CZ152299A3 - Method of spraying liquid in fluidized bed during olefin polymerization process in gaseous phase and a nozzle for making the same - Google Patents
Method of spraying liquid in fluidized bed during olefin polymerization process in gaseous phase and a nozzle for making the same Download PDFInfo
- Publication number
- CZ152299A3 CZ152299A3 CZ19991522A CZ152299A CZ152299A3 CZ 152299 A3 CZ152299 A3 CZ 152299A3 CZ 19991522 A CZ19991522 A CZ 19991522A CZ 152299 A CZ152299 A CZ 152299A CZ 152299 A3 CZ152299 A3 CZ 152299A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- liquid
- nozzle
- fluidized bed
- spray
- outlet
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 218
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 title claims abstract description 16
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 12
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 title description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 title 1
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 34
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 61
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 37
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 34
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 24
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 21
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 14
- 238000009718 spray deposition Methods 0.000 claims description 12
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 6
- 239000002685 polymerization catalyst Substances 0.000 claims description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 3
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000012968 metallocene catalyst Substances 0.000 claims description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 22
- 238000009833 condensation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 95
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 12
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 12
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 11
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 9
- WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1-pentene Chemical compound CC(C)CC=C WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 6
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 6
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 5
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000002051 biphasic effect Effects 0.000 description 3
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 3
- 239000003426 co-catalyst Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- -1 magnesium halide Chemical class 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- AFFLGGQVNFXPEV-UHFFFAOYSA-N 1-decene Chemical compound CCCCCCCCC=C AFFLGGQVNFXPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 238000012685 gas phase polymerization Methods 0.000 description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- OJOWICOBYCXEKR-UHFFFAOYSA-N 5-ethylidenebicyclo[2.2.1]hept-2-ene Chemical compound C1C2C(=CC)CC1C=C2 OJOWICOBYCXEKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920010126 Linear Low Density Polyethylene (LLDPE) Polymers 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011954 Ziegler–Natta catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012986 chain transfer agent Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- QYAMPIKBANGIEM-UHFFFAOYSA-N chloroethene;hydrochloride Chemical compound Cl.ClC=C QYAMPIKBANGIEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+3].[Cr+3] UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000009688 liquid atomisation Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N n-Octanol Natural products CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
Způsob spočívá v tom, že alespoň část kapaliny, vytvořené ve fluidizovanémloži pro polymeraci olefinů kondenzací ochlazením se natlakuje, přivede na kapalinový vstup trysky a vhání se do fluidního lože. Tiyska/1/je opatřena zpravidla4 výstupy/2/, uspořádanými rovnoměrně kolemobvodu oblasti /3/ hlavy ttysky. Každý výstup 121je opatřen mechanickýmzařízením/6/ pro atomizování kapaliny.The method comprises at least a portion of the liquid formed in the process fluidized bed for olefin polymerization by condensation cooling is pressurized, brought to the liquid inlet of the nozzle and injected into fluidized bed. Tiyska / 1 / is usually provided with 4 outputs / 2 /, arranged evenly around the circumference of the area (3) of the head of the tty. Each output 121 is provided with a mechanical device (6 / pro) atomizing the liquid.
Description
Vynález se týká trysky vhodné pro použití pro vstřikování kapaliny do fluidního lože v kontinuálním procesu polymerace olefinů v plynné fázi, zejména trysky, která umožňuje zlepšené řízení vstřikování kapaliny do uvedeného fluidního lože.The invention relates to a nozzle suitable for use for injecting liquid into a fluidized bed in a continuous gas phase olefin polymerization process, in particular a nozzle which allows improved control of the injection of liquid into said fluidized bed.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Procesy homopolymerace a kopolymerace olefinů v plynné fázi jsou v oboru dobře známy. Takovéto postupy se mohou provádět například při zavádění plynného monomeru do míchaného a/nebo fluidizovaného lože obsahujícího polyolefin a katalyzátor polymerace.Gas phase homopolymerization and copolymerization processes are well known in the art. Such processes can be carried out, for example, by introducing a gaseous monomer into a stirred and / or fluidized bed containing a polyolefin and a polymerization catalyst.
Při polymeraci olefinů ve fluidním loži se polymerace provádí v reaktoru s fluidním ložem, kde se lože polymerních částic udržuje ve fluidním stavu prostřednictvím vzestupného plynného proudu obsahujícího reakční monomer. K nastartování této polymerace se zpravidla používá lože předem vytvořených polymerních částic podobných polymeru, který se má vyrobit. Během procesu polymerace se čerstvý polymer vytváří katalytickou polymeraci monomeru, a polymerní produkt se odtahuje pro udržení lože na víceméně konstantním objemu. Průmyslově výhodný proces využívá fluidizační rošt pro rozdělování fluidizačního plynu do lože, a pro nesení lože při odpojení dodávky plynu. Vyrobený polymer se zpravidla odtahuje z reaktoru prostřednictvím vypouštěcího vedeníIn the fluidized bed olefin polymerization, the polymerization is carried out in a fluidized bed reactor where the bed of polymer particles is maintained in a fluidized state by means of an ascending gas stream containing the reaction monomer. Typically, a bed of preformed polymer particles similar to the polymer to be produced is used to initiate this polymerization. During the polymerization process, fresh polymer is formed by catalytic polymerization of the monomer, and the polymer product is withdrawn to maintain the bed at a more or less constant volume. An industrially preferred process utilizes a fluidizing grid to distribute the fluidizing gas into the bed, and to support the bed when the gas supply is disconnected. The polymer produced is generally withdrawn from the reactor via a discharge line
- 2 uspořádaného v dolní části reaktoru, v blízkosti fluidizačního roštu. Fluidní lože sestává z lože rostoucích částic polymeru. Toto lože je udržováno ve fluidizovaném stavu kontinuálním vzestupným tokem fluidizačního plynu ze základny reaktoru,- 2 arranged in the lower part of the reactor, near the fluidization grate. The fluidized bed consists of a bed of growing polymer particles. This bed is maintained in a fluidized state by a continuous upward flow of fluidizing gas from the base of the reactor,
Polymerizace olefinů je exotermní reakce, je tedy nezbytné uspořádat prostředky pro chlazení lože pro odvádění polymeračního tepla. V nepřítomnosti takovéhoto chlazení by v loži vzrůstala teplota a polymerní částice by se popřípadě začínaly stavovat. Ve fluidním loži pro polymerací olefinů je obvykle používanou metodou odvádění polymeračního tepla prostřednictvím napájení polymeračního reaktoru plynem, totiž fluidizačním plynem o teplotě nižší než je požadovaná polymerační teplota, vedením plynu skrze fluidní lože pro odvedení polymeračního tepla, odváděním plynu z reaktoru a jeho chlazením průchodem skrze vnější tepelný výměník, a jeho recyklací do lože. Teplota recyklovaného plynu může být nastavena v tepelném výměníku pro udržení fluidního lože na požadované polymerační teplotě. Při tomto způsobu polymerace alfaolefinů obsahuje recyklovaný plyn zpravidla monomerní olefin, popřípadě spolu s například ředícím plynem nebo plynným činidlem pro přenos řetězce, jako například s vodíkem. Recyklovaný plyn tedy slouží pro přivádění monomeru do lože, pro fluidizaci lože, a pro udržení lože na požadované teplotě. Monomery spotřebované při polymerační reakci se zpravidla nahrazují přidáváním základního plynu k proudu recyklovaného plynu.The polymerization of olefins is an exothermic reaction, so it is necessary to provide means for cooling the bed to dissipate the polymerization heat. In the absence of such cooling, the bed temperature would increase and the polymer particles would eventually begin to build. In a fluidized bed for olefin polymerization, a commonly used method for removing polymerization heat by feeding the polymerization reactor with a gas, i.e., a fluidization gas at a temperature below the desired polymerization temperature, is by passing the gas through the fluidization bed to remove polymerization heat. external heat exchanger, and recycling it to the bed. The temperature of the recycle gas can be adjusted in the heat exchanger to maintain the fluidized bed at the desired polymerization temperature. In this process for the polymerization of alpha-olefins, the recycle gas generally comprises monomeric olefin, optionally together with, for example, a diluent gas or a chain transfer agent such as hydrogen. Thus, the recycle gas serves to feed the monomer to the bed, to fluidize the bed, and to maintain the bed at the desired temperature. The monomers consumed in the polymerization reaction are generally replaced by the addition of the parent gas to the recycle gas stream.
Je dobře známo, že produkční rychlost (tj. prostorový a časový výtěžek v termínech hmotnosti polymeru vyrobeného na jednotku objemu prostoru reaktoru za jednotku času) v komerčních reaktorech s plynem fluidizovaným ložem výše • ·It is well known that production rate (ie, spatial and temporal yields in terms of mass of polymer produced per unit volume of reactor space per unit time) in commercial fluidized bed gas reactors above.
9 · 9 • · · I • ••9 99 · 9999 • · · · · · · · * ··· ···9 9 9 9 99 9999 9999 9999 9999 9999 9999 9999 9999 9999
9······ « «9 ······ ««
9 99 99 · ·· · · uvedeného typu je omezena maximální rychlostí, jakou může být teplo odvádéno z reaktoru. Rychlost odvádéní tepla může být zvýšena například zvýšením rychlosti recyklovaného plynu a/nebo snížením teploty recyklovaného plynu a/nebo měněním tepelné kapacity recyklovaného plynu. Exituje však hranice rychlosti recyklovaného plynu, která může být použita touto hranicí se lože může stát může v plynném proudu vystoupit k zablokování potrubí recyklu a k poškozeni kompresoru nebo dmychadla plynu. Existuje také hranice míry,· do jaké je možné v praxi chladit recyklovaný plyn. Ta je primárně dána ekonomickou úvahou, a v praxi je normálně určena teplotou průmyslové chladící vody dostupnév daném místě. Je-li třeba, může být využito strojního chlazení, to však zvyšuje výrobní praxi má použití recyklovaného prostředku pro odvádění polymeračního tepla z polymerace oleíinů ve íluidním loži nevýhodu omezeni maximální dosažitelné produkce.This type is limited by the maximum rate at which heat can be dissipated from the reactor. The rate of heat removal can be increased, for example, by increasing the rate of recycle gas and / or lowering the temperature of the recycle gas and / or varying the heat capacity of the recycle gas. However, the recycled gas velocity limit that can be used by this limit is exiting, and the bed may stand in the gaseous stream to block the recycle line and damage the compressor or gas blower. There is also a limit to the extent to which recycled gas can be cooled in practice. This is primarily due to economic considerations, and in practice is normally determined by the temperature of the industrial cooling water available at the site. If desired, machine cooling can be used, but this increases manufacturing practice, the use of recycled means to remove the polymerization heat from the olefin bed polymerization in a fluidized bed has the disadvantage of limiting the maximum achievable production.
v průmyslové nestabilním z reaktoru, praxi. Nad nebo dokonce což vede náklady. V průmyslové plynu jako jedinéhoin industrial unstable reactor, practice. Above or even leading costs. In industrial gas alone
Dosavadní ;výšení kapacity ;aváděním těkavé kapaliny.Existing capacity increase and the introduction of volatile liquid.
stav techniky nabízí množství metod pro odvádění tepla z proudu recyklu, napříkladthe state of the art offers a number of methods for removing heat from the recycle stream, for example
GB 1 415 442 se týká polymerace vinylchloridu v plynné íázi v reaktoru s míchaným polymerizace se provádí v ředícího plynu majícího vinylchloridu. Příklad 1 teploty polymerace vinylchloridu ke materiálu. Kapalný bod nebo íluidním ložem, přičemž přítomnosti alespoň jednoho varu nižší než bod varu z tohoto odkazu popisuje řízení přerušovaným £luidizovanému přidáváním kapalného polyvinylchloridovému vinylchlorid se v loži bezprostředně odpařuje, čímž odvádí polymerační teplo.GB 1 415 442 relates to a gas phase polymerization of vinyl chloride in a stirred polymerization reactor in a diluent gas having vinyl chloride. Example 1 Polymerization Temperature of Vinyl Chloride to Material. The liquid point or fluidized bed, wherein the presence of at least one boiling point lower than the boiling point of this reference discloses control by intermittent addition of liquid polyvinyl chloride vinyl chloride immediately evaporates in the bed, thereby dissipating the polymerization heat.
• · · · · · • · · · · φ · • ·· φ · φ φ φ • φ · · φφφ φ φ φ φ φ φ φ• · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
US 3 625 932 popisuje proces polymerace vinylchloridu, při kterém se ve vícestupňovém reaktoru s fluidním ložem jednotlivá lože z částic polyvinylchloridu udržuji fluidizována zaváděním plynného monomeru vinylchloridu ve spodku reaktoru. Chlazení každého z loží pro odvedení v něm vyvíjeného polymeračního tepla je zajištěno vstřikováním kapalného monomeru vinylchloridu do vzestupného proudu plynu pod patry, na nichž se lože fluidizují.US 3,625,932 describes a vinyl chloride polymerization process in which, in a multistage fluidized bed reactor, a single bed of polyvinyl chloride particles is maintained fluidized by introducing a gaseous vinyl chloride monomer at the bottom of the reactor. Cooling of each of the beds to dissipate the polymerization heat generated therein is provided by injecting a liquid vinyl chloride monomer into an ascending gas stream under the trays on which the beds are fluidized.
