Устройство и способ осуществления реакции газофазной полимеризации в псевдоожиженном слое

Изобретение относится к устройству и способу полимеризации и применимо для осуществления реакции газофазной полимеризации в псевдоожиженном слое. Устройство включает первую секцию, которая представляет собой вертикальную цилиндрическую секцию, имеющую диаметр D1 и площадь A1 поперечного сечения, и вторую секцию, смонтированную в вертикальном направлении над первой секцией и расположенную по центру относительно вертикальной оси, общей с вертикальной цилиндрической первой секцией, при этом основание второй секции имеет цилиндрическое поперечное сечение диаметром D1, который сотставляет более 4,5 м, и соединено с верхней частью первой секции, а максимальная площадь А2 горизонтального поперечного сечения второй секции над ее основанием в 3,2-6 раз больше площади A1 поперечного сечения первой секции. Способ полимеризации олефинов включает полимеризацию одного или нескольких олефинов в условиях реакции в псевдоожиженном слое в описанном выше устройстве. Изобретение обеспечивает повышение производительности и гибкость в оптимизации способа полимерицазии. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 пр.

 

Настоящее изобретение касается устройства и способа полимеризации и, в частности, применимо для осуществления реакции газофазной полимеризации в псевдоожиженном слое.

Способы полимеризации олефинов в данной области техники общеизвестны. Эти способы можно осуществлять, например, путем введения олефинового мономера и других реагентов, таких как сомономеры, агенты переноса цепи и инертные реагенты, в реактор полимеризации, содержащий полиолефин и катализатор полимеризации.

При газофазной полимеризации олефинов в псевдоожиженном слое полимеризацию осуществляют в реакторе с псевдоожиженным слоем, в котором слой частиц полимера поддерживают в псевдоожиженном состоянии с помощью восходящего потока газа (псевдоожижающего газа), содержащего газообразный реакционный мономер. В ходе полимеризации в результате каталитической полимеризации мономера образуется новый полимер, при этом продукт полимеризации отводят с целью поддержания более или менее постоянного объема слоя. При осуществлении предпочтительного промышленного способа для распределения псевдоожижающего газа в слое и в качестве опоры для слоя при прекращении подачи газа используется решетка для создания псевдоожиженного слоя. Полученный полимер, как правило, отводят из реактора посредством выпускного трубопровода, расположенного в нижней части реактора, около решетки для создания псевдоожиженного слоя.

Обычно реактор состоит из первой секции, именуемой здесь "зона псевдоожижения" и, как правило, представляющей собой вертикальную цилиндрическую секцию, в которой поддерживается псевдоожиженный слой частиц; над ней расположена вторая секция, имеющая в сравнении с зоной псевдоожижения увеличенную площадь поперечного сечения и именуемая здесь "зона выделения". В этой зоне выделения в результате увеличения площади поперечного сечения происходит снижение скорости псевдоожижающего газа. Частицы, которые могут быть унесены в эту зону, больше не могут поддерживаться псевдоожижающим газом и падают назад в слой. Затем псевдоожижающий газ выходит из верхней части зоны выделения, откуда он обычно рециркулирует к днищу реактора. Несмотря на вышесказанное, какая-то часть унесенных псевдоожижающим газом частиц, так называемая "мелочь" (очень мелкие частицы), все же может выходить из верхней части зоны выделения.

Можно допустить наличие некоторого количества очень мелких частиц в трубопроводе рециркуляции псевдоожижающего газа, хотя они могут приводить к засорению трубопровода и установленных на нем элементов, например теплообменников и компрессоров, или же в трубопроводе, выходящем из верхней части зоны выделения, можно предусмотреть средства для их отделения, обычно это один или несколько циклонных сепараторов (циклонов), удаляющих "мелочь" из псевдоожижающего газа, выходящего из реактора. Затем удаленную "мелочь" можно возвратить в реактор, в то время как газовую фазу, по существу не содержащую очень мелких частиц, можно использовать повторно, как это принято в данной области техники.

Снижение скорости псевдоожижающего газа в зоне выделения в сравнении с его скоростью в зоне псевдоожижения, как правило, непосредственно связано с соответствующими площадями поперечного сечения. Так, увеличение площади поперечного сечения вдвое уменьшает скорость газа наполовину. Поэтому до настоящего времени при проектировании и монтаже реакторов обычно необходимо было лишь сохранять соответствующие размеры поперечного сечения зоны выделения в сравнении с зоной псевдоожижения. Стандартное соотношение составляет порядка 2,5-2,9, предпочтительно 2,6-2,8 (см., например, US 4588790, US 4543399). Это относительно узкие пределы, но такие узкие пределы являются нормальными, так как для обеспечения подходящего уменьшения скорости требуется минимальное соотношение; и поэтому обычно считают, что слишком большое увеличение этого минимального соотношения дает мало преимуществ при возросших издержках. (Зона выделения смонтирована в верхней части реактора. Увеличение размера и, следовательно, веса зон выделения требует увеличения расхода материала на их создание, а также усиления опорной части, так что имеется существенный стимул к минимизации размера.)

