專利名稱：環(huán)流反應器之間的輸送管的制作方法
環(huán)流反應器之間的輸送管
本發(fā)明公開了 一種允許在輸送管線中的最優(yōu)流動和減少堵塞的輸送系 統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)。
高密度聚乙烯(HDPE)最先是通過在作為用于所得聚合物的溶劑的液體 中進行的加聚反應而制造的。該方法迅速被根據(jù)齊格勒或菲利普的淤漿條件 下的聚合反應所替代。更具體而言，淤漿聚合反應在管式環(huán)流反應器中連續(xù) 地進行。形成聚合反應流出物，其為懸浮在液體介質(zhì)，通常為反應稀釋劑和 未反應單體(例如參見US-A-2，285，721)中的顆粒聚合物固體的淤漿。需要將 聚合物與包含惰性稀釋劑和未反應單體的液體介質(zhì)分離而不將液體介質(zhì)暴 露于污染物，以便所述液體介質(zhì)可以在最少或無純化下再循環(huán)至聚合反應區(qū) 域。如US-A-3,152，872中所述，將聚合物和液體介質(zhì)的淤漿收集在淤漿環(huán)流 反應器的一個或多個沉降腿中，所述淤漿周期性地從所述沉降腿排放到閃蒸 室中由此以間隙方式操作。將混合物閃蒸以從聚合物中除去液體介質(zhì)。然后 需要對氣化的聚合反應稀釋劑進行再壓縮，以將其壓縮至液態(tài)，在純化(如 果需要的話)后，然后將其作為液體稀釋劑再循環(huán)至聚合反應區(qū)域。
沉降腿典型地用于提高從反應器抽提出的淤漿中的聚合物濃度；但是由 于在連續(xù)工藝上施加了間隙工藝，因而沉降腿有一些問題。
EP-A-0,891，990和US-A-6,204,344公開了兩種用于減少反應器的不連續(xù) 行為和出于同樣原因用于提高固體濃度的方法。 一種方法在于用富集淤漿的 連續(xù)補償代替沉降腿的不連續(xù)操作。另 一種方法在于使用更強勁的循環(huán)泵。
新近，EP-A-1410843公開了一種淤漿環(huán)流反應器，該反應器包括在環(huán) 流之一上通過與主路線具有不同輸送時間的替換路線來連接同 一環(huán)流兩點 的支路管線，用于提高循環(huán)淤漿均勻性。
備高度定制的聚烯烴的可能性而十分令人滿意。聚合物產(chǎn)物通過一個或幾個 輸送管線從第一環(huán)流輸送到第二環(huán)流。然而，由于在當前的結(jié)構(gòu)下，雙環(huán)流 反應器需要彼此靠近以確保從 一 個環(huán)流到另 一 個環(huán)流的生長聚合物的足夠
的輸送，因而找到合適空間以建造這些雙環(huán)流反應器經(jīng)常是困難的。相反地， 在實際情況中，輸送管線通常相當長且在這些管線中循環(huán)的物料的平均速度 小于1米/秒。當在雙環(huán)流反應中使用非常活潑的催化劑體系，例如茂金屬催 化劑體系時，輸送管線的長度成為問題。由于非?；顫姷拇呋瘎w系的高反 應性，在輸送管線中有聚合和由此堵塞的風險。因此這些管線必須非常短以 避免殘存單體進行聚合反應引起的堵塞。
當堵塞在許多輸送管線之一 中發(fā)生時，所述管線中的溫度下降導致該管 線的收縮。整個輸送系統(tǒng)因此變形和經(jīng)受應力并且最終將弱化和/或破損。
因此，需要提供手段以連接兩彼此遠離的現(xiàn)有反應器并確保聚合物產(chǎn)物 從第 一反應器到第二反應器的輸送的平穩(wěn)進行。
本發(fā)明的 一個目的為優(yōu)化在所述輸送系統(tǒng)中的流動。
本發(fā)明的另 一個目的為減少在所述輸送管線中的堵塞。
通過本發(fā)明實現(xiàn)(至少部分地)這些目的的至少一個。


圖1表示所述輸送系統(tǒng)的示意圖。
因此，本發(fā)明公開了一種輸送系統(tǒng)，包括 -至少兩個輸送管線(20, 21);
-至少兩個沉降腿(30， 31),每個沉降腿均通過產(chǎn)物取出(PTO)閥連接到 一個輸送管線；