FR 2 215 802 se týká rozstřikovací trysky typu zpětného ventilu, vhodné pro vstřikování kapalin do fluidního lože, například při polymeraci etylenicky nenasycených monomerů v loži fluidizovaném plynem. Kapalinou, která se používá pro chlazení lože, může být polymerovaný monomer, nebo, jestliže se polymeruje etylen, může jí být kapalný nasycený uhlovodík. Rozstřikovací tryska je popsána ve vztahu k polymertaci vinylchloridu ve fluidním loži .FR 2 215 802 relates to a non-return valve spray nozzle suitable for injecting liquids into a fluidized bed, for example in the polymerization of ethylenically unsaturated monomers in a gas-fluidized bed. The liquid used to cool the bed may be a polymerized monomer, or, if ethylene is polymerized, it may be a liquid saturated hydrocarbon. The spray nozzle is described in relation to vinyl chloride polymerization in a fluidized bed.
GB 1 398 965 popisuje polymeraci etylenicky nenasycených monomerů, zejména vinylchloridu, při které se tepelné řízení polymerace provádí vstřikováním kapalného monomeru do lože za použití jedné nebo více rozstřikovacích trysek umístěných ve výšce mezi 0 a 75 % výšky fluidizovaného materiálu v reaktoru.GB 1 398 965 describes the polymerization of ethylenically unsaturated monomers, in particular vinyl chloride, in which the thermal control of the polymerization is carried out by injecting liquid monomer into the bed using one or more spray nozzles positioned at a height between 0 and 75% of the fluidized material height in the reactor.
US 4 390 669 se týká homopolymerizace nebo kopolymerizace olefinů pomocí vícestupňového procesu v plynné fázi, který se může provádět v reaktoru s promíchávaným ložem, reaktoru s fluidním ložem, reaktoru s promíchávaným fluidním ložem nebo trubkovém reaktoru. V tomto procesu se získaný polymer z první polymerační zónyU.S. Pat. No. 4,390,669 relates to the homopolymerization or copolymerization of olefins by a multi-stage gas phase process which can be carried out in a stirred-bed reactor, a fluidized bed reactor, a stirred-bed reactor or a tubular reactor. In this process, the polymer obtained is from the first polymerization zone
• · suspenduje v mezilehlé zóně v těkavém kapalném uhlovodíku, a takto získaná suspenze se vede do druhé polymerační zóny, kde se kapalný uhlovodík odpařuje. V příkladech 1 až 5 se plyn ze druhé polymerační zóny vede skrze chladič (tepelný výměník), kde část kapalného uhlovovdíku kondenzuje (spolu s ko-monomerem, pokud je použit). Těkavý kapalný kondenzát se zčásti vede v kapalném stavu do polymerační nádoby, kde se odpařuje, aby byl využit k odvádění polymeračního tepla prostřednictvím svého latentního výparného tepla.Suspended in the intermediate zone in the volatile liquid hydrocarbon, and the suspension thus obtained is passed to a second polymerization zone where the liquid hydrocarbon is evaporated. In Examples 1 to 5, gas from the second polymerization zone is passed through a condenser (heat exchanger) where a portion of the liquid hydrocarbon condenses (along with the co-monomer, if used). The volatile liquid condensate is partially passed in a liquid state to the polymerization vessel where it is vaporized to be used to dissipate the polymerization heat through its latent evaporative heat.
EP 89 691 se týká způsobu pro zvýšení měrného výkonu kontinuálního procesu polymerace fluidních monomerů v loži fluidizovaném plynem, způsob zahrnuje chlazení části nebo všech nezreagovaných tekutin pro vytvoření dvoufázové směsi plynu a unášené kapaliny pod rosným bodem a zpětné zavádění uvedené dvoufázové směsi do reaktoru. Popis EP 89 691 uvádí, že primárním omezením míry, do jaké recyklovaný plynný proud může být ochlazen pod rosný bod, spočívá v požadavku aby se poměr plyn-kapalina zachoval na úrovni dostatečné pro udržení kapalné fáze dvoufázové tekutinové směsi v unášeném nebo suspendovaném stavu až do odpaření kapaliny, a dále uvádí, že množství kapaliny v plynné fázi by nemělo přesáhnout asi 20 hmotnostních procent, s výhodou 10 hmotnostních procent, za předpokladu že rychlost dvoufázového recyklovaného proudu je dost vysoká pro udržení kapalné fáze v suspenzi v plynu a pro nesení fluidního lože v reaktoru. EP 89 691 dále uvádí, že je možné vytvořit dvoufázový tekutinový proud uvnitř reaktoru v místě vstřikování odděleným vstřikováním plynu a kapaliny za podmínek, které vytvářejí dvoufázový proud, avšak malá výhodnost tohoto způsobu provozu tkví v přidaných a nezbytných nákladech na separaci plynné a kapalné fáze po chlazení.EP 89 691 relates to a method for increasing the specific power of a continuous process of polymerizing fluidized monomers in a bed fluidized with a gas, the method comprising cooling some or all of the unreacted fluids to form a biphasic gas and entrained liquid mixture below the dew point. EP 89 691 discloses that the primary limitation to the extent to which the recycled gas stream can be cooled below the dew point is to require the gas-liquid ratio to be maintained at a level sufficient to maintain the liquid phase of the biphasic fluid mixture in entrained or suspended state until evaporating the liquid, and further states that the amount of liquid in the gas phase should not exceed about 20 weight percent, preferably 10 weight percent, provided that the rate of the biphasic recycle stream is high enough to maintain the liquid phase in suspension in the gas and support the fluidized bed in the reactor. EP 89 691 further discloses that it is possible to produce a two-phase fluid stream within the reactor at the injection site by separately injecting gas and liquid under conditions that produce a two-phase stream, but the low convenience of this mode of operation lies in the added and necessary cost of separating the gaseous and liquid phases cooling.
0 0 0 00 0 0000 • · 00 · · · 0 0 0 0 0 00 000 0 0 · 000 000 0000000 0 0 ·· 00 00 0 00 000 0 0 00 0 0000 • · 00 · · 0 0 0 0 0 000 000 0 0 · 000 000 0000000 0 0 ·· 00 00 0 00 00
EP 173 261 se týká zvláštních prostředků pro zavádění recyklovaného proudu do reaktorů s fluidním ložem, a zejména prostřeků pro zavádění recyklovaného proudu obsahujícího dvoufázovou směs plynu a unášené kapaliny, jak bylo popsáno v EP 89 691 (výše).EP 173 261 relates to special means for introducing the recycle stream into fluidized bed reactors, and in particular to means for introducing the recycle stream comprising a two-phase mixture of gas and entrained liquid as described in EP 89 691 (above).
WO 94/25495 popisuje proces polymerace ve fluidním loži zahrnující procházení plynného proudu obsahujícího monomer skrze reaktor s fluidním ložem v přítomnosti katalyzátoru za reaktivních podmínek pro vznik polymerního produktu a proudu obsahujícího nezreagované monomerní plyny, stlačení a ochlazení uvedeného proudu, smísení uvedeného proudu s nástřikovými složkami, a navracení plynné a kapalné fáze do uvedeného reaktoru, způsob určení stabilních provozních podmínek zahrnuje: (a) pozorování změn fluidní sypné měrné hmotnosti v reaktoru spojených se změnami složení fluidizačního média; a (b) zvýšení chladící kapacity recyklovaného proudu změnami složení bez přesáhnutí úrovně, při které se snížení fluidní sypné měrné hmotnosti nebo parametru, který ji indikuje, stává nevratným.WO 94/25495 discloses a fluidized bed polymerization process comprising passing a monomer-containing gas stream through a fluidized bed reactor in the presence of a catalyst under reactive conditions to form a polymer product and a stream containing unreacted monomer gases, compressing and cooling said stream, mixing said stream with feed components. and returning the gaseous and liquid phases to said reactor, the method for determining stable operating conditions comprises: (a) observing changes in the fluid bulk density in the reactor associated with changes in the composition of the fluidizing medium; and (b) increasing the cooling capacity of the recycle stream by varying the composition without exceeding a level at which a reduction in the fluid bulk density or a parameter indicating it becomes irreversible.
US 5 436 304 se týká způsobu polymerace alfaolefinů v plynné fázi v reaktoru s fluidním ložem a fluidizačním médiem, přičemž fluidizační médium slouží pro řízení chladící kapacity reaktoru, a přičemž funkce (Z) sypné měrné hmotnosti se udržuje na hodnotě rovné nebo větší než je vypočtená mez pro funkci sypné měrné hmotnosti.US 5,436,304 relates to a process for the gas phase polymerization of alpha-olefins in a fluidized bed reactor and a fluidizing medium, wherein the fluidizing medium serves to control the cooling capacity of the reactor, and wherein the bulk density function (Z) is maintained at or greater than limit for bulk density function.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Zveřejněná přihláška WO 94/28032, která je zde odkazem ·· · · ···« · · · · · · · • · ·· · · 9 ···· • ·· ··· · · · ·«· 9 · · • ······ · · ·· · · · · · · · · · zahrnuta, se týká kontinuálního procesu v loži fluidizovaném plynnou fází, při kterém je produktivita procesu zlepšena chlazením proudu recyklovaného plynu na teplotu dostatečnou pro vytvoření kapaliny a plynu, oddělením kapaliny z plynu a nastřikováním oddělené kapaliny přímo do fluidního lože. Kapalina může být vhodně vstřikována do fluidního lože pomocí jedné nebo více trysek v něm uspořádaných. Nyní bylo zjištěno, že prostřednictvím použití zvláštní konstrukce trysky v tomto procesu může být kapalina efektivněji zaváděna do fluidního lože, což vede ke zlepšenému řízení chlazení fluidního lože majícího zlepšenou distribuci kapaliny uvnitř oblasti (oblastí) rozstřikovacích trysek. Další výhody zahrnují snížení spotřeby plynu pro trysky a významné snížení provozních nákladů.Published application WO 94/28032, which is hereby incorporated by reference herein in its entirety. Included, refers to a continuous process in a gas-phase fluidized bed in which process productivity is improved by cooling the recycle gas stream to a temperature sufficient to form a liquid. and gas, separating the liquid from the gas and injecting the separated liquid directly into the fluidized bed. Suitably, the liquid may be injected into the fluidized bed by means of one or more nozzles arranged therein. It has now been found that through the use of a particular nozzle design in this process, fluid can be introduced more effectively into the fluidized bed, resulting in improved fluidized bed cooling control having improved fluid distribution within the spray nozzle area (s). Other advantages include reduced gas consumption for the nozzles and a significant reduction in operating costs.
Podle předloženého vynálezu je navržen kontinuální proces ve fluidním loži pro polymeraci olefinového monomeru vybraného z (a) etylenu, (b) propylenu, (c) směsi etylenu a propylenu a (d) jednoho nebo více dalších alfaolefinů smíšených s (a), (b) nebo (c), v reaktoru s fluidním ložem, kontinuálním recyklováním plynného proudu obsahujícího alespoň část etylenu a/nebo propylenu skrze fluidní lože v uvedeném reaktoru v přítomnosti polymeračního katalyzátoru za reakčních podmínek, přičemž alespoň část uvedeného plynného proudu odtahovaného z uvedeného reaktoru se chladí na teplotu, při které kapalina vykondenzovává, oddělováním alespoň části kondenzované kapaliny z plynného proudu, a zaváděním alespoň části oddělené kapaliny přímo do fluidního lože prostřednictvím (a) natlakování kapaliny, (b) dodávání natlakované kapaliny na kapalinový vstup trysky, a (c) vhánění kapaliny do fluidního lože výstupemAccording to the present invention, a continuous fluidized bed process for the polymerization of an olefin monomer selected from (a) ethylene, (b) propylene, (c) a mixture of ethylene and propylene, and (d) one or more other alphaolefins mixed with (a), (b) or (c) in a fluidized bed reactor, by continuously recycling a gaseous stream containing at least a portion of ethylene and / or propylene through a fluidized bed in said reactor in the presence of a polymerization catalyst under reaction conditions, wherein at least a portion of said gaseous stream drawn from said reactor is cooled to the temperature at which the liquid condenses, by separating at least a portion of the condensed liquid from the gaseous stream, and introducing at least a portion of the separated liquid directly into the fluidized bed by (a) pressurizing the liquid, (b) supplying pressurized liquid to the liquid inlet of the nozzle; fluid into the fluidized bed outlet
tt 0 0 · ·tt 0 0 · ·
00 ♦ · 0 0 * · ♦ 0 00 0 0 0 • ·· · · ♦ · · • 0 0 · · 0 000 ♦ · 0 0 * ♦ 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0
00 00 0 trysky, ve které se kapalina atomizuje pomocí mechanického zařízení umístěného ve výstupu, a atomizovaný rozstřik se vytváří v oblasti tvarování rozstřiku výstupu.The nozzle in which the liquid is atomized by means of a mechanical device located in the outlet and the atomized spray is formed in the spray-forming region of the outlet.
lože a následné k defluidizaci lože atomizace kapalinybed and then to defluidize the bed of atomization of the liquid
Bylo zjištěno, že v nepřítomnosti oblasti tvarování rozstřiku kapalina nemůže proniknout daleko do fluidního obklopení trysky kapalinou vede v blízkosti trysky. Předpokládá se, že a vytváření rozstřiku je inhibováno přítomností pevné látky ve fluidnim loži ve výstupu nebo blízko výstupu trysky. Oblast tvarování rozstřiku je kryta od fluidního lože, čímž je umožněno pokračování procesu atomizace a vyvinutí rozstřiku.It has been found that in the absence of the spray-forming region, the liquid cannot penetrate far into the fluid surrounding the nozzle by the liquid leading near the nozzle. It is believed that and spray formation is inhibited by the presence of a solid in the fluidized bed at or near the nozzle outlet. The spray shaping area is covered from the fluidized bed, thereby allowing the atomization process to continue and to spray.