Несмотря на вышеизложенное, в настоящее время неожиданно обнаружили, что при осуществлении процессов полимеризации в реакторах с относительно большой площадью поперечного сечения в зоне псевдоожижения значительные преимущества дает использование зоны выделения с площадью поперечного сечения, которая сама по себе является относительно большой в сравнении с площадью поперечного сечения зоны псевдоожижения.

Таким образом, в соответствии с первой особенностью настоящего изобретения предлагается устройство для газофазной полимеризации олефинов в псевдоожиженном слое, включающее:

A) первую секцию, которая представляет собой вертикальную цилиндрическую секцию, имеющую диаметр D1 и площадь A1 поперечного сечения, и

B) вторую секцию, смонтированную вертикально над первой секцией и расположенную в центре относительно вертикальной оси, общей с первой вертикальной цилиндрической секцией, причем основание второй секции имеет цилиндрическое поперечное сечение диаметром D1 и соединено с верхней частью первой секции, а площадь горизонтального поперечного сечения второй секции над ее основанием больше площади поперечного сечения первой секции,

отличающееся тем, что:

i) D1 больше 4,5 м и

ii) вторая секция имеет максимальную площадь A2 горизонтального поперечного сечения, которая в 3,2-6 раз больше площади A1 поперечного сечения первой секции.

Далее, в соответствии со второй особенностью настоящего изобретения предлагается способ полимеризации олефинов, включающий полимеризацию одного или нескольких олефинов в условиях реакции в псевдоожиженном слое в устройстве, которое состоит из

A) первой секции, которая представляет собой вертикальную цилиндрическую секцию, имеющую диаметр D1 и площадь A1 поперечного сечения, и

B) второй секции, смонтированной вертикально над первой секцией и расположенной в центре относительно вертикальной оси, общей с первой вертикальной цилиндрической секцией, причем основание второй секции имеет цилиндрическое поперечное сечение диаметром D1 и соединено с верхней частью первой секции, а площадь горизонтального поперечного сечения второй секции над ее основанием больше площади поперечного сечения первой секции, и отличается тем, что:

i) D1 больше 4,5 м и

ii) вторая секция имеет максимальную площадь A2 горизонтального поперечного сечения, которая в 3,2-6 раз больше площади A1 поперечного сечения первой секции.

Во избежание неясности, площадь горизонтального поперечного сечения первой секции равна π(D1/2)2.

Так как D1 равен по меньшей мере 4,5 м, площадь A1 первой секции составляет по меньшей мере 15,9 м2, а A2 должна быть по меньшей мере 50,9 м2.

Предпочтительно, D1 равен по меньшей мере 5 м, тогда A1 составляет по меньшей мере 19,6 м2, а A2 - по меньшей мере 62,8 м2.

Определенный верхний предел для D1 не существует, однако, как правило, D1 должен быть не более 10 м, например 5-7 м.

Площадь горизонтального поперечного сечения второй секции над ее основанием больше площади поперечного сечения первой секции, а максимальная площадь ее горизонтального поперечного сечения в 3,2-6 раз больше площади A1 поперечного сечения первой секции. Таким образом, вторая секция в сравнении с первой секцией является секцией с увеличенной площадью поперечного сечения.

Предпочтительно, вторая секция имеет максимальную площадь A2 горизонтального поперечного сечения, которая в 4-6 раз больше площади A1 поперечного сечения первой секции.

Вторая секция предпочтительно имеет круговое горизонтальное поперечное сечение.

Как известно в данной области техники, вторая секция, как правило, является секцией или зоной выделения, но с относительно увеличенной площадью поперечного сечения в ее самом широком месте.

В первом варианте осуществления изобретения вторая секция может быть выполнена в виде перевернутого усеченного конуса, в котором площадь горизонтального поперечного сечения с увеличением высоты увеличивается по всей высоте второй секции и в котором максимальная площадь имеет место в верхней части второй секции.

Во втором варианте осуществления изобретения вторая секция может включать нижнюю часть, выполненную в виде перевернутого усеченного конуса, и верхнюю часть, соединенную с верхом нижней части и представляющую собой вертикальную цилиндрическую часть, расположенную в центре относительно вертикальной оси, общей с первой цилиндрической секцией, и имеющую площадь горизонтального поперечного сечения, которая в 3,2-6 раз больше A1 (в этом втором варианте осуществления изобретения высота части, выполненной в виде усеченного конуса, обычно намного меньше высоты усеченного конуса в первом варианте осуществления изобретения, и изменение площади поперечного сечения с увеличением высоты части, выполненной в виде усеченного конуса, во втором варианте осуществления изобретения в сравнении с первым вариантом осуществления изобретения происходит относительно быстро).

