CN112791669A - C5石油树脂生产中催化剂在线旋流活性恢复方法和装置 - Google Patents

C5石油树脂生产中催化剂在线旋流活性恢复方法和装置 Download PDF

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CN112791669A CN202011623787.9A CN202011623787A CN112791669A CN 112791669 A CN112791669 A CN 112791669A CN 202011623787 A CN202011623787 A CN 202011623787A CN 112791669 A CN112791669 A CN 112791669A
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张阳志
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Abstract

本公开涉及C5石油树脂生产中催化剂在线旋流活性恢复方法和装置，提供了一种C5石油树脂生产中催化剂在线旋流活性恢复方法，该方法包括以下步骤：反应釜中催化剂和聚合液组成的两相混合物从反应釜底部排出，进入催化剂在线旋流活性恢复旋流器中；所述两相混合物在所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器中实现催化剂活性恢复；以及离开所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器的催化剂与聚合液汇集于同一管路，均匀混合后进入换热器，恢复活性的催化剂与聚合液组成的两相混合物储存在换热器，储存至预定量后，将两相混合物排入反应釜循环使用。还提供了一种C5石油树脂生产中催化剂在线旋流活性恢复装置。

Description

C5石油树脂生产中催化剂在线旋流活性恢复方法和装置
技术领域
本公开涉及一种C5石油树脂生产工艺中活性恢复装置，具体涉及一种C5石油树脂生产工艺中催化剂在线旋流活性恢复方法和装置。
背景技术
催化剂失活的最主要的原因是：(i)活性位的隔离和烧结；(ii)催化剂孔道和活性位被积碳和金属沉积物的堵塞；(iii)活性位的中毒。对于催化剂活性位被隔离而引起的失活，主要是由于反应过程剧烈，在催化剂活性位点附近生成大量反应产物，促使反应产物将催化剂颗粒包裹，并且因包裹层的渗透性较差，造成催化剂的活性降低。
C5石油树脂生产工艺中主要在催化剂催化下发生聚合反应，聚合反应是把低分子量的单体转化成高分子量的聚合物的过程，C5石油树脂具有低分子量单体所不具备的可塑、成纤、成膜、高弹、快粘性好、粘接性能稳定、耐热性好等重要性能，可广泛地用作塑料、纤维、橡胶、涂料、黏合剂以及其他用途的高分子材料。但同时，因聚合反应中加入的引发剂都是化学活性很强的过氧化物，容易引起爆聚，短时间内产生大量的爆聚物，而爆聚物的分子量高，粘性大易粘附并包裹催化剂，使催化剂快速失活。
石油树脂生产工艺在工业大规模生产中多采用连续式设备。在生产过程中，往往需要不断地向反应釜中加入新鲜催化剂以维持反应速率；同时，已经失活或部分失活的催化剂随反应物料进入下一装置。在该工艺过程中，爆聚使催化剂快速失活，为维持反应平稳进行，所需加入新鲜催化剂的用量大，使得生产成本大大提升；同时，大量的催化剂随物料流出反应釜，增加了催化剂脱除的处理量，增加生产成本的同时也会影响产品质量。如何既能保证装置反应平稳进行，又能减少催化剂用量并能保证最终的产品质量，为下游装置提供优质进料或生产合格产品是值得探讨和研究的重要问题。
中国专利申请CN1440987A中公开了一种石油树脂的聚合方法和设备，通过反应器分段取热的换热设备实现反应热能及时、分段地导出，另外催化剂也是分批、分段投入的。反应热能的分段导出和催化剂的分段投入使得聚合反应均匀、有序、缓和地进行，可以在一定程度上避免爆聚现象，减缓催化剂的失活，而且可以降低能耗。反应器内换热设备的分段及催化剂投入的分段使得设备制造难度及成本增加，且增加了操作难度。