Oblast tvarování rozstřiku na výstupu může být umístěna uvnitř trysky, nebo může být tvořena oblastí spojenou s členem protaženým z trysky, nebo zajištěnou v prostorovém vztahu k trysce.The spray shaping area at the outlet may be located within the nozzle, or may be formed by an area connected to a member extending from the nozzle, or secured in a spatial relationship to the nozzle.
Oblast tvarování rozstřiku zahrnuje krytou dráhu, podél které kapalina putuje zatímco pokračuje atomizace a vyvíjí se rozstřik. Oblast tvarování rozstřiku je s výhodou definována stěnou, která může být integrální součástí trysky, nebo může být protažena od trysky, nebo může být zajištěna v prostorovém vztahu k trysce. Stěna může být například trubice nebo deska. V případě, že je stěna trubicovitá, může být průřez například kruhový, obdélníkový, čtvercový, trojúhelníkový, šestiúhelníkový nebo eliptický. Trubicovitá stěna může mít po své délce stejnoměrný nebo nebo nestejnoměrný průřez. Průřez celkově může být například kruhově válcovitý, elipticky výlcovitý, může tvořit komolý kužel, komolý jehlan, elipsoid, jednu část hyperboloidu, tvar zvonu nebo trychtýře. Trubicovitá stěna má s výhodou ·· ♦· »· ♦ · · · * · • « ·4 ♦ · * • · * ♦ · ♦ ··The spray shaping area includes a covered path along which the liquid travels while atomization continues and the spray develops. The spray-forming region is preferably defined by a wall that may be an integral part of the nozzle, or may extend from the nozzle, or be provided in a spatial relationship to the nozzle. The wall may be, for example, a tube or a plate. If the wall is tubular, the cross-section may be, for example, circular, rectangular, square, triangular, hexagonal or elliptical. The tubular wall may have a uniform or non-uniform cross-section along its length. The cross-section may, for example, be circularly cylindrical, elliptically cylindrical, may be truncated cone, truncated pyramid, ellipsoid, one part of a hyperboloid, bell-shaped or funnel-shaped. The tubular wall preferably has 4 ' 4 ' ' " "
9 9 9 9 9 99 9 9 9 9
99 99 999 99 9
99 vzrůstající průřez ve směru toku rozstřiku kapaliny. V případě, že stěna zahrnuje desku, může být deska rovinná nebo zakřivená, například rovná deska, úhlová deska, miskovitá deska nebo spirálovitě tvarovaná deska.99 increasing cross-section in the direction of liquid spray flow. Where the wall comprises a plate, the plate may be planar or curved, for example a flat plate, an angled plate, a cup plate or a spiral shaped plate.
Oblast tvarování rozstřiku na výstupu by měla mít délku alespoň 10 mm, s výhodou alespoň 25 mm, pro vyvinutí rozstřiku a pro jeho odpovídající krytí od lože.The spray-forming area at the outlet should have a length of at least 10 mm, preferably at least 25 mm, to generate the spray and to adequately cover it from the bed.
Tryska může být umístěna uvnitř fluidního lože nebo může procházet stěnou reaktoru tak, aby výstup trysky byl ve spojení s fluidním ložem (s výhodou s připojeným potrubím umístěným vně reaktoru).The nozzle may be located within the fluidized bed or may extend through the reactor wall such that the nozzle outlet is in communication with the fluidized bed (preferably with an attached pipe located outside the reactor).
Tryska může mít jediný výstup nebo množství výstupů.The nozzle may have a single outlet or a plurality of outlets.
Když je tryska umístěna uvnitř fluidního lože, je výhodný počet výstupů 1 až 4, ještě výhodněji 2 až 4.When the nozzle is positioned within the fluidized bed, the number of outlets is 1 to 4, more preferably 2 to 4.
Když tryska prochází stěnou reaktoru, je výhodný počet výstupů 1 až 20. Předpokládá se, že takovéto trysky mají jiný profil rozstřiku (širší úhel rozstřiku) než trysky umístěné uvnitř fluidního lože a mohou tedy vyžadovat více otvorů s menší plochou průřezu.When the nozzle passes through the reactor wall, the number of outlets 1 to 20 is preferred. Such nozzles are believed to have a different spray profile (wider spray angle) than the nozzles located within the fluidized bed and may therefore require more orifices with a smaller cross-sectional area.
Výstup či výstupy mohou mít kruhové otvory, štěrbiny, elipsoidy nebo jiné vhodné konfigurace. Když jsou výstupy štěrbiny, jsou s výhodou eliptického tvaru.The outlet (s) may have circular openings, slots, ellipsoids, or other suitable configurations. When the outlets are slits, they are preferably elliptical in shape.
Když jsou výstupy štěrbiny, mají štěrbiny zpravidla šířku v rozmezí 2,5 až 12 mm a délku 8 až 50 mm. Plocha průřezu štěrbin může být 26 až 580 mm2.When the outlets are apertures, the apertures generally have a width in the range of 2.5 to 12 mm and a length of 8 to 50 mm. The cross-sectional area of the slots may be 26 to 580 mm 2 .
*· ·** · · *
I 9 4 «I 9 4 «
I · ··I · ··
I · · 1 » · · 1I · 1 · 1 · 1
Μ J 0 4 • 0 * * • » * 4 « · · · • · » * 4 90 J 0 4 • 0 * * • »* 4 9
Když jsou výstupy kruhové otvory, může být průměr otvorů v rozmezí 5 až 25 mm. Plocha průřezu kruhových otvorů může být v rozmezí 19,6 až 491 mm^.When the outlets are circular holes, the diameter of the holes may be in the range of 5 to 25 mm. The cross-sectional area of the circular openings may be in the range of 19.6 to 491 mm 2.
Je důležité, aby výstup či výstupy trysky měly dostatečnou velikost pro umožnění průchodu jakýchkoliv jemných částic, které mohou být přítomny v proudu oddělené kapaliny.It is important that the nozzle outlet (s) be of sufficient size to allow passage of any fine particles that may be present in the liquid stream.
Když uspořádány mají trysky množství otvorů, mohou být otvory v různých úrovních trysky, například mohou být otvory uspořádány v množství řad kolem obvodu trysky. Výhodný počet výstupů pro každý řádek je 1 až 8, ještě výhodněji 1 až 4.When the nozzles have a plurality of orifices, the orifices may be at different nozzle levels, for example, the orifices may be arranged in a plurality of rows around the periphery of the nozzle. The preferred number of outputs for each row is 1 to 8, more preferably 1 to 4.
Množství výstupů je s výhodou rovnoměrně rozmístěno kolem obvodu trysky.Preferably, the plurality of outlets are evenly distributed around the periphery of the nozzle.
Když je množství výstupů uspořádáno v řadách kolem obvodu trysky, je výhodné, aby výstupy sousedních řad byly navzájem přesazeny.When a plurality of outlets are arranged in rows around the periphery of the nozzle, it is preferred that the outlets of adjacent rows are offset from each other.
Mechanické zařízení může být s mechanické zařízení, které propůjčuje toku vhodný pro zvýšení atomizace mechanická zařízení jsou taková, která poskytují široký profil rozstřiku a rozumně stejnoměrnou velikost kapek. Je-li třeba, mohou být použita známá mechanická zařízení pro atomizaci kapalin jako například vody (pro potlačování ohně) a barev (pro účely povlékáni). Energie pro atomizaci může být dodávána například poklesem tlaku kapaliny vystupující z otvoru, nebo použitím vnějších prostředků, jako například elektrického nebo mechanického výkonu. Vhodnými mechanickými výhodou jakékoliv kapalině charakter kapaliny. VýhodnáThe mechanical device may be provided with a mechanical device that imparts a flux suitable to increase atomization. The mechanical devices are those that provide a wide spray pattern and a reasonably uniform droplet size. If desired, known mechanical devices can be used to atomize liquids such as water (for fire suppression) and paints (for coating purposes). The atomization energy can be supplied, for example, by reducing the pressure of the liquid exiting the aperture, or by using external means such as electrical or mechanical power. Suitable mechanical advantage of any liquid character of the liquid. Advantageous
0· ···* • 0 94 • 000 0·0 · ··· * • 0 94 • 000 0 ·
0·· · · · • ·· 0*0 · 00 ·· · 0 · 0 · 0
0·· · 0 · *0 ·0 00 · • 0 · • 0 00 ·· · 0 · * 0 · 0 00 · 0 · 0 0
000 0··000 0 ··
00
0 0 0 zařízeními pro atomizaci kapaliny jsou například vířivá zařízení nebo přepážkové desky pro propůjčení turbulentního charakteru toku v kapalině pro zvýšení roztrhávání a atomizace kapaliny, když vystupuje z otvoru, narážecí zařízení, ventilátorová zařízení a ultrazvuková zařízení. Jednoduchá forma mechanického zařízení, které je schopné generování rozstřiku, obsahuje stejnoměrnou válcovitou trubku mající vstup pro natlakovanou kapalinu a výstup z něhož vystupuje paprsek kapaliny. Jak se paprsek vzdaluje od výstupu, postupně se rozbíjí na kapičky tvořící rozstřik kapaliny. Jednoduchý systém tohoto typu je možno použít v předloženém vynálezu za podmínky, že rozměry trubky a tlak kapaliny jsou nastaveny pro poskytnutí dostatečné struktury rozstřiku. V tomto typu systému však má paprsek kapaliny sklon urazit značnou vzdálenost předtím, než se začne rozbíjet na kapičky rozstřiku, a takto vytvořený rozstřik nemusí nutně mít požadovanou strukturu. Je tedy v předloženém vynálezu preferováno zvětšit vytváření rozstřiku pomocí dodatečných prostředků, například zarážek umístěných v proudu kapaliny opouštějící výstup, nebo narážecí zařízení, které rozbíjí kapalinový paprsek do rozstřiku.Liquid atomization devices are, for example, vortex devices or baffle plates for imparting the turbulent nature of the flow in the liquid to increase bursting and atomization of the liquid as it exits the aperture, impact devices, fan devices and ultrasonic devices. A simple form of mechanical device capable of generating spatter comprises a uniform cylindrical tube having an inlet for pressurized fluid and an outlet from which a fluid jet exits. As the beam moves away from the outlet, it gradually breaks into droplets forming a liquid spray. A simple system of this type can be used in the present invention provided that the tube dimensions and liquid pressure are adjusted to provide a sufficient spray pattern. In this type of system, however, the liquid jet tends to travel a considerable distance before it breaks into the spray droplets, and the spray thus formed does not necessarily have the desired structure. Accordingly, it is preferred in the present invention to increase spray formation by additional means, for example, detents located in the liquid stream exiting the outlet, or a baffle device that breaks the liquid jet into the spray.