Общая высота второй секции может быть "обычной", это означает такой же, как высота сосудов для выделения с меньшей максимальной площадью относительно первой секции; в этом случае, если сравнивать с сосудами для выделения с меньшей максимальной площадью относительно первой секции, вторая секция расширяется под углом, близким к горизонтальному, или же высота второй секции также может быть увеличена по сравнению с сосудами для выделения с меньшей максимальной площадью относительно первой секции, например, угол расширения может быть таким же или приблизительно таким же, как в сосудах для выделения с меньшей максимальной площадью относительно первой секции. Как известно в данной области техники, в любом случае для минимизации уноса частиц высота должна быть больше высоты выделения при перемещении (TDH от англ. transport disengagement height) псевдоожижающего потока.

Первую и вторую секцию вместе можно назвать "реактор" или "реактор с псевдоожиженным слоем".

В остальном, кроме указанных в настоящем изобретении размеров, реактор и осуществляемый в нем способ в данной области техники являются обычными. Примеры реакторов с псевдоожиженным слоем и их эксплуатации имеются в ЕР 0475603, ЕР 1240217, ЕР 1484344 и ЕР 0855411.

При осуществлении способов полимеризации в псевдоожиженном слое образующиеся частицы полимера поддерживаются в псевдоожиженном состоянии посредством восходящего потока реакционной газовой смеси, содержащей полимеризуемые мономеры. Получаемый таким образом полимер в виде порошка обычно отводится из реактора, для того чтобы поддерживать более или менее постоянный объем псевдоожиженного слоя частиц полимера. При осуществлении этого способа обычно используется решетка для создания псевдоожиженного слоя, которая служит для распределения реакционной газовой смеси в слое частиц полимера и выполняет функцию опоры для слоя в случае прерывания потока восходящего газа. Реакционная газовая смесь, выходящая в верхней части реактора с псевдоожиженным слоем, по наружному циркуляционному трубопроводу рециркулирует к его днищу под решетку для создания псевдоожиженного слоя.

Полимеризация олефинов является экзотермической реакцией. Реакционную смесь, содержащую полимеризуемые олефины, до рециркуляции обычно охлаждают с использованием по меньшей мере одного теплообменника, расположенного за пределами реактора. Можно вводить в зону реакции одно или несколько соединений в жидком виде. Испарение жидкости в зоне реакции обеспечивает охлаждающее действие непосредственно в зоне реакции.

Из вышеизложенного очевидно, что это устройство обычно включает также элементы, типичные для реактора с псевдоожиженным слоем, в том числе:

1) верхнюю часть, расположенную над второй секцией и соединенную с верхней частью второй секции, которая служит для закрытия верха реактора и обычно выполнена в виде купола;

2) одну или несколько труб для выпуска газа, расположенных вблизи верхней части, а предпочтительно в верхней части устройства, по которым псевдоожижающий газ может выходить из устройства;

3) решетку для создания псевдоожиженного слоя, расположенную в основании первой секции, которая поддерживает слой при отсутствии подачи псевдоожижающего газа;

4) нижнюю часть, расположенную под основанием первой секции и соединенную с ним, которая служит для закрытия днища реактора и обычно выполнена в виде перевернутого купола;

5) одно или несколько отверстий для впуска газа, расположенных в нижней части, для подачи псевдоожижающего газа под решетку для создания псевдоожиженного слоя;

6) трубопровод для рециркуляции, соединяющий одно или несколько отверстий для выпуска газа в верхней части устройства с одним или несколькими отверстиями для впуска газа, расположенными в нижней части, и

7) одно или несколько отверстий (патрубков) для отбора полимера, расположенных в первой секции.

Кроме того, устройство предпочтительно включает один или несколько нижеуказанных элементов, которые, как правило, известны в данной области техники:

1) один или несколько элементов на трубопроводе для рециркуляции, предназначенных для обработки псевдоожижающего газа до рециркуляции, таких как компрессоры, теплообменники, продувочные трубопроводы и (или) трубопроводы для ввода реагентов;

2) одно или несколько впускных отверстий для введения компонентов реакции, таких как катализатор, реагенты или инертные жидкости, непосредственно в первую секцию реактора и

3) один или несколько циклонных сепараторов, установленных на трубопроводе для рециркуляции вблизи одного или нескольких отверстий для выпуска газа с целью удаления очень мелких частиц, захваченных газом.

В последние годы предпринимаются попытки разработать реакторы полимеризации с псевдоожиженным слоем с увеличивающимся диаметром в первой секции (секции псевдоожижения), в частности, для повышения производительности каждого отдельного реактора.

В настоящее время установлено, что при рассматриваемых здесь сравнительно больших диаметрах реактора, которые определены как диаметр D1, составляющий в первой секции (зоне псевдоожижения) более 4,5 м, предпочтительно более 5 м, увеличение общего количества пропускаемого газа приводит к увеличению количества очень мелких частиц, даже если размеры зоны выделения увеличены пропорционально размерам зоны псевдоожижения.

Удивительно, что это происходит, как было установлено, даже при той же линейной скорости газа (скорость Vf псевдоожижения) в реакторе.

