SU449068A1 - Способ полимеризации газообразных олефинов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к производству полиолефинов .

Известен р д способов полимеризации олефинов , по которым полимеризацию провод т в присутствии катализаторов в среде углеводородного растворител , например бензина. Температура и давление полимеризации соответствуют оптимальным услови .м процесса, определ емым прежде всего выходом полимера , а также качеством и требуемыми свойствами его. Дл  регулировани  молекул рного веса образующегос  полимера в реакционную среду ввод т газообразный регул тор, в качестве которого обычно используетс  водород. При этом концентраци  водорода при получении определенных марок полимера может быть достаточно большой (до 25% и выше от объема газовой фазы). При аппаратурном оформлении процесса полимеризации наибольшую трудность представл ет отвод значительного количества тепла реакции, что часто осложн етс  налипанием полимера на поверхность теплообмена.

Проблема теплосъема усложн етс  еще в большей степени дл  крупнотоннажных установок , использующих высокоактивные каталитические системы при относительно низких значени х температуры полимеризации (10- 30°С) и повышенных давлени х (до 60 кгс/см) В этом случае съем полимера с единицы объема реакционного пространства возрастает, удельна  поверхность теплообмена сокращаетс , а разница температур хладагента и рабочей среды уменьшаетс . При этих услови х отвод тепла от реакционной среды через стенку практически невозможен. Известный способ отвода тепла за счет испарени  расвотрител  при циркул ции через реактор значительных количеств газообразного мономера нерационалеи из-за повышенного уноса реакционной среды при барботаже. Отвод тепла при циркул ции через реактор суспензии, охлаждае.мой при дросселировании за счет испарени  растворител , возможен дл  процесса полимеризации при низких температурах лишь при использовании весьма иизкокип щих растворителей , например этана.

Известен способ полимеризации газообразных олефинов с отводом тепла за счет вскипани  жидкого мономера, подаваемого в полимеризатор в виде конденсата паров непрореагировавшего моно.мера. Согласно этому способу образующийс  при вскипании газообразный мономер сжимаетс  компрессором и охлаждаетс  в выносном теплооб.меннике ниже те.мпературы конденсации. В этот же теплообменник подаетс  мономер, выделившийс  из суспензии полимера при выгрузке ее на дальнейшую обработку. Сжиженный мономер насосом подаетс  в полимеризатор. Кроме того,

3 в установке предусмотрен снециальиый компрессор дл  циркул цин газообразного мономера через реакннонную среду. Этот снособ имеет р д недостатков, которые не позвол ют нспользовать его в опнсанных выше условн х ведени  процесса нолимеризадии: 1.Унос вместе с наро-газовой смогью нз полнмеризатора канель растворител  с частнцами нолимер  II катализатора, которые, высажма сь на стенках теплообменника, ухудшают услови  теплообмена. 2.Снижение коэффициента теплоотдачи при конденсации вследствие иаличи  газа в составе конденсирующегос  моиомера. 3.Необходимость в непрерывном отборе из теилообменника присутствующего водорода в паро-газовой смеси, ностунающей на конденсацию . Дл  использовани  водорода как регул тора молекул риого веса необходима цнркул ци  его через полимеризатор. При этом циркулирующий через теплообменник водород будет насыщатьс  нарами мономера, заметно снижа  количество сжиженного мономера, поступающего в полимеризатор. Дл  восстановлени  теплового баланса потребуетс  увеличить кратность циркул ции паро-газовой смеси . 4.Необходимость повышать давление или снижать температуру коидепсации (за счет применени  более низкотемпературного хладагента ), наличие водорода в наро-газовой смеси снижает парциональное давление мономера . Целью изобретени   вл етс  устранение указанных недостатков. Эта цель достигаетс  тем, что используемый дл  отвода теила моиомер десорбнруют цутем дросселировани  из реакционной среды, циркулируемой через полимеризатор , а затем выделившийс  мопомер с минимальным содержанием газа-редуктора компремируют, конденсируют и ввод т полимеризатор , где переход щий в газообразное состо ние мономер барботпрует через реакционную среду и полиостью раствор етс  в ней. Кроме того, с целью исключени  расслоени  компонентов газовой фазы полимеризатора и обеспечени  интенсивного массообмена 1ежду газом-редуктором молекул рного веса и реакционной средой, производ т циркул цию газа в полимеризаторе, исиользу  эжектирую:дий эффект потоков реакционной среды или мономера, которые циркулируют через полимеризатор . В качестве примера реализации предлагаемого способа полимеризации иа чертеже изображена схема полимеризации газообразного олефина в присутствии водорода как регул гора молекул рного веса. Сусиензию полимера в растворителе, например в бензине, с растворенным мономером, налример этиленом, из полимеризатора 1 выгружают через дроссельный клапан 2 в емхость дл  дегазации 3. Нри сбросе давлени  :аэ бензина выдел етс  избыточный этилен,

