气相聚合方法技术

本发明专利技术涉及一种在流化床反应器内进行气相聚合的方法，该反应器由一个具有垂直侧壁的圆柱体和安装在所述圆柱体上方的退涌或分相室（３）构成，其特征在于流化床至少占据反应器的具有垂直侧壁的整个圆柱体。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在流化床反应器中的。在高于一个大气压的压力下，在流化床反应器中气相聚合一种或多种单体是已知的，其中，利用含有要聚合单体的反应气体混合物将形成的聚合物颗粒维持在流化状态，要聚合的单体在上升气流中输送。通常从反应器中排出如此生产的粉末形式的聚合物，以使床大体上保持恒定的体积。在工业规模上的优选方法应用流化格栅，该格栅公布气体混合物，使之通过床层，在切断上升气流时用来支承床层。从流化床反应器顶部离开的反应气体混合物通过装有压缩机的外部循环管线循环到流化格栅下方的流化床底部。单体的聚合是放热反应。因此需要提供一个合适的装置来冷却床层以提取聚合中生成的热量。优选的流化床烯烃聚合方法的关键是在低于聚合温度下冷却反应气体混合物，当流化气体通过床层时，可以补偿由于聚合产生的多余热量。因此，其方法通常是利用至少一个设置在外部循环管线上的换热器冷却反应气体混合物，以除去聚合反应所产生的热量，从而将聚合温度保持在必要的水平上。特别是在近年来，人们致力于优化气相聚合过程以提高现有设备的聚合物产量。这一想法是就聚合物的产率来说的，也就是说，是就在单位时间内单位反应器体积生产的聚合物重量(kg/h/m3)来说的。已知的是在上面提及的这种工业流化床反应中，产率直接取决于反应器中产生的热量的除去速率。例如，可以通过提高流化气体的速度和/或降低流化气体的温度和/提高流化气体的热容量来提高热量的除去速度。例如在专利申请WO 94/28032中BP Chemicals Limited已提出了一种烯烃，其中循环气流被冷却到足够低的温度形成液体和气体。通过分离气体和液体并将液体直接引入流化床中，可以提高引入流化床反应器中的液体量，这样可以通过蒸发更好地冷却床层，因此，达到更高的产率水平。通常，按照本专利技术的流化床反应器可以用第一体积来表示，其外壳(壁)包括至少一个由直线和/或曲线沿垂直的回转轴旋转产生的回旋表面，其上安装有第二体积，通常称之为分相容器，其外壳(壁)也包括至少一个由直线和/或曲线沿同一垂直的回转轴旋转产生的回转表面。按分相容器的定义，第二体积的正交部分(orthogonal)(位于两体积接合部上方的位置)高于第一体积的正交部分(位于其上点的位置)。用于烯烃气相聚合的常规流化床反应器通常包括一个具有垂直轴的圆柱体(1)，其上方安装有一个分相容器(3)，如附图说明图1所示，该图示意地描述了本专利技术气相聚合的优选设备。分相容器的已知基本功能是使上升气流减速，上升气流在流经流化床后可能夹带有相对大量的固体颗粒。其结果是夹带的大多数颗粒直接返回了流化床。只有最小的颗粒被夹带出反应器。原则上讲，流化床可以占据反应器的整个圆柱体部分，即从流化床底部-一般与流化格棚(4)一致-往上高度为H的那一部分。事实上，流化床通常只占据了流化床反应器圆柱体部分的一部分，其结果是流化床高度(h)等于0.95×H，优选0.9×H，特别是0.85×H。为了避免过量聚合物颗粒夹带出反应器，本领域内的技术人员已要求了流化床的这一高度限制。对流化的研究表明在流化床内会形成气泡。当气泡在床内上升时会发生聚结，直到它们达到流化床的上部而破裂。这一破裂加强了颗粒被夹带出反应器。在聚合的实际方式中，所有这些自然而然地导致本领域内的技术人员限制流化床的高度。在提高烯烃气相聚合的工业设备的产量的研究中，尽管存在偏见，申请人公司还是成功地开发出了一种简单而可靠的方法，该方法可以大大提高聚合物的产量。此外，申请人公司完全意外地发现使用这一新方法可以提供许多优点，这将在下面描述。因此，本专利技术包括一种在流化床反应器内进行气相聚合的方法，该反应器包括第一体积，其外壳(壁)包括至少一个由直线和/或曲线沿垂直的回转轴旋转产生的回旋表面，其上安装有第二体积，通常称之为分相容器，它与第一体积邻接，其外壳(壁)也包括至少一个由直线和/或曲线沿同一垂直的回转轴旋转产生的回转表面，其特征在于流化床至少占据了反应器第一体积的全部。