malé množstvá alfaolefínov majúcich viac ako 8 atómov uhlíka, napríklad 9 až 18 atómov uhlíka. Teda je možné vyrábať homopolyméry etylénu alebo propylénu alebo kopolyméry etylénu alebo propylénu s jedným alebo viac C3 - Cg alfaolefínov. Preferované alfaolefíny sú 1-butén, 1-pentén, 1-hexén, 4-metyl-l-pentén, 1-oktén a butadién. Príkladmi vyšších olefínov, ktoré môžu byt kopolymerizované s primárnym monomerom etylénom alebo propylénom, alebo môžu čiastočne nahrádzať ko-monomer C3-Cg alfaolefín, sú 1-decén a etylidennorbornen.
Pri použití procesu na kopolymerizáciu etylénu alebo propylénu s vyššími alfaolefínmi je etylén alebo propylén prítomný ako hlavná zložka kopolyméru, výhodne v množstve aspoň 70 %, ešte výhodnejšie aspoň 80 % celkového množstva monomérov/ko-monomérov.
Spôsob podlá predloženého vynálezu je možno použiť na prípravu rôznych polymérových produktov, napríklad lineárneho nízkohustotného polyetylénu (LLDPE) na báze kopolymérov etylénu s buténom, 4-metyl-l-penténom alebo hexénom a vysokohustotného polyetylénu (HDPE), ktorý môže byt napríklad tvorený homopolyetylénom alebo kopolymérmi etylénu s malým množstvom vyššieho alfaolefínového ko-monoméru, napríklad beténu, 1-penténu, 1-hexénu alebo 4-metyl-l-penténu.
Kvapalinou, ktorá vykondenzováva z prúdu plynného recyklu, môže byť kondenzovatelný monomér, napr. butén, hexén alebo oktén použitý ako ko-monomer na výrobu LLDPE, alebo ňou môže byť inertná kondenzovatelná kvapalina, napr. bután, pentán alebo hexán.
V tejto prihláške termín kondenzovateľný znamená, že rosný bod plynnej kmpozície obsahujúcej kondenzovateľný materiál je nad najnižšou teplotou okruhu recyklu.
Je dôležité, aby sa atomizovaná kvapalina vo vnútri lôžka za podmienok polymerizácie odparila, čo sa využíva na dosiahnutie požadovaného chladiaceho efektu a na zamedzenie nežiadúcej akumulácie kvapaliny vnútri lôžka.
Spôsob je obzvlášť výhodný na polymerizáciu olefínov pri tlaku medzi 0,5 a 6 MPa a pri teplote medzi 30°C a 130°
C. Napríklad na výrobu LLDPE je vhodná hranica teploty 7590°C a pre HDPE je teplota spravidla 80 - 1Ο5θ<2, v závislosti od aktivity použitého katalyzátora.
Polymerizačná reakcia sa môže realizovať v prítomnosti katalyzátorového systému typu Zirgler-Natta, skladajúceho sa v podstate z pevného katalyzátora obsahujúceho zlúčeninu prechodného prvku a ko-katalyzátor obsahujúci organickú zlúčeninu kovu (tj. organokovovú zlúčeninu, napríklad alkylalumíniovú zlúčeninu). Vysoko aktívne katalytické systémy sú známe už veľa rokov a sú schopné vyrobiť veľké množstvo polymérov v pomerne krátkom čase a umožňujú tak vyhnúť sa kroku odstraňovania katalyzátora z polyméru. Tieto vysoko aktívne katalytické systémy spravidla zahŕňajú pevný katalyzátor, skladajúci sa v podstate z atómov prechodného kovu, horčíka a halogénu. Taktiež možno použiť vysoko aktívny katalyzátor skladajúci sa v podstate z oxidu chrómu aktivovaného tepelnou úpravou a spojeného s granulovaným nosičom na báze žiaruvzdorného oxidu. Tento proces je tiež vhodný na použitie s metalocenovými katalyzátormi a s Zieglerovými katalyzátormi nesenými na oxide kremičitom.
Katalyzátory môžu byt využité vo forme práškového predpolyméru, pripraveného v predpolymerizačnom stupni pomocou katalyzátora, ako je opísané vyššie. Predpolymerizácia sa môže realizovať akýmkolvek vhodným procesom, napríklad polymerizáciou v kvapalnom uhlovodíkovom
rozpúšťadle alebo v plynnej fáze s použitím vsázkového
procesu, semikontinuálneho procesu alebo kontinuálneho
procesu.
Výhodne sa celý prúd plynného recyklu chladí a
kondenzovaná kvapalina sa oddeluje a v podstate celá oddelená kvapalina sa zavádza priamo do fluidného lôžka prostredníctvom trysky (trysiek) ako atomizovaný kvapalinový rozstrek.
