气相聚合反应方法,气相聚合器和鼓风机技术

一种鼓风机，用于令含粉末的气体再循环，或对其进行旋风处理。一种气相聚合反应方法，它不存气体再循环管道堵塞或聚合器的气体再循环管道或分布板堵塞的问题。此外，一种适用于上述气相聚合反应的气相聚合器，同时提供了适用于气相聚合反应和气相聚合器的鼓风机。（*该技术在2017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将例如乙烯之类的烯烃单体通过气相反应聚合成聚乙烯之类的聚烯烃的方法，尤其是将一种烯烃通过气相反应而聚合的方法。本专利技术还涉及一种适用于上述气相聚合反应的气相反应聚合器。此外，本专利技术涉及一种鼓风机或压缩机(后文称“鼓风机”)，它可用于循环或旋风处理含有粉末的气体，具体地说是一种用于气相聚合反应的鼓风机，它可用于传送含粉末的未反应气体或用于提高上述含粉末的未反应气体在循环或旋风处理中的压力使其进行气相聚合反应。气相聚合反应提供了一种生产如聚乙烯之类聚烯烃的常用方法，其中，例如在有含钛固体催化剂或金属茂催化剂的存在下，通过气相反应聚合某种烯烃单体，例如乙烯。在这种气相聚合反应法中，例如参见图5，固体催化剂A通过送料管12加入至流化床反应器10，同时，烯烃气体通过送料管13并从流化床反应器10的底部经过气体分布板11吹入。气体分布板11由例如具有许多通孔的一块孔板构成，它安装在靠近流化床反应器10的底部。由此，形成了一个流化床(反应系统)14，并在流化床反应器10中保持其流化状态，聚合反应由此在流化床14中进行。通过流化床14中的聚合反应生成的聚合物颗粒通过管15连续地排出流化床反应器10。例如，已经通过了流化床反应器10中流化床14的未反应的烯烃气在位于流化床反应器10的上部的减速区16减速，并通过位于流化床反应器10顶部的排气管10A排出流化床反应器10。从流化床反应器10中排出的未反应烯烃气经再循环管17吹入至流化床反应器10的流化床14。通过与再循环供料管17汇合的管20连续地供以前述烯烃气。再循环气体，例如从流化床反应器10中排出的未反应烯烃气，在重新吹入流化床反应器10的流化床14之前必须经过一个热交换器(冷却器)，因为需要去除聚合反应热(即聚合反应产生的热)。当该冷却器设置于气体再循环装置的上游时，即在流化床气体出口处及气体再循环装置之间，含有冷却器冷却产生的聚合物粉末冷凝物的气相单体(例如烯烃气)以雾态进入再循环装置，例如鼓风机(或压缩机)。结果造成气体再循环管道堵塞，而且这样的雾汽被导向聚合器的分布板和气体再循环管会造成堵塞及其它严重后果。所以，在现有技术中，将冷却器19设置在气体再循环装置，例如鼓风机18的下游是一种常识，即，如图5所示，设置在气体再循环装置(例如鼓风机18)和送料管13之间，这不仅是为了避免上述麻烦，而且是为了加强热交换效率。但是，安置上述冷却器19的问题在于，由于再循环气体量的增加及其温度的升高，鼓风机和管道的尺寸必须很大，而且要求具有加强的隔热设备和耐高温密封，结果使得再循环设备本身就很庞大。用于传送气体或对其进行旋风处理的鼓风机被广泛用在化学和石油生产厂中。鼓风机主要分为涡轮式鼓风机(有一个叶轮在气体中转动，通过鼓风机的气体其速度和压力由于轮叶的运动而增加)和活塞式鼓风机(使用反压将密封在原定空间内的气体体积压缩，气体的压力因而增加)。涡轮式鼓风机又分为离心式鼓风机(气体在叶轮中沿圆周方向通过，气体压力因叶轮的离心作用而增加)和轴流式鼓风机(气体在叶轮中沿轴向通过，气体压力因轮叶的提升而增加)。活塞式鼓风机包括旋转式鼓风机，由于转轮的转动减小了由箱体内壁和转轮界定的体积，因箱体中转轮的转动而吸入的气体由此被加压。旋转式鼓风机包括两叶式鼓风机(罗茨(Roots)鼓风机)，利用定时齿轮，在一个箱体中异相地设置两个两叶转轮，使得它们能够转动但不会互相碰撞，而且按相反方向转动，由此压缩气体而使气体在压力下被传送。关于这些鼓风机，作为常识，在排气侧(高压侧)和吸气侧(低压侧)之间需具有利用接触型气体防渗密封(例如机械密封)或非接触型气体防渗密封(例如曲折式密封，碳环密封或油膜密封)的滑动部件或转动滑动部件，由此防止气体的渗漏(气体分界)。