中国专利申请CN201521121710.6公开了一种制备石油树脂的设备，该公开中两台聚合装置串联，一级装置的原料为低聚树脂，二级装置的原料为一级反应产物。一级装置所用催化剂为二级装置使用过的催化剂。通过这种方法可以在一定程度上减少催化剂的消耗量，节约成本。这种方法虽然提高了催化剂的利用率，但因爆聚等现象的存在使催化剂迅速失活，催化剂的消耗量依旧巨大。并且装置的串联使得工艺流程变长，设备投资高，操作复杂。
中国专利CN102086252B公开了一种连续聚合石油树脂的工艺，生产过程中聚合反应采用连续操作方式进行，原料在反应釜中反应后，进入冷凝器冷凝后，返回反应釜继续聚合。连续化聚合反应，聚合过程平稳，与单釜式间歇反应相比，不易出现爆聚现象；且连续化生产，自动化操作可降低能耗。但催化剂消耗量依旧很大，使得成本增加。
综上所述，目前石油树脂生产工艺中对催化剂的失活的解决的方案多专注于反应器的开发，通过优化换热、改进设备操作，来延长催化剂使用周期和提高催化剂利用率。但因石油树脂生产的特点，仅仅改进反应器设备不能从根本上解决催化剂失活的问题。因此，本领域迫切需要开发出能够克服上述现有技术的缺陷的实现催化剂活性再生、延长催化剂寿命的方法和装置。
发明内容
本公开提供了一种新颖的C5石油树脂生产中催化剂在线旋流活性恢复方法和装置，实现了催化剂颗粒在液相中的有序自转和公转运动调控，达到了在线脱除催化剂颗粒上共聚物的目的，使得催化剂颗粒失活过程大幅减缓、反应釜的运行周期大幅延长，从而克服了上述现有技术的缺陷。
一方面，本公开提供了一种C5石油树脂生产中催化剂在线旋流活性恢复方法，该方法包括以下步骤：
(a)反应釜中催化剂和聚合液组成的两相混合物从反应釜底部排出，进入催化剂在线旋流活性恢复旋流器中；
(b)所述两相混合物在所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器中做旋转运动形成旋流场，并调控催化剂颗粒在所述旋流场中绕旋流场中心轴公转和绕催化剂颗粒自身中心轴自转的耦合运动；
(c)利用催化剂颗粒在所述旋流场中的公转和自转运动时产生的离心力及公转运动时所受的剪切应力完成催化剂包裹物的脱除，实现催化剂活性恢复；恢复活性的催化剂在公转产生的离心力下实现催化剂颗粒从所述两相混合物中的分离，催化剂从底流管流出，聚合液从溢流管流出；以及
(d)离开所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器的催化剂与聚合液汇集于同一管路，在管路中催化剂与聚合液均匀混合后进入换热器，恢复活性的催化剂与聚合液组成的两相混合物储存在换热器，储存至预定量后，将两相混合物排入反应釜循环使用。
在一个优选的实施方式中，在步骤(a)中，所述由催化剂和聚合液组成的两相混合物排出反应釜时，所述催化剂颗粒的质量占所述聚合液的质量的比值为0.1～2.0％；从反应釜底部排出的两相混合物经过循环泵加压后进入催化剂在线旋流活性恢复旋流器中。
在另一个优选的实施方式中，在步骤(a)中，所述催化剂颗粒用于C5石油树脂生产中的催化聚合反应；所述催化剂颗粒为金属卤化物、质子酸或烷基铝化合物的颗粒，其颗粒直径为0.1～1.0mm。
在另一个优选的实施方式中，所述催化剂颗粒为球形颗粒。
在另一个优选的实施方式中，在步骤(b)中，通过所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器中的切向进口的导流强制所述两相混合物做旋转运动形成旋流场，并调控催化剂颗粒在所述旋流场中绕旋流场中心轴公转和绕催化剂颗粒自身中心轴自转的耦合运动。
另一方面，本公开提供了一种C5石油树脂生产中催化剂在线旋流活性恢复装置，该装置包括：
反应釜，用于催化剂和聚合液组成的两相混合物反应；
与反应釜连接的催化剂在线旋流活性恢复旋流器，用于所述两相混合物在其中做旋转运动形成旋流场，并调控催化剂颗粒在所述旋流场中绕旋流场中心轴公转和绕催化剂颗粒自身中心轴自转的耦合运动；以及利用催化剂颗粒在所述旋流场中的公转和自转运动时产生的离心力及公转运动时所受的剪切应力完成催化剂包裹物的脱除，实现催化剂活性恢复；恢复活性的催化剂在公转产生的离心力下实现催化剂颗粒从所述两相混合物中的分离，催化剂从底流管流出，聚合液从溢流管流出；以及
