SU614733A3 - Реактор полимеризации этилена при высоком давлении - Google Patents

Description

Изобретес ае относитс  к устройстаам дл  непрерывного получени  полимеров этйлена, в которых перемешивание реагентов осуществл етс  за счет энергии вводимого зтштенового. сырь . .

Известен реактор полимеризаций этиле а нри йысоком давлении, содержащий толстостенный цилиндрический корпус с крышкой, днищем по крайней мере с двум  соплами дл  ввода мономера и отверстием дл  вывода  рОдукта tM

Недостатком этого устройства  вл етс  не-, высока  степень смешени  реагентов из-за потери энергии потоком реагентов при. их тайгенциальной подаче в корпус.

Цель изобретени  - интенсификаци  процесса смешени  реагентов.

Дл  достиже:ни  указанной цели выходные каналы сопл располол ены в осевой плоскости корпуса под острым углом к его оси, параллельно один другому и направлены в нротиаоположные стороны.

Выходные каналы сопл размещены пр разные стороны от оси .Корпуса. Выходные каналы сопл могут быть также расположены от диаметральной плоскости, дел щей корпус пололам , на рассто нии, равном 1/10; 1/4 его длиHbi . Выходные каналы сопл, кроме того, могут

быть расположены под углом от 5 до 4$°, предпочтительно под углом от 10. до 30°, к оси корпуса. Реактор мойсег быть снабжен дополнительным тангенд ально установленным соплом ;д   ввода мономера, расположенным между упом  нутыми соплами.

Такое коиструктнвное выполнение реактора обеспечивает прохождение потоками реагентов относительно больших рассто ний до их столкновени  со стенками реактора, что значительно снижает потерю ими энелгин н улучшает их перемешивание.

- На фиг. I представлена технологическа  схема полимеризаци  этиле а высокого давлени ; на фиг. 2 предлагаемый реактор, разрез; и а фиг. 3 - разрез А-А фиг. 2; на фиг. 4 -г вариант вы полнени  сопла.

Реактор полимеризации этилена содержит толстостенный цилиндрический корпус 1 с крышкой 2, днищем 3 и соплами 4, 5 и 6 дл  подачи мономера (этилена) в реактор из трубопровода с помощью первичного 8 и вторичного 9 комп|зессоррв через холодильник 10, клапан Ни патрубки 12, 13 и 14. В днише 3 выполнено с ерстие 15 дл  вывода образующегос -полимера и непрореагировавгпего этилена через предохранительный клапан 16, сепарато ра 17 высокого давлени , клапан 18 и сеаратор 19 HJtfaiROro давлени  в гранул тор 20. л  возврата отделенного.,в сепараторах 17 и 19 этилена в компрессоры 8 и 9 предусмотреы трубопроводы 21 и 22 соответственно.

Дл  ввода инициатора в исходный мономер редусмотрены трубопроводы 23, 24 и 25.

В цилиндрическом корпусе I выполнены отверсти  26, 27 и 28. Отверстие 26 располо-. жеио на рассто нии одной трети длины корпуса I от крышки 2, а отверстие 28 на том же рассто нии от днища 3.

На фиг. 3 видно, что отверсти  26 к 28 диаметрально противоположны, а отверстие 27 находитс  между ними.

Патрубки 12, 13 и 14 проход т через эти отверсти  виутрь корпуса .

Выходной каиал 29 сопла 4 расположен в осевой плоскости корпуса t под углом от 5 до 45°, йренмущественно от. 10 до 30, например 20°, к продольной оси и направлен к крышке 2. а выхрдиой канал-сопла 6 расположен аналогично, но направлен к днищу 3. Сопло 5 расположено тангенамально к стенке корпуса 1.

Выходные каналы сопл 4 и 6 размещены Qt диаметральной плоскости, дел щей корпус пополам, иа рассто нии равном l/iO:l/4 его длины.,

Устройство работает следующим образом. Этилен подаетс  из трубопровода 7 компрессорами 8 и 9. Первичный компрессор повышает давление этиле а до величины, например, 250 Kt/cM, а вторичный компрессор 9 сжиX ает этилен до давлени  лсф дка ЮОО кг/см. Температура сжатого этилена регулируетс  в холодильнике 10 до требуемой. Сжатый этилен раздел ют на три потока с помови ю клапана И и через патрубки 12, 13   14 подают в цилнидрнческиЙ I в трех различных точках.

