本发明专利技术提供了一种气相聚合系统及其喷嘴装置，包括：催化剂进料管；辅助气体喷射管，辅助气体喷射管插设在催化剂进料管内，且催化剂进料管和辅助气体喷射管之间形成混合腔室，混合腔室朝向喷嘴装置的喷出口方向延伸；其中，辅助气体喷射管的位于催化剂进料管内的管段的管壁上设置有第一穿过孔和第二穿过孔，第一穿过孔和第二穿过孔的延伸方向均倾斜于喷嘴装置内的物料流动方向，且沿物料运动方向，第一穿过孔的出口朝向辅助气体喷射管的外侧，第二穿过孔的出口朝向辅助气体喷射管的内侧。该喷嘴装置可以使催化剂与辅助气体混合得更加均匀，克服了现有的喷嘴装置生成片状聚合物废料多、聚合物细粉堵塞冷凝器分布板的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气相聚合
，具体而言，涉及一种气相聚合系统及其喷嘴装置。
技术介绍
目前，齐格勒-纳塔、茂金属、铬系、稀土金属等液态催化剂由于催化效率高，适应性强被广泛用于乙烯、丙烯等气相聚合反应。在气相聚合过程中，液体催化剂在注射管和反应器中形成较大的催化剂液滴致使大量球状空心聚合物颗粒和片状聚合物结构形成，造成不合格产品产量高、操作成本高。较小的液体催化剂液滴，在聚合过程中形成大量的树脂细粉，由于细粉难以和循环气体分离，将随着循环气体离开流化床进入冷凝器、循环气压缩机和分布板，引起冷凝器、分布板堵塞以及压缩机故障发生。此外，细粉在离开反应器后将影响产品吹出系统以及添加剂系统设备和管线。因此，在气相聚合过程中，对催化剂液滴大小的控制是其商业进程中至关重要的环节。将液体催化剂以液滴形式通过雾化喷嘴注入反应器是一种有效控制聚合物颗粒大小的方式。催化剂液滴大小可以通过雾化喷嘴的设计、催化剂注入速率、催化剂浓度等参数得到有效控制。当使用雾化喷嘴进行催化剂加料时，催化剂液滴在接触反应器中已经生成的聚合物之前，有短暂时间可以完成蒸发和固化步骤，减少了催化剂液滴与聚合物粘合形成聚合物大颗粒的可能。国内关于雾化喷嘴的研宄主要集中在催化裂化进料雾化喷嘴方面。中国专利申请00109776.8号提出了一种用于炼油厂催化裂化装置的进料雾化喷嘴，由内、外管组成，原料油和辅助蒸汽在混合腔内相遇，由喷孔注入提升管，形成雾滴，在提升管温度下原料油发生催化裂化反应。这种雾化喷嘴主要用于原料油、重油、渣油的催化裂化反应，辅助气体和原料油的混合是在混合腔内相遇，经过单次混合，即送往喷头喷出。然而，这种雾化喷嘴常常伴随油-气混合不均匀，在提升管内形成不均匀的原料油液滴现象。在催化裂化过程中液滴大小的不均匀对最终反应影响并不明显，而在气相聚合过程中，喷射注入的物料为催化剂，催化剂液滴大小影响最终聚合物颗粒的大小，因此对雾化喷嘴的设计要求更高。可见，将催化裂化喷嘴直接用于气相聚合反应，可操作性不强。在国际方面，ExxonMobil,SHELL, Univat1n, Un1n Carbide 公司纷纷加大液体催化剂进料雾化喷嘴研宄投入。美国专利申请US5693727号提出一种顶部带有喷孔的雾化喷嘴，由催化剂注入管和辅助气体管组成，催化剂注入管放置于在支撑管内然后插入反应器中。在辅助气体的作用下，催化剂通过顶部喷孔喷入反应器中聚合物稀少的区域，即“聚合物死区”。然而，此雾化喷嘴进料系统常常伴随大量球状空心聚合物颗粒和片状聚合物结构生成。并且，顶部直孔喷嘴使催化剂以线性方式喷出，形成的雾滴覆盖面极窄，使催化剂雾滴集中在较小的区域里，增加了其相互接触的可能，从而难以避免催化剂相互融合。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种气相聚合系统及其喷嘴装置，以解决现有技术中的气相聚合系统内容易发生堵塞的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种喷嘴装置，包括:催化剂进料管；辅助气体喷射管，辅助气体喷射管插设在催化剂进料管内，且催化剂进料管和辅助气体喷射管之间形成混合腔室，混合腔室朝向喷嘴装置的喷出口方向延伸；其中，辅助气体喷射管的位于催化剂进料管内的管段的管壁上设置有第一穿过孔和第二穿过孔，第一穿过孔和第二穿过孔的延伸方向均倾斜于喷嘴装置内的物料流动方向，且沿物料运动方向，第一穿过孔的出口朝向辅助气体喷射管的外侧，第二穿过孔的出口朝向辅助气体喷射管的内侧。进一步地，辅助气体喷射管上设置有多个第一穿过孔和多个第二穿过孔，且多个第一穿过孔和多个第二穿过孔沿物料流动方向相间隔地设置。进一步地，辅助气体喷射管的靠近喷嘴装置的喷出口的一端设置有弧形底壁，且弧形底壁上设置有底壁喷射孔。进一步地，催化剂进料管包括直管段和锥形喷头，锥形喷头设置在直管段的靠近喷嘴装置的喷出口的一端，且锥形喷头的侧壁上设置有物料喷射孔。进一步地，辅助气体喷射管的端部位于直管段内。进一步地，喷嘴装置还包括支撑管，支撑管套设在催化剂进料管的外侧。