DE1595772A1

DE1595772A1 - Process for the production of polyethylene in tube-shaped reactors

Info

Publication number: DE1595772A1
Application number: DE19661595772
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: FRANZ JOSEF GATTYS INGENIEURBU
Current assignee: FRANZ JOSEF GATTYS INGENIEURBU
Priority date: 1966-10-13
Filing date: 1966-10-13
Publication date: 1972-03-02

Description

Verfahren zur Herstellung von Polyäthylen in röhrenförmigen Reaktoren Die Polymerisation von Äthylen in röhrenförmigen Reaktoren unter Drucken von 1000 bis über 4000 Atmosphären und bei Temperaturen von 100 bis über 300°C. unter Zusatz von geringen Mengen von Sauerstoff als Katalysator ist bekannt. Process for the production of polyethylene in tubular reactors The polymerization of ethylene in tubular reactors under pressures of 1000 up to over 4000 atmospheres and at temperatures from 100 to over 300 ° C. with addition of small amounts of oxygen as a catalyst is known.

Die Durchführung der Reaktion in röhrenförmigen Reaktoren hat aber gewisse Nachteile, da die stark exotherme Reaktion in einem relativ eng begrenzten Raume stattfindet und die Abführung der Reaktionswärme durch die grosse Wandstärke der zu verwendenden Hochdruckrohre schwierig ist. However, carrying out the reaction in tubular reactors has certain disadvantages, since the strongly exothermic reaction in a relatively narrowly limited Space takes place and the dissipation of the heat of reaction through the great wall thickness the high pressure pipes to be used is difficult.

Es kann sich also in solchen Reaktoren leicht eine begrenzte Zone oder sogar mehrere Zonen ausbilden, in denen die Reaktionstemperatur unzulässig hoch ansteigt, was zur Bildung verfärbter Produkte führen kann oder sogar zur Explosion führen kann Es sind bereits Vorschläge gemacht worden, diese Gefahren zu beseitigen, indem beispielsweise den Zonen zu hoher Temperatur frisches kaltes Äthylen zugeführt wird. There can therefore easily be a limited zone in such reactors or even form several zones in which the reaction temperature is inadmissible increases high, which can lead to the formation of discolored products or even an explosion can lead to Proposals have already been made to eliminate these dangers, for example by supplying fresh, cold ethylene to the zones at too high a temperature will.

Dieses Äthylen kann keinen Sauerstoff als Katalysator oder aber auch mehr Sauerstoff enthalten als das ursprünglich dem Reaktor am Eingang zugeführte Äthylen enthält. This ethylene cannot use oxygen as a catalyst or else contain more oxygen than that originally supplied to the reactor at the entrance Contains ethylene.

Alle diese Massnahmen machen aber die Verwendung von mehrfachen Einspeisungsvorrichtungen zur Bedingung, die in ihrem Wirkungsgrad den Erfordernissen der Temperaturführung aufeinander abgestimmt sein müssen. However, all these measures make the use of multiple feed devices a condition that, in terms of its efficiency, meets the requirements of temperature control must be coordinated.

Es sind daher auch Vorschläge gemacht worden, wie die Zuführung durch komplizierte Regelkreise gesteuert werden kann. It has therefore also been proposed how to feed through complex control loops can be controlled.

Es wurde nun gefunden, dass man die Nachteile des Auftretens von Zonen zu hoher Temperaturen vermeiden kann und eine gleichmässige Druck- und Temperaturführung erreicht, indem man den Reaktor in Form eines kommunizierenden Röhrensystems gestaltet. It has now been found that the disadvantages of the occurrence of Zones that are too high in temperature can be avoided and an even pressure and temperature control achieved by designing the reactor in the form of a communicating pipe system.

Die Zuführung der gesamten zu polymerisierenden Äthylenmenge erfolgt nur an einer Stelle des Reaktors, der Temperaturausgleich wird durch Zweigleitungen innerhalb des Röhrensystems bewirkt. The total amount of ethylene to be polymerized is fed in only at one point in the reactor, the temperature compensation is achieved through branch lines causes within the tube system.

Hierdurch unterscheidet sich das erfindungsgemässe Verfahren von allen bisherigen Vorschlägen. In this way, the method according to the invention differs from all previous proposals.

Zur Erläuterung der technischen Verwirklichung des Erfindungsgedankens ist ein solches Röhrensystem auf Abbildung 1 dargestellt.To explain the technical implementation of the concept of the invention such a tube system is shown in Figure 1.

Die durchlaufende Rohrschlange des Reaktors (1) hat einen Durchmesser von 40 mm. In Pfeilrichtung wird die gesamte, zur Polymerisation gelangende Äthylenmenge zusammen mit den Katalysatoranteilen eingeführt. The tube coil running through the reactor (1) has a diameter of 40 mm. In the direction of the arrow, the total amount of ethylene which is used to polymerize is introduced together with the catalyst fractions.

Im ersten Drittel der Rohrschlange sind Zweigleitungen angebracht (3, 4 und 5), welche unter Umgehung einer oder mehrerer Schlangenwindungen des Reaktors an entfernteren Stellen (6, 7 und 8) wieder in die Hauptleitung einmünden. Branch lines are installed in the first third of the coil (3, 4 and 5), which bypassing one or more coil turns of the reactor open into the main line again at more distant points (6, 7 and 8).

Diese Zweigleitungen sind so geschaltet, dass Teilströme unterschiedlicher Temperatur, beispielsweise von 800 C. in der ersten Leitung und von 1000 C. bzw. von 1200 C. in den weiteren Leitungen, entnommen werden. These branch lines are connected in such a way that partial flows are different Temperature, for example of 800 C. in the first line and 1000 C. or of 1200 C. in the other lines.