В противоположность этому, при применении устройства, предлагаемого в настоящем изобретении, можно обеспечить существенное уменьшение уноса частиц, даже в сравнении с реакторами меньшего диаметра, работающими в "эквивалентных" во всем остальном условиях (например, с такой же скоростью псевдоожижения).

В одном варианте осуществления изобретения это преимущество можно использовать для обеспечения более высокой скорости псевдоожижения при осуществлении способа, предлагаемого в настоящем изобретении, в то же время поддерживая общий унос частиц не выше допустимых показателей и, в частности, не выше тех показателей, которые можно получить в реакторах меньшего диаметра.

Таким образом, несмотря на то, что при осуществлении способа, предлагаемого в настоящем изобретении, пределы скорости псевдоожижения, как правило, могут быть "типичными" для реакторов меньшего диаметра, например 0,1-1 м/с, в предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения скорость псевдоожижения может быть более 1 м/с, например 1-1,5 м/с.

В другом варианте осуществления изобретения или в дополнение к этому, уменьшение уноса частиц, которое можно достичь при использовании устройства, предлагаемого в настоящем изобретении, в сравнении с реакторами меньшего диаметра, работающими в "эквивалентных" во всем остальном условиях, дает возможность более гибкого регулирования других параметров для повышения общей эффективности способа полимеризации. К соответствующим параметрам относятся, например, общее давление в реакторе и (или) количество обычно жидких углеводородов, добавляемых в зону реакции; увеличение этих двух параметров способствует отводу теплоты реакции, в результате чего возможно повышение объемной производительности. Хотя общеизвестно, что увеличение этих параметров является выгодным, оно часто ограничено, так как при этом повышается также средняя плотность псевдоожижающего газа, что обычно приводит к увеличению уноса частиц.

При осуществлении способа, предлагаемого в настоящем изобретении, регулирование таких параметров все еще может приводить к увеличению уноса частиц, но, во-первых, поскольку в способе, предлагаемом в настоящем изобретении, исходный показатель уноса частиц ниже, чем в любом реакторе меньшего диаметра, работающем в "эквивалентных" во всем остальном условиях, повышается возможность регулирования этих параметров или более гибкого их регулирования, чем в реакторах меньшего диаметра, поддерживая общий унос частиц не выше допустимых показателей и, в частности, не выше тех показателей, которые можно получить в реакторах меньшего диаметра.

Например, несмотря на то, что при осуществлении способа, предлагаемого в настоящем изобретении, плотность газа может быть в пределах, "типичных" для реакторов меньшего диаметра, например 20-30 кг/м3, в предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения плотность газа может быть выше 30 кг/м3, например по меньшей мере 31 кг/м3 и (или) до 40 кг/м3.

Во избежание какой-либо неясности, следует сказать, что под "обычно жидкими углеводородами" имеются ввиду углеводороды, которые при нормальных значениях температуры и давления являются жидкостями. Такие углеводороды часто называют инертными конденсирующими агентами. Типичными примерами таких углеводородов являются отдельные алканы, имеющие 4-8 атомов углерода, или смесь таких алканов.

При осуществлении способа, предлагаемого в настоящем изобретении, унос частиц из реактора, определяемый как количество частиц, выходящих из реактора через выпускную трубу в верхней части реактора в единицу времени, предпочтительно составляет не более 1500 кг/ч, более предпочтительно не более 1200 кг/ч.

В частном варианте осуществления изобретения унос частиц из реактора, определяемый как количество частиц, выходящих из реактора через выпускную трубу в верхней части реактора в единицу времени, составляет не более 1500 кг/ч, предпочтительно не более 1200 кг/ч, а скорость псевдоожижения - более 0,81 м/с.

Продукт - полимер, извлеченный из реактора, направляется в сосуд для дегазации, в котором он контактирует с продувочным газом с целью удаления непрореагировавших мономеров (основного олефина и сомономера (-ов)).

Шаг или шаги дегазации, предлагаемые в настоящем изобретении, можно осуществлять в любом подходящем сосуде или сосудах для дегазации. Сосуд для дегазации может, например, включать "комбинированный дегазатор", в котором в одной колонне для дегазации имеются несколько ступеней дегазации. Контакт продувочного газа и дегазируемого полимера обычно осуществляется в противотоке, например, путем пропускания продувочного газа к днищу сосуда для дегазации, а дегазируемого полимера в верхнюю часть вышеуказанного сосуда, так что они вступают в нем в контакт, и отвода дегазированного полимера через днище, а продувочного газа из верхней части сосуда.

Для получения полимера при осуществлении шага (а) можно использовать любой подходящий катализатор. К известным катализаторам, подходящим для реакций полимеризации, относятся, например, металлоцеп, катализаторы Циглера (или Циглера-Натта) и катализатор фирмы "Филлипс" (или "хромовый"), а также их смеси.

Далее изобретение иллюстрируется с помощью приведенных ниже примеров и чертежа, на котором в схематическом виде представлен реактор с псевдоожиженным слоем для газофазной полимеризации олефинов.