与催化剂在线旋流活性恢复旋流器连接的换热器，用于使得离开所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器的催化剂与聚合液汇集于同一管路，在管路中催化剂与聚合液均匀混合后进入换热器，恢复活性的催化剂与聚合液组成的两相混合物储存在换热器，储存至预定量后，将两相混合物排入反应釜循环使用。
在一个优选的实施方式中，该装置还包括置于反应釜与催化剂在线旋流活性恢复旋流器之间的循环泵，用于将从反应釜底部排出的两相混合物加压后送入催化剂在线旋流活性恢复旋流器中。
在另一个优选的实施方式中，所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器由切向进口、圆柱段、圆锥段、底流管和溢流管组成；所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器为1台或多台并联。
在另一个优选的实施方式中，所述切向进口的截面形状为圆形或矩形，所述切向进口的布置方式为1个或多个均布；所述圆锥段轴线同所述圆柱段轴线重合，其母线同水平面的夹角为45～85°；以及所述溢流管的截面形状为圆形或多边形，所述溢流管轴线同所述圆柱段轴线重合，溢流管下端低于圆柱段上端，高于圆柱段下端。
有益效果：
与现有技术相比，本公开的在线旋流活性恢复方法和装置的优点为：
1)采用在线旋流活性恢复方法和装置，可以使催化剂的失活过程大幅减缓，促使催化剂的寿命大幅延长，使催化剂活性得到充分发挥，避免催化剂的频繁添加，减少催化剂消耗量55％，减小生产成本。
2)采用在线旋流活性恢复方法和装置并将活性恢复装置置于工艺循环管路中，可以避免管路的增加，并且整个在线旋流活性恢复流程短，旋流活性恢复设备成本低，装置操作简单且脱除效率高。
附图说明
附图是用以提供对本公开的进一步理解的，它只是构成本说明书的一部分以进一步解释本公开，并不构成对本公开的限制。
图1是根据本公开的一个优选实施方式的C5石油树脂生产中催化剂在线旋流活性恢复旋流器的基本结构示意图。
图2是根据本公开的一个优选实施方式的催化剂在线旋流活性恢复旋流器中组合涡中切向速度分布和催化剂颗粒自、公转运动示意图。
图3是根据本公开的一个优选实施方式的催化剂在线旋流活性恢复旋流器的结构示意图。
图4是本申请实施例1中采用本发明的催化剂在线旋流活性恢复旋流器的工艺流程示意图。
图5是本申请实施例2中采用本发明的C5石油树脂生产工艺中催化剂在线旋流活性恢复旋流器的工艺流程示意图。
具体实施方式
本申请的发明人经过广泛而深入的研究后发现，颗粒在液相旋流场中的自转、公转和自公转耦合振荡作用，可以有效强化液-固微界面传递过程的强化；同时，首次提出利用旋流器中的颗粒自转和公转耦合运动可以实现催化剂的脱油处理，即实现催化剂颗粒表面和孔道中的有机物的脱除；结合C5石油树脂生产中催化剂失活过程的特点，即分子量大且粘性大的爆聚物黏附在催化剂表面和孔道，逐渐形成包裹催化剂的渗透性差的共聚物外层，造成催化剂的活性降低，利用液相旋流器中颗粒自转和公转耦合运动来实施催化剂表面和孔道中的共聚物的脱除，可以实现失活的催化剂颗粒恢复初始的活性，即催化剂活性通过旋流恢复；且旋流器结构紧凑，安装方便，可直接连接在反应釜外的循环管路，不需添加管路；并且可以通过管路将催化剂与液相重新混合均匀；因此对于C5石油树脂生产工艺中的催化剂旋流活性恢复的最佳操作就是在反应器外部在线实施，失活催化剂排出，旋流活化恢复的催化剂返回在反应器中参与共聚反应，所谓的“在线”指的是该操作在反应釜正常运行过程中完成；反应釜中催化剂、液相两相处于杂乱无序运动的状态，如何调控实现催化剂颗粒脱离两相混合物中的无序运动状态，进入有序自转和公转运动状态，是实现催化剂旋流活性恢复的关键。
本发明实现了催化剂颗粒在液相中的有序自转和公转运动状态调控，达到了在线脱除催化剂颗粒上包裹物的目的，使得催化剂活性位重新暴露，从而使得催化剂颗粒失活过程大幅减缓、催化剂的运行周期大幅延长，并经过了长期的热模和冷模实验验证。
在本公开的第一方面，提供了一种C5石油树脂生产中催化剂在线旋流活性恢复方法，该方法包括以下步骤：
(a)反应釜中催化剂和聚合液组成的两相混合物从反应釜底部排出，经过循环泵加压，进入催化剂在线旋流活性恢复旋流器中；