Rozstřik se s výhodou zavádí z oblasti tvarování rozstřiku na výstupu přímo do fluidního lože nad horní mezí gradientu teploty mezi vstupujícím fluidizačním plynem (plynný proud nastřikovaný do reaktoru) a zbytkem lože. Komerční procesy polymerace olefinů v loži fluidizovaném plynem se zpravidla provozují za vpodstatě izotermních podmínek, v ustáleném stavu. Nicméně, ačkoliv se téměř celé fluidní lože udržuje na požadované vpodstatě izotermní polymerační teplotě, ve spodní oblasti lože obvykle existuje teplotní gradient. Tento teplotní gradient narůstáAdvantageously, the spray is introduced from the spray-forming area at the outlet directly into the fluidized bed above the upper limit of the temperature gradient between the incoming fluidizing gas (gas stream injected into the reactor) and the remainder of the bed. Commercial olefin polymerization processes in a gas-fluidized bed are generally operated under substantially isothermal conditions, at steady state. However, although almost the entire fluidized bed is maintained at the desired substantially isothermal polymerization temperature, there is usually a temperature gradient in the lower region of the bed. This temperature gradient is increasing
• · v důsledku faktu, že recyklovaný plyn používaný pro fluidizaci lože je obvykle chlazen na teplotu daleko pod teplotou převládající v materiálu lože. Za těchto okolností je oblast lože bezprostředně nad místem zavádění proudu ochlazeného plynu do lože chladnější než materiál lože. Spodní mezí teploty této oblasti, ve které existuje teplotní gradient, a horní mezí je vpodstatě izotermní teplota lože (tj. teplota materiálu lože). V komerčních reaktorech toho typu, který využívá fluidizační rošt, a má fluidní lože o výšce zpravidla asi 10 až 20 m, existuje tento teplotní gradient ve vrstvě asi 15 až 30 cm (6 až 12 palců) nad roštem.Due to the fact that the recycled gas used for bed fluidization is usually cooled to a temperature far below that prevailing in the bed material. In these circumstances, the bed area immediately above the point of introduction of the cooled gas stream into the bed is cooler than the bed material. The lower temperature limit of this region in which there is a temperature gradient and the upper limit is essentially the isothermal temperature of the bed (i.e., the temperature of the bed material). In commercial reactors of the type that utilize a fluidization grid and having a fluid bed generally about 10 to 20 m in height, this temperature gradient exists in a layer of about 15 to 30 cm (6 to 12 inches) above the grid.
Jedna tryska nebo množství trysek může být uspořádáno uvnitř fluidního lože nebo může procházet stěnami reaktoru.A single nozzle or plurality of nozzles may be arranged within the fluidized bed or pass through the reactor walls.
Výhodné uspořádání má množství trysek vpodstatě ve stejných odstupech uvnitř fluidního lože na daném kruhovém průměru nebo ve stejných odstupech kolem obvodu reaktoru v oblasti zavádění kapaliny. Počet použitých trysek je ten počet, který je požadován pro zajištění dostatečné penetrace a disperze rozstřiku na každé trysce pro dosažení dobré disperze kapaliny v loži. Preferovaný počet trysek je 1 až 8, s výhodou 1 až 4, ještě výhodněji čtyři v případě trysek umístěných uvnitř lože nebo 4 až 8 pro trysky umístěné externě.A preferred arrangement has a plurality of nozzles at substantially equal intervals within the fluidized bed at a given circular diameter or at equal intervals around the periphery of the reactor in the liquid introduction region. The number of nozzles used is that required to provide sufficient penetration and spray dispersion on each nozzle to achieve good liquid dispersion in the bed. The preferred number of nozzles is 1 to 8, preferably 1 to 4, even more preferably four for nozzles located inside the bed or 4 to 8 for nozzles positioned externally.
Každá z trysek může, pokud je třeba, být napájena oddělenou natlakovanou kapalinou pomocí společného vedení, vhodně uspořádaného uvnitř reaktoru. To může být zajištěno například pomocí kanálu procházejícího centrem reaktoru.Each of the nozzles may, if necessary, be supplied with a separate pressurized liquid by means of a common conduit suitably arranged within the reactor. This can be ensured, for example, by means of a channel passing through the center of the reactor.
Každá tryska může mít sérii výstupů uspořádaných ve • · • · · · skupinách obvodově kolem trysky, s každou skupinou výstupů připojených odděleně k přívodu natlakované kapaliny. Skupiny výstupů mohou být typicky uspořádány v množství řad kolem obvodu trysky. Výhodný počet skupin výstupů je dva.Each nozzle may have a series of outlets arranged in groups circumferentially around the nozzle, with each group of outlets connected separately to the pressurized fluid supply. The groups of outlets may typically be arranged in a plurality of rows around the periphery of the nozzle. The preferred number of output groups is two.
Ve výhodném uspořádání má tryska dvě skupiny výstupů uspořádané ve dvou řadách, přičemž skupiny jsou navzájem přesazeny. Tím způsobem kapalina vypouštěná ze spodní skupiny neinterferuje s výstupem ze spodní skupiny.In a preferred arrangement, the nozzle has two groups of outlets arranged in two rows, the groups being offset from each other. In this way, the liquid discharged from the lower group does not interfere with the outlet of the lower group.
S výhodou je každá skupina výstupů připojena zvlášť na přívod natlakované kapaliny do trysky pomocí vhodného potrubí uspořádaného uvnitř trysky. Přívod natlakované kapaliny do každé skupiny výstupů může být řízen za použití vhodně uspořádaných ventilů. Tím způsobem může být dodávání kapaliny do každé skupiny výstupů řízeno za účelem řízení množství kapaliny vyppuštěné z trysky. Například je možné vést kapalinu jenom do skupiny výstupů uspožádaných v horní části trysky. Tato schopnost řízení množství kapaliny vypouštěné z trysky je zvlášť důležitá v průběhu začátku procesu ve fluidním loži. Také schopnost snížit nebo zvýšit množství kapaliny vstupující do fluidního lože dovoluje lepši řízení a flexibilitu během provozu fluidního lože.Preferably, each group of outlets is connected separately to the supply of pressurized liquid to the nozzle by means of a suitable duct arranged within the nozzle. The supply of pressurized fluid to each group of outlets can be controlled using appropriately arranged valves. In this way, the supply of liquid to each group of outlets can be controlled to control the amount of liquid discharged from the nozzle. For example, it is possible to conduct the liquid only to a plurality of outlets arranged at the top of the nozzle. This ability to control the amount of liquid discharged from the nozzle is particularly important during the start of the fluidized bed process. Also, the ability to reduce or increase the amount of fluid entering the fluidized bed allows for better control and flexibility during fluidized bed operation.
Trysky použité v procesu podle předloženého vynálezu jsou s výhodou uspořádány tak, že procházejí vpodstatě vertikálně do fluidního lože, ale mohou být uspořádány také tak, že vyčnívají ze stěn reaktoru ve vpodstatě vodorovném směru.The nozzles used in the process of the present invention are preferably arranged to extend substantially vertically into the fluidized bed, but may also be arranged such that they project from the reactor walls in a substantially horizontal direction.
Rychlost, při které se může kapalina zavádět do lože, závisí primárně na stupni ochlazení požadovanému v loži, a ten závisí na požadované rychlosti produkce z lože.The rate at which liquid can be introduced into the bed depends primarily on the degree of cooling desired in the bed, and this depends on the desired rate of production from the bed.
Rychlosti produkce získatelné z komerčních polymerečních procesů ve fluidním loži pro polymeraci olefinů závisí, inter alia, na aktivitě použitého katalyzátoru, a na kinetice těchto katalyzátorů. Tak například když se použijí katalyzátory mající velmi vysokou aktivitu, a je požadována vysoká rychlost produkce, bude množství přidávané kapaliny vysoké. Typické množství zavádění kapaliny může být například v rozmezí 0,1 až 4,9; s výhodou 0,3 až 4,9 krychlových metrů kapaliny na krychlový metr materiálu lože za hodinu. Pro konvenční Zieglerovy katalyzátory superaktivního typu (tj. na bázi přechodných kovů, hořečnatého halogenidu a organokovového ko-katalyzátoru) může být rychlost přidávání kapaliny například v rozmezí 0,5 až 1,5 krychlových metrů kapaliny na krychlový metr materiálu lože za hodinu. Katalyzátory na bázi určitých například metaloceny aktivované j sou známy svými mimořádně vysokými aktivitami. Zvýšená rychlost uvolňování tepla, doprovázející použití takovýchto polymeračních katalyzátorů může učinit použití procesu podle předloženého vynálezu zvlášť: žádoucím. Přídavek kapaliny do lože fluidizovaného plynem podle předloženého vynálezu může zajistit snížení výskytu horkých skvrn vytvářených v reaktoru zaváděním čerstvého vysoce aktivního katalyzátoru. Je-li třeba, katalyzátor samotný může být zaváděn jako suspenze nebo roztok v kapalině, která se rozstřikuje do lože. Vstřikování kapaliny do fluidního lože tímto způsobem prospívá katalyzátoru zaváděnému do kapaliny lokalizovaným chladícím efektem kapaliny obklopující trysku, která se tak může vyhnout horkým místům a následné aglomeraci.The rates of production obtainable from commercial olefin polymerization fluidized bed polymerization processes depend, inter alia, on the activity of the catalyst used and the kinetics of the catalysts. For example, when catalysts having a very high activity are used and a high rate of production is desired, the amount of liquid added will be high. A typical amount of liquid introduction may be, for example, in the range of 0.1 to 4.9; preferably 0.3 to 4.9 cubic meters of liquid per cubic meter of bed material per hour. For conventional super-active Ziegler catalysts (i.e., based on transition metals, magnesium halide and organometallic co-catalyst), the rate of liquid addition may be, for example, in the range of 0.5 to 1.5 cubic meters of liquid per cubic meter of bed material per hour. Catalysts based on certain activated metallocenes, for example, are known for their extremely high activities. The increased rate of heat release accompanying the use of such polymerization catalysts may make the use of the process of the present invention particularly desirable. The addition of liquid to the gas fluidized bed of the present invention can reduce the occurrence of hot spots formed in the reactor by introducing fresh high-activity catalyst. If desired, the catalyst itself may be introduced as a suspension or solution in a liquid that is sprayed into the bed. Injecting liquid into the fluidized bed in this way benefits the catalyst introduced into the liquid by the localized cooling effect of the liquid surrounding the nozzle, which can thus avoid hot spots and subsequent agglomeration.
komplexů přechodných prvků, například alkylalumoxany,transition element complexes, such as alkylalumoxanes,
V procesu podle předloženého vynálezu je důležité dosáhnout dobré disperze a penetrace do kapaliny ve fluidním • · • · · · • · · · • · · · • · · · · · • · ·· · loži. Faktory, které jsou důležité pro dosažení dobré penetrace a disperze, jsou okamžik a směr rozstřiku atomizované kapaliny vstupující do lože (profil rozstřiku), počet trysek na jednotku plocha průřezu lože, a prostorové uspořádání trysek.In the process of the present invention, it is important to achieve good dispersion and penetration into the fluid in the fluidized bed. Factors that are important for achieving good penetration and dispersion are the moment and direction of atomization of the atomized liquid entering the bed (spatter profile), the number of nozzles per unit bed cross-sectional area, and the spatial arrangement of the nozzles.
S výhodou jsou stěny oblasti tvarování rozstřiku zkoseny tak, že rozstřik nabývá vhodného profilu. Například, jestliže stěny oblasti tvarování rozstřiku se rozbíhají v úhlu 60° v horizontální rovině fluidního lože, pokrývá rozstřik úhel přibližně 60° v horizontální rovině lože.Preferably, the walls of the spatter-forming region are tapered such that the spatter has a suitable profile. For example, if the walls of the spray shaping region diverge at an angle of 60 ° in the horizontal plane of the fluidized bed, the spray covers an angle of approximately 60 ° in the horizontal plane of the bed.
Atomizovaný rozstřik kapaliny se s výhodou vstřikuje do lože vpodstatě v horizontálním směru. V případě, že výstup dodává atomizovaný rozstřik kapaliny v jiném směru než horizontálním, je směr rozstřiku atomizované kapaliny v úhlu ne větším než 45°, nejvýhodněji ne větším než 20° k horizontále.The atomized liquid spray is preferably injected into the bed substantially in the horizontal direction. In the case where the outlet delivers atomized liquid spray in a direction other than horizontal, the spray direction of the atomized liquid is at an angle of not more than 45 °, most preferably not more than 20 ° to the horizontal.
V rozstřikovcí oblasti trysky může být zatížení lože kapalinou 16 až 656 m3 kapaliny/h/m3 a množství kapaliny přidávané do fluidního lože může být v rozmezí 50 až 300 te/h.In the spray area of the nozzle, the fluid loading may be 16 to 656 m 3 of liquid / h / m 3 and the amount of liquid added to the fluidized bed may be in the range of 50 to 300 te / h.
Tryska má s výhodou velikost toku kapaliny, pro typické průřezové plochy popsané výše a pro rychlosti přidávání kapaliny mezi 50 a 300 te/h, v roznezí 1,5 až 200 m3kapaliny/s/m2průřezové plochy výstupu, ještě výhodněji 9,5 až 70 m3kapaliny/s/m2průřezové plochy výstupu, přičemž průtok kapaliny tryskou je definován jako rychlost objemového toku kapaliny (m3/s) na jednotku průřezové plochy (m ) výstupu, z něhoř atomizovaný rozstřik kapaliny vystupuje.The nozzle preferably has a liquid flow size, for the typical cross-sectional areas described above and for a liquid addition rate of between 50 and 300 te / h, in the range of 1.5 to 200 m 3 of liquid / s / m 2 cross-sectional area of the outlet, more preferably 9, 5 to 70 m 3 of liquid / s / m 2 of the cross-sectional area of the outlet, wherein the liquid flow rate through the nozzle is defined as the volume flow rate of liquid (m 3 / s) per unit of the cross-sectional area (m) of the outlet.