具体地说，涡轮式鼓风机在位于与主轴相连的叶轮和吸入口之间的转动滑动部件具有曲折式密封，而在罗茨(Roots)鼓风机中，通过调节每个转轮周边与箱体内壁之间的间隙和转轮之间的间隙来防止气体的渗漏。虽然在使用非接触型密封时，曲折式密封间隙或上述转轮间隙因鼓风机的类型和容量而不同，但通常设定为约0.5mm以尽可能减少气体渗漏并加强鼓风机的效率(例如压缩效率)。但是，在用上述鼓风机处理例如含有聚烯烃粉末的气体时(用于在气相反应中再循环含粉末的未反应气体或对其进行旋风处理，气相反应包括令乙烯之类的烯烃单体进行气相反应以获得聚乙烯之类的聚烯烃)，当粉末经过气体防渗漏密封层的间隙和转轮时可能会在粉末和曲折式密封、叶轮、转轮或箱体内壁之间产生摩擦力。结果，经过气体防渗密封间隙和转轮间隙的粉末因热量累积而熔化，形成线状熔融聚合物，当被传送到聚合器的分布板和气体再循环管道后，造成堵塞及其它严重的后果。在如上所述的气相聚合反应中，即在其中为进行未反应气体的循环和旋风处理而使用鼓风机在压力下传送含有粉末的气体或提高气体的压力，在高压部分和低压部分之间的气体防渗密封间隙和转轮间隙之间可能出现粉末的粉碎、变形和聚集。结果，粉碎、形变和聚集后的粉末滞留在气体防渗密封间隙和转轮间隙中而造成热量累积，从而缩短了鼓风机本身的使用寿命。此外，由于形成了细小颗粒，所以后处理中必须包含这类细小颗粒的去除，由此使过程变得复杂化。此外，上述混合粉末经常会造成不利的堵塞，例如在气体再循环管道中。可以考虑扩大气体防渗密封部件的间隙或转轮间隙以允许粉末通过而不造成热量累积，将此作为解决上述问题的方法。但是，这样做的缺点在于，在气体防渗密封部件需要极大的气体密封，而且鼓风机的效率下降，结果使得工厂的运作成本上升而成为经济上的不利之处。所以，鉴于上述情况，本专利技术的目的之一是提供一种气相聚合反应的方法，该方法没有以下问题，即再循环气体(例如从流化床反应器中排出的未反应烯烃气)成为线状熔融聚合物或混合成粉末而堵塞气体再循环管道，以及这类线状熔融聚合物或粉末被传送到聚合器的分布板和气体再循环管道后造成堵塞及其它严重后果。本专利技术的另一目的是提供一种气相聚合器，它没有这样的问题，即在将再循环气体(例如从流化床反应器中排出的未反应烯烃气)在重新吹入流化床反应器的流化床之前，因需要去除再循环气体中的聚合反应热(即因聚合反应而产生的热)而经过热交换器(冷却器)时，冷却器冷却产生的雾态冷凝物(例如含有聚合物粉末的烯烃)造成气体再循环管道的堵塞，以及这种雾汽被传送到聚合器的分布板和气体再循环管道后造成堵塞及其他严重后果。上述聚合器因此允许再循环设备本身被压缩。本专利技术的再一目的是提供一种鼓风机，其中，上述气体防渗密封间隙和转轮间隙可使气体中包含的粉末经鼓风机的吹送而通过，而不产生摩擦力，而且其大小可防止气体的渗漏，从而使鼓风机没有以下问题，即粉末因热量聚集而熔融成线状熔融聚合物，以及出现在上述气体防渗密封间隙和转轮间隙的粉末粉碎、变形和积聚，鼓风机无论有无雾汽和精细再分散雾汽都不会振动，由此防止这些雾汽与管道的粘附。本专利技术可解决现有技术中的上述问题并达到本专利技术的目的。所以，在本专利技术一个方面的内容中，提供了一种气相聚合反应的方法，它包含利用鼓风机将气态单体从流化床反应器的底部通过一分布板吹入，同时加入用于聚合反应的固体催化剂，由此在流化床反应器中形成流化床，并在流化床中进行气相聚合反应，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气相聚合反应方法，它包括利用鼓风机将气态单体从流化床反应器的底部经分布板吹入流化床反应器，同时将用于聚合反应的固体催化剂加入流化床反应器，由此在流化床反应器中形成流化床并在流化床中进行气相聚合反应而生成聚合物或共聚物，其中的鼓风机在其箱体的排气侧（高压侧）和吸气侧（低压侧）之间具有滑动或转动滑动部件，所述的滑动或转动滑动部件具有间隙为０．７至２．５ｍｍ的非接触气体防渗密封部件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山本良一，冈野俊博，市村三则，菊池义明，
申请(专利权)人：三井化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]