使用旋风分离器的气固分离制造技术

旋风分离器构造，包含具有进口高度（Ｈｉ）和进口宽度（Ｗｉ）的进口部件、具有管直径（Ｄｉ）和管伸入度（Ｐ）的气体出口管、具有上筒直径（Ｄｂ）和筒长度（Ｌｂ）的筒，所述筒包含位于圆锥体上的圆柱体、固体出口管（Ｏ）、进口气体流速（Ｕｇ，ｉ）和进口气体流量（Ｑ），特征在于进口气体流量与上筒直径的平方之比（Ｑ／Ｄｂ↑［２］）高于０．５，优选高于０．７，并低于１．５，优选低于１．２（ｍ／ｓ）；并且筒长度与直径之比（Ｌｂ／Ｄｂ）高于３，优选高于３．５，并低于６，优选低于４．５。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及旋风分离器的新型构造。本专利技术还涉及用旋风分离器分离气固混合物的方法。本专利技术还涉及通过流化床反应器进行烯烃气相聚合反应的方法，其中烯烃直接转化为聚合物或共聚物。已知为了聚合含有待聚合烯烃的气态反应混合物中的一种或多种烯烃，流化床反应器中正在形成的聚合物颗粒借助作为上升气流穿行的气态反应混合物保持在流态化的状态。经流化床反应器顶部离开的气体混合物经由循环管线和压缩机循环回反应器底部。在进行此循环时，绝大多数情形下，借助热交换器冷却气体混合物以移走聚合反应期间产生的热。聚合反应可以在包含固体催化剂的催化体系存在下进行。高活性催化剂体系能够在相对短时间内产生大量聚合物，因而使避免移除聚合物中催化剂残留物的步骤成为可能，这已为人所知很多年了。同样众所周知离开流态化反应器顶部的气体混合物可能含有固体，如颗粒态的催化剂和聚合物。经常用旋风分离器处理这种气体混合物使颗粒物与气体分离。颗粒可以从旋风分离器的底部例如采用诸如喷吸-压缩机的抽吸装置回收，然后循环回反应器。回收的气流通常在冷却和再压缩之后也循环回反应器。这种循环气的压缩显著增加了此方法的费用，该费用与反应器与压缩机入口之间的气体总压降有关。因此期望降低该压降而对整个过程无负面影响。跨旋风分离器的压降构成整体压降的重要部分，降低此压降将有助于降低压缩机的负荷。然而，之前已经想到不可能降低跨旋风分离器的压降而不对旋风分离器中的分离效率产生负面影响，其会导致挟带不期望的颗粒进入冷却和压缩系统。然而，申请人现已发现通过在分离过程中使用一种新型构造的旋风分离器或改造已有旋风分离器的构造，在仍保持可接受的旋风分离器效率的同时降低压降。依照本专利技术，现已发现了一种旋风分离器，其与传统的旋风分离器相比，具有压降与效率特性间改进的平衡。本专利技术的旋风分离器可用于任何适用这种旋风分离器的过程，但优选用于从气体中分离固体颗粒。因此，本专利技术还提供一种用旋风分离器分离气固混合物的方法，其中所述旋风分离器与传统的旋风分离器相比，具有压降与效率特性之间改进的平衡。在要求高效率的分离和/或要求跨旋风分离器的压降尽可能低的地方，本专利技术的旋风分离器尤其有用。本专利技术的旋风分离器优选用于从气固混合物中分离固体颗粒，例如该气固混合物得自诸如流化床反应器的化学反应器。本专利技术的旋风分离器更优选用于从来自气相聚合流化床反应器的气固混合物中分离催化剂和聚合物颗粒。例如，在期望使从旋风分离器获得的气体和/或固体循环回到流化床反应器时，低压降可能是重要的。或者，当需要进一步处理所得的已被分离的气体和/或固体时，希望旋风分离器具有低压降。例如，较高压有利于得自旋风分离器的气流的进一步处理。因而，跨旋风分离器压降的减小能使下游生产过程得以改善，例如，它可以节省下游压缩机的费用。附图说明图1表示一种传统的旋风分离器，其可能用于从例如来自流化床聚合反应的气固混合物中分离固体颗粒。该旋风分离器包含-进口部件，特征在于旋风分离器进口高度(Hi)、旋风分离器进口宽度(Wi)和旋风分离器进口高宽比(Hi/Wi)，-气体出口管，特征在于气体出口管直径(Di)和气体出口管伸入度(P)，-筒，由圆柱形和圆锥形部分构成，特征在于上筒(Lb1)直径(Db)、筒长度(Lb＝Lb1+Lb2)和筒的长径比(Lb/Db)，和-固体出口管(O)。其他旋风分离器特征是进口载固量(Li，以kg固体每m3气体计)、进口气体流量(Q，以m3/s计)、进口气速(Ug，i，以m/s计)和出口气速(Ug，o，以m/sec计)。一种常规的减小压降的方法是增加旋风分离体系进口(Hi)尺寸。气体出口管的入口通常也增加相应的量以使出口管的底部在进口部件的最低点之下(即P＞Hi)。然而，在减小压降的同时，进口尺寸和气体出口管的入口的成比例增加也可预料通常会降低旋风分离器的整体效率。