Prúd plynného recyklu sa výhodne chladí pomocou tepelného výmenníka alebo výmenníkov na teplotu, pri ktorej kondenzuje kvapalina v prúde plynného recyklu. Vhodné tepelné výmenníky sú v odbore dobre známe.
Prúd plynného recyklu opúšťajúci vrchol reaktora môže unášať množstvo častíc katalyzátora alebo polyméru (jemné častice), ktoré sa z prúdu plynného recyklu môžu v prípade potreby odstraňovať pomocou cyklónu. Malý podiel týchto častíc môže zostať v prúde plynného recyklu a po ochladení a separácii kvapaliny z plynu môžu byt jemné častice v prípade potreby vrátené do fluidného lôžka spolu s oddeleným kvapalným prúdom pomocou trysky (trysiek).
Na zamedzenie upchávania trysky (trysiek) je dôležité zaistiť, aby mechanické zariadenie umiestnené vnútri výstupu (výstupov) malo dostatočnú vôlu na umožnenie priechodu akýchkolvek jemných častíc, ktoré môžu byt prítomné v prúde oddelenej kvapaliny. Ďalej výstup (výtupy) trysky (trysiek) musí mat dostatočnú velkosť na umožnenie priechodu jemných častíc do fluidného lôžka spolu s rozstrekom kvapaliny.
Prúd plynného recyklu môže tiež obsahovať inertný uhlovodík použitý na vstrekovanie katalyzátora, aktivátorov reakcie alebo moderátorov do reaktora.
Základné monoméry, napríklad etylén na nahradenie monomérov spotrebovaných v polymerizačnej reakcii sa môže pridávať do prúdu plynného recyklu v ktoromkolvek vhodnom mieste.
Základné kondenzovatelné ko-monoméry, napríklad butén, hexén, 4-metyl-l-pentén a oktén, na nahradenie kondenzovatelných ko-monomérov sotrebovaných v polymerizačnej reakcii s môžu zavádzať ako kvapalina a pridávať do prúdu plynného recyklu v ktoromkolvek vhodnom mieste.
Kvapalina sa môže oddeľovať z prúdu plynného recyklu v separátore.
Vhodné separátory sú napríklad cyklónové separátory, veľké nádoby znižujúce rýchlosť prúdu plynu na vyvolanie oddelovania kondenzovanej kvapaliny (odlučovacie bubny),demistery typu odlučovač plyn-kvapalina a kvapalinové práčky, napríklad venturiho práčky. Takéto separátory sú zo stavu techniky známe.
Použitie demisterového typu separátora plyn-kvapalina je v procese podľa vynálezu zvlášť výhodné.
Výhodné je použitie cyklónového separátora v plynnom prúde recyklu pred separátorom. To odstraňuje väčšinu jemných častíc z plynného prúdu opúšťajúceho reaktor, čím sa uľahčuje použitie demisterového separátora a tiež sa znižuje možnosť zanesenia separátora, čoho výsledkom je účinnejšia funkcia.
Ďalšou výhodou použitia separátora demisterového typu je to, že pokles tlaku vo vnútri separátora môže byt menší ako v iných typoch separátorov, čím sa zvyšuje účinnosť celého procesu.
Zvlášť vhodný separátor demisterového typu na použitie v procese podlá vynálezu je komerčne dostupný vertikálny plynový separátor známy ako Peerless (napríklad typ DPV P8X). Tento typ separátora sa používa na koalescenciu kvapalných kvapôčok na zarážkovom usporiadaní na oddelenie kvapaliny od plynu. Na dne separátora je usporiadaný velký na zhormažd'ovanie kvapaliny. Zásobník skladovanie kvapaliny, čím poskytuje kontrolu nad vypúšťaním kvapaliny zo separátora. Tento typ separátora je velmi účinný a poskytuje 100 % oddelenie kondenzovanej kvapaliny z prúdu plynu.
zásobník kvapaliny kvapaliny umožňuje
Ak je potrebné, môže byt v zásobníku kvapaliny separátora inštalované filtračné sito alebo iný vhodný prostriedok na zhromažďovanie zostávajúcich jemných častíc prítomných v oddelenej kvapaline. Alternatívne sa môžu jemné častice udržiavať v suspenzii a môže sa tak zabraňovať zanášaniu separátora napríklad miešaním kvapaliny v separátori (mechanickým miešaním), prebublávaním plynného prúdu cez kvapalinu alebo kontinuálna cirkulácia kvapaliny pomocou vonkajšieho okruhu, tj. kvapalina sa kontinuálne odťahuje a vracia do separátora. Výhodne sa časť kvapaliny v separátore kontinuálne cirkuluje pomocou čerpadla. Účelne cirkuluje dostatočné množstvo kvapaliny, aby čerpadlo mohlo pracovať kontinuálne. Časť cirkulačnej kvapaliny sa môže zavádzať priamo do fluidného lôžka prostredníctvom ventilu, ktorý sa otvára na umožnenie vstupu kvapaliny do napájacieho vedenia trysky (trysiek). Ventil je výhodne ovládaný pomocou regulátora kvapaliny, ktorý monitoruje a udržiava hladinu kvapaliny v separátore v stanovených hraniciach.
