增压处理粒状材料的方法技术

一种方法，它包括下述步骤：（１）用第一气体在至少一个容器中加压以球状或丸状形式存在的粒状物质，（２）在所述的高压下将粒状材料分解成一种细小的连续相态，（３）将该细小的以连续相态存在的粒状材料传送入接受器。（*该技术在2020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。更具体地说，本专利技术涉及一种在增压下如在气相、流化床聚合(如乙烯-丙烯或乙烯-丙烯-二烯烃橡胶，聚丁二烯或聚异戊二烯的聚合)中来处理惰性粒状材料的方法，所述粒状材料比如是炭黑。近来，粘性聚合物如乙烯-丙烯-二烯烃橡胶的生产是通过气相聚合法进行的。这些方法通常利用惰性粒状材料在粘性聚合物上形成一涂层，以维持所形成的聚合物的床层呈流化态，并防止聚合物的聚积。工业上，惰性粒状材料以球状或丸状形式存在，这种粒子太大，不宜于形成涂层并维持所形成的聚合物呈流化态。因此，为了有效利用这些惰性粒状材料，在送入气相流化床反应器之前，必须将其粒度减小。这种小粒度材料，如炭黑蓬松物，由于趋向于结块和／或桥联，很难以可控方式送入反应器中，尤其当炭黑蓬松物用气体加压时就变成了硬块，这种升压一般在25psig左右。机械搅动结块的如炭黑之类的惰性粒状材料，这种方法用于工业规模的聚合反应器是不现实的。因此，有必要研究一种将小颗粒的粒状材料在增压下以可控的方式送入气相流化床聚合反应中。所述粒状材料诸如惰性粒状材料，尤其是炭黑蓬松物。本专利技术提供了一种包括下述步骤的方法(1)用第一气体在至少一个容器中将以球状或丸状形式存在的粒状物质增压，(2)在所述的高压下将粒状材料分解成一种细小的连续相态，(3)将该细小的以连续相态存在的粒状材料传送入接受器。作为优选的一个实施方案，本专利技术包括下述步骤(1)用第一气体在容器中将球状或丸状形式存在的粒状物质增压，(2)在增压下用机械的方式将球状或丸状材料破碎成细小的连续态粒状材料，将其送入聚合反应系统，和任选地，(3)用第二气体将所述的细小的连续态粒状材料送入聚合反应系统的反应区。作为优选的另一个实施方案，本专利技术提供了一种改进的方法，包括下述步骤(1)将在至少一个容器中的以球状或丸状形式存在的低压粒状材料传送入一个或多个小的(“弹丸”)压力容器，在此用惰性气体或单体增压，(2)在所述的高压下当在球状或粒状材料与传送设备器壁之间存在足够的剪切力的情况下将粒状材料送入聚合反应器中，结果球状或丸状材料被分解成细小的连续态或“蓬松状”。在另一个实施方案中，本专利技术提供了一种在粒状材料存在下、至少一种烯烃单体在含有催化剂的聚合反应条件下的聚合方法。这一改进的方法包括下述步骤(1)将所述的存在于至少一个容器中的球状或丸状形式的粒状材料用第一气体增压，(2)在所述的增压下将粒状材料传送入一个研磨设备，(3)将粒状材料在所述的高压下研磨成细小的连续态，(4)通过所述的研磨设备送入第二气体，然后将所述的细小连续态粒状材料送入聚合反应器中。以下是对附图的简要说明。附图说明图1表示如实施例1所示的用于中试的惰性粒状材料的进料系统(例如，使用炭黑)。图2表示如实施例2所示的用于中试的惰性粒状材料的进料系统(例如，使用炭黑)。图3描述了如实施例3所示的惰性粒状材料进料系统，所述进料系统用于工业规模的炭黑进料。按照本专利技术，任何粒状材料均可进行增压，然后分解成细小的连续态粒状材料的方法。这些粒状材料可包括诸如惰性粒状材料(也称为流化助剂)，已知的催化剂载体，固态添加剂和其它类似的材料。为了易于说明，本专利技术描述惰性粒状材料的使用。在本专利技术优选的方法中，使用惰性粒状材料或流化助剂是可取的。粒状材料优选惰性粒状材料，使用惰性粒状材料的气相法在诸如US4994534，5304588和5317036；EP0727447和WO98／34960中均有披露。这些惰性粒状材料可以包括炭黑、二氧化硅、黏土、滑石、碳酸钙、活性炭、改性炭黑以及它们的混合物，也可使用聚合物材料。优选炭黑、二氧化硅以及它们的混合物，通常最优选炭黑，尤其是炭黑球或炭黑蓬松物。工业上可得到的以粒状形式(如球状或丸状粒子)存在的惰性粒状材料平均堆积密度在20-25 lb／ft3范围内，这些材料的其它特性包括诸如平均粒子尺寸大约为0．