4 который вместе со свежим этиленом, поступающим по трубопроводу 4, компрессором 5 при давлении, несколько превышающем давление полимеризации, подают в конденсатор 6. Выделившийс  нри дросселировании этилеи содержит весьма незначительное количество водорода, вследствие Jмaлoй его растворимости в бензине, которое практически пе вли ет на услови  теплообмена в конденсаторе и на снижение количества коиденсируемого мономера. Сконденсироваиньи этилеи чореч кланан 7 ввод т в полимеризатор 1. Нереход  в газообразное состо ние, мономер барботирует через реакционную среду, полностью раствор  сь в бензине. Р1аличие кланана иа линии нодачи моиомера в полимеризатор иозвол ет вести полимеризацию при разных режимах, т. е. делает независимым режим поли.меризации от дав.тени  мономера после компрессора и в конденсаторе, что упрощает систему автоматического регулировани  ироцесса. Кроме того , за счет перепада давлени  при вводе мопомера в полимеризатор улучщаютс  услови  распределени  мономера в реакционной среде. Суснензию из емкости 3 насосом 8 возвращают в полимеризатор I, а часть суспензии по линии 9 отбирают на дальнейшую обработку . При дросселировании суснензии происходит захолаживаиие суспензии и выдел ющегос  моиомера. Подача в полимеризатор захоложенной суспензии позвол ет компепсировать тепло, В1з1дел ющеес  при растворении газообразного мономера (количество мономера, растворившегос  в реакционной среде, примерно равно количеству десорбированного мономера при дегазации суспензии). Катализатор со свежим растворителем подают в полимеризатор по линии 10. За счет циркул ции суспеизии и барботажа газа осуществл етс  интенсивпое перемешивание реакционной среды. При отсутствии протока газа через газовое пространство полимеризатора в верхней части его может нроизойти накопление водорода, что не позволит эффективно использовать водород дл  регулировани  молекул рного веса полимера. Во избежание расслоени  водорода и мономера газовой фазы ввод циркулируемой суспензии в полимеризатор 1 осуществл ют через эжектор-смеситель И, с помощью которого происходит циркул ци  газа в газовом пространстве и интенсивный массообмеп газа с вводимой в полимеризатор суспензией. Таким образом, энерги  циркулирующего потока суспеизии используетс  дл  перемешивани  как жидкой, так и газовой фазы, что позвол ет исключить устаиовку компрессора дл  циркул ции неконденсирующихс  газов. Непроточность системы по газу нри этом остг. етс , вследствие чего отсутствует унос из поимеризатора . Аналогичный результат может быть достигнут при использовании энергии поока мономера, подаваемого в полимеризатор после клапана 7. Все это значительно упрощает схему, а также оборудование установки дл  полимеризации.

Предмет изобретени 

Способ полимеризации газообразных олефинов в среде углеводородного растворител  в присутствии катализатора и неконденсирующегос  газа, например водорода, в качестве регул тора молекул рного веса полимера с отводом тепла реакции полимеризации за счет вскипани  сжиженного мономера, отличающийс  тем, что, с целью предотвращени 

расслаивани  компонентов газовой фазы в полимеризаторе л устранени  отрицательного вли ни  газа - регул тора молекул рного веса на теплообмен п уноса частиц реакционной среды, последнюю отбирают из полимеризатора , дросселируют и возвращают в полимеризатор через эжектор-смеситель, куда также подают циркулирующий газовый поток из полимеризатора , а выделивщийс  при дросселировании реакционной среды мономер с минимальным содержанием газа - регул тора молекул рного веса компремируют, конденсируют и возвращают в полимеризатор.