-與所有輸送管線連接的支路管線(IO)，
其中所述輸送管線到所述支路管線的所述連接點之間的距離至少為 70cm。
優(yōu)選地，連4妄點之間的距離至少為80cm。
在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式中，所述輸送管線以角度(ll， 12)連接 到所述支路管線，使得在與所述支路管線內(nèi)的流動的相同方向上，進料的速 度具有平行于所述支路管線的軸的分量。相對于所述支路管線的角度為 30~75度，優(yōu)選約45度。
所述支路管線中的入口點和出口點之間的壓力差典型地為約0.35巴，從 而產(chǎn)生約10米/秒的在所述支路中循環(huán)的淤漿的速度。每次物料通過所述輸 送管線之一被排放時，所述輸送管線
越所述支路管線的壓差。因此，由于物料的大量到來，使得所述支路管線(注
入點的上游)內(nèi)的速度減少到3 4米/秒，從而遠低于所推薦的用以避免在 所述支路管線中沉降的約7米/秒的速度。
每次物料被排放時，由此減緩了在所述支路管線中的循環(huán)并增加了可導 致波狀傳播和再沉積的粉末濃度。另外，物料在各個輸送管線下面積聚。典 型地，基于淤漿的重量，在所述輸送管線中有50~60重量％的固體物質(zhì)，而 支路管線中的固體含量為約40重量％。
為了減少在所述支路管線中由于兩個或多個所述輸送管線的連續(xù)排放 引起的擾動，申請人設(shè)計了幾何結(jié)構(gòu)，其中所述輸送管線進入所述支路管線 的連接點之間的間隔足夠允許任何一個排放的擾動在下一排放帶來新的擾 動之前平息。所述間隔必須超過70cm,優(yōu)選80cm。所述間隔應該盡可能大， 但其應在可利用空間的約束之內(nèi)。因此，大于2m的間隔是不實用的。
所述排放可以任何順序發(fā)生，但是當有三個或更多輸送管線時，優(yōu)選選 擇的順序，使得連接在所述支路管線最下游的所述輸送管線首先被排放且連 接到最上游的所述輸送管線被最后排放。
在根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式中，幾個輸送管線在連接到所述支路管 線之前可結(jié)合成單個的輸送管線。
本系統(tǒng)中的排放受壓力控制。當壓力達到典型地35 45巴的設(shè)定值時， 將淤漿從沉降腿釋放的PTO閥運行且物料被排放。
該反應器可與任何在本領(lǐng)域中已知的催化劑體系一起操作，但是其對非 常活潑的催化劑體系如茂金屬催化劑體系最有用。其可用于烯烴的均聚或共 聚。
優(yōu)選地，所述烯烴為乙烯或a-烯烴，更優(yōu)選乙烯或丙烯，且最優(yōu)選乙烯。 在共聚反應中，所述共聚單體優(yōu)選地選自C3 C8 a-烯烴，更優(yōu)選其為己烯。
本發(fā)明產(chǎn)生與使用在EP-A-1410843中公開的支路管線而獲得的那些相 同的優(yōu)點。
除了通過在單個反應器中的所述支路獲得的這些優(yōu)點外，連接所述第一 反應器出口點到所述支路管線的所述輸送管線可縮短，減少從所述第一反應 器進入這些輸送管線而出現(xiàn)的未反應烯烴的聚合的風險。所述第 一反應器中 的烯烴的濃度可增加至至少6%的濃度，優(yōu)選約8%。通過確保所述輸送管線 進入所述支路管線中的所述連接點之間足夠的間隔和以合適的角度輸入物
料，所述支路管線中的阻塞的風險進一步減少。 實施例
評價幾個輸送設(shè)計。輸送系統(tǒng)的示意性的設(shè)計表示在圖1中。對于所有 的設(shè)計，支路管線的入口點和出口點之間的壓力降完全地控制管線中的流動。
反應器參數(shù)如下。 第一反應器
容積19m3 沉降腿數(shù)3
沉降腿內(nèi)徑19.:3 cm(標準8"管) 沉降腿容積每個30升 反應器內(nèi)徑M.^cm(標準20"管) 聚乙烯生產(chǎn)6.5噸/小時 乙烯濃度6重量％ 固體含量42% 第二反應器