如实施例所示，申请人现已意外地发现所请求保护的旋风分离器构造使得在保持极佳旋风分离器效率的同时减小压降成为可能。因而，依照本专利技术，提供了一种改进的旋风分离器构造，包含具有进口高度(Hi)和进口宽度(Wi)的进口部件、具有管直径(Di)和管伸入度(P)的气体出口管、具有上筒直径(Db)和筒长度(Lb)的筒，所述筒包含位于圆锥体上的圆柱体、固体出口管(O)和进口气体流量(Q)，其特征在于进口气体流量与上筒直径的平方之比(Q/Db2)高于0.5，优选高于0.7，并低于1.5，优选低于1.2；并且筒长度与直径之比(Lb/Db)高于3，优选高于3.5，并低于6，优选低于4.5。也很明显，依据要获得的效果可以在本专利技术范围内调整气体出口几何形状与进口几何形状的相互关系。进口几何形状将影响旋风分离器的压降，而气体出口伸入度将影响效率。也很明显，本领域所知的其他因素，例如筒直径、旋风分离器长度、气体和固体的出口直径以及进口和出口速度也将影响本专利技术旋风分离器的压降和效率。旋风分离器构造中任何这些参数的变动都在本专利技术考虑范围之内。按照本专利技术所述，进口几何形状可以是本领域所知的任何几何形状。例如，进口可以是任何横截面，如圆形、椭圆形或矩形，但优选矩形横截面。进口可以任何已知的几何构型与旋风分离器的筒紧密接触，例如以volate几何构型(此处与筒连接的进口实际上垂直于筒)，或者优选切向几何构型。在另一个实施方式中，旋风分离器入口这样设置，使混合物经所称螺旋入口进入旋风分离器。在本专利技术的某些实施方式中，旋风分离器也可以有多于一个的进口管。在其他实施方式中，在特定过程中可以采用多于一个的旋风分离器。如本专利技术所述的旋风分离器可以与如本专利技术所述的旋风分离器串连或并联使用。或者如本专利技术所述的旋风分离器可以与任何其他旋风分离器串连或并联使用。取决于所要获得的分离，这种组合的适宜性可由本领域技术人员确定。本专利技术的旋风分离器可以包括其他任何本领域中已知用于旋风分离器的部件。例如，在旋风分离器的底部可以使用涡旋稳定器。然而，正由于振动侧通过本专利技术旋风分离器的构造获得的压降收益带来的改进，使得漩涡不再是必需的，从而提议无任何附加漩涡的旋风分离器成为本专利技术的优选实施方式。依据本专利技术的优选实施方式，本专利技术旋风分离器的进口气速高于6m/s。依据本专利技术的另一优选实施方式，本专利技术旋风分离器的进口气速低于25m/s，优选低于18m/s，更优选低于15m/s。依据本专利技术的另一优选实施方式，旋风分离器进口高度(Hi)和气体出口管伸入度(P)的比值P/Hi高于0.62并低于1.25。本专利技术还涉及用以上旋风分离器分离气固混合物的方法，其中进口气体流量与上筒直径的平方之比(Q/Db2)高于0.5、优选高于0.7，并低于1.5、优选低于1.2。本专利技术还涉及所保护的旋风分离器的用途，用于从气相聚合流化床反应器排出的气固混合物中分离催化剂和聚合物颗粒，其中进口气体流量与上筒直径的平方之比(Q/Db2)高于0.5，优选高于0.7，并低于1.5，优选低于1.2。作为本专利技术中所关心的聚合物粉末的例证，提到下列物质SBR(一种基于丁二烯与苯乙烯共聚的聚合物)；ABS(一种丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物)；腈(一种基于丁二烯与丙烯腈共聚的聚合物)；丁基橡胶(一种基于异丁烯与异戊二烯共聚的聚合物)；EPR(一种乙烯-丙烯聚合物)；EPDM(一种基于乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
旋风分离器构造，包含具有进口高度（Ｈｉ）和进口宽度（Ｗｉ）的进口部件、具有管直径（Ｄｉ）和管伸入度（Ｐ）的气体出口管、具有上筒直径（Ｄｂ）和筒长度（Ｌｂ）的筒，所述筒包含位于圆锥体积上的圆柱体积、固体出口管（Ｏ）、进口气体流速（Ｕｇ，ｉ）和进口气体流量（Ｑ），其特征在于进口气体流量与上筒直径的平方之比（Ｑ／Ｄｂ↑［２］）高于０．５，优选高于０．７，并低于１．５，优选低于１．２（ｍ／ｓ）；并且筒长径比（Ｌｂ／Ｄｂ）高于３，优选高于３．５，并低于６，优选低于４．５。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：V雷林，
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]