旋转垂直流化床催化聚合方法技术

一种在流化床中进行的催化聚合方法，其中反应流体通过沿圆筒形反应器（２）的侧壁（３）分布的孔（７）成切线方向注射，并通过沿中心堆（８）分布的开口（９）除去，以便使聚合物颗粒旋转地足够快，从而通过离心力将它们向上推向沿着反应器壁运转的系列静止线圈（１３），并然后沿着线圈壁落回到其边缘上且不会进入中心堆中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在流化床中进行的催化聚合反应，所述流化床由于汽态或液态反应流体的切向注射而在圆筒形反应器中围绕其对称轴旋转，其中所述反应流体反应器的侧壁或从沿着该壁运转的内部通道向穿过反应器两端的中心堆(central stack)注射，并且该流化床具有均匀分布的开口，且这些流体通过所述开口而被除去。在流化床反应器中进行的气态或液态反应流体混合物的聚合反应是众所周知的，所述反应流体含有要聚合的一种或多种单体，并且所述流化床中在催化体系存在下形成的聚合物颗粒在没有使用搅拌器的情况下通过反应流体混合物的上升运动而保持在流体状态。当该反应流体的混合物在离开反应器之前与颗粒分开，并由此限定出通常的水平分离表面时，该反应流体混合物通常以气体形式通过反应器顶部逸出，从而在循环装置中适当处理之后通常以液体或气体形式再循环至反应器底部。本专利技术中，反应流体混合物通过在垂直圆筒形反应器的水平部分中的旋转，以近似水平并与该侧壁成切线的形式从注入它们的侧壁，移向中心堆的开口，所述中心堆可以包括多个移除管，该移除管用于分别将穿过各种反应器部分的各种反应流体混合物移向独立的纯化和循环装置，以便保持反应器各种部分或区域中的这些反应流体混合物的不同组成和/或温度。本专利技术中，垂直反应器包括从一端至另一端的一系列固定螺旋回转(helical turns)，其在离中心堆一定距离处围绕着中心堆并固定在反应器侧壁上或在离反应器侧壁较短距离处固定，其用于向上夹带聚合物颗粒，所述颗粒由反应流体混合物的旋转驱动并在螺旋回转壁之间进行旋转。然后，该聚合物颗粒由于重力而落回至这些壁各个侧面上的自由空间中。由此，被离心力和垂直流化床中的螺旋回转限制的聚合物颗粒在螺旋回转壁之间上升并落回在这些壁的各个侧面上，沿着螺旋轨迹，由此在从反应器中移除之前几次穿过反应器的各个区域，并由此赋予它们均一的双峰或多峰组成，其中所述流化床位于反应器圆柱形侧壁和近似圆柱形的分离表面之间，并且所述分离表面位于系列螺旋回转和中心堆之间。如果重力由第二系列的固定螺旋回转替代的话，则反应器可以是水平的，所述第二系列回转与第一系列回转同心并定位于相对的方向。因此，聚合物颗粒在一系列螺旋回转的影响下从右向左移动，并且在另一个的影响下从左向右移动。颗粒的旋转速度必须足够，以使离心力基本大于重力。本专利技术中，离心力适合使反应流体混合物以高于仅基于重力的流化床中所允许的速度的速度穿过流化床，或适合于使用其密度接近于聚合物颗粒的密度的流体，并且流化床的近似圆柱形状适合于获得比常规流化床中所得比率大一个数量级的面积与厚度的比率。这用以获得反应流体在流化床中的短停留时间，并由此获得聚合物颗粒的高冷却能力和良好温度控制。这导致可以使用高活性催化体系以及浓缩反应流体的混合物，因此能够以在反应器中相对短的聚合物颗粒停留时间获得高聚合速率。附图说明图1显示了垂直圆柱反应器半剖面的投影，所述反应器用于在催化体系存在下使悬浮于液态或气态反应流体混合物中的颗粒聚合。该图显示了其侧壁(2)的横截面和其圆柱形对称轴(1)。用于将反应流体混合物注入反应器的装置通过横截面的圆筒(3)进行说明，该圆筒在沿着反应器侧表面的短距离处运转，并且其穿有许多孔(4)。该圆筒和反应器壁之间的空间被环状隔板(5)分为几个部分，并通过进口管(6)进入加压反应流体的混合物。这些反应流体混合物通过许多注射管以近似水平并与反应器壁成切线的形式注入反应器，并且在背景(background)中从该圆筒的表面流出，其中所述注射管穿过该多孔圆筒的孔，并且出口(7)已显示出。注入在箭头方向上进行，也就是从左向右。用于移除反应流体混合物的装置通过围绕对称轴(1)的中心喷嘴(8)进行说明，其中中心喷嘴从顶部至底部穿过反应器并且包含许多开口(9)，所述开口沿着中心喷嘴表面均匀分布并形成其轮廓，以便有助于在反应器中快速旋转的流体的进入并将它们引导向出口。中心喷嘴被其横截面(10)已显示的隔板分开，所述隔板限定了独立区域，并且中心喷嘴通过主出口管(8.1)和(8.2)和内出口管(11)与外部连接。这些管被连接至冷却、纯化和/或分离装置(12)，并且流体通过进口管(6)从这些装置中进行循环，所述进口管给位于和中心喷嘴区域大致同一水平的反应器区域进料，其中这些被循环的流体从中心喷嘴中流出。这样，流体在反应器近似水平的部分中移动，由此限制了它们在各个区域之间的混合。