SU889667A1 - Способ получени полиэтилена - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНА

. Изобретение относитс  к технологии получени  полиэтилена в трубчатом реакторе по методу высокого давлени  и может быть использовано в химической промышленности. Известен способ получени  полиэтилена путем полимеризации этилена в трубчатом реакторе при высоких тем пературе и давлении в присутствии кислорода, который смешивают с пото ком этилена и подают в начало трубчатого реактора 1.. Однако смешение кислорода с этиленом провод т при давлении 15-25 а поскольку компримирование чистого кислорода до рабочих давлений невозможно . Ввиду наличи  большой инерци онности и запаздывани  расход кис лорода - температура в реакторе в канале управлени , свойственных известным способом получени  полиэтилена по методу высокого давлени , в системе возникают колебани , и управление температурным режимом и давлением становитс  затруднительным . Кроме того, процесс характеризуетс  относительно невысокой конверсией этилена (не более 20%). Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ получени  полиэтилена путем полимеризации этилена по методу высокого давлени  в присутствии в качестве инициатора кислорода, подаваемого на вход и в точки по длине многозонного трубчатого реактора. По этому способу полимеризацию этилена провод т в многозонном трубчатом реакторе при давлении 2100 атм и 180-290°С в присутствии кислорода. Смесь этилена с кислородом под реакционным давлением ввод т в трубчатый реактор в виде двух отдельных потоков. Первый поток ввод т в начало реактора, а второй - в точки, расположенные на рассто нии 15-85% от начала реактора. Введение кислорода в потоке этилена в двух или более точках реактора позвол ет примен ть более значительную суммарную концентрацию инициатора в общей реакционной смеси по сравнению с введением кислорода в потоке этилена только в начало реактора 2. Однако этот способ характеризуетс  трудностью регулировани  температурного режима и относительно низкой конверсией -(не более 22%). Целью изобретени   вл етс  повышение конверсии этилена за один проод через реактор и увеличение бытродействи  управлени  его темпеатурным режимом.

Эта цель достигаетс  тем, что в способе получени  полиэтилена путем полимеризации этилена по методу высокого давлени  в присутствии в качестве инициатора кислорода, подаваемого на вход и в точки по длине, многотонного трубчатого реактора, кислород-, вводимый в реактор, подают в виде раствора в инертном газе под реакционным давлением, причем в качестве точек ввода по длине реактора выбирают точки, в которых температура после достижени  максимального значени  уменьшилась не менее чем на 10-40°С..

Дл  поддержани  заданного давлени  в реакторе и максимальной температуры в зонах реактора давление регулируют путем изменени  степени открыти  редукционного клапана в зависимости от отклонени  давлени  и .температур от их заданных значений, а температуру в зонах реактора регулируют изменением расхода раствора кислорода в соответствующую точку по величине отклонени  максимальной температуры от ее заданного значени , причем температуру поддерживают не ниже заданной.

В качестве инертного газа используют , например, азот, аргон, гелий и др. Соотношение массовых концентраций кислорода и инертного газа составл ет 0,04-0,3, т.е. максимальна  концентраци  инертного газа на полный поток этилена не превышает О ,2.10 мае.ч. (или 0,02%). Это. количество существенно ниже концентраций примесей, которые обычно содержатс  в полимеризационном этилене, и не вли ет на частоту и объем сброса этилена из системы циркул ции.

На чертеже представлена принципиальна  технологическа  схема узла полимеризации.

П р и- м е р 1. (см. чертеж) . Процесс полимеризации этилена провод т в двухзонном по распределению потока мономера трубчатом реакторе длиной 1500 м. Этилен, компримированный до 2000 атм компрессором 1, распредел ют на два потока. Первый массовый поток в количестве 28000 кг/ч через теплообменник, в котором его температуру довод т до 160 + 5 С, подают в первую зону 2 трубчатого рёак1 ора, второй - в таком же количестве с температурой 40+10°С подают между выходом первой зоны и входом второй зоны 3 реактора, т.е. на отметку 570 м от начала первой зоны. Инициирование процесса осуществл ют подачей раствора кислорода в азоте под давлением 2000 атм с помощью компрессоров 4-7. Компрессор 4 подает раствор кислорода в азоте на вход

первой зоны, а компрессоры 5,6 и 7 в точки, расположенные друг от друга через интервал 100 м, начина  с 950 м от начала первой зоны. Концентраци  кислорода, растворенного в азоте, 10 об.%. Расход раствора в первую зону составл ет 5,6 кг/ч. Потоки раствора кислорода в азоте на выходе компрессоров 5,6 и 7 составл ют каждый 1,12 кг/Ч.