Б состав этиленового сырь  можно добавл ть н другие мономеры, образующие сополимер с эт леиом, например непредельные сложные эфиры, в ч сгйости этиловый акрилат, виwatrnfrya  л  т1Ю1лпрошюват, ненасыщенные «а рботише .кислоты, наприи акрнлсшую и шетмрндо у, алке овые соедн енн . наприИа jsp&rODKs   иеогевсен, н другие непределыпм соединеи  , в частности а1цри онитрил « хд(рйстыА винмл. В этиленовое сырье можно Авод ть (гмн , ретулнрующне молекул р«t A «ее, нвпр мер водород, пропан и бутан, да  11ЛЯ несколько стабилизаторов, антнокис лмте     средства, С1пмаюшие статические за .р да.- .... .

в эимен,  оступающнй по трубопроводам IS, 13 м 14, может 6tikTb введен нниц атор по трубопроводам 23, 24   2S. Примерами таких йача ьных цеитров цеп ых реакций ин аиаторе  л  ю с  кислород, перекиси,, например «KpcKitcb днэтила, двхгтретична  перекись бути а , перекись л уронла, перекись каприлоила И 1| еп1цный бутилош1Й вербензоат н соевине ив «зотк - азнны   окснмы. В улкош Выходном канале сопл 4   5 происходект й рденне давлени , что вызывает нстечю ке эгнле а с высокой скоростью. Переданный таким образом реакционной массе импульс образует циркул ционные потоки в верхней Б и нижней В зонах корпуса I. Эти потоки вращаютс  в одном направлении в вертикальной плоскости, как показано стрелками на фиг. 2.

В средней зоне Г между зонами в этой плоскостн имеет место вращающийс  поток в противоположном , направлении. Вследствне того, что этилен вводитс  тангенциально через сопло в средней зоне, в плоскости, перпендикул рной продольной оси корпуса, также образуетс  вращающийс  поток.

Так как сопла 4 н 6 устанавливают, как показано на фиг. 3, вращающиес  потоки в плоскости, перпендикул рной продольной оси корпуса, будут возникать в зонах Б н В в дополненин к вращающемус  потоку в вертикальной плоскости, причем направление этих вращающихс  потоков предпочтительно то же, что и направление вращающегос  потока, образованного в q}eднeй зоне Г сопла 5.

9 Описа 1|ые потоки обеспечивают интенсивное п емеш ввнне введенного этилена н содержнмого корпуса, так что этиленовое сырье быстро дост шет температуры реакцин. Благодар  этому же эффекту все содерж мое корпуса быс1ро подвигаетс  охлаждающему воз5 дейсгв ю со стороны введенного этилена, так что температура в в действ тельност« не превышает макс иально допустимого зиаченн  в любом месте, чему способствует отсутствие мертвых зон в преобладающей модел  потока.

Через каждое  з питательных сопл может быть введено равное колнчество этиле а. Однако распределительным клапаном П этн количества могут бы гь также отрегулированы на объем той части корпуса, котора  прежде всего заполн етс  этиленом через сопла. Температура в зонах Б, В и Г преимущественно отрегулирована на различные значени  так.чтобы получать полнмер с широким распределеннем по молекул рному весу. Колнчество прнмен е , мого   нц атора по сравнеиню с кол чеством

этиле а, вводимого в реактор, небольшое (от 0,001 до 5 мол. % по отнощеннЮ к этилену), оно завис т от типа инициатора и требуемой температуру. При введени  большого количества ин цматора большее количество этилена

S будет водвергатьс  превращен ю, поэтому температура повыснтс  Вследствне экзотермической реакцЯи .полимеризации..

Среднее врем  выдержкн эт лена в реакто ре  вл етс  сравннтельно короткнм (около .30 ф поэтому необходимо использовать ни ицнатор

с коротким периодом полураспада. При полимер зац   эт лена высокого давлени  обычно примен ют  нициатЬр с периодом Полураспада д,05-т;1,6 с при температуре р зоне реакци . Если период полураспада длиннее, часть

Л инициатора выйдет из реактора неиспользованным , при более коротком периоде полураспада инициатор подвергаетс  слишком скорому разложению .

Claims (2)