Oddelená kvapalina sa účelne zavádza do fluidného lôžka pomocou trysky (trysiek) usporiadaných nad hornou hranicou teplotného gradientu medzi vstupujúcim fluidizačným plynom a zvyškom lôžka. Tryská alebo trysky môžu byt vo viacerých miestach vo vnútri tejto oblasti fluidného lôžka a v rôznych výškach vnútri tejto oblasti. Tryská alebo trysky sú usporiadané tak, že lokálna koncentrácia kvapaliny nemá nepriaznivý vplyv na fluidizáciu lôžka ani na kvalitu produktu a kvapalina sa z každého miesta rýchlo rozptyľuje a odparuje v lôžku na odvádzanie polymerizačného tepla exotermickej reakcie. Tým spôsobom sa môže množstvo kvapaliny zavádzanej na chladenie tesnejšie blížiť maximu zaťaženia, ktoré môže byť tolerované bez porušenia fluidizačných charakteristík lôžka a ponúka sa tak možnosť dosiahnuť zvýšenú úroveň produktivity reaktora.
Kvapalina sa môže, ak je to potrebné, zavádzať do fluidného lôžka pomocou trysiek umiestnených v rôznych výškach vo vnôtri lôžka. Táto technika môže uľahčovať zlepšené riadenie zabudovania ko-monoméru. Riadené dávkovanie kvapaliny do fluidného lôžka pomocou trysiek poskytuje dalšiu kontrolu nad teplotným profilom lôžka a v prípade, že kvapalina obsahuje ko-monomer, poskytuje užitočnú kontrolu zabudovania ko-monomeru do kopolyméru.
Na dosiahnutie maximálneho prínosu chladenia oddelenej kvapaliny je podstatné, aby tryská alebo trysky boli nad oblasťou, kde existuje teplotný gradient, tj . v časti lôžka, kde je v podstate dosiahnutá teplota prúdu plynného recyklu opúšťajúceho reaktor.
Tryská alebo trysky môžu byt napríklad približne 20 - 200 cm, výhodne 50 - 70 cm nad fluidizačným roštom.
V praxi môže byt teplotný profil vnútri fluidného lôžka najskôr určený počas polymerizácie napríklad pomocou termočlánkov, umiestnených v stene alebo na stene reaktora. Tryská alebo trysky sú potom usporiadané na zaistenie, aby kvapalina vstupovala do oblasti lôžka v oblasti, kde prúd vracaného plynu v podstate dosiahol teplotu prúdu plynného recyklu, odťahovaného z reaktora. Dôležité je zaistiť, aby teplota vo vnútri fluidného lôžka bola udržiavaná na úrovni, ktorá je pod sintrovacou teplotou polyolefínu, tvoriaceho lôžko.
Plyn zo separátora sa recykluje do lôžka, spravidla na dne reaktora. Ak sa použije fluidizačný rošt, je tento recyklus spravidla v oblasti pod roštom a rošt ulahčuje rovnomerné rozdelenie plynu na fluidizáciu lôžka. Použitiu fluidizačného roštu sa dáva prednosť.
Spôsob podlá vynálezu sz realizuje pri rýchlosti plynu vo fluidnom lôžku, ktorá musí byt väčšia alebo rovná rýchlosti potrebnej na dosiahnutie vírivého lôžka. Minimálna rýchlosť plynu je spravidla 6- 12 cm/s, avšak spôsob podlá vynálezu sa výhodne realizuje s použitím rýchlosti plynu v rozmedzí 30 až 100, najvýhodnejšie 50 až 70 cm/s.
Ak je potrebné, môžu sa do lôžka prostredníctvom trysky (trysiek) spolu s oddelenou kvapalinou zavádzať kvapalné alebo v kvapaline rozpustné aditíva, napríklad aktivátory, ko- katalyzátory a podobne.
V prípade, že sa spôsob podía predloženého vynálezu využíva na výrobu etylénových homopolymérov alebo kopolymérov, môže byť základný etylén, napríklad na nahradenie etylénu spotrebovaného počas polymerizácie, výhodne zavádzať do prúdu oddeleného plynu pred jeho opätovným zavádzaním do lôžka (napríklad pod fluidizačným roštom, ak je prítomný).