(b)所述两相混合物在所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器中做旋转运动形成旋流场，调控催化剂颗粒在所述旋流场中绕旋流场中心轴公转和绕催化剂颗粒自身中心轴自转的耦合运动；
(c)利用催化剂颗粒在所述旋流场中的公转和自转运动时产生的离心力及公转运动时所受的剪切应力完成催化剂包裹物的脱除，实现催化剂活性恢复；恢复活性的催化剂在公转产生的离心力下实现催化剂颗粒从所述两相混合物中的分离，催化剂从底流管流出，聚合液从溢流管流出；以及
(d)离开所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器的催化剂与聚合液汇集于同一管路，在管路中催化剂与聚合液均匀混合后进入换热器，恢复活性的催化剂与聚合液组成的两相混合物储存在换热器，储存至预定量后，将两相混合物排入反应釜。
在本公开中，在步骤(a)中，所述由催化剂和聚合液组成的两相混合物排出反应釜时，所述催化剂颗粒的质量占所述聚合液的质量的比值为0.1～2.0％。
在本公开中，在步骤(a)中，所述催化剂颗粒用于C5石油树脂生产工艺中催化聚合反应；所述催化剂颗粒为金属卤化物、质子酸或烷基铝化合物的颗粒或球形颗粒，其颗粒直径为0.1～1.0mm。
在本公开中，在步骤(b)中，通过所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器中的切向进口的导流强制所述的两相混合物做旋转运动形成旋流场，并调控催化剂颗粒在所述旋流场中绕旋流场中心轴公转和绕催化剂颗粒自身中心轴自转的耦合运动。
在本公开的第二方面，提供了一种C5石油树脂生产中催化剂在线旋流活性恢复装置，该装置包括：
反应釜，用于催化剂和聚合液组成的两相混合物反应；
与反应釜连接的循环泵，用于将从反应釜底部排出的两相混合物加压后送入催化剂在线旋流活性恢复旋流器中；
与循环泵连接的催化剂在线旋流活性恢复旋流器，用于所述两相混合物在其中做旋转运动形成旋流场，并调控催化剂颗粒在所述旋流场中绕旋流场中心轴公转和绕催化剂颗粒自身中心轴自转的耦合运动；以及利用催化剂颗粒在所述旋流场中的公转和自转运动时产生的离心力及公转运动时所受的剪切应力完成催化剂包裹物的脱除，实现催化剂活性恢复；恢复活性的催化剂在公转产生的离心力下实现催化剂颗粒从所述两相混合物中的分离，催化剂从底流管流出，聚合液从溢流管流出；以及
与催化剂在线旋流活性恢复旋流器连接的换热器，用于使得离开所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器的催化剂与聚合液汇集于同一管路，在管路中催化剂与聚合液均匀混合后进入换热器，恢复活性的催化剂与聚合液组成的两相混合物储存在换热器，储存至预定量后，将两相混合物排入反应釜循环使用。
在本公开中，所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器由切向进口、圆柱段、圆锥段、底流管和溢流管组成。
在本公开中，所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器为1台或多台并联。
在本公开中，所述切向进口的截面形状为圆形或矩形，所述切向进口的布置方式为1个或多个均布。
在本公开中，所述圆锥段轴线同所述圆柱段轴线重合，其母线同水平面的夹角为45～85°。
在本公开中，所述溢流管的截面形状为圆形或多边形，所述溢流管轴线(中心线)同所述圆柱段轴线重合，溢流管下端低于圆柱段上端，高于圆柱段下端。
以下参看附图。
图1是根据本公开的一个优选实施方式的C5石油树脂生产中催化剂在线旋流活性恢复旋流器的基本结构示意图。如图1所示，所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器由切向进口1、圆柱段2、圆锥段3、底流管4、溢流管5组成；含催化剂颗粒的液固两相混合物由切向进口1进入，通过切向进口1的导流强制所得的两相混合物在所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器中做旋转运动形成旋流场；旋流流动呈现典型的内部强制涡、外部准自由涡的组合运动；其中，DN表示催化剂在线旋流活性恢复旋流器的直径，D1表示溢流管5的直径，D2表示底流管4的直径，H0表示催化剂在线旋流活性恢复旋流器的高度，H1表示切向进口1的高度，H2表示圆柱段2的高度，H3表示底流管4的高度，H4表示溢流管5的高度，α表示圆锥段3的夹角。
