用于催化剂注入的发泡喷嘴制造技术

本发明专利技术提供了一种喷嘴，其用于烯烃聚合所用的催化剂注入。在一个或多个实施例中，所述喷嘴包括第一管道，其包括主体、锥形部分、和注入末端。所述喷嘴还包括第二管道，其具有内表面和外表面。所述第一管道绕所述第二管道布置，以在其两者之间界定了第一环形空间。所述喷嘴还包括支撑构件，其至少部分地绕所述第一管道的外表面布置，以在其两者之间界定了第二环形空间。所述支撑构件在其第一端部处具有收缩的外表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例一般地涉及用于催化剂注入的喷嘴及其使用方法。更 具体而言，本专利技术的实施例涉及在聚烯烃生产中使用的用于催化剂注入的发泡喷嘴及其制造方法。
技术介绍
在气相聚合中使用的液体催化剂提供了优于传统固体担载的催化剂的 许多优点。例如，液体催化剂需要较少的设备和原料来生产。液体催化剂 还对最终聚合物产物带来更少的杂质。此外，液体催化剂的活性不会受到 担载材料的表面面积的影响。美国专利第5,317,036号公开了对于用于气 相聚合的液体催化剂的使用的更多细节。其他背景文献包括GB 618674A。无论催化剂类型如何，烯烃聚合，尤其是气相聚合，依赖于均匀并可 重复地将催化剂注入到化学反应中。催化剂应该均匀地分散于整个反应材 料中以促进均匀的聚合。催化剂在反应器内的有效分散避免结垢并促进聚 合物产品的均匀、稳定的生产。但是，将液体催化剂注入到反应器系统产生了一些挑战。例如，液体 催化剂通常可溶解于反应介质，并可以沉积于在反应器中形成的树脂或聚 合物上，加速了床的颗粒表面上的聚合。随着被涂覆的树脂颗粒尺寸增 大，颗粒由于增大的横截面尺寸而暴露于更多的催化剂溶液或喷雾的部 分。如果太多催化剂沉积在聚合物颗粒上，则聚合物颗粒可以快速地生长以致于可能不能流态化，导致反应器停止运行。此外，在向反应器注入液体催化剂时，初始聚合速率可能较高，使得 新形成的聚合物或树脂颗粒软化或熔化。这样软化或熔化的聚合物可以彼 此粘附而在流化床上形成更大的颗粒。这些较大的颗粒不能被流态化并/或 可以堵塞反应器，从而需要将反应器停止运行。相反，如果聚合物颗粒尺 寸太小，则可以发生夹带。被夹带的颗粒可以污染循环管线、压縮机和冷 却器。被夹带的颗粒还可以增大静电，其可以引起反应器的结片。结片要 求反应器停止运行以将其去除。已经提出了用于将液体催化剂注入到反应器系统中的各种喷嘴。美国专利第4,163,040号公开了一种催化剂喷洒喷嘴，其利用偏压阀构件来调 控催化剂流。例如，美国专利第5，693，727号公开了一种催化剂喷洒喷 嘴，其利用绕注入管中心的遮蔽体。美国专利第5,962,606号和第 6,075,101号公开了一种垂直催化剂喷洒喷嘴和一种发泡催化剂喷洒喷嘴。 美国专利第6,211,310号和第6,500,905号公开了一种催化剂喷洒喷嘴，其 具有中心管以使清洁气体和偏流气体与催化剂一起流动。其他背景文献包括WO 98/37101 、 WO 98/37102和EP 0 844 020A。应该改善这样的喷嘴设计以解决上述聚合物生长加速以及颗粒在喷嘴 本身上生长和蓄积的问题。这样的颗粒生长和蓄积可以堵塞喷嘴，降低了 催化剂注入速率(如果没有将注入完全阻断的话)。结果，催化剂注入和 分散变得不可预测且不稳定，导致结垢的反应器和偏离规格的产品。此外，新开发的具有较高催化活性的催化剂也带来了许多新的挑战。 这些新的催化剂通常具有高动力学特性并在被分散在反应器床中之前聚 合。因此，这些高活性的催化剂甚至更易于产生不期望的结块和结垢。因此，存在对于能够均匀并可重复地将液体催化剂输送至反应器系统 的注入喷嘴的需求。还存在对于均匀地将液体催化剂输送至反应器系统的 聚合方法的需求。此外，还存在对于用于使用液体催化剂并能够控制聚合 物生长和颗粒尺寸的聚合方法的需求
技术实现思路