容積19m3 沉降腿數(shù)4
沉降腿內(nèi)徑19.Wcm(標準8"管) 沉降腿容積每個30升 反應器內(nèi)徑45.56^11(標準20"管) 聚乙烯生產(chǎn)4.5噸/小時 乙烯濃度7重量％ 固體含量42%
輸送系統(tǒng)的參數(shù)選擇如下。 支路管線
-流動分離處的角度=33°
-流動再結(jié)合處的角度=45°
-支路管線長度=18m
-支路管線內(nèi)徑=M.Mcm(標準6"管)
-支路管線具有5個彎管3個彎管具有90°的角度， 一個彎管具 有33度的偏轉(zhuǎn)角度和一個彎管具有23度的偏轉(zhuǎn)角度。
在第一反應器的出口處，聚合物產(chǎn)物收集在三個沉降腿中，每個具有 19.37cm的直徑(標準8"管)和30升的容積。各個沉降腿裝有周期性地通向輸 送管線的PTO閥。輸送管線具有7.37cm的直徑(標準3"管)和2 3米的長度。 設(shè)定用異丁烷的輸送管線的沖洗，以維持在輸送管線中的連續(xù)的最小化的流 動。
三個輸送管線(20， 21, 22)相對于支路管線以45度的角度(11, 12， 13) 和以輸送管20和21之間88cm和輸送管21和22之間96cm的各自距離連 接進支路管線(ll)中。
在各個沉降腿上的PTO閥的循環(huán)時間典型地為約20秒，其為每個腿的 兩個排放各20秒且每個排放約10kg淤漿材料的量的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種輸送系統(tǒng)，包括-至少兩個輸送管線(20，21)；-至少兩個沉降腿(30，31)，每個沉降腿均通過產(chǎn)物取出閥連接到一個輸送管線；-與所有輸送管線相連的支路管線(10)，其中所述輸送管線到所述支路管線的連接點之間的間隔至少為70cm且其中所述輸送管線以角度(11，12)連接到所述支路管線，使得在與所述支路管線內(nèi)的流動的相同方向上，進料的速度具有平行于所述支路管線的軸的分量。
2. 權(quán)利要求1的輸送系統(tǒng)，其中所述輸送管線到所述支路管線的所述 連"l妄點之間的間隔至少為80cm。
3. 權(quán)利要求1或2的輸送系統(tǒng)，其中所述輸送管線相對于所述支路管 線以30 75度的角度連接到所述支路管線。
4. 前述權(quán)利要求中任一項的輸送系統(tǒng)，其中幾個單獨的輸送管線在連 接到所述支路管線之前一起結(jié)合成單個輸送管線。
5. 前述權(quán)利要求中任一項的輸送系統(tǒng)，其中控制沉降腿的排放的所述 產(chǎn)物取出閥通過壓力來操作。
6. 權(quán)利要求5的輸送系統(tǒng)，其中所述壓力具有35 45巴的設(shè)定值。
7. 權(quán)利要求1到6中任一項的輸送系統(tǒng)在均聚或共聚烯烴的雙環(huán)流反 應器系統(tǒng)中的應用。
8. 權(quán)利要求7的用途，其中所述烯烴為乙烯。
9. 權(quán)利要求1到6中任一項的輸送系統(tǒng)在串聯(lián)操作兩個遠距離單環(huán)流 反應器中的應用。
全文摘要
本發(fā)明公開一種輸送系統(tǒng)，其設(shè)計用于通過將輸送管線連接到支路管線和將所述輸送管線進入所述支路管線的連接點分開至少70cm，以產(chǎn)生從第一環(huán)流反應器至第二環(huán)流反應器的最優(yōu)流動。
文檔編號B01J4/00GK101370577SQ200780002746
公開日2009年2月18日 申請日期2007年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月23日
發(fā)明者丹尼斯·米格農(nóng), 安德烈·萊瓦勒, 桑德拉·戴維茲 申請人:托塔爾石油化學產(chǎn)品研究弗呂公司