图2是根据本公开的一个优选实施方式的催化剂在线旋流活性恢复旋流器中组合涡中切向速度分布和催化剂颗粒自、公转运动示意图。如图2所示，催化剂颗粒在催化剂在线旋流活性恢复旋流器中将绕催化剂在线旋流活性恢复旋流器的中心轴做公转运动，同时催化剂颗粒也将绕催化剂颗粒的自身中心轴做自转运动；当催化剂颗粒处于强制涡中时，催化剂颗粒的自转方向同公转方向相同；当催化剂颗粒处于准自由涡中时，催化剂颗粒的自转方向同公转方向相反；由于催化剂公转运动的存在，催化剂颗粒将受到离心力作用由催化剂在线旋流活性恢复旋流器的中间向边壁迁移；如果催化剂颗粒从强制涡迁移到准自由涡中，那么催化剂的自转方向将发生改变；由于催化剂颗粒在公转运动的同时，还发生自转运动，使得催化剂表面和孔道中的共聚物受到的离心作用力交替变化，最终催化剂表面和孔道中的共聚物由于交替的振荡作用发生脱除，使得催化剂表面和孔道中的活性位重新暴露，达到催化剂活性恢复的目的；在催化剂旋流活性恢复过程中，催化剂颗粒由于公转，在液固两相混合物中定向迁移，并在催化剂在线旋流活性恢复旋流器的边壁富集，最终经过催化剂在线旋流活性恢复旋流器底流管流出；其中，o表示坐标原点，Ⅰ表示球型颗粒的序号，Ⅱ表示球型颗粒的序号，Ut表示切向速度，RⅠ表示催化剂在线旋流活性恢复旋流器的半径，r表示颗粒在催化剂在线旋流活性恢复旋流器中的半径，rⅠ表示序号为Ⅰ的颗粒所处催化剂在线旋流活性恢复旋流器中的半径，rⅡ表示序号为Ⅱ的颗粒所处催化剂在线旋流活性恢复旋流器中的半径，rm表示序号为m的颗粒所处催化剂在线旋流活性恢复旋流器中的半径，τⅠ表示序号为Ⅰ的颗粒所受的流体剪切力，τⅡ表示序号为Ⅱ的颗粒所受的流体剪切力，τⅠ+δτ表示序号为Ⅰ的颗粒所受的流体剪切力和颗粒直径方向上的流体剪切力的增量的和，ωⅠ表示序号为Ⅰ的颗粒的自转速度，ωⅡ表示序号为Ⅱ的颗粒的自转速度。
图3是根据本公开的一个优选实施方式的催化剂在线旋流活性恢复旋流器的结构示意图。如图3所示，催化剂在线旋流活性恢复旋流器采用六个旋流器并联，即采用六台催化剂在线旋流活性恢复旋流器并联并且环形均匀布置，并且切向进口向内。
图4是本申请实施例1中采用本发明的催化剂在线旋流活性恢复旋流器的工艺流程示意图。如图4所示，装置包括：离心泵a；储罐b；进料器c；旋流器d；自来水来自于储罐b，自来水经离心泵a增压后，由旋流器d的切向进口进入旋流器d；打开装有失活催化剂的进料器c，自来水携带失活催化剂由切向进口进入旋流器d；液固两相混合物经过旋流器分离的同时，失活催化剂沿旋流器轴心进行公转运动与颗粒轴心进行自转运动的耦合运动，在耦合运动的作用下催化剂的活性得到恢复；再生催化剂在公转离心力作用下向边壁迁移并从旋流器d底流口流出，自来水从旋流器d溢流口流出；流出旋流器后，再生催化剂与自来水在管道内重新混合后流向储罐b，再生催化剂被储罐b收集。
图5是本申请实施例2中采用本发明的C5石油树脂生产工艺中催化剂在线旋流活性恢复旋流器的工艺流程示意图。如附图5所示，装置包括：反应釜A；循环泵B；催化剂在线旋流活性恢复旋流器C；换热器D；聚合液由反应釜A的侧边加入反应釜A，AlCl3催化剂由反应釜A的顶部加入反应釜A；聚合液在催化剂的作用下开始发生阳离子聚合反应；在此过程中，由于聚合物反应剧烈，容易产生爆聚物将催化剂颗粒包裹，是催化剂造成催化剂无法有效参与反应；失活催化剂与聚合反应物形成的两相混合物从反应釜底部流出；一部分作为循环液，另一部分去往下一工艺单元；作为循环液的两相混合物经循环泵B加压后，两相混合物由切向进口进入催化剂在线旋流活性恢复旋流器C；在催化剂在线旋流活性恢复旋流器C中，失活催化剂在公转离心力和自转离心力作用下完再生和分离，从催化剂在线旋流活性恢复旋流器C底流管流出；而共聚反应液从催化剂在线旋流活性恢复旋流器C溢流管流出；再生催化剂与共聚反应液通过管路重新混合均匀，并进入到换热器D中；换热器D中的再生催化剂与共聚反应液作为循环液返回反应釜A。
实施例