Pokles tlaku na trysce musí být dostatečný pro zabránění vstupu z fluidního lože. Pokles tlaku je vhodně v rozmezí 0,5 až 70 bar a nejvýhodněji v rozmezí 0,5 až 30 bar. Pokles tlaku na trysce také poskytuje prostředek pro řízení průtoku kapaliny skrze trysku.The pressure drop across the nozzle must be sufficient to prevent fluid bed entry. The pressure drop is suitably in the range of 0.5 to 70 bar, and most preferably in the range of 0.5 to 30 bar. The pressure drop across the nozzle also provides a means for controlling the flow of liquid through the nozzle.
Hmotnostní průtok kapaliny procházející mechanickým zařízením umístěným uvnitř výstupu (výstupů) trysky souvisí s poklesem tlaku na mechanickém zařízení. Následující rovnice 1 poskytuje rozumně přesný prostředek stanovení efektu, který změna tlaku aplikovaného na kapalinu má na průtok kapaliny:The mass flow of liquid passing through the mechanical device located inside the nozzle outlet (s) is related to the pressure drop across the mechanical device. The following equation 1 provides a reasonably accurate means of determining the effect that the pressure change applied to a fluid has on the fluid flow:
m2/mi = λ/[ΔΡ2/ΔΡ,]m 2 / mi = λ / [ΔΡ 2 / ΔΡ,]
Rovnice 1 kde AP-j_ je pokles tlaku mechanického zařízení při průtoku kapaliny m-]_ a AP2 je pokles tlaku mechanického zařízení při vyšším průtoku kapaliny m2, to znamená m2>m1.Equation 1 where AP 1 is the pressure drop of the mechanical device at the liquid flow rate m -1 and AP 2 is the pressure drop of the mechanical device at a higher liquid flow rate m 2 , i.e. m 2 > m 1 .
Data uvedená v tabulce 1 se týkají poklesu tlaku a průtoku kapaliny typickým mechanickým zařízením, které začíná atomizovat kapalinu při průtoku kapaliny 0,4 m3/h a poklesu tlaku 0,5 bar.The data presented in Table 1 relates to the pressure drop and fluid flow rate of a typical mechanical device that begins to atomize the liquid at a liquid flow rate of 0.4 m 3 / h and a pressure drop of 0.5 bar.
• · • · · ·• • •
Tabulka 1Table 1
Pro zvýšení průtoku kapaliny procházející skrze mechanické zařízení se ve shodě rovnicí 1 musí zvýšit pokles tlaku na mechanickém zařízení. Je žádoucí mít možnost zvýšit nebo snížit množství kapaliny proudící skrze mechanické zařízení. Pro zajištění rozumné schopnosti rozvinutí/přiškrcení (tj. zvýšení nebo snížení) je třeba, aby pokles tlaku v typickém mechanickém zařízení podle Tabulky 1 byla v rozmezí 0,5 až 100 bar (v tomto rozsahu je schopnost rozvinutí 1 až 14,24). Nicméně, vysoké tlakové ztráty jsou nežádoucí, neboř v natlakovávání kapalin na vysoké tlaky jsou obsaženy vysoké náklady, například zvýšené náklady na čerpání a potřeba vysokotlakého potrubního vedení a bezpečnostního zařízení.To increase the flow of liquid passing through the mechanical device, the pressure drop across the mechanical device must be increased in accordance with Equation 1. It is desirable to be able to increase or decrease the amount of liquid flowing through the mechanical device. In order to ensure reasonable deployment / constriction (i.e., increase or decrease), the pressure drop in a typical mechanical apparatus of Table 1 should be in the range of 0.5 to 100 bar (in this range, the deployment capacity is 1 to 14.24). However, high pressure losses are undesirable, since high pressures are included in pressurizing liquids to high pressures, for example increased pumping costs and the need for high pressure piping and safety equipment.
Z ekonomických důvodůje žádoucí minimalizovat počet trysek, počet mechanických zařízení v každé trysce jakož i pokles tlaku v mechanickém zařízení při současném udržování příslušného profilu kapalného rozstřiku a schopnosti rozvinutí a přiškrcení každé trysky.For economic reasons, it is desirable to minimize the number of nozzles, the number of mechanical devices in each nozzle, as well as the pressure drop in the mechanical device, while maintaining the respective liquid spray profile and the ability to unfold and constrict each nozzle.
Bylo nyní zjištěno, že spodní provozní limit typickéhoIt has now been found that the lower operating limit typical
00
0 ·0 ·
000 ···000 ···
00
0000
0 •0 00000 • 0 0000
0 mechanického zařízení (0,5 bar pokles tlaku) může být zvýšen jestliže se do kapaliny zavede malé množství plynu předtím, než kapalina prochází mechanickým zařízením (dále označováno jako provoz v pěnivém režimu).The mechanical device (0.5 bar pressure drop) may be increased if a small amount of gas is introduced into the liquid before the liquid passes through the mechanical device (hereinafter referred to as foaming operation).
Za normálních provozních podmínek může mechanické zařízení takovéto pěnící trysky být konstruováno pro funkci v při sníženém poklesu tlaku, například 30 bar s rozsahem činnosti (tj. přiškrcením) rozšířeným pod 0,5 bar, když tryska pracuje v pěnivém režimu. To umožňuje dobré řízení množství kapaliny zaváděné do fluidního lože během najíždění procesu, kdy může být požadováno zavádění malých množství kapaliny do lože, tj. pod mezí schopnosti trysky atomizovat kapalinu za nepěnivých podmínek.Under normal operating conditions, the mechanical device of such a foaming nozzle may be designed to function in a reduced pressure drop, for example 30 bar with an operating range (i.e. throttling) extended below 0.5 bar when the nozzle is operating in a foaming mode. This allows good control of the amount of liquid introduced into the fluidized bed during start-up of the process, where it may be desirable to introduce small amounts of liquid into the bed, i.e. below the nozzle's ability to atomize the liquid under non-foaming conditions.
Příklady plynů, které se mohou zavádět do kapaliny když je požadována funkce v pěnivém režimu, představují monomerní plyny podléhající polymerací, například etylen nebo propylen, nebo inertní plyn, například dusík nebo argon.Examples of gases that can be introduced into the liquid when a foaming function is desired are monomeric gases subject to polymerization, for example ethylene or propylene, or an inert gas, for example nitrogen or argon.
Množství plynu použitého v takovýchto pěnivých tryskách je s výhodou v rozmezí 0,5 až 10 procent hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost plynu a kapaliny procházející skrze trysku.The amount of gas used in such foaming nozzles is preferably in the range of 0.5 to 10 percent by weight based on the total weight of the gas and liquid passing through the nozzle.
Vhodný tlak plynu je 1 až 5 bar nad tlakem kapaliny.A suitable gas pressure is 1 to 5 bar above the liquid pressure.
Plyn se s výhodou zavádí do natlakované kapaliny skrze malé otvory v napájecím vedení kapaliny do trysky, takže se v natlakované kapalině vytvářejí malé bublinky plynu. Předpokládá se, že bublinky plynu procházejí skrze výstup (výstupy) trysky, a pokles tlaku na výstupu trysky má za • 0 0 0The gas is preferably introduced into the pressurized liquid through small holes in the liquid supply line to the nozzle so that small gas bubbles are formed in the pressurized liquid. It is assumed that the gas bubbles pass through the nozzle outlet (s), and the pressure drop at the nozzle outlet is • 0 0 0
0000
0 0 00 0 0
0 0 00 0 0
000 000000 000
00
0 0 00 0 0
0 000 00
0· následek expanzi bublin a tím nárůst rozdělování a atomizace kapaliny.0 · the expansion of the bubbles and thus the increase in the distribution and atomization of the liquid.
Trysky použité v procesu podle vynálezu mohou být opatřeny vstupem čistícího plynu pro zabránění zablokování trysky vniknutím částic z fluidního lože a přerušení dodávky natlakované kapaliny do trysek. Čistící plyny jsou zvoleny z plynů, které nemají škodlivý vliv na proces. Preferovanými čistícími plyny jsou monomerní plyny podléhající polymerací, například etylen nebo propylen, nebo inertní plyny, například dusík nebo argon.The nozzles used in the process of the invention may be provided with a purge gas inlet to prevent the nozzle from blocking the ingress of particles from the fluidized bed and to interrupt the supply of pressurized liquid to the nozzles. The purge gases are selected from gases that do not adversely affect the process. Preferred scavenging gases are monomeric gases subject to polymerization, such as ethylene or propylene, or inert gases, such as nitrogen or argon.
Proud plynného recyklu odtahovaný z reaktoru obsahuje nezreagované plynné monomery, a popřípadě inertní uhlovodíky, inertní plyny jako například dusík, aktivátory reakce nebo moderátory jako například vodík, jakož i unášené katalyzátory a/nebo polymerní částice.The gaseous recycle stream drawn from the reactor comprises unreacted gaseous monomers and optionally inert hydrocarbons, inert gases such as nitrogen, reaction activators or moderators such as hydrogen, as well as entrained catalysts and / or polymer particles.
Recyklovaný plynný proud nastřikovaný do reaktoru navíc obsahuje dostatečné množství základních monomerů pro nahrazení monomerů zpolymerovaných v reaktoru.In addition, the recycle gas stream injected into the reactor contains a sufficient amount of basic monomers to replace the monomers polymerized in the reactor.
Způsob podle vynálezu je vhodný pro výrobu polyolefinů v plynné fázi polymerací jednoho nebo více olefinů, z nichž alespoň jeden je etylen nebo propylen. Preferované alfaolefiny pro použití v procesu podle předloženého vynálezu jsou ty, které mají 3 až 8 atomů uhlíku. Nicméně, je-li třeba, mohou být použita malá množství alfaolefinů majících více než 8 atomů uhlíku, například 9 až 18 atomů uhlíku. Je tedy možné vyrábět homopolymery etylenu nebo propylenu nebo kopolymery etylenu nebo propylenu s jedním nebo více C3-Cg alfaolefinů. Preferované alfaolefiny jsou l-buten, 1-penten, 1-hexen, 4-metyl-l-penten, 1-okten a • · • · · · ·· ·· » · · * » · · « ··· ·Φ4 • 4 ·· ·· butadien. Příklady vyšších olefinů, které mohou být kopolymerizovány s primárním monomerem etylenem nebo propylenem, nebo mohou částečně nahrazovat ko-monomer C3~C8 alfaolefin, jsou 1-decen a etylidennorbornen.The process of the invention is suitable for the production of gas-phase polyolefins by polymerizing one or more olefins, at least one of which is ethylene or propylene. Preferred alphaolefins for use in the process of the present invention are those having 3 to 8 carbon atoms. However, small amounts of alpha-olefins having more than 8 carbon atoms, for example 9 to 18 carbon atoms, may be used if desired. It is thus possible to produce homopolymers of ethylene or propylene or copolymers of ethylene or propylene with one or more C 3 -C g alphaolefins. Preferred alpha-olefins are 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-octene, and < RTI ID = 0.0 >< / RTI > • 4 ·· ·· butadiene. Examples of higher olefins that can be copolymerized with the primary monomer ethylene or propylene or can partially replace the C 3 -C 8 alpha-olefin co-monomer are 1-decene and ethylidennorbornene.
Při použití procesu pro kopolymeraci etylenu nebo propylenu s vyššími alfaolefiny je etylen nebo propylen přítomen jako hlavní složka kopolymerů, s výhodou v množství alespoň 70 %, ještě výhodněji alespoň 80 % celkového množství monomerů/ko-monomerů.When using a process for copolymerizing ethylene or propylene with higher alpha-olefins, ethylene or propylene is present as the major component of the copolymers, preferably in an amount of at least 70%, more preferably at least 80% of the total amount of monomers / co-monomers.
Způsob podle předloženého vynálezu je možno použít pro přípravu rozmanitých polymerních produktů, například lineárního nízkohustotního polyetylénu (LLDPE) na bázi etylenu s butenem, 4-metyl-l-pentenem nebo vysokohustotního polyetylénu (HDPE), který může být například tvořen homopolyetylenem nebo kopolymery etylenu s malým množstvím vyššího alfaolefinového ko-monomeru, například betenu, 1-pentenu, 1-hexenu nebo 4-metyl-l-pentenu.The process of the present invention can be used to prepare a variety of polymeric products, for example, linear low density polyethylene (LLDPE) based on ethylene with butene, 4-methyl-1-pentene or high density polyethylene (HDPE), which may for example be homopolyethylene or copolymers of ethylene with a small amount of a higher alphaolefin co-monomer, for example, betene, 1-pentene, 1-hexene or 4-methyl-1-pentene.
kopolymerů hexenem, acopolymers of hexene, and
Kapalinou, která vykondenzovává z proudu plynného recyklu, může být kondenzovatelný monomer, např. buten, hexen nebo okten použitý jako ko-monomer pro výrobu LLDPE, nebo jí může být inertní kondenzovatelná kapalina, např. butan, pentan nebo hexan.The liquid that condenses from the recycle gas stream may be a condensable monomer, such as butene, hexene or octene, used as a co-monomer to produce LLDPE, or it may be an inert condensable liquid, such as butane, pentane or hexane.
