Способ полимеризации газообразных олефинов

 

ОПИСАН И Е

ИЗОЫРИТКНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

449068

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Зависимое от авт свидетельства (22) Заявлено 18.06.72 (21) 1787142/23-5 с присоединением заявки ¹ (51) М K, т С 08f 3 02

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (32) Приоритет

Опубликовано 05.11.74. Бюллетень ¹ 41

Дата опубликования описания 21.05.75 (53) УДК 678.742.02 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. Ф. Потемкин, Н. Н. Логинов, Б. Г. Тов, А. H. Новичков, Н. П. Жильцов, С. В. Щуцкий, H. А. Белотелов, Л. А. Шилов, А. П. Литвин, И. Д. Шевляков, Ю. П. Козлов, А. В. Жилин и H. И. Тимофеев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ГАЗООБРАЗНЫХ ОЛЕФИНОВ

Изобретение относится к производству полиолефинов.

Известен ряд способов полимеризации олефинов, по которым полимеризацию проводят в присутствии катализаторов в среде углеводородного растворителя, например бензина.

Температура и давление полимеризации соответствуют оптимальным условиям процесса, определяемым прежде всего выходом полимера, а также качеством и требуемыми свойствами его. Для регулирования молекулярного веса образующегося полимера в реакционную среду вводят газообразный регулятор, в качестве которого обычно используется водород.

При этом концентрация 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 представляет отвод значительного количества тепла реакции, что часто осложняется налипанием полимера на поверхность теплообмена.

Проблема теплосъема усложняется еще в ббльшей степени для крупнотоннажных установок, использующих высокоактивные каталитические системы при относительно низких значениях температуры полимеризации (10—

30 С) и повышенных давлениях (до 60 кгс/см2) .

B этом случае съем полимера с единицы объема реакционного пространства возрастает, удельная поверхность теплообмена сокращается, а разница температур хладагента и рабочей среды уменьшается. При этих условиях отвод тепла от реакционной среды через стенку практически невозможен. Известный способ отвода тепла за счет испарения расвотрителя при циркуляции через реактор значительных количеств газообразного мономера нерационален из-за повышенного уноса реакционной среды при барботаже. Отвод тепла при циркуляции через реактор суспензии, охлаждаемой при дросселировании за счет испарения растворителя, возможен для процесса полпмери15 зации при низких температурах лишь при использовании весьма низкокипящих растворителей, например этана.

Известен способ полимеризации газообразных олефинов с отводом тепла за счет вскипа20 ния жидкого мономера, подаваемого в полимеризатор в виде конденсата паров непрореагировавшего мономера. Согласно этому способу образующийся при вскипанип газообразный мономер сжимается компрессором и ох25 лаждается в выносном теплообменнпке ниже температуры конденсации. В этот же теплообменник подается мономер, выделившийся из суспензии полимера при выгрузке ее на даль нейшую обработку. Сжиженный мономер на30 сосом подается в полимеризатор. Кроме того, 449068

65 в установке предусмотрен специальный ко;1прессор для циркуляции газообразного мономера через реакционную среду.

Этот способ имеет ряд недостатков, которые не позволяют использовать его в onucanHh1x Rûøå условиях ведения процесса полнмсризации:

1. Упос вместе с наро-газовоп c.. сь:0 из по лимеризатора капель растворителя с частицами полимер и 1.атализатора, которые, высаж,аясь на стенках те11лообмепшнка, ухудшают условия теплообмена.

2. Спи?кение коэффициента Tcl лоотдачи 111))1 конденсации вследствие нали !1»1 газа в составе конденсирующегося мопомера.

3. Необходимость в непрерыьч1ом отборе из теплообменника присутствующего водорода в наро-газовой смеси, поступающей на конденсацию. Для использования водорода как регулятора молекулярного веса необходима циркуляция его через полимеризатор. При этом циркулирующий через теплообменпик водород будет насыщаться парами мономера, заметно снижая количество сжи?кенного мономера, поступающего в полимеризатор. Для восстановления теплового баланса потребуется увеличить кратность циркуляции наро-газовой смеси.

4. Необходимость повышать давление или снижать температуру конденсации (за счет применения более низкотемпературпого хладагента), наличие водорода в наро-газовой с»еси снижает парциональное давление мопомера.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков. Эта цель достигается тем, что используемый для отвода тепла мономер десорбируют путем дросселирования из реакционной среды, циркулируемой через полимеризатор, а затем выделившийся iI0!Ioмер с минимальным содержанием газа-редуктора компремируют, конденсируют и вводят полимеризатор, где переходящий в газообразное состояние мономер барботирует через реакционную среду и полностью растворяется в яей. Кроме того, с целью исключения pace;,Oåния компонентов газовой фазы полимеризато)а и обеспечения интенсивного массообмена между газом-редуктором молекулярного веса и реакционной средой, производят циркуляцию

-.аза в полимеризаторе, используя эжектируюгций эффект потоков реакционной среды или мономера, которые циркулируют через полимеризатор.