На чертеже представлен реактор с псевдоожиженным слоем, включающий первую секцию (1), которая представляет собой вертикальную цилиндрическую секцию диаметром D1, и вторую секцию (2), которая представляет собой перевернутый усеченный конус, установленный вертикально над первой секцией и расположенный в центре относительно вертикальной оси, которая является общей с первой вертикальной цилиндрической секцией, причем основание второй секции имеет цилиндрическое поперечное сечение диаметром D1 (соответствующее площади A1 горизонтального поперечного сечения) и соединено с верхней частью первой секции, а площадь поперечного сечения второй секции над ее основанием увеличивается до того места, где вторая секция имеет максимальный диаметр D2 (соответствующий тому месту, где площадь A2 горизонтального поперечного сечения является максимальной).

В верхней части второй секции находится куполообразная крыша (3).

Псевдоожижающий газ поступает в первую секцию по трубопроводу (4) и через решетку для создания псевдоожиженного слоя (не показана) и выходит из верхней части реактора по выпускной трубе, изображенной в виде трубопровода (5).

Примеры

Приведенные ниже примеры представляют моделирование уноса частиц из ряда реакторов с псевдоожиженным слоем. Была создана модель типичного промышленного реактора, представленного на чертеже. В сравнительных примерах и примерах 1-3 в соответствии с изобретением использовали псевдоожижающий газ, имеющий плотность 27 кг/м3, при постоянной скорости Vf псевдоожижения, равной 0,75 м/с. Примеры 4 и 5 являются аналогичными, за исключением того, что в примере 4 увеличена скорость псевдоожижения, в то время как в примере 5 увеличена плотность газа.

Во всех примерах вторая секция расширяется под постоянным углом, начиная от места ее соединения с верхней частью первой цилиндрической секции до того места, где она имеет максимальный диаметр D2. Таким образом, высота самой широкой части второй секции над верхней частью первой цилиндрической секции в любом случае пропорциональна разности между максимальным диаметром сосуда и диаметром цилиндрической части.

Сравнительные примеры

В сравнительном примере A реактор в первой цилиндрической секции имеет диаметр D1, равный 4 м, и максимальный диаметр D2 второй секции, равный 6,6 м (отношение A2/A1=2,7). Установлено, что унос частиц, определяемый как количество частиц, выходящих из реактора через выпускную трубу в верхней части реактора в единицу времени, составляет 1655 кг/ч.

В сравнительном примере В диаметр реактора увеличен до 5,3 м. Для сохранения отношения A2/A1=2,7 соответственно увеличен размер второй секции. Несмотря на это, а также на тот факт, что скорость псевдоожижения остается без изменения, унос частиц увеличивается до 2905 кг/ч, т.е. на 75%.

В сравнительном примере C диаметр реактора также равен 5,3 м, а максимальный диаметр D2 второй секции увеличен до 9,2 м (отношение A2/A1=3).

В результате унос частиц составляет 2050 кг/ч. Хотя это и означает уменьшение уноса частиц в сравнении со сравнительным примером B, однако все еще имеет место увеличение почти на 25% в сравнении со сравнительным примером А.

Примеры в соответствии с изобретением

Примеры 1-3

В примере 1 диаметр реактора также равен 5,3 м, а максимальный диаметр D2 второй секции увеличен до 10,2 м (отношение A2/A1=3,7).

В результате унос частиц составляет 1380 кг/ч.

В примере 2 диаметр реактора также равен 5,3 м, а максимальный диаметр D2 второй секции увеличен до 10,6 м (отношение A2/A1=4).

В результате унос частиц составляет 1200 кг/ч.

В примере 3 диаметр реактора также равен 5,3 м, а максимальный диаметр D2 второй секции увеличен до 11,9 м (отношение A2/A1=5).

В результате унос частиц составляет 690 кг/ч.

Приведенные выше примеры показывают, что для уменьшения уноса частиц при использовании реакторов большего диаметра в сравнении с примерами, в которых используются реакторы меньшего диаметра, необходимо значительно увеличить площадь A2 относительно площади A1 реактора.

Примеры 4 и 5

Эти примеры иллюстрируют возможность использования настоящего изобретения при газофазной полимеризации для оптимизации других технологических параметров, сохраняя в то же время показатель уноса частиц, сопоставимый с тем, который указан в сравнительном примере А.

В примере 4 диаметр реактора равен 5,3 м, а максимальный диаметр D2 второй секции равен 10,6 м (отношение A2/A1=4). Это такой же реактор, какой использовали в примере 2. Однако в этом примере скорость Vf псевдоожижения увеличена с 0,75 м/с до 0,85 м/с (плотность газа поддерживают около 27 кг/м3). Унос частиц составляет 1600 кг/ч; этот показатель, несмотря на увеличение в сравнении с примером 2, все еще сопоставим с показателем (фактически немного меньше), полученным в реакторе меньшего диаметра в сравнительном примере A. Увеличение скорости псевдоожижения повышает способность реактора отводить тепло, что обеспечивает повышение производительности в сравнении с примером 2 примерно на 10-15%.