V této přihlášce termín kondenzovatelný znamená, že rosný bod plynné kompozice obsahující kondenzovatelný materiál je nad nejnižší teplotou okruhu recyklu.In this application, the term condensable means that the dew point of the gaseous composition containing the condensable material is above the lowest recycle circuit temperature.
Je důležité, aby se atomizovaná kapalina uvnitř lože za podmínek polymerizace odpařila, čehož se využívá • Φ ···· φφ φφ • « φ · φ · · · •ΦΦ φφφ k dosažení požadovaného chladícího efektu a nežádoucí akumulace kapaliny uvnitř lože.It is important that the atomized liquid inside the bed evaporates under polymerization conditions, which utilizes the desired cooling effect and unwanted accumulation of liquid inside the bed.
zamezenizamezeni
Způsob zvláště vhodný pro polymerací olefinů při tlaku mezi 0,5 a 6 MPa a Například pro výrobu 75-90 °C a pro HDPE při teplotě mezi 30 °C a 130 °C. LLDPE je vhodné rozmezí teploty je teplota zpravidla 80-105 °C, v závislosti na aktivitě použitého katalyzátoru.The process is particularly suitable for olefin polymerization at pressures between 0.5 and 6 MPa and, for example, for the production of 75-90 ° C and for HDPE at a temperature between 30 ° C and 130 ° C. LLDPE is a suitable temperature range, the temperature is generally 80-105 ° C, depending on the activity of the catalyst used.
Polymerační reakce se může provádět v přítomnosti katalyzátorového systému typu Ziegler-Natta, sestávajícího vpodstatě z pevného přechodného prvku a sloučeninu kovu (tj.The polymerization reaction may be carried out in the presence of a Ziegler-Natta catalyst system consisting essentially of a solid transition element and a metal compound (i.e.
katalyzátoru obsahujícího sloučeninu ko-katalyzátor obsahující organickou organokovovou sloučeninu, například alkylaluminiovou sloučeninu). Vysoce aktivní katalytické systémy jsou známy již mnoho roků a jsou schopné vyrobit velká množství polymerů v poměrně krátkém čase, a umožňují tak vyhnout se kroku odstraňování katalyzátoru z polymeru. Tyto vysoce aktivní katalytické systémy zpravidla zahrnují pevný katalyzátor sestávající vpodstatě z atomů přechodného kovu, hořčíku a halogenu. Je také možné použít vysoce aktivní katalyzátor sestávající vpodstatě z oxidu chrómu aktivovaného tepelnou úpravou a spojeného s granulovaným nosičem na bázi řáruvzdorného oxidu. Tento proces je také vhodný pro použití s metalocenovými katalyzátory a s Zieglerovými katalyzátory nesenými na oxidu křemičitém.a catalyst comprising a compound (a co-catalyst comprising an organic organometallic compound, for example an alkylaluminum compound). Highly active catalyst systems have been known for many years and are capable of producing large quantities of polymers in a relatively short time, thus avoiding the step of removing the catalyst from the polymer. These highly active catalyst systems generally include a solid catalyst consisting essentially of transition metal, magnesium, and halogen atoms. It is also possible to use a highly active catalyst consisting essentially of a heat-activated chromium oxide and coupled to a granular refractory oxide carrier. This process is also suitable for use with silicon dioxide supported metallocene catalysts and Ziegler catalysts.
Katalyzátory mohou být využity ve formě práškového předpolymeru, připraveného v předpolymeračním stupni s pomocí katalyzátoru, jak je popsáno výše. Předpolymerace se může provádět jakýmkoliv vhodným procesem, například polymerací v kapalném uhlovodíkovém rozpouštědle nebo v plynné fázi za použití vsázkového procesu, semi• ·The catalysts may be utilized in the form of a powder prepolymer prepared in a prepolymerization step with the aid of a catalyst as described above. The prepolymerization can be carried out by any suitable process, for example by polymerization in a liquid hydrocarbon solvent or in a gas phase using a batch process,
44 • 4 4 4 • 4 4«44 • 4 4 4
44 ♦ · 4 4 4 444 · 4 4 4 4
4 4 4 • 4 4 44 4 4 4
4 4 4 4 44 4 4 4 4
4 kontinuálního procesu nebo kontinuálního procesu.4 of a continuous process or a continuous process.
S výhodou se celý proud plynného recyklu chladí a kondenzovaná kapalina se odděluje a vpodstatě všechna oddělená kapalina se zavádí přímo do fluidního lože prostřednictvím trysky (trysek), jako atomizovaný kapalinový rozstřik.Preferably, the entire recycle gas stream is cooled and the condensed liquid is separated and substantially all of the separated liquid is introduced directly into the fluidized bed via the nozzle (s), such as an atomized liquid spray.
Proud plynného recyklu se s výhodou chladí prostřednictvím tepelného výměníku nebo výměníků na teplotu, při které kondenzuje kapalina v proudu plynného recyklu. Vhodné tepelné výměníky jsou v oboru dobře známy.The recycle gas stream is preferably cooled by means of a heat exchanger or exchangers to a temperature at which the liquid condenses in the recycle gas stream. Suitable heat exchangers are well known in the art.
Proud plynného recyklu opoučtějící vrchol reaktoru může unášet množství částic katalyzátoru a/nebo polymeru (jemné částice), které se z proudu plynného recyklu mohou v případě potřeby odstraňovat pomocí cyklonu. Malý podíl těchto částic může zůstat v proudu plynného recyklu, a po ochlazení a separaci kapaliny z plynu mohou být jemné částice v případě potřeby vraceny do fluidního lože spolu s odděleným kapalným proudem prostřednictvím trysky (trysek).The recycle gas stream leaving the top of the reactor can entrain a number of catalyst and / or polymer particles (fine particles) that can be removed from the recycle gas stream by a cyclone if necessary. A small proportion of these particles can remain in the recycle gas stream, and after cooling and separating the liquid from the gas, the fine particles can be returned to the fluidized bed together with the separated liquid stream through the nozzle (s) if necessary.
Pro zamezení ucpávání trysky (trysek) je důležité zajistit, aby mechanické zařízení umístěné uvnitř výstupu (výstupů) mělo dostatečnou vůli pro umožnění průchodu jakýchkoliv jemných částic, které mohou být přítomny v proudu oddělené kapaliny. Dále, výstup (výstupy) trysky (trysek) musí mít dostatečnou velikost pro umožnění průchodu jemných částic do fluidního lože spolu s rozstřikem kapaliny.To prevent clogging of the nozzle (s), it is important to ensure that the mechanical device located within the outlet (s) has sufficient clearance to allow any fine particles that may be present in the stream of separated liquid to pass. Further, the outlet (s) of the nozzle (s) must be of sufficient size to allow fine particles to pass into the fluidized bed along with the liquid spray.
Proud plynného recyklu může také obsahovat inertní uhlovodík použitý pro vstřikování katalyzátoru, aktivátorůThe recycle gas stream may also contain an inert hydrocarbon used to inject catalyst activators
44444444
4« «44 «« 3
4 4 4 «44 4 4
4 4« 4 « β4 4 4 4
44 «44 4»44 «45 4»
4 4 4 4 4 C «4 4 4 4 4 * • 4 »44 4 4 4 4 C 4 4 4 4 4 4 * • 4 4 4
V «4 4 « · 4 · • · 4 «44In «4 4« · 4 · • · 4 «44
44
4« 44 reakce nebo moderátorů do reaktoru.4 or 44 reaction or moderators to the reactor.
Základní monomery, například etylen, pro nahrazení monomerů spotřebovaných v polymereční reakci, se může přidávat do proudu plynného recyklu v kterémkoliv vhodném místě.Base monomers, for example ethylene, to replace the monomers consumed in the polymerization reaction can be added to the recycle gas stream at any convenient location.
Základní kondenzovatelné ko-monomery, například buten. hexen, 4-metyl-l-penten a okten, pro nahrazení kondenzovatelných ko-monomerů spotřebovaných v polymerační reakci, se mohou zavádět jako kapalina a přidávat do proudu plynného recyklu v kterémkoliv vhodném místě.Basic condensable co-monomers, for example butene. hexene, 4-methyl-1-pentene and octene, to replace the condensable co-monomers consumed in the polymerization reaction, can be introduced as a liquid and added to the recycle gas stream at any convenient location.
Kapalina se může oddělovat z proudu plynného recyklu v separátoru.The liquid may be separated from the recycle gas stream in the separator.
Vhodné separátory jsou například cyklonové separátory, velké nádoby snižující rychlost proudu plynu pro vyvolání oddělování kondenzované kapaliny (odlučovací bubny), demistery typu odlučovač plyn-kapalina, a kapalinové pračky, například venturiho pračky. Takovéto separátory jsou ze stavu techniky známé.Suitable separators are, for example, cyclone separators, large gas flow reducing vessels to induce condensation liquid separation (separator drums), gas-liquid separator demisters, and liquid scrubbers, such as venturi scrubbers. Such separators are known in the art.
Použití demisterového typu separátoru plyn-kapalina je v procesu podle vynálezu zvláště výhodné.The use of a demister type gas-liquid separator is particularly preferred in the process of the invention.
Výhodné je použití cyklonového separátoru v plynném proudu recyklu před separátorem. To odstraňuje většinu jemných částic z plynného proudu opouštějícího reaktor, čímž se usnadňuje použití demisterového separátoru a také se snižuje možnost zanesení separátoru, což má za výsledek účinnější funkci.It is preferred to use a cyclone separator in the recycle gas stream upstream of the separator. This removes most of the fine particles from the gas stream leaving the reactor, thereby facilitating the use of the demister separator and also reducing the possibility of clogging the separator, resulting in a more efficient function.
•V 4·44 • 4 4* • · 4 * • · ·· · · «4 4 4 4 4• V 4 · 44 • 4 4 * • · 4 * • · · · · · 4 4 4 4 4
4 4 4 4 44 4 4 4 4
4 9 4 Μ • 4 44 • 4 4 4 4 • «444 · 444 4444 9 4 • 4 44 • 4 4 4 4 • 444 444 444
4 4 • 44 »44 • 44 »4
Další výhodou použití separátoru demisterového typu je to, že pokles tlaku uvnitř separátoru může být menší než v jiných typech separátorů, čímž se zvyšuje účinnost celého procesu.Another advantage of using a demister-type separator is that the pressure drop inside the separator can be less than in other types of separators, thereby increasing the efficiency of the entire process.
Zvláště vhodný separátor demisterového typu pro použití v procesu podle vynálezu je komerčně dostupný vertikální plynový separátor známý jako Peerless (například typ DPV P8X). Tento typ separátoru se používá pro koalescenci kapalných kapiček na zarážkovém uspořádání pro oddělení kapaliny od plynu. Na dně separátoru je uspořádán velký zásobník kapaliny pro shromažďování kapaliny. Zásobník kapaliny umožňuje skladováni kapaliny, čímž poskytuje kontrolu nad vypouštěním kapaliny ze separátoru. Tento typ separátoru je velmi účinný a poskytuje 100% odděleni kondenzované kapaliny z proudu plynu.A particularly suitable demister type separator for use in the process of the invention is a commercially available vertical gas separator known as Peerless (e.g., DPV P8X type). This type of separator is used to coalesce liquid droplets on a stop arrangement to separate the liquid from the gas. At the bottom of the separator there is a large liquid reservoir for collecting the liquid. The liquid reservoir allows storage of the liquid, thereby providing control over the discharge of liquid from the separator. This type of separator is very efficient and provides 100% separation of condensed liquid from the gas stream.
Je-li třeba, může být v zásobníku kapaliny separátoru instalováno filtrační síto nebo jiný shromažďování zbývajících jemných oddělené kapalině. Alternativně se udržovat v suspenzi a může se separátoru například mícháním (mechanickým mícháním), probubláváním plynného proudu skrze kapalinu nebo kontinuální cirkulací kapaliny pomocí vnějšího okruhu, tj. kapalina se kontinuálně odtahuje a vrací do separátoru. S výhodou se část kapaliny v separátoru kontinuálně cirkuluje pomocí čerpadla. Účelně se cirkuluje dostatečné množství kapaliny, aby čerpadlo mohlo pracovat kontinuálně. Část cirkulační kapaliny se může zavádět přímo do fluidního lože prostřednictvím ventilu, který se otevírá pro umožnění vstupu kapaliny do napájecího vedení trysky (trysek). Ventil je s výhodou ovládán prostřednictvím vhodný prostředek pro částic přítomných v mohou jemné částice tak zabraňovat zanášení kapaliny v separátoru • * • · · · o··· · · · ···· • · ·· · · · ···· • · · · · · « · · ··· ··· regulátoru hladiny, který monoitoruje a udržuje hladinu kapaliny v separátoru ve stanovených mezích.If desired, a filter screen or other collection of remaining fine separated liquid may be installed in the separator liquid reservoir. Alternatively, it can be kept in suspension and can be separated, for example, by stirring (mechanical agitation), by bubbling a gaseous stream through the liquid or by continuously circulating the liquid through an external circuit, i.e. the liquid is continuously withdrawn and returned to the separator. Preferably, part of the liquid in the separator is continuously circulated by means of a pump. Suitably enough liquid is circulated to allow the pump to operate continuously. A portion of the circulating fluid may be introduced directly into the fluidized bed via a valve that opens to allow fluid to enter the feed line of the nozzle (s). The valve is preferably operated by means of suitable means for the particles present in the fine particles so as to prevent clogging of the liquid in the separator. A level controller that monoitorizes and maintains the level of liquid in the separator within specified limits.