В качестве примера реализации предлагаемого способа полимеризацин на черте?ке изображена схема полимеризации газообразного

)лефина в присутствии водорода как рсгулягора молекулярного веса.

Суспензию полимера в растворителе, например в бензине, с растворенным мономером, например этиленом, из полимеризатора 1 вы:ружают через дроссельный клапан 2 в е;1кость для дегазации 3. При сбросе давления из бензина выделяется избыточный эт 011, 5

15 0

50 ко!орый Вмсс! е со свежим э! иленОм, п0сгу. пающим по трубопроводу 4, компрессором 5 при давлении, несколько превышающем давление полимеризации, подают в конденсатор

6. Выделившийся при дросселировании этилен содержит весьма незначительное количество водорода, вследствие малой его растворимости в бензине, которое практически не влияет на условия теплообмена в конденсаторе и на сни?КЕПИЕ КОЛ11 !сстгл КОНДЕ11СИРУЕМОГО МОНОМЕРа

Скондснсировапный эти)!еи чадре клапан 7 вводят в полимериза1ор 1. Переходя в гàçîî0разное состояние, мопомер барботируст через реакц1!онну10 среду, полностью растворяясь в бензине. Наличие клапана на линии подачи

»o110ìåðà в полимеризатор позволяет вести полимеризацию при разных ре?кимах, т. е. делает независимым режим полимеризации от давления»OIIO»cpa после компрессора и в конденсаторе, что упрощает систему автоматического регулирования процесса. Кроме того, за счет перепада давления при вводе мономера в полимеризатор улучшаются условия распределения мономера в реакционной среде.

Суспензию из емкости 3 насосом 8 возвращают в полимеризатор 1, а часть суспензии по линии 9 отбирают ца далы1ейшую обработку. При дросселировании суспензии происходит захолаживание суспензии и выделяющегося i!0110»cpa. Подача в полимеризатор захоложенной суспензии позволяет компенсировать тепло, выделяющееся при растворении газообразного мономера (количество мономера, растворившегося в реакционной среде, примерно равно количеству десорбированного мономера при дегазации суспензия) .

Катализатор со свг?ким растворителем подают в полимеризатор по линии 10.

За счет циркуляции суспензии и барботажа газа осуществляется интенсивное перемешивание реакционной среды. При отсутствии протока газа через газовое пространство полимеризатора в верхней части его мо?кет произойти накопление водорода, что не позволит эффективно использовать водород для регулирования молеку".IIðíoãî веса полимера. Во избе?кание расслоения водорода и мономера газовой фазы ввод циркулируемой суспензии в полимеризатор 1 осуществляют через эжектор-смеситель 11, с помощью которого происходит циркуляция газа в газовом пространстве и интенсивный массообмен газа с вводимой в полимеризатор суспензией.

Таким образом, энергия циркулирующего потока суспензг1и используется для перемешивания как жидкой, так и газовой фазы, что

:!озволяет исключить установку компрессора для циркуляции неконденсирующихся газов.

Непроточность системы по газу при этом оста ется, вследствие чего отсутствует унос из полимеризатора. Аналогичный результат может быть достип!ут при использовании энергии потока мономера, подаваемого в полимеризатор после клапана 7. Все это значительно упро449068

Предмет изобретения

Г0

Составитель А. Горячев

Техред В. Рыбакова Корректор Л. Царькова

Редактор Л. Ушакова

Заказ !204 14 Изд. № 558 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2 щает схему, а также оборудование установки для полимеризации.

Способ полимеризации газообразных олефинов в среде углеводородного растворителя в присутствии катализатора и неконденсирующегося газа, например водорода, в качестве регулятора молекулярного веса полимера с отводом тепла реакции полимеризации за счет вскипания сжиженного мономера, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью предотвращения рассланванпя компонентов газовой фазы в полимерпзаторе и устранения отрицательного влияния газа — регулятора молекулярного веса на теплообмен и 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 выделившийся при дросселпровании реакционной среды мономер с минимальным содержанием газа — регулятора молекулярного веса компремируют, кондснсируют и возвращают в полимеризатор.