В примере 5 диаметр реактора равен 5,3 м, а максимальный диаметр D2 второй секции равен 10,6 м (отношение A2/A1=4). Это такой же реактор, какой использовали в примере 2, а также в примере 4. В этом примере плотность газа увеличена с 27 кг/м3 до 40 кг/м3 (в то же время сохраняется скорость Vf псевдоожижения 0,75 м/с). Унос частиц составляет также 1600 кг/ч. Увеличение плотности газа также позволяет повысить способность реактора отводить тепло, что обеспечивает повышение производительности примерно на 10-15%.

Примеры 4 и 5 показывают, что настоящее изобретение дает возможность оптимизировать технологические параметры для повышения производительности, обеспечивая в то же время унос частиц, эквивалентный тому, который получают в реакторе меньшего диаметра. Таким образом, для специалиста в данной области техники настоящее изобретение обеспечивает повышение гибкости в оптимизации способа полимеризации. Например, специалист в данной области техники с целью повышения производительности может выбрать режим работы с увеличенной скоростью псевдоожижения или с увеличенной плотностью газа, как показано в примерах 4 и 5, или режим работы с увеличением и скорости псевдоожижения, и плотности газа, или же может, кроме этого или вместо этого, оптимизировать другие технологические параметры, или же специалист в данной области техники может выбрать режим работы с более низкими показателями уноса частиц, например с показателями уноса частиц, указанными в примере 2, с еще более низкими показателями, чем эти, или с показателями в пределах между этими и теми, которые указаны в примерах 4 и 5, например не более 1500 кг/ч.

1. Устройство для газофазной полимеризации олефинов в псевдоожиженном слое, включающее первую секцию, которая представляет собой вертикальную цилиндрическую секцию, имеющую диаметр D1 и площадь A1 поперечного сечения, и вторую секцию, смонтированную в вертикальном направлении над первой секцией и расположенную по центру относительно вертикальной оси, общей с вертикальной цилиндрической первой секцией, причем основание второй секции имеет цилиндрическое поперечное сечение диаметром D1 и соединено с верхней частью первой секции, а площадь горизонтального поперечного сечения второй секции над ее основанием больше площади поперечного сечения первой секции, отличающееся тем, что D1 составляет более 4,5 м и вторая секция имеет максимальную площадь A2 горизонтального поперечного сечения, которая в 3,2-6 раз больше площади A1 поперечного сечения первой секции.

2. Устройство по п.1, в котором вторая секция выполнена в виде перевернутого усеченного конуса, у которого площадь горизонтального поперечного сечения увеличивается по всей высоте секции.

3. Устройство по п.1, в котором вторая секция включает нижнюю часть, выполненную в виде перевернутого усеченного конуса, на верху которого обеспечен дополнительный цилиндр, имеющий площадь горизонтального поперечного сечения, которая в 3,2-6 раз больше A1.

4. Устройство по одному из пп.1-3, в котором D1 равен по меньшей мере 5 м.

5. Устройство по одному из пп.1-3, в котором вторая секция имеет максимальную площадь A2 горизонтального поперечного сечения, которая в 4-6 раз больше площади A1 поперечного сечения первой секции.

6. Способ полимеризации олефинов, включающий полимеризацию одного или нескольких олефинов в условиях реакции в псевдоожиженном слое в устройстве по одному из пп.1-5.

7. Способ по п.6, в котором скорость псевдоожижения равна по меньшей мере 0,81 м/с.

8. Способ по п.6, в котором плотность псевдоожижающего газа равна по меньшей мере 30 кг/м3, предпочтительно по меньшей мере 31 кг/м3.

9. Способ по п.6, в котором по сравнению со способом, осуществляемым в эквивалентных условиях реакции в устройстве, эквивалентном устройству, предлагаемому в настоящем изобретении, за исключением того, что D1 в первой цилиндрической секции равен 4 м, а максимальный диаметр D2 второй секции равен 6,6 м, так что отношение A2/A1 равно 2,7 и в результате унос частиц составляет Xc, увеличена скорость псевдоожижения и (или) увеличена плотность псевдоожижающего газа, тогда как унос частиц по-прежнему составляет не более Xc.

10. Способ по п.6, в котором унос частиц из реактора, определяемый как количество частиц, выходящих из реактора по выпускному трубопроводу в верхней части реактора в единицу времени, составляет не более 1500 кг/ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу катионной (со)полимеризации изоолефинового мономера с использованием инициатора на основе цинка. Способ включает стадии а) получения раствора изоолефинового мономера в галогенуглеродном растворителе, б) прибавления к полученному на стадии а) раствору алкилгалогенидного активатора, в) добавления к полученному на стадии б) раствору инициатора на основе цинка и г) проведения реакции в полученном на стадии в) растворе, с образованием полимера, в состав которого входит изоолефин.