Oddělená kapalina se účelně zavádí do fluidního lože prostřednictvím trysky (trysek) uspořádaných nad horní hranicí teplotního gradientu mezi vstupujícím fluidizačním plynem a zbytkem lože. Tryska či trysky mohou být ve více místech uvnitř této oblasti fluidního lože a v různých výškách uvnitř této oblasti. Tryska či trysky jsou uspořádány tak, že lokální koncentrace kapaliny nemá nepříznivý vliv na fluidizaci lože ani kvalitu produktu, a kapalina se z každého místa rychle rozptyluje a odpařuje v loži pro odvádění polymeračního tepla exotermické reakce. Tím způsobem se může množství kapaliny zaváděné za účelem chlazení těsněji blížit maximu zatížení, které může být tolerováno bez porušení fluidizačních charakteristik lože, a nabízí se tak možnost dosažení zvýšené úrovně produktivity reaktoru.The separated liquid is expediently introduced into the fluidized bed by means of a nozzle (s) arranged above the upper limit of the temperature gradient between the incoming fluidizing gas and the remainder of the bed. The nozzle may be at multiple locations within this fluidized bed region and at different heights within this region. The nozzle is arranged such that the local concentration of the liquid does not adversely affect bed fluidization or product quality, and the liquid is rapidly dispersed from each location and vaporized in the bed to dissipate the polymerization heat of the exothermic reaction. In this way, the amount of liquid introduced for cooling can be closer to the maximum load that can be tolerated without disturbing the fluidization characteristics of the bed, thus offering the possibility of achieving an increased level of reactor productivity.
Kapalina se může, je-li třeba, zavádět do fluidního lože prostřednictvím trysek umístěných v různých výškách uvnitř lože. Tato technika může usnadňovat zlepšené řízení dávkování kapaliny do trysek poskytuje další lože a v případě, že zabudování ko-monomeru. Řízené fluidního lože prostřednictvím kontrolu nad teplotním profilem kapalina obsahuje ko-monomer, poskytuje užitečnou kontrolu zabudovávání ko-monomeru do kopolymeru.The fluid may, if desired, be introduced into the fluidized bed via nozzles positioned at different heights within the bed. This technique can facilitate improved control of liquid dosing into the nozzles providing an additional bed and in the event of incorporation of the co-monomer. Controlled fluidized bed by controlling the temperature profile the liquid comprises a co-monomer, providing useful control of incorporation of the co-monomer into the copolymer.
Pro dosažení maximálního přínosu chlazení oddělené kapaliny je podstatné, aby tryska či trysky byly nad oblastí, kde existuje teplotní gradient, tj. v části lože, kde je vpodstatě dosaženo teploty proudu plynného recyklu opouštějícího reaktor.In order to maximize the benefit of cooling the separated liquid, it is essential that the nozzle (s) be above the region where there is a temperature gradient, i.e., in the part of the bed where the temperature of the recycle gas stream leaving the reactor is substantially reached.
00 00 0 0000 0 · · · · · · · · ··· · · · • 00000· · · • · ·· ·· · ·· · 400 00 0 0000 0 · 00000 · 00000 · 4 · 00000 · 4 · 4
Tryska či trysky mohou být například přibližněFor example, the nozzle (s) may be approximately
20-200 cm, s výhodou 50-70 cm nad fluidizačním roštem.20-200 cm, preferably 50-70 cm above the fluidizing grid.
V praxi může být teplotní profil uvnitř fluidního lože nejprve určen během polymerace pomocí například termočlánků, umístěných v nebo na stěně reaktoru. Tryska či trysky jsou pak uspořádány pro zajištění, aby kapalina vstupovala do oblasti lože v oblasti, kde proud vraceného plynu vpodstatě dosáhl teploty proudu plynného recyklu, odtahovaného z reaktoru. Je důležité zajistit, aby teplota uvnitř fluidního lože byla udržována na úrovni, která je pod sintrovací teplotou polyolefinu, tvořícího lože.In practice, the temperature profile within the fluidized bed may first be determined during polymerization by, for example, thermocouples located in or on the reactor wall. The nozzle (s) is then arranged to ensure that the liquid enters the bed area in an area where the return gas stream has substantially reached the temperature of the recycle gas stream withdrawn from the reactor. It is important to ensure that the temperature inside the fluidized bed is maintained at a level that is below the sintering temperature of the polyolefin forming the bed.
Plyn ze separátoru se recykluje do lože, zpravidla na dně reaktoru. Je-li použit fluidizační rošt, je tento recykl zpravidla v oblasti pod roštem, a rošt usnadňuje stejnoměrné rozdělení plynu pro fluidizaci lože. Použití fluidizačního roštu se dává přednost.The separator gas is recycled to the bed, typically at the bottom of the reactor. When a fluidization grate is used, this recycle is typically in the region below the grate, and the grate facilitates a uniform gas distribution for bed fluidization. The use of a fluidized bed is preferred.
Způsob podle vynálezu se provádí při rychlosti plynu ve fluidnim loži, která musí být větší nebo rovna rychlosti potřebné pro dosažení vířivého lože. Minimální rychlost plynu je zpravidla 6-12 cm/s, avšak způsob podle vynálezu se s výhodou provádí za použití rychlosti plynu v rozmezí 30 až 100, nejvýhodněji 50 až 70 cm/s.The process according to the invention is carried out at a gas velocity in the fluidized bed which must be greater than or equal to the velocity required to reach the fluidized bed. The minimum gas velocity is generally 6-12 cm / s, but the process of the invention is preferably carried out using a gas velocity in the range of 30 to 100, most preferably 50 to 70 cm / s.
Je-li třeba, mohou se do lože prostřednictvím trysky (trysek) spolu s oddělenou kapalinou zavádět kapalná nebo v kapalině rozpustná aditiva, například aktivátory, ko-katalyzátory a podobně.If desired, liquid or liquid-soluble additives such as activators, co-catalysts and the like can be introduced into the bed via the nozzle (s) together with the separated liquid.
V případě, že se způsob podle předloženého vynálezu využívá pro výrobu etylenových homopolymerů nebo kopolymerů, může být základní etylen, například pro nahrazení etylenu spotřebovaného během polymerace, s výhodou zavádět do proudu odděleného plynu před jeho znovuzaváděním do lože (například pod fluidizačním roštem, pokud je přítomen).When the process of the present invention is used to produce ethylene homopolymers or copolymers, the base ethylene, for example to replace the ethylene consumed during the polymerization, may preferably be introduced into a separate gas stream prior to re-introduction into the bed (e.g. present).
lože prostřednictvím trysky zvláštního provedení podle že chlazením kapaliny předbed by means of a nozzle of special embodiment according to that by cooling the liquid before
Proud oddělené kapaliny může být podroben dodatečnému chlazení (např. za použití chladících technik) předtím, než je zaváděn do fluidního (trysek). Výhodou tohoto předloženého vynálezu je, zavedením do fluidního lože prostřednictvím trysky (trysek) se sníží sklon katalyzátoru nebo předpolymeru, které mohou být obsaženy v proudu kapaliny, vyvolávyt polymeraci před zavedením do lože.The separated liquid stream may be subjected to additional cooling (e.g., using cooling techniques) before being introduced into the fluid (nozzles). An advantage of the present invention is that the introduction into the fluidized bed through the nozzle (s) reduces the tendency of the catalyst or prepolymer, which may be contained in the liquid stream, to induce polymerization prior to introduction into the bed.
Před započetím zavádění kapaliny použitím způsobu podle vynálezu se najede polymerace v loži, fluidizovaném plynnou fází, uvedením polymerních částic do lože, a započetím proudění plynu skrze lože.Prior to the introduction of the liquid using the process of the invention, the polymerization is started in a bed, fluidized by the gas phase, by introducing the polymer particles into the bed, and by starting the gas flow through the bed.
Podle dalšího provedení vynálezu je vytvořen způsob vstřikování kapaliny do fluidního lože, který zahrnuje (a) natlakování kapaliny, (b) dodávání natlakované kapaliny na kapalinový vstup trysky, a (c) vhánění kapaliny do fluidního lože výstupem trysky, ve které se kapalina atomizuje pomocí mechanického zařízení umístěného ve výstupu, a atomizovaný rozstřik se vytváří v oblasti tvarování rozstřiku výstupu.According to another embodiment of the invention there is provided a method of injecting liquid into a fluidized bed comprising (a) pressurizing the fluid, (b) supplying pressurized fluid to the fluid inlet of the nozzle, and (c) blowing the fluid into the fluidized bed through the nozzle outlet. a mechanical device located in the outlet, and atomized spray is formed in the spray-forming region of the outlet.
Podle ještě dalšího provedení vynálezu je vytvořena tryska vhodná pro vstřikování kapaliny do fluidního lože, obsahuj ící • · • · • · · · • · · · ·· · ···· ···· ·· · · · · · • · · ··« · · · · · · · · · ······· · · ·· · · ·· · ·· · · (a) vstup natlakované kapaliny, a (b) výstup kapaliny, ve které je uspořádáno mechanické zařízení uvnitř výstupu kapaliny pro atomizování kapaliny a výstup kapaliny je opatřen oblastí tvarování rozstřiku.According to yet another embodiment of the invention, there is provided a nozzle suitable for injecting liquid into a fluidized bed, comprising a fluidized bed comprising: (A) inlet of pressurized liquid, and (b) outlet of liquid in which: a mechanical device is provided within the liquid outlet for atomizing the liquid, and the liquid outlet is provided with a spray forming area.
Výstup kapaliny, mechanické zařízení a oblast tvarování rozstřiku mohou mít výše popsané znaky.The liquid outlet, the mechanical device and the spray-forming area may have the features described above.
Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Trysky podle předloženého vynálezu jsou znázorněny na obr. 1 až 3.The nozzles of the present invention are shown in Figures 1 to 3.
Obr. 4 ilustruje polymerační proces podle vynálezu.Giant. 4 illustrates the polymerization process of the invention.
Obr. 5, 6, 7, 8 a 9 ilustrují trysky nebo jejich části podle vynálezu s různými charakteristickými znaky.Giant. 5, 6, 7, 8 and 9 illustrate the nozzles or portions thereof according to the invention with different characteristics.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Obr. 1 představuje trysku 1, která je opatřena zpravidla čtyřmi výstupy 2., uspořádanými rovnoměrně kolem obvodu oblasti 2 hlavy trysky. Natlakovaná kapalina se dodává do trysky vstupem (neznázorněným) propojeným s centrálně umístěným kanálem 4 do oblasti 3 hlavy trysky, kde se dostává prostřednictvím výstupů 2 a rozstřikovacích oblastí 5 do fluidního lože. Každý výstup je opatřen mechanickým zařízením 6 pro atomizování kapaliny.Giant. 1 shows a nozzle 1 which is generally provided with four outlets 2, arranged evenly around the periphery of the nozzle head region 2. The pressurized liquid is supplied to the nozzle via an inlet (not shown) communicating with the centrally located channel 4 to the nozzle head region 3 where it is discharged through the outlets 2 and the spray regions 5 into the fluidized bed. Each outlet is provided with a mechanical device 6 for atomizing the liquid.
Obr. 2 představuje trysku i opatřenou dvěma skupinami • · · * • · · · * · · ···· • · · · ·· · » · · · • · · · · · · · 9 · · · · · · ······· · · • · · · ·· · · · · » výstupů 2 a 7, přičemž spodní skupina je uspořádána přesazené proti horní skupině. Natlakovaná kapalina je dodávána k trysce prostřednictvím vedeni 8. a řízena čerpadlem 9. Každá skupina výstupů je opatřena zvláštním přívodem natlakované kapaliny prostřednictvím vedení 10 a 11. Přívod kapaliny do každé skupiny výstupů je řízen ventily 12 a 13.. Každý výstup je opatřen mechanickým zařízením 6. a rozstřikovací oblastí 5.Giant. 2 shows a nozzle with two groups, 9, 9, 9 and 9, respectively. Outputs 2 and 7, the lower group being arranged offset from the upper group. The pressurized liquid is supplied to the nozzle via line 8 and controlled by the pump 9. Each outlet group is provided with a separate supply of pressurized liquid through lines 10 and 11. The liquid supply to each outlet group is controlled by valves 12 and 13. Each outlet is provided with a mechanical device. 6. and spray area 5.