Prúd oddelenej kvapaliny môže byt podrobený dodatočnému chladeniu (napr. za použitia chladiacich techník) predtým, ako je zavádzaný do fluidného lôžka prostredníctvom trysky (trysiek). Výhodou zvláštneho realizovania podlá predloženého vynálezu je, že chladením kvapaliny pred zavedením do fluidného lôžka pomocou trysky (trysiek) sa znáži sklon katalyzátora alebo plyméru, ktoré sa môžu nachádzať v prúde kvapaliny, vyvolávať polymerizáciu pred zavedením do lôžka.
Pred začatím zavádzania kvapaliny použitím spôsobu podlá vynálezu sa začne polymerizácia v lôžku, fluidizovanom plynnou fázou, uvedením polymérnych častíc do lôžka a začatím prúdenia plynu cez lôžko.
Podlá ďalšieho realizovania vynálezu je zhotovený spôsob vstrekovania kvapaliny do fluidného lôžka, ktorý zahŕňa (a) natlakovanie kvapaliny, (b) dodávanie natlakovanej kvapaliny na kvapalinový vstup trysky a (c) vháňanie kvapaliny do fluidného lôžka výstupom trysky, v ktorej sa kvapalina atomizuje pomocou mechanického zariadenia umiestneného vo výstupe a atomizovaný rozstrek sa tvorí v oblasti tvarovania rozstreku výstupu.
Podía ešte ďalšieho realizovania vynálezu je zhotovená tryská vhodná na vstrekovanie kvapaliny do fluidného lôžka, obsahujúca (a) vstup natlakovanej kvapaliny a (b) výstup kvapaliny, v ktorej je usporiadané mechanické zariadenie vo vnútri výstupu kvapaliny na atomizovanie kvapaliny a výstup kvapaliny je vybavený oblasťou tvarovania rozstreku.
Výstup kvapaliny, mechanické zariadenie a oblasť tvarovania rozstreku môžu mat vyššie opísané znaky.
Prehíad obrázkov na výkresoch
Trysky podlá predloženého vynálezu sú znázornené na obr. 1 až 3.
Obr. 4 ilustruje polymerizačný proces podlá vynálezu.
Obr. 5, 6, 7,8 a 9 ilustrujú trysky alebo ich časti podlá vynálezu s rôznymi charakteristickými znakmi.
Príklady realizácie vynálezu
Obr. 1 predstavuje trysku 1 , ktorá je vybavená spravidla štyrmi výstupmi 2, usporiadanými rovnomerne okolo obvodu oblasti 3. hlavy trysky. Natlakovaná kvapalina sa dodáva do trysky vstupom (neznázorneným) prepojeným s centrálne umiestneným kanálom 4. do oblasti 3. hlavy trysky,kde sa dostáva prostredníctbvom výstupov 2 a rozstrekovacích oblastí 5 do fluidného lôžka. Každý výstup je vybavený mechanickým zariadením 6 na atomizovanie kvapaliny.
Obr. 2 predstavuje trysku 1 vybavenú dvoma skupinami výstupov 2 a 7, pričom spodná skupina je usporiadaná presadene oproti hornej skupine. Natlakovaná kvapalina je dodávaná k tryske prostredníctvom vedenia 8 a riadená čerpadlom 9. Každá skupina výstupov je vybavená zvláštnym prívodom natlakovanej kvapaliny pomocou vedení 10 a 11. Prívod kvapaliny do každej skupiny výstupov je riadený ventilmi 12 a 13.. Každý výstup je vybavený mechanickým zariadením 6 a rozstrekovacou oblasťou 5.
Obr. 3 predstavuje penovú trysku. Tryská 1 je vybavená výstupmi 2. Natlakovaná kvapalina sa dodáva do trysky vstupom 4 (neznázorneným). Plyn sa dodáva do trysky prostredníctvom kanálu 14 a dostáva sa do natlakovanej kvapaliny prostredníctvom otvorov 15. Každý výstup je vybavený mechanickým zariadením 6 a rozstrekovacou oblasťou 5.
Polymerizačný proces podlá predloženého vynálezu bude ďalej ilustrovaný za pomoci obr. 4.
Obr. 4 ilustruje reaktor s lôžkom fluidizovaným plynnou fázou, skladajúcou sa z telesa 16 reaktora, ktoré je tvorené stojatým valcom majúcim fluidizačný rošt umiestnený v jeho základni. Teleso reaktora obsahuje fluidné lôžko 18 a oblasť 19 zníženia rýchlosti, ktorá má oproti fluidnému lôžku zväčšený priemer.
Plynná reakčná zmes opúšťajúca vrchol reaktora s fluidným lôžkom tvorí recyklovaný plynný prúd a dostáva sa prostredníctvom vedenia 20 do cyklónu 21 na oddelenie väčšiny jemných častíc. Odstránené jemné častice môžu byt výhodne vrátené späť do fluidného lôžka.Recyklovaný plynný prúd opúšťajúci cyklón sa dostáva do prvého tepelného výmenníka 22 a kompresora 23. Druhý tepelný výmenník 24 je prítomný na odvedenie kompresného tepla po priechode recyklovaného plynného prúdu kompresorom 23.