在多孔圆筒(3)和中心喷嘴(8)之间的圆柱形空间中，系列螺旋回转(13)从顶部向下穿过反应器，以使在回转的向上方向中快速旋转的流体夹带位于螺旋回转壁之间的螺旋空间中的聚合物颗粒，该螺旋空间称为朝着反应器顶部方向的上升流螺旋槽，其中所述系列螺旋回转完全显示并通过固定器安装至反应器(2)上，而所述固定器在图中没有显示。离心力将颗粒推向多孔圆筒壁。称为自由侧空间的自由圆柱形空间能够使已在上升流螺旋槽中上升的聚合物颗粒由于重力并在离心力影响下落回至反应器底部，其中自由圆柱形空间相对窄并位于系列螺旋回转和多孔圆筒之间。如果旋转速度以及由此产生的上升流螺旋槽中颗粒的向上流动速度是足够的，则该窄空间不足以使所有的颗粒落回至其中。在这种情况下，悬浮于流体中的颗粒将累积在上升流螺旋槽中直至流化床表面达到称为自由中心空间的自由圆柱形空间，该空间相对宽并位于中心喷嘴和螺旋回转组之间，其能够使剩余颗粒落回至反应器底部并能够使已在上升流通道中旋转并已稍微在其中上升的流体落回至中心喷嘴区域的水平，该喷嘴近似相当于它们已用的进口。螺旋回转特征在于它们的宽度(14)以及上升流螺旋槽的宽度，自由中心空间和自由侧空间的宽度(15)和(16)，回转的螺距(17)和彼此之间的高度(18)以及上升流槽的高度。如果螺旋回转的螺距(17)等于它们之间的距离(18)，则系列回转可以形成连续的固定螺旋曲线。图1中，螺旋回转的螺距(17)小于上升流槽的高度(18)。聚合物颗粒在穿过一个回转至上一个回转之前，必须形成等于上升流槽高度和回转螺距的比率的平均圈数。回转螺距也可以大于上升流槽的高度并且回转尺寸可以彼此不同。回转可以在不移动其它东西的情况下通过将其旋转至反应器顶部而更换。使用一个或多个进料装置(19)将聚合催化剂或催化体系引入反应器，并且可以使用一个或多个在反应器底部或沿反应器任何位置的开口(20)移除悬浮于流体中的聚合物颗粒。自由中心空间必须足够宽并且流体向反应器中的注射速度必须足够，以便以对于离心力来说足够高的速度旋转流体和通过流体夹带的颗粒，从而在流体进入中心喷嘴之前产生颗粒和流体的明显分离，并由此在中心喷嘴和螺旋回转组之间形成分离表面位于自由中心空间的流化床。在重力和离心力的联合作用下，其近似的的圆柱形由于聚合物颗粒沿回转的内部边缘落下所产生的螺旋波纹而变形。由此，颗粒在上升流螺旋槽中沿着向上的螺旋轨迹，并且在自由中心空间和自由侧空间中沿着向下的轨迹。如果悬浮于流体中的聚合物颗粒质量增加，则流化床分离表面将接近于中心喷嘴并有将颗粒夹带至其中的危险。为了防止这样，聚合物颗粒探测器(21)用于调整悬浮于流体中的颗粒的输出流速，以便使流化床表面维持在离中心喷嘴足够距离处。该整个装置适合安装几个用于循环流体混合物的独立回路，以便维持不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在流化床中进行聚合的方法，该流化床包括垂直圆筒形反应器；用于注射聚合催化剂的装置，该催化剂在气态或液态反应流体存在下使聚合物颗粒形成；至少一个设置在所述反应器壁上的出口，其用于取出悬浮在所述流化床中的所述聚合物颗粒；用于检测所述流化床表面的检测装置，且所述出口由所述检测装置伺服控制以便调整所述聚合物颗粒的输出流速，从而将所述表面保持在离用于除去所述反应流体的装置的一定距离处；用于将由所述移除装置除去的所述反应流体通过进料装置循环至所述反应器中的循环装置；用于在将所述聚合物颗粒与所述反应流体分离后回收从所述反应器中取出的所述聚合物颗粒的装置；该方法的特征在于：－所述进料装置设计为以均匀分布的方式，沿着所述反应器侧壁在其方向接近水平面及所述侧壁切线的方向上将所述反应流体注入所述反应器中，并以转动的形式夹 带所述反应流体和所述聚合物颗粒，其中离心力将所述聚合物颗粒推向所述侧壁；－所述移除装置围绕着所述反应器的圆柱形对称轴并且在其底部和顶部之间具有均匀分布的开口，其设计为在所述反应器底部和顶部之间以均匀分布的方式除去所述反应流体；　 　－所述反应器包括至少一系列的固定螺旋回转（ｔｕｒｎｓ），其沿着所述反应器的所述侧壁运转，并分布在所述反应器的底部和顶部之间，并且其在离所述移除装置一定距离处围绕着所述移除装置，所述螺旋回转定位在一定的方向上以用于将在螺旋空间和自由中心空间中旋转的所述聚合物颗粒夹带向所述反应器顶部，其中所述螺旋空间处于所述螺旋回转壁之间，所述自由中心空间处于所述螺旋回转之间，并且所述移除装置能够使所述聚合物颗粒落回至所述自由中心空间中而不会进入所述移除装置，旋转速度和由此产生的所述离心力防止所述聚合物颗粒被所述移除装置中的所述反应流体夹带出，由此在所述离心力和所述螺旋回转的作用下，所述反应流体和所述聚合物颗粒形成了旋转的垂直流化床。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿克塞尔德布罗克维尔，
申请(专利权)人：阿克塞尔德布罗克维尔，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]