По длине трубчатого реактора рас положены термопары 8-11, сигналы которых сообщаютс  регул торам темпер атуры 12-15. Давление на входе в реактор измер етс  датчиком давлени  16, сигналы с которого поступают на регул тор 17, управл ющий клапаном 18.

При проведении процесса полимери .зации максимальную температуру в первой зоне реактора на отметке 250 м

0 (от начала реактора) поддерживают

295+5°С, соответствующую температуру во второй зоне реактора на отметке 800 м поддерживают 300+5 с. Температура в точках очередной подачи раствора инициатора 265±5°С.

Из реактора поток поступает последовательно в отделители высокого и низкого давлени  по обычной схеме. Выход полиэтилена 17,9 т/ч (или конQ верси  32%), плотность 0,918 г/см, показатель текучести расплава 2,02 г/10 мин.

Регулирование температурного режима проводитс  следующим образом.

- Регул торы температуры 12-15 осуществл ет с помощью блока выбора максимума выбор максимального значени  температуры в зоне. Максимальное значение температуры (Т) сравниваетс  с заданным (Т) в сумматоре и

0 через усилитель подаетс  на блок дистанционного управлени  приводом компрессора , причем, если то частота вращени  вала компрессоров 4-7 увеличиваетс  пропорционально

5 разности а если Т,,,, то частота вращени  вала компрессора уменьшаетс  пропорционально этой разности .

Если температура во всех точках

Q реактора не превышает допустимой Тдоп) то разность Тдоп-Тутюх, котора  вычисл етс  сумматором, положительна и не проход т через блок ограничени  2 на сумматор. В этом случае выход сумматора равен разности где Р - Заданное давление; Р - давление на входе в реактор. Усилитель выдает сигнал, пропорциональный этой разности На редукционный клапан 18 таким образом, что если Р,-Р70, то

0 клапан открываетс , иначе - закрываетс , т.е.. реализуетс  обычна  схема регулировани  давлени .

Если , дл  любой из зон реактора отрицательна, то на выходе

5 блока ограничени  по вл етс  сигнал

К2.(Тдоп-Тгу,о,х) ГД® i коэффициент прбпорциональности, а на выходе сумматора сигнал .Тдо„-Т,,) 1 , который после усилител  приходит на редукционный клапан 18.

Таким образом, в этом случае осуществл етс  регулирование давлени  по превышению температурой в реакторе заданного значени .

После снижени  давлени  и изменени  подачи раствора кислорода в азоте , которое обеспечиваетс  регул тором температуры, разность , становитс  положительной и регул тор давлени  снова обеспечивает регулирование , при котором Р РЗ.

П р и м е р 2. Опыт провод т в услови х примера 1, но заданную максимальную температуру в первой зоне поддерживают 290+50С, во второй зоне поддерживают максимальную температуру 285±5С, а температура в точках очередной подачи раствора инициатора 260°С (т.е. снижение температуры в пределах ).

Конверси  составл ет 27%, плотность полиэтилена 0,916 г/см, предел текучести расплава 1,97 г/10

Предложенный способ позвол ет увеличить конверсию этилена и быстродействие управлени  его температурны

режимом.

Годовой экономический эффект от

использовани  способа на установке

мощностью 65 тыс.т/год составл ет

200 тыс.р.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ получени  полиэтилена

   путем полимеризации этилена по методу высокого давлени  в присутствии в качестве инициатора кислорода, подаваемого на вход и в точки по длин многозонного трубчатого реактора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  -конверсии этилена за один проход через реактор и увеличени  быстродействи  управлени  его температурным режимом, кислород вводимый в реактор, подают в виде раствора в инертном газе под реакционным давлением, причем в качеств точек ввода по длине реактора выбирают точки, в которых температура после достижени  максимального значени  уменьшилась не менее чем на 10-40°С.
2. 2. Способ по п. 1, отличающий с   тем, что с целью поддержани  заданного давлени  в реактор и максимальной температуры в зонах реактора, давление регулируют путем изменени  степени открыти  редукционного клапана в. зависимости от отклонени  давлени  и температур от их заданных значений, а температуру в зонах реактора регулируют путем изменени  расхода раствора кислорода в соответствующую точку по величине отклонени  максимальной температуры от ее заданного значени , причем температуру поддерживают не ниже заданной.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Патент Японии 20240, кл, 25Н, опублйк. 1961.

   2.Патент Франции № 1306661, кл. С 08 F 1962 (прототип) .

   н«

   ОггЭ

   fff