Tepelný výmenník alebo výmenníky môžu byť usporiadané proti prúdu alebo po prúde vzhľadom ku kompresoru 23.
Po ochladení a kompresii na teplotu, pri ktorej sa tvorí kondenzát, dostáva sa výsledná zmes plyn-kvapalina do separátora 25. kde sa odstraňuje kvapalina.
Plyn opúšťajúci separátor sa recykluje prostredníctvom vedenia 26 na spodok reaktora 16. Plyn sa dostáva prostredníctvom fluidizačného roštu 17 do lôžka, čím zaisťuje, že sa lôžko udržiava vo fluidnom stave.
Kvapalina oddelená zo separátora 25 sa dostáva prostredníctvom vedenia 27 do reaktora 16, kde sa kvapalina zavádza do reaktora 16 prostredníctvom trysiek podľa predloženého vynálezu. Ak je potrebné, môže byť vo vedení 27 vhodne umiestnené čerpadlo 28.
Katalyzátor alebo prepolymér sa nastrekuje do reaktora prostredníctvom vedenia 29 do prúdu oddelenej kvapaliny.
Častice polymérneho produktu môžu byť odvádzané z reaktora prostredníctvom vedenia 30.
Obr.5 predstavuje vertikálny rez tryskou 40 v rovine osi kanála 41 kruhového prierezu na natlakovanú kvapalinu.
Rozstrekovacia oblasť 42 je vo vnútri valcového puzdra 43.
Koniec 44 kanála je obrobený na vytvorenie výstupu ventilátorového typu, ktorý má, v pohľade od konca, eliptický vzhlad. Kombinácia tlaku kvapaliny a geometria konca 44 predstavuje mechanické zariadenie na tvorbu rozstreku. Puzdro 43 kryje rozstrekovú oblasť, pričom umožňuje vyvinutie rozstreku predtým, ao sa dostane v podstate vodorovne cez výstup 45 do fluidného lôžka (nie je znázornené).
Obr. 6 predstavuje vertikálny rez tryskou 46 v rovine osi kanála 47 kruhového prierezu na natlakovanú kvapalinu a rozstrekovacou oblasťou 48., ktorá je krytá od fluidného lôžka (neznázornené) horizontálne umiestnenou doskou 49. Koniec 50 kanála je obrobený na vytvorenie výstupu ventilátorového typu, ktorý má, v pohlade od konca, eliptický vzhlad. Kombinácia tlaku kvapaliny a geometria konca 50 predstavuje mechanické zariadenie na tvorbu rozstreku. Doska 49 kryje rozstrekovú oblasť 48, pričom umožňuje vyvinutie rozstreku predtým, ako sa dostane v podstate vodorovne cez výstup 51 do fluidného lôžka.
Obr. 7 predstavuje vertikálny rez tryskou 52 v rovine osi kanála 53 kruhového prierezu pre natlakovanú kvapalinu a rozstrekovacou oblasťou 54., ktorá je krytá od fluidného lôžka (neznázorneného) integrálnym puzdrom 55, ktoré má kónický vnútorný prierez. Tryská je vybavená systémom 56 priehradok na vytvorenie turbulentného prúdenia v kvapaline. Tvorenie rozstreku kvapaliny začína v zúžení 57 medzi kanálom 53 a oblasťou 54 tvorby rozstreku. Kombinácia tlaku kvapaliny, zúženia 57 a systému 56 priehradok predstavuje mechanické zariadenie na tvorenie rozstreku. Puzdro 55 kryje oblasť 54 tvorenia rozstreku, pričom umožňuje vyvinutie rozstreku predtým, ako sa dostane v podstate vodorovne cez výstup 58 do fluidného lôžka.
Obr. 8 predstavuje vertikálny rez tryskou 59 v rovine osi kanála 60 kruhového prierezu pre natlakovanú kvapalinu a oblasťou 61 vytvárajúcou rozstrek, ktorá je krytá od fluidného lôžka (neznázomeného ) vodorovne umiestnenou doskou 62 a zakriveným členom 64 integrálnym s tryskou. Vertikálny rozstrek kvapaliny (neznázornené) sa dostáva z konca 63 vedenia 60 a naráža na zakrivený povech 64, čím tvorí rozstrek kvapaliny. Rozstrek je krytý oblasťou 61 tvoriacou rozstrek, umožňujúci vyvinutie rozstreku predtým, ako sa dostane v podstate vodorovne do fluidného lôžka.