Изобретение относится к способу получения полимеров на основе олефинов. Описан способ получения полимеров на основе олефинов, включающий полимеризацию, по меньшей мере, одного мономера в газовой фазе, в присутствии, по меньшей мере, следующих компонентов: A) катализатора, включающего металлы Mg, Ti, Hf и необязательно Zr; B) сокатализатора, представляющего собой триалкилалюминий; С) композиции, включающей, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из соединений формулы (1), и, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из соединений формулы (II): (R1CO2)2AlOH (I), (R2)xN(R3OH)y (II); где R1 представляет углеводородный радикал, содержащий от 13 до 25 атомов углерода; R2 представляет углеводородный радикал, содержащий от 14 до 26 атомов углерода; R3 представляет углеводородный радикал, содержащий от 1 до 4 атомов углерода, и x+y=3, и x имеет значение 1 или 2.
Изобретение относится к водной полимерной дисперсии, способу ее получения, ее применению и способу получения бумаги. Водная полимерная дисперсия для использования в качестве флоккулянта при изготовлении бумаги или для очистки воды содержит анионный растворимый в воде дисперсионный полимер, включающий в полимеризованной форме мономерную смесь, содержащую (i) один или несколько анионных мономеров, (ii) первый неионный винильный мономер, который представляет собой акриламид, и (iii) по меньшей мере, один второй неионный винильный мономер; растворимую в воде соль и стабилизатор, где растворимая в воде соль присутствует в количестве, равном, по меньшей мере, 2,0% мас.
Изобретение относится к упакованной композиции, способу хранения и/или транспортировки смеси, содержащей соединение, подверженное экзотермическому разложению, способу получения полимера, способу модификации (со)полимера.
Изобретение относится к способу полимеризации и, в частности, к способу сополимеризации этилена с высшими α-олефинами. Описан способ сополимеризации этилена и α-олефинового сомономера, содержащего от 7 до 10 атомов углерода в газофазном реакторе с псевдоожиженным слоем.
Настоящее изобретение относится к способу получения бисера, обладающего однородным распределением частиц по размерам. Описан способ изготовления монодисперсною сшитого полимерного бисера, включающий следующие стадии: (а) введение капелек, обладающих гармоническим средним размером от 50 до 1500 мкм и включающих по меньшей мере один мономер, по меньшей мере один сшивающий агент и инициатор свободнорадикальной полимеризации, в водную среду в формирующую колонну через отверстия с получением водной суспензии капелек, обладающей объемной долей капелек от 35 до 64%, где эти капельки не инкапсулированы; в котором мономеры выбраны из группы, включающей моноэтиленовоненасыщенные соединения и полиэтиленовоненасыщенные соединения, моноэтиленовоненасыщенные мономеры выбирают из группы, включающей (мет)акриловые кислоты и их сложные эфиры, метилзамещенные стиролы, винилпиридины и виниловые сложные эфиры, простые эфиры и кетоны; (б) принуждение водной суспензии капелек двигаться вниз по трубе нисходящего потока таким образом, что: (I) значение отношения гармонического среднего размера капелек к внутреннему диаметру трубы нисходящего потока составляет от 0,001 до 0,035; (II) средняя линейная скорость нисходящего потока в трубе нисходящего потока составляет от 0,5 до 2,5 фута/с (от 0,15 до 0,75 м/с) и (III) температуру в трубе нисходящего потока поддерживают на уровне по меньшей мере на 20°С ниже температуры, при которой инициатор полимеризации проявляет период полураспада 1 ч; в котором капельки нагнетают вверх в формирующей колонне, затем перенаправляют в нисходящий поток в трубу нисходящего потока, с последующим перенаправлением, в восходящий поток в реактор; и (в) полимеризация капелек в реакторе.

Изобретение относится к вариантам способа очистки распределительной тарелки в полимеризационной реакторной системе с псевдоожиженным слоем. Один из вариантов включает: в первом режиме осуществление работы при примерно нормальном базовом значении приведенной скорости газа в полимеризационной реакторной системе с псевдоожиженным слоем, включающей реакторный сосуд, циркуляционный контур и распределительную тарелку, расположенную в реакторном сосуде рядом с его входным отверстием; во втором режиме приведенную скорость газа увеличивают до значений, превышающих базовое значение в первом режиме, до уровня, достаточного для повышения температуры циркулирующего газа во входном отверстии до значений, превышающих среднюю температуру циркулирующего газа во входном отверстии в первом режиме, и до уровня, достаточного для вытеснения засора из отверстий распределительной тарелки.

Изобретение относится к бимодальной полиэтиленовой композиции, предназначенной для получения труб. Композиция содержит высокомолекулярный полиэтиленовый компонент и низкомолекулярный полиэтиленовый компонент, имеет плотность 0,940 г/см3 или более и прочность расплава 18 сН или более.
Настоящее изобретение относится к способам, пригодным для производства полимерного порошка, и конкретно к способу перехода от первого способа получения первого полимера ко второму способу получения второго полимера во время операции переходной полимеризации в установке для полимеризации.