本专利技术提供了一种喷嘴，其用于烯烃聚合的催化剂注入。在一个或多 个实施例中，所述喷嘴包括第一管道，其包括主体、锥形部分、和注入末 端。所述喷嘴还包括第二管道，其具有内表面和外表面。所述第一管道绕 所述第二管道布置，以在其两者之间界定了第一环形空间。所述喷嘴还包 括支撑构件，其至少部分地绕所述第一管道的外表面布置，以在其两者之 间界定了第二环形空间。所述支撑构件在其第一端部处具有收縮的外表 面。在另一个具体实施例中，喷嘴包括第一管道，其包括主体、锥形部 分、和注入末端；第二管道，其具有内表面和外表面，其中所述第一管道 绕所述第二管道布置，以在其两者之间界定了第一环形空间；以及支撑构 件，其至少部分地绕所述第一管道的外表面布置，以在其两者之间界定了第二环形空间，所述支撑构件在其第一端部处具有收縮的外表面。所述第 一管道和所述第二管道的至少一部分延伸超出所述支撑构件的收縮的所述 外表面。本专利技术还提供了一种用于将催化剂注入到气相聚合反应器中的方法。 在至少一个实施例中，所述方法包括向反应器提供喷嘴。所述喷嘴包 括第一管道，其包括主体、锥形部分、和注入末端；第二管道，其具有 内表面和外表面，其中所述第一管道绕所述第二管道布置，以在其两者之 间界定了第一环形空间；以及支撑构件，其至少部分地绕所述第一管道的 外表面布置，以在其两者之间界定了第二环形空间，所述支撑构件在其第 一端部处具有收縮的外表面。所述方法还包括使催化剂浆料流动通过所述 第一环形空间并进入所述反应器；使一种或多种单体流动通过所述第二环 形空间并进入所述反应器；并且使一种或多种惰性气体通过所述第二管道 的环形空间流入所述第一环形空间并流入所述反应器。附图说明为了能够详细理解本专利技术的上述特征，可以通过参考实施例对以上概 要说明的本专利技术进行更具体描述，实施例中的一些在附图中图示。但是， 应该注意，附图仅图示了本专利技术的典型实施例，因此不应被视为对其范围的限制，因为本专利技术可以具有其他等同效果的实施例。图1示出了根据所述的一个或多个实施例的注入喷嘴的示意图。 图1A示出了如图1所示的注入喷嘴的放大示意图。图2示出了沿着图1A的线2-2所取的剖视图。图3示出了示例性第二管道140的示意图。图4示出了沿着图3的线4-4所取的第二管道140的剖视图。图5示出了示例性第一管道的局部放大示意图。图6示出了用于制造聚烯烃的示例性气相系统的流路图。具体实施例方式现在将提供详细说明。各个所附权利要求都界定了单独的一项专利技术， 其对于侵权目的而言视为包括与权利要求中指明的各种元件或限定的等同 物。取决于上下文，以下对本专利技术的引用在一些情况下仅指特定具体 实施例。在其他情况下，应认识到，对本专利技术的引用表示在权利要求 中的一个或多个(但不一定是全部)中涉及的主题。现在将在以下更详细 说明本专利技术中的每个(包括具体实施例、版本和示例)，但是本专利技术不限 于这些实施例、版本或示例，其被包括以使得本领域的普通技术人员在将 本专利与可获取的信息和技术结合的情况下能够实施和利用本专利技术。图1描绘了根据所述的一个或多个实施例的注入喷嘴100的示意图。 在一个或多个实施例中，喷嘴IOO包括第一管道120、第二管道140、以 及支撑构件150。第一管道120、第二管道140和支撑构件150的横截面 可以是任意形状。例如，第一管道120、第二管道140和支撑构件150的 各个横截面可以是圆形、方形、矩形、多边形、椭圆形、长圆形，这仅仅 是列举了一些。优选地，第一管道120、第二管道140和支撑构件150中 的每一者是具有内径和外径的管状或环形构件。在一个或多个实施例中， 第一管道120、第二管道140和支撑构件150是同心的。在一个或多个实施例中，第一管道120围绕第二管道140的外表面 (即，外径)，并且支撑构件150至少部分地围绕第一管道120的外径。 因此，第一管道120本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷嘴，其用于烯烃聚合所用的催化剂注入，所述喷嘴包括：　第一管道，其包括主体、锥形部分、和注入末端；　第二管道，其具有内表面和外表面，其中所述第一管道绕所述第二管道布置，以在其两者之间界定了第一环形空间；以及　支撑构件， 其至少部分地绕所述第一管道的外表面布置，以在其两者之间界定了第二环形空间，所述支撑构件在其第一端部处具有收缩的外表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-10-3 60/848,9101.