Obr. 9 predstavuje vertikálny rez tryskou 65 v rovine osi kanála 66 kruhového prierezu pre natlakovanú kvapalinu a oblasťou 67 tvoriacu rozstrek, ktorá je krytá od fluidného lôžka (neznázomeného) vodorovne umiestnenou doskou 68 a integrálnym špirálovým pretiahnutím 70 trysky. Vertikálny lúč kvapaliny (nie je znázornené) sa dostáva z konca 69 kanála 66 a naráža čiastočne na špirálovité predĺženie 70 a čiastočne na dosku, čím vytvára rozstrek kvapaliny. Rozstrek kvapaliny je krytý oblasťou 67 tvoriacej rozstrek, umožňujúci vyvinutie rozstreku predtým, ako sa dostane v podstate vodorovne okolo špirálovitého predĺženia 70 do fluidného lôžka.
?b

Claims (17)

1. Kontinuálny spôsob polymerizácie v lôžku fluidizovanom plynom na polymerizáciu olefínového monoméru vybratého z (a) etylénu, (b) propylénu, (c) zmesi etylénu a propylénu a (d) jedného alebo viacerých dalších alfaolefínov zmiešaných s (a), (b) alebo (c), v reaktore s fluidným lôžkom, kontinuálnym recyklovaním plynného prúdu obahujúceho aspoň čast etylénu alebo propylénu cez fluidné lôžko v uvedenom reaktore v prítomnosti polymerizačného katalyzátora za reakčných podmienok, pričom aspoň čast uvedeného plynného prúdu odťahovaného z uvedeného reaktora sa chladí na teplotu, pri ktorej kvapalina vykondenzováva, oddelovaním aspoň časti kondenzovanej kvapaliny z plynného prúdu a zavádzaním aspoň časti oddelenej kvapaliny priamo do fluidného lôžka pomocou (a) natlakovania kvapaliny (b) dodávania natlakovanej kvapaliny na kvapalinový vstup trysky a (c) vháňania kvapaliny do fluidného lôžka výstupom trysky, v ktorej sa kvapalina atomizuje pomocou mechanického zariadenia umiestneného vo vnútri výstupu a atomizvaný rozstrek sa tvorí v oblasti tvarovania rozstreku na výstupe.
2. Spôsob podlá nároku 1, t ý m, že oblasť tvarovania umiestnená vo vnútri trysky.
vyznačujúci sa rozstreku na výstupe je
3. Spôsob podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že oblasť tvarovania rozstreku je určená stenou, ktorá je integrálnou časťou trysky alebo ktorá je pretiahnutá od trysky alebo ktorá je zaistená v priestorovom vzťahu k tryske.
4. Spôsob podlá nároku 3, vyznačujúci sa tým, že stena obsahuje trubicu alebo dosku.
5. Spôsob podlá niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že tryská je umiestnená vo vnútri fluidného lôžka a má 2 až 4 výstupy.
6. Spôsob podlá niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci satým, že výstup je štrbina majúca eliptický tvar.
7. Spôsob podlá niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúcisatým, že reaktor s fluidným lôžkom je vybavený množstvom trysiek.
8. Spôsob podlá niektorého z predhádzajúcich nárokov, vyznačujúci satým, že tryská má sériu výstupov usporiadaných v skupinách obvodovo okolo trysky.
9. Spôsob podlá nároku 8, vyznačujúci sa tým, že skupiny výstupov sú usporiadané v mnohých radoch okolo obvodu trysky.
10. Spôsob podlá c i sa tým, že pripojená na prívod nároku 8 alebo 9, vyznačujú každá skupina výstupov je oddelene natlakovanej kvapaliny.
11. Spôsob podlá niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tý m, že rozstrek atomizovanej kvapaliny je vstrekovaný do lôžka v podstate vo vodorovnom smere.
12. Spôsob podlá niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že tryská má rýchlosť toku kvapaliny v rozmedzí 9,5 až 70 m kvapaliny /s/m3 výstupnej prierezovej plochy, pričom prietok kvapaliny tryskou je definovaný ako rýchlosť objemového toku kvapaliny (m3/s) na jednotku prierezovej plochy (m2).
13. Spôsob podlá niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že sa do kvapaliny zavádza malé množstvo plynu predtým, ako kvapalina prejde cez mechanické zariadenie.
14. Spôsob podlá nároku 13,vyznačujúci sa tým, že množstvo plynu je v rozmedzí 0,5 až 10 percent hmotnosti, vzťahujúce sa na celkovú hmotnosť plynu a kvapaliny prechádzajúcej tryskou.
15. Spôsob podlá niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že katalyzátor je metalocenový katalyzátor na báze aktivovaného prechodného kovu.