进一步地，催化剂进料管的侧壁上设置有与混合腔室连通的催化剂注射管。进一步地，催化剂注射管的延伸方向倾斜于催化剂进料管的延伸方向。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种气相聚合系统，包括依次连接的压缩机、换热器和流化床反应器，流化床反应器上安装有喷嘴装置，且压缩机、换热器和流化床反应器之间形成循环流路，喷嘴装置为上述的气相聚合系统。进一步地，气相聚合系统还包括预混装置，预混装置包括三通接头，三通接头的第一接口通过混合液输送管与喷嘴装置的催化剂进料管连接，三通接头的第二接口与催化剂输送管连接，三通接头的第三接口与稀释剂输送管连接。在本专利技术中，由于喷嘴装置的辅助气体喷射管上设置有第一穿过孔和第二穿过孔，这样，当从气体从辅助气体喷射管的第一穿过孔喷出后，可以与催化剂进料管进入的催化剂浆料在混合腔室内进行初步混合后，再一同经第二穿过孔进入辅助气体喷射管内，进行进一步地混合，之后便又从第一穿过孔喷出。本专利技术中的喷嘴装置可以使催化剂与辅助气体混合得更加均匀，避免了不均一粒径催化剂液滴的生成，克服了现有的喷嘴装置生成片状聚合物废料多、聚合物细粉堵塞冷凝器分布板的问题。【附图说明】构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1示出了本专利技术的喷嘴装置的结构示意图；图2示出了本专利技术中的预混装置的结构示意图；图3示出了辅助气体喷射管的结构示意图；图4示出了一个实施例中的第一穿过孔和第二穿过孔的结构示意图；图5示出了另一个实施例中的第一穿过孔和第二穿过孔的结构示意图；以及图6示出了锥形喷头的结构示意图。其中，上述附图包括以下附图标记:10、催化剂进料管；11、混合腔室；12、直管段；13、锥形喷头；14、物料喷射孔；15、催化剂注射管；20、辅助气体喷射管；21、第一穿过孔；22、第二穿过孔；23、弧形底壁；24、底壁喷射孔；30、支撑管；40、预混装置；41、三通接头；42、混合液输送管；43、催化剂输送管；44、稀释剂输送管。【具体实施方式】需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。根据本专利技术的一个方面，提供了一种喷嘴装置，请参考图1至图6，该喷嘴装置包括:催化剂进料管10 ;辅助气体喷射管20，辅助气体喷射管20插设在催化剂进料管10内，且催化剂进料管10和辅助气体喷射管20之间形成混合腔室11，混合腔室11朝向喷嘴装置的喷出口方向延伸；其中，辅助气体喷射管20的位于催化剂进料管10内的管段的管壁上设置有第一穿过孔21和第二穿过孔22，第一穿过孔21和第二穿过孔22的延伸方向均倾斜于喷嘴装置内的物料流动方向，且沿物料运动方向，第一穿过孔21的出口朝向辅助气体喷射管20的外侧，第二穿过孔22的出口朝向辅助气体喷射管20的内侧。在本专利技术中，由于喷嘴装置的辅助气体喷射管20上设置有第一穿过孔21和第二穿过孔22，这样，当从气体从辅助气体喷射管20的第一穿过孔21喷出后，可以与催化剂进料管10进入的催化剂浆料在混合腔室内进行初步混合后，再一同经第二穿过孔22进入辅助气体本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种喷嘴装置，其特征在于，包括：催化剂进料管(10)；辅助气体喷射管(20)，所述辅助气体喷射管(20)插设在所述催化剂进料管(10)内，且所述催化剂进料管(10)和所述辅助气体喷射管(20)之间形成混合腔室(11)，所述混合腔室(11)朝向所述喷嘴装置的喷出口方向延伸；其中，所述辅助气体喷射管(20)的位于所述催化剂进料管(10)内的管段的管壁上设置有第一穿过孔(21)和第二穿过孔(22)，所述第一穿过孔(21)和所述第二穿过孔(22)的延伸方向均倾斜于所述喷嘴装置内的物料流动方向，且沿所述物料运动方向，所述第一穿过孔(21)的出口朝向所述辅助气体喷射管(20)的外侧，所述第二穿过孔(22)的出口朝向所述辅助气体喷射管(20)的内侧。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：司天保，王鹤鸣，关丰忠，李国锋，杜善明，肖健，凌云志，张箭飞，吕海蛟，董传雷，林海，吴国祥，郭晓东，刘义，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，中国神华煤制油化工有限公司，中国神华煤制油化工有限公司新疆煤化工分公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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