流体分离系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了从流体分离颗粒的系统和方法。系统包含带有至少两个流体进口和流体出口的容器，其中在该容器中一个流体进口定位比另一个流体进口高。流体进口可以连接到聚合反应器和可以配置各流体进口以从聚合反应器的不同区域将流体输送到该容器。在聚合反应器停车期间，反应混合物排出至分离系统，其中在将该混合物释放进入大气中之前从该混合物除去聚合物颗粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2014年1月31日提交的序号61/934,075的美国专利申请权益，其公开内容全部引入作为参考。
本说明书涉及流体分离系统和方法。更具体而言,本专利技术涉及用于在聚合工艺中从反应混合物分离聚合物颗粒的系统和方法。
技术介绍
聚合反应器将相对低成本烯烃单体(例如乙烯、任选结合一种或多种共聚单体)转化成为有价值的聚烯烃产物(例如聚乙烯)。众所周知聚合物生产的经济因素，包括聚乙烯生产在内、强烈地有利于大规模操作和因此，长时间存在的维持不变的要求是开发大生产能力的反应器。然而，操作包括管式反应器在内的大型聚合反应器要求特别考虑。该反应器通常在高压(例如，200-310MPa)和高温(例如150-450℃)下操作。该聚合反应是高度放热的。如果该反应混合物过热，该烯烃就会分解成碳、氢气、和甲烷。而且，过高的温度和/或压力存在安全隐患。为此,重要的是以受控方式实施该聚合和，如果必要的话，实施该反应器的紧急停车。紧急停车一般要求通过排出该反应器内容物(例如未反应的组分和聚合物颗粒的混合物)进入大气之中快速释放在该反应器之内的温度和压力条件。分离系统，有时称为紧急排放分离器(\EVS\),比如公开号为2012/0275961的美国专利所公开的，可以用于在反应器停车期间减少排放进入大气之中的聚合物颗粒。另外的EVS是本领域已知的、由BASF所设计，引入容器，该容器
包含液体，具有多个切线进口连接到反应器的各个区域。参见,例如，专利号为4,115,638和4,804,725的美国专利。然而,大型反应器,包括当今制造超过3.0m3体积或者超过250kta生产能力的管式反应器呈现与反应器流出物的大质量通量有关的问题，必须将该反应器流出物快速从该反应器排放。EVS比如上所述的那些可能并不非常适于容纳与上述反应器尺寸有关的大规模力和振动。其它背景参考文献包括：EP1142916A。在紧急停车期间，用于大型反应器的EVS必须经受大规模力和振动同时安全和清洁地管理灼热、潜在易燃的反应器流出物的大质量通量流体流动。随着操作规模的增大，寄予EVS设备的要求也增加。因此，合乎需要的是具有系统和方法以安全和有效地在反应器停车期间从高质量通量流体流中分离颗粒。
技术实现思路
本专利技术提供用于从来源于高压反应器的流体分离颗粒的系统和方法，该高压反应器包括体积超过3.0m3或者生产能力超过250kta的反应器。本专利技术容许将流体快速引入容器之内，其中在流体离开系统之前从该流体分离固态聚合物颗粒。尤其是，本专利技术限制和承受通过作为系统一部分的多个流体进口分离大质量通量的流体所产生的巨大力量和振动，其避免超音速流动之间的相互作用和促进在容器之内和经由流体出口的更少湍流。一方面,本说明书涉及用于从流体分离颗粒的系统，该流体来自体积超过3.0m3或者生产能力超过250kta的管状聚合反应器。除该反应器之外,系统包含分离容器，该分离容器具有内表面、至少两个流体进口，其包括第一流体进口和第二流体进口，流体出口和储罐，配置其以包含料位变化的液体。第一流体进口在容器中位置比第二流体进口更高，而第二流体进口在该容器中位置比储罐中包含的液体的料位更高。另一方面,本说明书涉及聚合系统。该系统可以包含管状聚合反应器，其体积超过3.0m3或者生产能力超过250kta可在约120至约310
MPa和约225至约375℃下操作，和分离系统。除该反应器之外,该分离系统包含容器，该容器具有至少两个流体进口，包括第一流体进口和第二流体进口，流体出口和储罐，配置其以包含料位不断变化的液体。第一流体进口在容器中位置比第二流体进口更高，而第二流体进口在该容器中位置比储罐包含液体的料位更高。该流体进口连通至聚合反应器和可以配置各流体进口以从聚合反应器的不同区域将流体输送到该容器。可替换的是聚合系统可以包含高压釜反应器和分离系统。从该高压釜反应器至分离系统的流体流可以通过作为冗余安全系统的阀门,自动压力释放装置或者两者的组合来控制。另一方面,本说明书涉及用于在超过3.0m3或者生产能力超过250kta聚合反应器停车期间从反应混合物分离颗粒体积的方法。该方法包括(i)通过开启一个或多个阀使聚合反应器泄放；和(i i)将至少一部分该反应混合物从聚合反应器排出至分离系统。该分离系统包含容器，该容器具有至少两个流体进口，包括第一流体进口和第二流体进口，流体出口和储罐，配置其以包含料位变化的液体。第一流体进口在容器中位置比第二流体进口更高，而第二流体进口在该容器中位置比储罐中包含的液体的料位更高。参照以下描述和附加权利要求书，本说明书的这些及其它特征、状况、和优势会变得更好理解。附图说明附图1A-1B说明分离系统。附图1C说明根据分离系统一方面在通过流体进口的垂直平面中的流体流动特征。附图1D说明根据分离系统一方面在通过流体进口的水平平面中的流体流动特征。附图2A说明分离系统，其中流体进口相对中心垂直轴反向放射状定位。附图2B说明附图2A的横截面BB的俯视图。