16.Spôsob vstrekovania kvapaliny do fluidného lôžka, ktorý zahŕňa (a) natlakovanie kvapaliny (b) dodávanie natlakovanej kvapaliny na kvapalinový vstup trysky a (c) vháňanie kvapaliny do fluidného lôžka výstupom trysky, v ktorej sa kvapalina atomizuje pomocou mechanického zariadenia umiestneného vo výstupe a atomizovaný rozstrek sa tvorí v oblasti tvarovania rozstreku výstupu.
17. Tryská vhodná na vstrekovanie kvapaliny do fluidného lôžka, obsahujúca (a) vstup natlakovanej kvapaliny a (b) výstup kvapaliny, v ktorej je usporiadané mechanické zariadenie vo vnútri výstupu kvapaliny na atomizovanie kvapaliny a výstup kvapaliny je vybavený oblasťou tvarovania rozstreku.
H
Obr. 1 ,///# i z
LIQUID
2/6
3/6 /V Sľľ? -7?
Obr
GAS
UQUID
SK537-99A 1996-10-31 1997-10-22 Dýza na atomizáciu tekutiny vo fluidnom lôžku SK283622B6 (sk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9622715.2A GB9622715D0 (en) 1996-10-31 1996-10-31 Nozzle
PCT/GB1997/002931 WO1998018548A1 (en) 1996-10-31 1997-10-22 Nozzle for atomizing a fluid in a fluidised bed

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK53799A3 true SK53799A3 (en) 2000-02-14
SK283622B6 SK283622B6 (sk) 2003-10-07

Family

ID=10802254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK537-99A SK283622B6 (sk) 1996-10-31 1997-10-22 Dýza na atomizáciu tekutiny vo fluidnom lôžku

Country Status (30)

Country Link
US (1) US6214943B1 (sk)
EP (1) EP0938372B1 (sk)
JP (1) JP2001503318A (sk)
KR (1) KR100466302B1 (sk)
CN (1) CN1115193C (sk)
AR (1) AR010258A1 (sk)
AT (1) ATE222799T1 (sk)
AU (1) AU715615B2 (sk)
BG (1) BG64078B1 (sk)
BR (1) BR9712612A (sk)
CA (1) CA2270049C (sk)
DE (1) DE69715027T2 (sk)
DZ (1) DZ2342A1 (sk)
EA (1) EA002084B1 (sk)
EG (1) EG21518A (sk)
ES (1) ES2183143T3 (sk)
GB (1) GB9622715D0 (sk)
HU (1) HU224477B1 (sk)
ID (1) ID21359A (sk)
MY (1) MY122144A (sk)
NO (1) NO992078L (sk)
NZ (1) NZ335267A (sk)
PL (1) PL189074B1 (sk)
PT (1) PT938372E (sk)
SK (1) SK283622B6 (sk)
TR (1) TR199900937T2 (sk)
TW (1) TW413684B (sk)
UA (1) UA51743C2 (sk)
WO (1) WO1998018548A1 (sk)
ZA (1) ZA979619B (sk)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6306981B1 (en) 1999-04-02 2001-10-23 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Gas phase polymerization process
FR2792853B1 (fr) * 1999-04-30 2001-07-06 Bp Chemicals Snc Buse a ressort avec fente de 360 degres, pour l'injection de liquide dans un reacteur a lit fluidise
FR2792852B1 (fr) * 1999-04-30 2002-03-29 Bp Chemicals Snc Buse a ressort avec orifices
DE10052606A1 (de) * 2000-10-24 2002-08-08 Xcellsis Gmbh Vorrichtung zur Rückführung kondensierter Flüssigkeit in einen Gasstrom
JP5166662B2 (ja) * 2001-09-27 2013-03-21 出光興産株式会社 α−オレフィン低重合体の製造方法
EP3467077A1 (en) * 2006-10-03 2019-04-10 Univation Technologies, LLC System for olefin polymerization
JP2010520356A (ja) * 2007-03-06 2010-06-10 ユニベーション・テクノロジーズ・エルエルシー 重合のための方法及び装置
BRPI0910897A2 (pt) * 2008-04-04 2015-09-29 Roger A Delano sistema e método de tratamento de água
WO2010077606A1 (en) * 2008-12-08 2010-07-08 Rensselaer Polytechnic Institute Redox-initiated cationic polymerization using vapor-state reducing agents
US8921627B2 (en) * 2008-12-12 2014-12-30 Uop Llc Production of diesel fuel from biorenewable feedstocks using non-flashing quench liquid
EP2441512A1 (en) * 2010-10-14 2012-04-18 Linde Aktiengesellschaft Injector
US8900443B2 (en) 2011-04-07 2014-12-02 Uop Llc Method for multi-staged hydroprocessing using quench liquid