02-0．05英寸，丸状或粒状压碎强度大约为5-60g。当该球状或丸状粒子经本专利技术处理时，这种惰性粒状材料的平均堆积密度在3-8 lb／ft3，并且平均尺寸大小用筛分筛测得小于0．009英寸。在惰性粒状材料进入步骤(1)的反应器或容器如接受器之前，优选预处理惰性粒状材料，以除去微量水分和氧气。例如这一纯化步骤优选在一个或多个干燥箱(优选一个干燥箱)中通入热氮气(50-200℃)流过惰性粒状材料来完成。惰性粒状材料在研碎之前，优选在大气压下或近大气压下进行干燥。优选用这种方式来处理球状或丸状的惰性粒状材料，而不是细小的连续态(或压碎的粉末形式)惰性粒状材料，这种细小的连续态惰性粒状材料在压力下有结块的倾向，而结块能导致容器和线路的堵塞。所用的第一或第二气体可以相同，也可不同，并且这些气体既可用于干燥，也可用于传送惰性粒状材料。本专利技术方法使用的这种或这些气体可以是任何气体，只要它对于聚合反应系统是惰性的即可。这些气体可以包括氮气、氩气、气态碳氢化合物，如含有1-12个碳原子的烷烃、聚合反应本身的循环气体以及这些气体的混合物。循环气体是含有单体、催化剂成分、改性剂和惰性气体的气体，这些气体通过聚合反应容器循环。在某些情况下单体也可用于干燥和传输。这种气体优先选自氮气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、异戊烷、丁烷、己烷、循环气体和其混合物。优选氮气用于干燥惰性粒状材料的气体。在一个特别优选的实施方案中，循环气体和／或氮气用于传输气体。当循环气体用于传输气体时，它通过切向流从聚合系统中流出。切向流优选从聚合系统中的循环线路引出。聚合工艺循环气的切向流是优选的介质，因为它量大，这使每秒20-100英尺的传送速度成为可能，传送速度优选每秒40-70英尺，并且不向反应和／或循环物流中引入另外的惰性气体。接着，惰性粒状材料进入步骤(1)中的至少一个容器中，所述容器诸如高压送料器(也称为高压注入斗或送料器)。在一个优选的实施方案中，惰性粒状材料送入两个高压送料器中的一个。当两个(或多个)送料器并列使用时，通过使用上述所列气体之一或者通过使用聚合反应中的单体，使送料器的压力维持在比传输管线压力略高0．1-10psig左右。步骤(1)的容器内压力一般不能比传输管线压力高5psig。通常给料器压力在20-1000psig范围内，优选200-550psig。在一优选的实施方案中，给料器呈锥形(象漏斗的倒置)，锥角相对于水平面呈60-78度角，流出口直径至少3英寸。优选气流保持到含有球状和／或丸状惰性粒状材料床的供料器底部。气流速量与供料的设备和尺寸大小有关。例如在中试规模设备中的气流速量大约为10磅／小时。本专利技术中供料器采取并联或串联方式连接，优选以串联方式连接。当供料器以串联方式使用时，第一或较高的送料斗的压力在大气压附近的低压到设定的高压之间循环(为了加新批料的球状或丸状材料)。第二或较低的送料容器保持高压是为了持续输送球状或丸状惰性粒状材料到研磨设备中。通常，第二或较低容器的压力和所使用的聚合反应器是一样的，压力大约在20-1000psig左右，优选200-550psig。在并联操作中，供料容器在充满惰性粒状材料之前必须降低压力，然后再升到设定的压力。接着将惰性粒状材料(通过重力作用、气体或其它方式)传送到研磨设备中，在此将其磨成粉末，并从这进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，它包括下述步骤：（１）用第一气体在至少一个容器中加压以球状或丸状形式存在的粒状物质，（２）在所述的高压下将粒状材料分解成一种细小的连续相态，（３）将该细小的以连续相态存在的粒状材料传送入接受器。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：FD胡瑟因，RS艾辛格尔，小DP兹尔克尔，DM盖尼斯，DF王，
申请(专利权)人：联合碳化化学品及塑料技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]