附图3示意性说明包含管式反应器和分离系统的聚合系统。附图4示意性说明包含高压釜反应器和分离系统的聚合系统。专利技术详述本申请公开从流体分离颗粒(例如固体聚合物)的系统和方法，尤其在聚合反应器的停车期间。现在公开专利技术各个具体方面，包括本申请为了理解所请求专利技术而采用的定义。尽管以下详细说明阐明具体方面，然而本领域技术人员会理解其本专利技术可以采用其它方式实施。为了确定侵权，本专利技术范围会涉及附加权利要求的任何一项或更多项，包括它们的等同物，和等同于所列举那些的部件或者限制。任何\本专利技术\所涉及物可能涉及一项或多项、但不必是本专利技术权利要求书所定义的全部。附图1A-1D图解分离系统的各个方面。分离系统100包括容器105，其可以是足够在其内包含流体的任何结构。如所示，容器105是圆柱体。然而，容器105可以是任何横截面形状、例如矩形、环形和/或类似形状。而且,容器105可以是任何尺寸，其在停车期间足以容纳反应器系统排出的流体流，例如，该容器体积可以是10-15m3。在附图1A-1B中，容器105基本上垂直取向和由中心垂直轴Z确定。在其它的实施方案中,容器105可以是基本上水平取向或者另外的取向。容器105可以是由任何适合的材料、比如钢制成。容器105包括流体进口110，112。显示两个流体进口；然而分离系统100可以包括多于一个的任何数量口和足以将流体输送进入容器105之内的流体进。流体进口110，112穿透容器105的表面102。流体进口110，112优选限定在表面102之上,但是也可设置为在容器105之内延伸。流体进口110，112可以按所需要的流动轨迹将流体引入容器105。优选,流体进口110，112对容器105的表面102基本沿切线将流体引入容器105。另外，流体进口110，112优选配置使得没有一个流体进口各自的流动与其它流体进口的方向相反定向。例如，在附图1A-1D中，流体进口110，112在中心垂直轴Z周围以相同切线方向将流体引入容器105。然而,可替换的是，流体进口110，112可以配置以按任何其它要
求的角度、包括垂直背离或者朝向表面102引入流体。一旦该反应器触发紧急停车，流体进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从来源于反应器的流体分离颗粒的系统，其包含：体积超过3.0m3或者生产能力超过250kta的反应器；和围绕中心垂直轴限定的容器，该容器包含容器内表面，包括第一流体进口和第二流体进口的至少两个流体进口，流体出口，和储罐，配置该储罐以容纳料位可变的冷却剂；其中第一流体进口在该容器中的位置比该第二流体进口高和该第二流体进口在容器中的位置比该储罐中容纳的冷却剂的料位高。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.08 EP 14163817.1;2014.01.31 US 61/934,0751.一种从来源于反应器的流体分离颗粒的系统，其包含：体积超过3.0m3或者生产能力超过250kta的反应器；和围绕中心垂直轴限定的容器，该容器包含容器内表面，包括第一流体进口和第二流体进口的至少两个流体进口，流体出口，和储罐，配置该储罐以容纳料位可变的冷却剂；其中第一流体进口在该容器中的位置比该第二流体进口高和该第二流体进口在容器中的位置比该储罐中容纳的冷却剂的料位高。2.权利要求1的系统，其中该流体进口限定在该容器内表面上。3.权利要求1或者2的系统，其中该第一流体进口直接位于该第二流体进口的上方。4.前述权利要求任一项的系统，其中该第一流体进口基本上围绕该中心垂直轴距该第二流体进口180度定位。5.前述权利要求任一项的系统，其中该流体出口定位在该容器的顶部与该中心垂直轴同心。6.前述权利要求任一项的系统，其中该容器基本上是圆柱体。7.前述权利要求任一项的系统，其中配置该流体进口以对该容器内表面基本上成切线将流体引入该容器之内。8.前述权利要求任一项的系统，其中配置该流体进口以围绕该中心垂直轴相同切线方向将流体引入该容器之内。9.前述权利要求任一项的系统，其中该流体进口具有内径Di，和第一和第二流体进口高度差是至少1.5*Di。10.前述权利要求任一项的系统，其中配置该第一流体进口以输送比该第二流体进口更高质量通量的流体至该容器。11.一种聚合系统，其包含：管状聚合反应器；和分离系统，该分离系统包含:容器，该容器包含至少两个流体进口，流体出口和储罐，该至少两个
\t流体进口包括第一流体进口和第二流体进口，配置该储罐以包含料位可变的冷却剂，其中第一流体进口在该容器中的位置比第二流体进口高和第二流体进口在容器中的位置比该储罐中容纳的冷却剂的料位高；其中该流体进口连接至聚合反应器和配置各个流体进口以从聚合反应器的不同区域将流体输送到该容器。12.权利要求11的聚合系统，其中该管状聚合反应器具有超过3.0m3的体积或者超过250kta的生产能力和是可以在约120至约310MPa和约225至约375℃下操作。13.权利要求11或者12的聚合系统，其中该聚合反应器包含区域，该区域包括上游端、下游端和位于该上游端和下游端之间的中游区域；其中配置第一流体进口以从中游区...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·A·拉曼斯，P·H·克纳利森，P·J·克莱曼斯，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：美国;US