EP2766096A4 (en) * 2011-10-14 2015-11-18 Utc Fire & Security Corp SPRAY SYSTEM COMPRISING A MIXING DEVICE BEFORE A SPRAYER
US9221937B2 (en) * 2012-07-31 2015-12-29 Univation Technologies, Llc Methods and systems for olefin polymerization
KR101534149B1 (ko) 2013-11-29 2015-07-03 롯데케미칼 주식회사 폴리올레핀의 정제 방법
CN103980084B (zh) * 2014-06-03 2016-03-09 上海华畅环保设备发展有限公司 乙叉降冰片烯的连续异构合成方法及装置
CN106422984B (zh) * 2015-08-07 2019-01-18 中国石油天然气股份有限公司 液体进料雾化装置、气相流化床反应器及聚烯烃生产装置
CN105646758B (zh) * 2016-03-25 2017-12-26 浙江大学 一种制备聚合物的方法
CN107063907A (zh) * 2017-03-31 2017-08-18 浙江理工大学 一种用于测量固液两相磨损的试验装置
US10710109B2 (en) * 2017-11-14 2020-07-14 General Electric Company Spray nozzle device for delivering a restorative coating through a hole in a case of a turbine engine
US11161128B2 (en) 2017-11-14 2021-11-02 General Electric Company Spray nozzle device for delivering a restorative coating through a hole in a case of a turbine engine
US11534780B2 (en) 2017-11-14 2022-12-27 General Electric Company Spray nozzle device for delivering a restorative coating through a hole in a case of a turbine engine
CN108948248B (zh) * 2018-06-26 2020-12-01 中国石油天然气股份有限公司 一种气相法生产聚烯烃弹性体的方法、装置及聚烯烃弹性体的应用

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3628734A (en) * 1970-03-11 1971-12-21 Georgia Pacific Corp Nozzle for dispersing viscous fluids
US4238453A (en) * 1978-12-04 1980-12-09 National Distillers And Chemical Corporation Catalyst spray nozzle
CA1241525A (en) * 1984-08-24 1988-09-06 Larry L. Simpson Fluidized bed polymerization reactors
ZA943399B (en) * 1993-05-20 1995-11-17 Bp Chem Int Ltd Polymerisation process
GB9524038D0 (en) * 1995-11-23 1996-01-24 Bp Chem Int Ltd Nozzle

Also Published As

Publication number Publication date
NZ335267A (en) 2000-10-27
ATE222799T1 (de) 2002-09-15
BG64078B1 (bg) 2003-12-31
NO992078D0 (no) 1999-04-29
PL333020A1 (en) 1999-11-08
TR199900937T2 (xx) 1999-08-23
JP2001503318A (ja) 2001-03-13
AU4717397A (en) 1998-05-22
CN1242716A (zh) 2000-01-26
EP0938372B1 (en) 2002-08-28
ZA979619B (en) 1998-05-21
SK283622B6 (sk) 2003-10-07
US6214943B1 (en) 2001-04-10
BG103431A (en) 2000-01-31
DE69715027T2 (de) 2002-12-19
EA002084B1 (ru) 2001-12-24
HU224477B1 (hu) 2005-09-28
HUP9904298A2 (hu) 2000-04-28
TW413684B (en) 2000-12-01
DE69715027D1 (de) 2002-10-02
UA51743C2 (uk) 2002-12-16
NO992078L (no) 1999-06-30
MY122144A (en) 2006-03-31
EG21518A (en) 2001-11-28
CA2270049C (en) 2006-07-25
BR9712612A (pt) 1999-10-26
EP0938372A1 (en) 1999-09-01
WO1998018548A1 (en) 1998-05-07
HUP9904298A3 (en) 2000-05-29
KR20000052958A (ko) 2000-08-25
ID21359A (id) 1999-05-27
CA2270049A1 (en) 1998-05-07
KR100466302B1 (ko) 2005-01-13
EA199900386A1 (ru) 1999-12-29
ES2183143T3 (es) 2003-03-16
CN1115193C (zh) 2003-07-23
DZ2342A1 (fr) 2004-06-20
PT938372E (pt) 2002-12-31
GB9622715D0 (en) 1997-01-08
PL189074B1 (pl) 2005-06-30
AU715615B2 (en) 2000-02-03
AR010258A1 (es) 2000-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0802202B1 (en) Fluidized bed polymerization reactor
SK53799A3 (en) Nozzle for atomizing a fluid in a fluidised bed
AU706078B2 (en) Atomiser nozzle
US6001938A (en) Polymerization process
EP0825204B1 (en) Polymerisation process
EP0824114A1 (en) Polymerisation process
CZ152299A3 (cs) Způsob rozstřikování kapaliny ve fluidním loži v procesu polymerace olefinů v plynné fázi a tryska k provádění způsobu
MXPA99003953A (en) Nozzle for atomizing a fluid in a fluidised bed

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees

Effective date: 20091022