Изобретение относится к полимеризации олефинов CH2=CHR, где R представляет собой водород или С1-С12 углеводородную группу, и к катализаторам для её осуществления. Предварительно полимеризованный компонент катализатора включает в себя твердый компонент, содержащий Mg, Ti, галоген и донор электронов (ID), выбранный из алкиловых сложных эфиров ароматических дикарбоновых кислот.

Изобретение относится к вариантам способа очистки распределительной тарелки в полимеризационной реакторной системе с псевдоожиженным слоем. Один из вариантов включает: в первом режиме осуществление работы при примерно нормальном базовом значении приведенной скорости газа в полимеризационной реакторной системе с псевдоожиженным слоем, включающей реакторный сосуд, циркуляционный контур и распределительную тарелку, расположенную в реакторном сосуде рядом с его входным отверстием; во втором режиме приведенную скорость газа увеличивают до значений, превышающих базовое значение в первом режиме, до уровня, достаточного для повышения температуры циркулирующего газа во входном отверстии до значений, превышающих среднюю температуру циркулирующего газа во входном отверстии в первом режиме, и до уровня, достаточного для вытеснения засора из отверстий распределительной тарелки.

Изобретение относится к многостадийному способу полимеризации олефинов. .

Изобретение относится к способам производства полимеров. .

Изобретение относится к области газификации твердого топлива. .

Изобретение относится к производству полиолефинов в псевдоожиженных слоях. .

Изобретение относится к способу и устройству для непрерывного псевдоожижения, которое содержит две ячейки, соединенные отверстием, предоставляющим возможность введения твердого материала в следующую ячейку, расположенную ниже по потоку, посредством псевдоожиженного горизонтального потока, изолированное «свободное» пространство внутри каждой ячейки, две фильтровальные трубки, размещенные внутри изолированного «свободного» пространства каждой ячейки, один клапан обратной продувки, размещенный внутри каждой фильтровальной трубки.

Изобретение относится к реакторам каталитического крекинга. .

Изобретение относится к средствам обеспечения химических процессов и предназначено для удаления смеси твердое вещество/газ из емкости высокого давления с псевдоожиженным слоем.

Изобретение относится к реактору синтеза Фишера-Тропша псевдоожиженного слоя газ-жидкость-твердое. .

Изобретение относится к средствам извлечения твердых веществ из камеры с псевдоожиженным слоем под давлением с пониженной потерей газа и реагентов. .

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к реакторам каталитической перегруппировки в технологии получения олигоорганосилоксанов. Реактор представляет собой вертикальный емкостный аппарат, снабженный патрубками ввода и вывода жидкой, твердой и газовой фаз, и состоит из двух камер, соединенных через конический переходник: нижней - цилиндрической реакционной камеры, ограниченной снизу днищем, и верхней - сепарационной камеры, ограниченной сверху крышкой, при этом внутри реакционной камеры по оси аппарата с зазором к днищу установлена циркуляционная труба. Отношение диаметра циркуляционной трубы к диаметру реакционной камеры составляет величину от 0,4 до 0,7, а отношение ее высоты и диаметра - от 1 до 10, при этом циркуляционная труба верхним своим обрезом заходит в конический переходник на величину от 0,5 до 2 своих диаметров. Зазор между нижним обрезом циркуляционной трубы и днищем составляет величину g=(0,20÷0,25)D2/d, где g - зазор, D - диаметр реакционной камеры, d - диаметр циркуляционной трубы. Патрубки ввода жидкой и твердой фаз укреплены на крышке сепарационной камеры, при этом своими нижними концами опущены ниже уровня верхнего обреза циркуляционной трубы. Патрубок ввода газовой фазы укреплен в днище по оси циркуляционной трубы, при этом расстояние от верхнего обреза патрубка до нижнего обреза циркуляционной трубы составляет величину, равную (0,3÷0,8)g. Изобретение обеспечивает повышение эффективности аппаратурного оформления реакции каталитической перегруппировки. 4 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройству и способу полимеризации и применимо для осуществления реакции газофазной полимеризации в псевдоожиженном слое. Устройство включает первую секцию, которая представляет собой вертикальную цилиндрическую секцию, имеющую диаметр D1 и площадь A1 поперечного сечения, и вторую секцию, смонтированную в вертикальном направлении над первой секцией и расположенную по центру относительно вертикальной оси, общей с вертикальной цилиндрической первой секцией, при этом основание второй секции имеет цилиндрическое поперечное сечение диаметром D1, который сотставляет более 4,5 м, и соединено с верхней частью первой секции, а максимальная площадь А2 горизонтального поперечного сечения второй секции над ее основанием в 3,2-6 раз больше площади A1 поперечного сечения первой секции. Способ полимеризации олефинов включает полимеризацию одного или нескольких олефинов в условиях реакции в псевдоожиженном слое в описанном выше устройстве. Изобретение обеспечивает повышение производительности и гибкость в оптимизации способа полимерицазии. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 пр.

Наверх