因此，按照本专利技术，流化床的高度(h)至少等于聚合反应器的高度H。优选地，流化床至少占据称之为分相容器的第二体积的一部分。令人意外的是，申请人公开发现本专利技术方法不会以任何方式导致聚合物颗粒过量夹带出反应器。尽管不希望受以下解释的约束，但申请人公司认为这一发现基于一方面是因为当颗粒达到分相容器时被减速，另一方面是因为当气泡进入分相容器时其尺寸被限制和/或下降。尽管不希望限制于某种特定的聚合，但本专利技术特别适于一种或多种单体的聚合物反应，如烯烃、极性乙烯基单体、二烯烃、炔和醛的聚合。本专利技术方法优选用于如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯和1-辛烯的一种或多种单体的聚合。按本专利技术方法，可以取决周期地以本专利技术的床高和低于本专利技术床高进行聚合。然而，优选在本专利技术范围内的恒定床高下进行聚合。正如上面所指出的，聚合反应器的高度H被定义为从流化床底部，即与流化格栅一致的底部，到第一体积或下部体积与被称之为分相容器的第二体积之间的接合处的距离。在具有垂直轴的圆柱体的优选情况下，H代表流化床底部以上的圆柱体的垂直侧壁的长度。按本专利技术的优选方案，流化床的高度(h)大于反应器的高度H，优选大于1.05×H特别是大于1.1×H。从原则上讲，安装在用于包含流化床的圆柱体上方的分相容器具有比圆柱大的横截面。优选为由绕与圆柱的旋转轴一致的垂直轴回转产生的截头锥组成的球状体(bulb)，其尖顶朝下，优选有一个10°-60°的角度，其上安装有一个基本上为半球形的拱顶。这一截头锥的小端与圆柱体反应器的上端相吻合，其大端与拱顶的底部相吻合。它也可以包括一个垂直的圆柱体，该圆柱体与与用于包含流化床的圆柱体通过一个扩大导管形状的接合表面连接。在这种情况下，该圆柱体具有与用于包含流化床的圆柱体的轴一致的轴和基本上为半球形的顶部。按照本专利技术的优选方案，流化床的高度(h)应使得分相容器的体积被流化床占据大于5％，进一步优选大于10％，更进一步优选大于15％(容器总体积)。按照本专利技术的优选方案，流化床的高度(h)应使得分相容器的体积被流化床占据小于70％，优选小于50％，进一步优选小于30％(容器总体积)。在容器是一个在其上方具有拱顶的截头锥回转体时，流化床的高度(h)的上限是不达到相应于所述容器最大正交截面的高度。这一优选不超过的极限高度由图2中的Lp表示。反应器中存在的细颗粒可能通过增加成品中的凝胶含量影响聚合物的性质，如薄膜和塑料制成容器。此外，在聚合过程中，可能在反应器的壁上，特别是在分离器的壁上形成聚结。细颗粒的积累和反应器壁上聚结会造成反应器的结垢(fouling)。为了防止反应器的结垢影响聚合系统的操作和生产的聚合物的性质，在规定的期间使反应器停工以清理其壁，并从器壁上除去聚结物。这可以利用加压水和氮气来完成。这种清理会向反应器内引入毒物，这就自然需要吹扫和干燥反应器以除去毒物。这一过程需要时间，是很不经济的。令人意外的是，申请人公司已经发现本专利技术方法可以减少和/或消除与反应器壁，特别是分相容器结垢相关的问题。图2示意地描述了本专利技术的气相聚合设备。该设备包括(i)具有拱顶(2)和流化格栅(4)底部的流化床(1)，由具有垂直侧壁的圆柱体构成，在所述圆柱体上方安装有退本文档来自技高网...

【技术保护点】
在流化床反应器内进行气相聚合的方法，该反应器包括第一体积，其外壳（壁）包括至少一个由直线和／或曲线沿垂直的回转轴旋转产生的回旋表面，其上安装有第二体积，通常称之为分相容器，它与第一体积邻接，其外壳（壁）也包括至少一个由直线和／或曲线沿同一垂直的回转轴旋转产生的回转表面，其特征在于流化床至少占据了反应器第一体积的全部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D杜兰德，FRMM莫尔特罗，
申请(专利权)人：英国石油化学品有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]