1. В оп санном реакторе в зоне Б поддерживают температуру ISSC и в качестве инициагоЛ ра по меи ют пепекйск л мппил  с попипппи полураспада ниже 0,5 с при этой температуре 8а едаей зоне Г. поддерживают температуру 2S5 Си используют третичный бутилпероксидкэ тидзоегэт с периодом полураспада при этой температуре ниже 0 с и в зоне В поддерживают температуру и в качестве икициагора двутретичйую п фекись бутила с пер одт полураспада при этой температуре около 0,5 с. И иоиатсфы ввод т в этилеиовое сырьё в виде раствора или суспеизии в подход щем разбавителе. Даэление в реакторе равио коиечиому давлению вторичного компрессора за вычетом потери давлени  в питательиых трубопроводах и потери да1вле й8 в питательных соплах, в описанной ко струкцни давлеиие составл ет 1 кг/см«. -. П лиэтн ев, долучеикый в реакторе, вместе С;неК(( количеством «епревращенжхго этнленз выпускают через предохранительный клапаи Ш в сепаратор 17 высок н давлени . Давление в этом сепараторе составл ет около 250 кг/см. Отделеииый этлеи возвращают иа всасывающую сторону вторичного ксжпрессора 9оо трубопроводу 21, в то врем  как отделённый полиэтилен направл ют в (жпаратор 19 низкого давлени  через клапан 18. Давление в этом сепараторе около 1 тм, отделенный этилен возвращают на всасывающую сторону первичного компрессора по трубопроводу 22. Поли этилеи, выгруженный КЗ сепаратора 19, с помощью граиул тора 20 превращают в гранулы. Конкретный пример выполнени   зЫ тени . Вертикальный диаметром 10. см и высотой 100 см (емкостью сжоло 8 л) заполн ют этилеиом и 2,5 мол. % пропана и иебольщнм ммичеством ннкциатора в трех точках: 100 кг/ч в точку, наход щуюс  на 30 см ниже фышки в направлении к крышке, под углом 15 к вертикали, 50 кг/ч в середину корпуса в тангенциальном направлении и fOO кг/ч в .точку. Наход щуюс  на 35 см выше днища в направлении к днищу, под углом 15° к верти-, кааи. После псюышени  давлеии  до 2000 кг/см с помощью компрессоров юод т этилеи и температуре через патрубЮ 12, 13 и И, нме нц е снутренни  диам 5 мм, звканчнвающнес  в корпусе в виде сопл с нанме ьщнм дааметром I мм. Потер  давлени  в (юдвод .щих трубопроводах составл ет 10 кг/см, а в соплах 40 кг/см. Давление в реакторе 1950 кг/см. В верхний gaipy6oK эчилена добавЛЯ19Т перекись лауроила из расчете 9,40 кг на т получаемого полиэтилена в среднем 0,79 кг/т третичного бутилпероксидиэтнлаиетата II в нижний патрубок - 0,03 кг/т дву-третичкоЙ перекиси бутила. Температура в верхней зоне реактора t85, в средней 225 и в нижней зоне 265G. Через отвер(:ггие в дннще выгружают 37 кг/ч полиэтилеиа   213 кг/ч этилена. Полиэтилен, выделенный из этой смеси с помощью сепараторов, Hueet- удельный вес 0,925 Krlsft и индекс расплава 1,5 кг/10 мин. Пленка, полученна  из такого полиэтилена характернз1уетс  гл нцем, равным 60 ед. (АЗТМ Д 523-53 Т), прозрачностью 22 (EEL) и непрозрачностью 7.7% (ASTM - Д ). В предлагаемом реакторе обеспечиваетс  интенсификаци  процесса смешени  реагентов с одновременным уменьшением энергозатрат. Формула изобретени  1.Реактор полимернзацнн этилена при высоком давлении, содержащий толстостенный цилиндрический корпус с крышкой, днищем, пэ крайней мере с двум  соплами дл  ввода мономера н отверстием дл  вывода продукта, отлич((к цийс  тем, что, с целью интенсификации процесса смешени  реагентов, выходные каналы сопл расположены в осевой плоскости корпуса вод острым углом к его осч, параллельно один другому н направлены в противоположные стороны.
2. 2.Реактор по п. I, отличающийс  тем, что выходные каналы сопл расположены по разные стороны от оси корпуса. 3 Реактор по п. 2, отличающийс  тем, 4то выходные кайалы сопл расположены от диаметральной плоскости, дел щей корпус , лам, на рассто нии, равном 1/10;1/4 его длины 4.Рбактор по пп. 1--3, отличающийс  тем, что выходные каналы сопл расположены под углом от 5 до 46° к осн корпуса. 5.Реактор по п. 4, отличающийс  тем, что ВЬгходныб каналы сопл расположены .под углом от fO до 30 к оси корпуса. 6.Реактор по пп. 1-5, отличающийс  тем, то он снабжен дополнительным тангенциальо установленным соплом М  ввода мономера, асположенвык между упом нутыми соплами. Источнкки информации, прин тые во внимание при зйспертизе: I. Патент Англнк № 1312639, кл. С 3 Р, 4.04.73.

   ,ч

   L/ Ь i i wA.J /I 1-.

   rt I у

   7

   L -,±

   I ;

   Y

   ---it:

   --t-T

   й.-г i

   ФиУ.:2