下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是，应该明白，这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明，所有的百分比和份数按重量计。
实施例1：
一、装置名称
10L/h催化剂在线旋流活性恢复旋流器冷模装置。
二、工艺流程
如图4所示。自来水来自于储罐b，自来水经离心泵a增压后，由旋流器d的切向进口进入旋流器d；自来水携带失活催化剂由切向进口进入旋流器d；液固两相混合物经过旋流器分离的同时，失活催化剂沿旋流器轴心进行公转运动与颗粒轴心进行自转运动的耦合运动，在耦合运动的作用下催化剂的活性得到恢复；再生催化剂在公转离心力作用下向边壁迁移并从旋流器d底流口流出，自来水从旋流器d溢流口流出；流出旋流器后，再生催化剂与自来水在管道内重新混合后流向储罐b，再生催化剂被储罐b收集。
三、旋流器结构尺寸
如下表1所示。
表1：10L/h催化剂在线旋流活性恢复旋流器冷模装置结构尺寸
Figure BDA0002878854870000111
四、实施效果
10L/h催化剂在线旋流活性恢复旋流器冷模装置的试验过程采用了自来水进行了试验，试验结果如下表2所示。从试验结果看，活性恢复后的催化剂的表面及空隙内共聚物质量明显减少，共聚物的去除率大于60％，催化剂的比表面积增大，连续运行20小时未出现故障。
表2：10L/h催化剂在线旋流活性恢复旋流器冷模装置试验结果
Figure BDA0002878854870000112
实施例2：
一、装置名称
450L/h C5石油树脂生产工艺装置。
二、工艺流程
如图5所示。共聚液由反应釜的侧面加入反应釜A，催化剂由反应釜A的顶部加入反应釜A；共聚液和催化剂的进料温度的控制范围为室温～55℃，控制催化剂的质量比为0.992；共聚液在催化剂的作用下开始发生阳离子聚合反应；在此过程中，由于聚合物反应剧烈，容易产生爆聚物将催化剂颗粒包裹，是催化剂造成催化剂无法有效参与反应；失活催化剂与聚合反应物形成的两相混合物从反应釜A底部流出，出口压力为0.5MPa，两相混合物的排出温度维持在室温～55℃，控制催化剂的质量比为0.7％；其中，一部分两相混合物作为循环液，另一部分去往下一工艺单元；作为循环液的两相混合物经循环泵B加压至0.75MPa后，两相混合物由切向进口进入旋流器C；在旋流器C中，失活催化剂在公转离心力和自转离心力作用下完再生和分离，从旋流器C底流口流出；而共聚反应液从旋流器C溢流口流出；再生催化剂与共聚反应液通过管路重新混合均匀，并进入到换热器D中，换热器D中压力为0.5MPa，换热器D中的再生催化剂与共聚反应液作为循环液返回反应釜A。
三、旋流器结构尺寸
如下表3所示。
表3：450L/h C5石油树脂生产工艺装置旋流器结构尺寸
Figure BDA0002878854870000121
四、实施效果
450L/h C5石油树脂生产工艺装置的试验结果如下表4所示。从试验结果看，活性恢复后的催化剂的表面及空隙内共聚物质量明显减少，共聚物的去除率65％，催化剂的比表面积增大，连续运行20小时未出现故障，且相比于未采用催化剂在线旋流活性恢复装置的工艺过程，催化剂节约量为55％。
表4：450L/h C5石油树脂生产工艺装置试验结果
Figure BDA0002878854870000131
上述所列的实施例仅仅是本公开的较佳实施例，并非用来限定本公开的实施范围。即凡依据本申请专利范围的内容所作的等效变化和修饰，都应为本公开的技术范畴。
在本公开提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本公开的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本公开作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种C5石油树脂生产中催化剂在线旋流活性恢复方法，该方法包括以下步骤：
(a)反应釜中催化剂和聚合液组成的两相混合物从反应釜底部排出，进入催化剂在线旋流活性恢复旋流器中；
(b)所述两相混合物在所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器中做旋转运动形成旋流场，并调控催化剂颗粒在所述旋流场中绕旋流场中心轴公转和绕催化剂颗粒自身中心轴自转的耦合运动；