一种喷嘴，其用于烯烃聚合所用的催化剂注入，所述喷嘴包括第一管道，其包括主体、锥形部分、和注入末端；第二管道，其具有内表面和外表面，其中所述第一管道绕所述第二管道布置，以在其两者之间界定了第一环形空间；以及支撑构件，其至少部分地绕所述第一管道的外表面布置，以在其两者之间界定了第二环形空间，所述支撑构件在其第一端部处具有收缩的外表面。2. 根据权利要求1所述的喷嘴，其中，所述第一管道的所述主体绕所 述第二管道布置。3. 根据权利要求1或2所述的喷嘴，其中，所述第一管道的所述注入 末端的外表面收縮。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的喷嘴，其中，所述注入末端的 内表面是恒定的。5. 根据权利要求4所述的喷嘴，其中，所述注入末端的所述内表面界 定了通过其的流路。6. 根据权利要求1至5中任一项所述的喷嘴，其中，所述第一管道的过渡部分的内表面朝向所述注入末端收縮。7. 根据权利要求1至6中任一项所述的喷嘴，其中，所述第一管道的 所述主体的内表面是恒定的。8. 根据权利要求1至7中任一项所述的喷嘴，其中，所述第二管道具 有第一开口端部和第二封闭端部。9. 根据权利要求1至8中任一项所述的喷嘴，其中，所述第二管道包 括围绕其的径向和轴向间隔开的多个孔口。10. 根据权利要求1至9中任一项所述的喷嘴，其中，所述第二管道 包括绕所述第二管道螺旋地排列的第一列轴向间隔开的孔口。11. 根据权利要求1至10中任一项所述的喷嘴，其中，所述第二管道 包括第一列轴向间隔开的孔口和第二列轴向间隔开的孔口，其中每排都绕所述第二管道螺旋地排列，使得在所述第一列和所述第二列中轴向对应的 孔口径向地间隔开。12. 根据权利要求1至11中任一项所述的喷嘴，其中，所述第一管道 的至少一部分延伸超出所述支撑构件的所述收縮的外表面。13. 根据权利要求1至12中任一项所述的喷嘴，其中，所述第一管道的所述锥形部分延伸超出所述支撑构件的所述收縮的外表面。14. 根据权利要求1至13中任一项所述的喷嘴，其中，所述第一管道 的所述注入末端延伸超出所述支撑构件的所述收縮的外表面。15. 根据权利要求8所述的喷嘴，其中，所述第二管道的所述封闭端 部延伸超出所述支撑构件的所述收縮的外表面。16. 根据权利要求1至15中任一项所述的喷嘴，还包括布置在所述第 二环形空间内的一个或多个径向间隔物。17. 根据权利要求16所述的喷嘴，其中所述一个或多个径向间隔物包 括绕所述支撑构件的内表面布置的三个或更多个等间隔分布的间隔物。18. —种喷嘴，其用于烯烃聚合所用的催化剂注入，所述喷嘴包括 第一管道，其包括主体、锥形部分、和注入末端；第二管道，其具有内表面和外表面，其中所述第一管道绕所述第二管 道布置，以在其两者之间界定了第一环形空间；以及支撑构件，其至少部分地绕所述第一管道的外表面布置，以在其两者 之间界定了第二环形空间，所述支撑构件在其第一端部处具有收縮的外表 面，其中所述第一管道和所述第二管道的至少一部分延伸超出所述支撑构 件的收縮的所述外表面。19. 根据权利要求18所述的喷嘴，其中，所述第一管道的所述主体绕 所述第二管道布置。20. 根据权利要求18或19所述的喷嘴，其中，所述第一管道的所述 注入末端的外表面收縮。21. 根据权利要求20所述的喷嘴，其中，所述注入末端的内表面是恒 定的。22. 根据权利要求21所述的喷嘴，其中，所述注入末端的所述内表面界定了通过其的流路。23. 根据权利要求18至22中任一项所述的喷嘴，其中 道的过渡部分的内表面朝向所述注入末端收縮。24. 根据权利要求18至23中任一项所述的喷嘴，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯W利普，蒂莫西R林恩，布鲁斯J萨瓦特斯凯，约翰H奥斯卡姆，马克B戴维斯，科斯特恩A泰瑞，丹尼尔P兹尔克，马克W布拉德，
申请(专利权)人：尤尼威蒂恩技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]