Der Teilstrom mit der tiefsten Temperatur wird an der entferntesten Stelle der Roh@schlange, wo beispielsweise eine Temperatur von 230° C. her@@scht, wieder zugeführt. Die anderen TEilstr@öme wenden sinngemäss zugefüh@t, der Teilst@om mit 100°C. zum Beispiel eine@ Zone der roh@schlange mit einer Temperatur von 190 - 200°C, und der Teilstrom von 120°C. eine@ Zone mit etwa 170 - 180°C.The partial flow with the lowest temperature is the furthest Place the raw snake, where, for example, a temperature of 230 ° C is created, fed back. The other partial streams apply analogously, the partial stream at 100 ° C. for example an @ zone of the raw @ snake with a temperature of 190 - 200 ° C, and the partial flow of 120 ° C. a @ zone with about 170 - 180 ° C.

Die genannten Temperaturen sind in dem Beispiel willkürlich gewählt, es kann jede andere beliebige Kombination angewendet werden, die einen Temperaturausgleich herbeiführt. The temperatures mentioned are chosen arbitrarily in the example, any other combination that provides temperature compensation can be used brings about.

Selbstverständlich können statt der drei Teilleitungen auch weitere andere vorgesehen sein, beispielsweise 10 oder 20 insgesamt. Of course, other sub-lines can also be used instead of the three others may be provided, for example 10 or 20 in total.

Jedesmal ist die Schaltung aber so, dass der Teilstrom mit der tiefsten Temperatur zu einer Zone mit der höchsten Temperatur geführt wird. Each time the circuit is such that the partial current with the lowest Temperature is led to a zone with the highest temperature.

Der Durchmesser der Zweigleitungen kann gleich dem Durchmesser der. Reaktionsschlange sein, vorzugsweise aber haben die Zweigleitungen einen geringeren Durchmesser. Es ist nicht erforderlich, dass die Durchmesser der Zweigleitungen unter sich gleich sind, es ist in manchen Fällen vorteilhafter, unterschiedliche Durchmesser anzuwenden. The diameter of the branch pipes can be equal to the diameter of the. Be reaction coil, but preferably the branch lines have a smaller one Diameter. It is not necessary that the diameter of the branch pipes are the same among themselves; in some cases it is more advantageous to use different ones To apply diameter.

So kann zum Beispiel die Zweigleitung, welche zu der Stelle der höchsten Temperatur führt, einen Durchmesser von 14 mm haben, während die Leitung, welche zur Stelle der tieferen Temperatur führt, einen Durchmesser von 26 mm aufweist. For example, the branch that leads to the highest point Temperature leads, have a diameter of 14 mm, while the lead, which leads to the location of the lower temperature, has a diameter of 26 mm.

Durch die erfindungsgemässe Massnahme wird erreicht, dass die eigentliche Potymerisationszone räumlich verbreitert wird und Überhitzungen an räumlich eng begrenzten Stellen vermieden werden.The measure according to the invention ensures that the actual Potymerization zone is spatially widened and overheating at spatially narrow limited places can be avoided.

Die Temperatur der über die Zweigleitungen abgezogenen Gasteilströme, die zum Teil bereits anpolymerisiert sein können, liegt allgemein in den Grenzen von 700 bis 1350 C., vorzugsweise aber zwischen 800 C. bis 1200 C.The temperature of the partial gas flows withdrawn via the branch lines, some of which may already have been partially polymerized is generally within the limits from 700 to 1350 C., but preferably between 800 C. to 1200 C.

Mengenmässig im Gesamten fliessen über die Zweigleitungen 25 bis 33 Ne des dem Reaktor zugeführten Äthylens. Die Verteilung dieser Menge auf die einzelne Zweigleitung ergibt sich aus der Zahl der Zweigleitungen und aus ihren Durchmessern.In terms of quantity, the total flow via the branch lines 25 to 33 Ne of the ethylene fed to the reactor. The distribution of this amount to the individual Branch line results from the number of branch lines and their diameters.

Die Verweilzeit des Äthylens im Reaktor hängt selbstverständlich von der Länge und der Strömungsgeschwindigkeit ab, im allgemeinen liegen die günstigsten Verweilzeiten zwischen 1 , 5 bis 3,5 Minuten.The residence time of the ethylene in the reactor depends of course the length and the flow velocity, in general the most favorable Residence times between 1.5 to 3.5 minutes.

Der Umsatz bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ist beträchtlich und liegt über 20 ao, Im allgemeinen zwischen 22 - 30 ib.The conversion when using the process according to the invention is considerable and is over 20 ao, generally between 22 - 30 ib.

Das erhaltene Polymere ist rein weiss und weist ein Molgewicht zwischen 30 000 bis 200 000 auf, je nach den Reaktionsbedingungen und hauptsächlich in Abhängigkeit von der Katalysatordosierung.The polymer obtained is pure white and has a molecular weight between 30,000 to 200,000, depending on the reaction conditions and mainly depending from the catalyst metering.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Process for the polymerization of Ethylene in tubular reactors, d u r c h e k e n n n n z e i c h n e that the turns of the tubular reactor with bridging of individual turns by branch lines are connected.

2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h Not that there are at least two branches.

3. The method according to claim 1 and 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the partial flow with the lowest temperature to a point with highest temperature is passed and that the other partial flows accordingly be guided.

4. The method according to claims 1-3, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t that the temperature of the substreams is between 70 and 1350 C., preferably but between 80 and 1200 C.

5. The method according to claims 1-4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the total amount of ethylene flowing in the branch lines 25 to 33 flo of the gas fed to the reactor.

6. The method according to claims 1-5, d a d u r c h g ek e n n z e i n e t that the diameters of the branch pipes are less than the diameter the reactor tubes.

7. The method according to claims 1-6, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t that the branch lines have different diameters.

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