(c)利用催化剂颗粒在所述旋流场中的公转和自转运动时产生的离心力及公转运动时所受的剪切应力完成催化剂包裹物的脱除，实现催化剂活性恢复；恢复活性的催化剂在公转产生的离心力下实现催化剂颗粒从所述两相混合物中的分离，催化剂从底流管流出，聚合液从溢流管流出；以及
(d)离开所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器的催化剂与聚合液汇集于同一管路，在管路中催化剂与聚合液均匀混合后进入换热器，恢复活性的催化剂与聚合液组成的两相混合物储存在换热器，储存至预定量后，将两相混合物排入反应釜循环使用。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述由催化剂和聚合液组成的两相混合物排出反应釜时，所述催化剂颗粒的质量占所述聚合液的质量的比值为0.1～2.0％；从反应釜底部排出的两相混合物经过循环泵加压后进入催化剂在线旋流活性恢复旋流器中。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述催化剂颗粒用于C5石油树脂生产中的催化聚合反应；所述催化剂颗粒为金属卤化物、质子酸或烷基铝化合物的颗粒，其颗粒直径为0.1～1.0mm。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述催化剂颗粒为球形颗粒。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(b)中，通过所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器中的切向进口的导流强制所述两相混合物做旋转运动形成旋流场，并调控催化剂颗粒在所述旋流场中绕旋流场中心轴公转和绕催化剂颗粒自身中心轴自转的耦合运动。
6.一种C5石油树脂生产中催化剂在线旋流活性恢复装置，该装置包括：
反应釜(A)，用于催化剂和聚合液组成的两相混合物反应；
与反应釜(A)连接的催化剂在线旋流活性恢复旋流器(C)，用于所述两相混合物在其中做旋转运动形成旋流场，并调控催化剂颗粒在所述旋流场中绕旋流场中心轴公转和绕催化剂颗粒自身中心轴自转的耦合运动；以及利用催化剂颗粒在所述旋流场中的公转和自转运动时产生的离心力及公转运动时所受的剪切应力完成催化剂包裹物的脱除，实现催化剂活性恢复；恢复活性的催化剂在公转产生的离心力下实现催化剂颗粒从所述两相混合物中的分离，催化剂从底流管流出，聚合液从溢流管流出；以及
与催化剂在线旋流活性恢复旋流器(C)连接的换热器(D)，用于使得离开所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器的催化剂与聚合液汇集于同一管路，在管路中催化剂与聚合液均匀混合后进入换热器，恢复活性的催化剂与聚合液组成的两相混合物储存在换热器，储存至预定量后，将两相混合物排入反应釜循环使用。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置还包括置于反应釜(A)与催化剂在线旋流活性恢复旋流器(C)之间的循环泵(B)，用于将从反应釜底部排出的两相混合物加压后送入催化剂在线旋流活性恢复旋流器中。
8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器由切向进口(1)、圆柱段(2)、圆锥段(3)、底流管(4)和溢流管(5)组成；所述催化剂在线旋流活性恢复旋流器为1台或多台并联。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述切向进口的截面形状为圆形或矩形，所述切向进口的布置方式为1个或多个均布；所述圆锥段轴线同所述圆柱段轴线重合，其母线同水平面的夹角为45～85°；以及所述溢流管的截面形状为圆形或多边形，所述溢流管轴线同所述圆柱段轴线重合，溢流管下端低于圆柱段上端，高于圆柱段下端。
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