Obr. 3 představuje pěnovou trysku. Tryska 1. je opatřena výstupy 2. Natlakovaná kapalina je dodávána do trysky vstupem 4 (neznázorněným). Plyn se dodává do trysky prostřednictvím kanálu 14 a dostává se do natlakované kapaliny prostřednictvím otvorů 15 . Každý výstup je opatřen mechanickým zařízením 6 a rozstřikovací oblastí 5.Giant. 3 shows a foam nozzle. The nozzle 1 is provided with outlets 2. The pressurized liquid is supplied to the nozzle through an inlet 4 (not shown). The gas is supplied to the nozzle through a channel 14 and enters the pressurized liquid through the openings 15. Each outlet is provided with a mechanical device 6 and a spray area 5.
Polymerační proces podle předloženého vynálezu bude dále ilustrován za pomoci obr. 4.The polymerization process of the present invention will be further illustrated with reference to Fig. 4.
Obr. 4 ilustruje reaktor s ložem fluidizovaným plynnou fází, sestávající v podstatě z tělesa 16 reaktoru, ktré je tvořeno stojatým válcem majícím fluidizační rošt umístěný v jeho základně. Těleso reaktoru zahrnuje fluidní lože 18 a oblast 19 snížení rychlosti, která má proti fluidnímu loži zvětšený průměr.Giant. 4 illustrates a gas phase fluidized bed reactor consisting essentially of a reactor body 16 formed by a standing cylinder having a fluidization grate disposed in its base. The reactor body comprises a fluidized bed 18 and a velocity reduction area 19 having an increased diameter over the fluidized bed.
Plynná reakční směs opouštějící vrchol reaktoru s fluidním ložem tvoří recyklovaný plynný proud a dostává se prostřednictvím vedení 20 do cyklonu 21 pro oddělení většiny jemných částic. Odstraněné jemné částice mohou být výhodně vraceny zpět do fluidního lože. Recyklovaný plynný proud opouštějící cyklon se dostává do prvního tepelného výměníku 22 a kompresoru 23.. Druhý tepelný výměník 24 je přítomen pro • · · · · · • · · · · · • · · · · · · • · · · · · •» · · · ft odvedení kompresního tepla plynného proudu kompresorem 23 po průchodu recyklovanéhoThe gaseous reaction mixture leaving the top of the fluidized bed reactor forms a recycled gaseous stream and passes via line 20 to the cyclone 21 to separate most of the fine particles. The removed fine particles may advantageously be returned to the fluidized bed. The recycled gaseous stream leaving the cyclone enters the first heat exchanger 22 and the compressor 23. The second heat exchanger 24 is present for the heat exchanger. Ft removing the compression heat of the gaseous stream through the compressor 23 after passing through the recycled
Tepelný výměník nebo výměníky mohou být uspořádány proti proudu nebo po proudu vzhledem ke kompresoru 23.The heat exchanger (s) may be arranged upstream or downstream of the compressor 23.
Po ochlazení a kompresi na teplotu, při které se tvoří kondenzát, dostává se výsledná směs plyn-kapalina do separátorů 25, kde se odstraňuje kapalina.After cooling and compression to the temperature at which condensate is formed, the resulting gas-liquid mixture enters separators 25 where liquid is removed.
Plyn opouštějící separátor se recykluje prostřednictvím vedení 26 na spodek reaktoru 16. Plyn se dostává prostřednictvím fluidizačního roštu 17 do lože, čímž zajišťuje, že se lože udržuje ve fluidním stavu.The gas leaving the separator is recycled via conduit 26 to the bottom of the reactor 16. The gas enters the bed through the fluidization grate 17, thereby ensuring that the bed is maintained in a fluidized state.
Kapalina oddělená ze prostřednictvím vedení 27 do zavádí do reaktoru 16 předloženého vynálezu. Je- li vhodně umístěno čerpadlo 28.The liquid separated from via line 27 into the reactor 16 of the present invention. If the pump 28 is properly positioned.
separátorů 25 reaktoru 16., kde prostřednictvím třeba, může být se dostává se kapalina trysek podle ve vedení 27of separators 25 of the reactor 16, where, by way of example, the liquid of the nozzles according to line 27 can be provided
Katalyzátor nebo prepolymer se nastřikuje do reaktoru prostřednictvím vedení 29 do proudu oddělené kapaliny.The catalyst or prepolymer is injected into the reactor via line 29 into a separate liquid stream.
Částice polymerního produktu mohou být odváděny z reaktoru prostřednictvím vedení 3 0.The polymer product particles can be removed from the reactor via line 30.
Obr. 5 představuje vertikální řez tryskou 40 v rovině osy kanálu 41 kruhového průřezu pro natlakovanou kapalinu. Rozstřikovací oblast 42 je uvnitř válcového pouzdra 43. Konec 44 kanálu je obroben pro vytvoření výstupu ventilátorového typu, který má, v pohledu od konce, eliptický vzhled. Kombinace tlaku kapaliny a geometrie konce • 9 • · · · představuje mechanické zařízení pro vytváření rozstřiku. Pouzdro 43 kryje rozstřikovou oblast, přičemž umožňuje vyvinutí rozstřiku předtím, než se dostane vpodstatě vodorovně skrze výstup 45 do fluidního lože (neznázorněno).Giant. 5 is a vertical sectional view of the nozzle 40 in the plane of the axis of the channel 41 of circular cross-section for pressurized liquid. The spray area 42 is within the cylindrical housing 43. The channel end 44 is machined to provide a fan type outlet having an elliptical appearance from the end. The combination of fluid pressure and end geometry is a mechanical spray generating device. The housing 43 covers the spray area, allowing spray to be generated before it enters substantially horizontal through the outlet 45 into the fluidized bed (not shown).
Obr. 6 představuje vertikální řez tryskou 46 v rovině osy kanálu 47 kruhového průřezu pro natlakovanou kapalinu a rozstřikovací oblastí 48, která je kryta od fluidního lože (neznázoměného) horizontálně umístěnou deskou 42· Konec 50 kanálu je obroben pro vytvoření výstupu ventilátorového typu, který má, v pohledu od konce, eliptický vzhled. Kombinace tlaku kapaliny a geometrie konce 50 představuje mechanické zařízení pro vytváření rozstřiku. Deska 49 kryje rozstřikovou oblast 48, přičemž umožňuje vyvinutí rozstřiku předtím, než se dostane vpodstatě vodorovně skrze výstup 51 do fluidního lože.Giant. 6 is a vertical cross-sectional view of a nozzle 46 in a plane of the axis of a circular fluid passage 47 and a spray area 48 that is covered from a fluidized bed (not shown) by a horizontally positioned plate 42. Viewed from the end, an elliptical look. The combination of liquid pressure and end geometry 50 represents a mechanical spray generating device. The plate 49 covers the spray area 48, allowing the spray to be generated before it reaches substantially horizontal through the outlet 51 into the fluidized bed.
Obr. 7 představuje vertikální řez tryskou 52 v rovině osy kanálu 53 kruhového průřezu pro natlakovanou kapalinu a rozstřikovací oblastí 54, která je kryta od fluidního lože (neznázoměného) integrálním pouzdrem 55 majícím kónický vnitřní průřez. Tryska je opatřena systémem 56 přepážek pro vytvoření turbulentního proudění v kapalině. Vytváření rozstřiku kapaliny začíná v zúžení 57 mezi kanálem 53 a oblastí 54 vyvtáření rozstřiku. Kombinace tlaku kapaliny, zúžení 57 a systému 56 přepážek představuje mechanické zařízení pro vytváření rozstřiku. Pouzdro 55 kryje oblast 54 vytváření rozstřiku, přičemž umožňuje vyvinutí rozstřiku předtím, než se dostane vpodstatě vodorovně skrze výstup 58 do fluidního lože.Giant. 7 is a vertical cross-sectional view of a nozzle 52 in the plane of the axis of a circular fluid passage 53 for a pressurized liquid and a spray region 54 that is covered from a fluidized bed (not shown) by an integral housing 55 having a conical inner cross section. The nozzle is provided with a baffle system 56 to create turbulent flow in the liquid. The formation of liquid spray begins in the constriction 57 between the channel 53 and the spray blasting area 54. The combination of liquid pressure, constriction 57 and baffle system 56 constitutes a mechanical spray generating device. The housing 55 covers the spattering area 54, allowing the spatter to be generated before it enters substantially horizontal through the outlet 58 into the fluidized bed.
Obr. 8 představuje vertikální řez tryskou 59 v rovině osy kanálu 60 kruhového průřezu pro natlakovanou kapalinu ·· ·· ·· ···· ·· ·· • · · · · · · ··<· • · ·· · · φ · · · · • · · · · · ·· · ··· ··· ······· · · ·· ·· ·· φ ·· ·· a oblastí 61 vytvářející rozstřik, která je kryta od fluidního lože (neznázorněného) vodorovně umístěnou deskou 62 a zakřiveným členem 64 integrálním s tryskou. Vertikální rozstřik kapaliny (neznázorněno) se dostává z konce 63 vedení 60 a naráží na zakřivený povrch 64., čímž vytváří rozstřik kapaliny. Rozstřik je kryt oblastí 61 vytvářející rozstřik, umožňující vyvinutí rozstřiku předtím, než se dostane vpodstatě vodorovně do fluidního lože.Giant. 8 is a vertical cross-sectional view of the nozzle 59 in the plane of the axis of the channel 60 of the circular cross-section for pressurized liquid. · Spray-forming area 61 which is covered from the fluidized bed (). (not shown) a horizontally spaced plate 62 and a curved member 64 integral with the nozzle. A vertical liquid spray (not shown) comes from the end 63 of the conduit 60 and impinges on the curved surface 64, thereby creating a liquid spray. The spatter is covered by the spatter generating area 61 allowing the spatter to be generated before it enters the horizontal bed substantially horizontally.
Obr. 9 představuje vertikální řez tryskou 65 v rovině osy kanálu 66 kruhového průřezu pro natlakovanou kapalinu a oblastí 67 vytvářející rozstřik, která je kryta od fluidního lože (neznázorněného) vodorovně umístěnou deskou 68 a integrálním spirálovým protažením 70 trysky. Vertikální paprsek kapaliny (neznázorněný) se dostává z konce 69 kanálu 66 a naráží částečně na spirálové protažení 70 a částečně na desku, čímž vytváří rozstřik kapaliny. Rozstřik kapaliny je kryt oblastí 67 vytvářející rozstřik, umožňující vyvinutí rozstřiku předtím, než se dostane vp^statě vodorovně kolem spirálového protažení 70 do fluidního lože.Giant. 9 is a vertical cross-sectional view of a nozzle 65 in a plane of the axis of a circular cross-sectional channel for pressurized liquid and a spray-forming region 67 that is covered from a fluidized bed (not shown) by a horizontally positioned plate 68 and integral nozzle extension 70. A vertical liquid jet (not shown) extends from the end 69 of the channel 66 and impinges partly on the helical extension 70 and partly on the plate, thereby creating a liquid spray. The liquid spray is covered by the spray generating area 67, allowing the spray to be generated before it passes substantially horizontally around the helical extension 70 into the fluidized bed.
·· ·0 • 0 · 0 • 0 00 • 0 0 0·· · 0 • 0 · 0 • 0 00 • 0 0 0
0 0 0 • 0 · ·0 0 0 • 0 · ·
- 33 fy ίά-<β- 33 by ίά- <β
0 9 0 9
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ19991522A CZ152299A3 (en) | 1997-10-22 | 1997-10-22 | Method of spraying liquid in fluidized bed during olefin polymerization process in gaseous phase and a nozzle for making the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ19991522A CZ152299A3 (en) | 1997-10-22 | 1997-10-22 | Method of spraying liquid in fluidized bed during olefin polymerization process in gaseous phase and a nozzle for making the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ152299A3 true CZ152299A3 (en) | 2000-01-12 |
Family
ID=5463405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ19991522A CZ152299A3 (en) | 1997-10-22 | 1997-10-22 | Method of spraying liquid in fluidized bed during olefin polymerization process in gaseous phase and a nozzle for making the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ152299A3 (en) |
-
1997
- 1997-10-22 CZ CZ19991522A patent/CZ152299A3/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0938372B1 (en) | Nozzle for atomizing a fluid in a fluidised bed | |
| EP0802202B1 (en) | Fluidized bed polymerization reactor | |
| AU706078B2 (en) | Atomiser nozzle | |
| KR19980018657A (en) | Polymerization Method | |
| US6001938A (en) | Polymerization process | |
| EP0825204B1 (en) | Polymerisation process | |
| CZ152299A3 (en) | Method of spraying liquid in fluidized bed during olefin polymerization process in gaseous phase and a nozzle for making the same | |
| EP0824114A1 (en) | Polymerisation process | |
| AU694924C (en) | Polymerisation process | |
| MXPA99003953A (en) | Nozzle for atomizing a fluid in a fluidised bed | |
| HK1008963B (en) | Polymerisation process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |