CZ152299A3 - Způsob rozstřikování kapaliny ve fluidním loži v procesu polymerace olefinů v plynné fázi a tryska k provádění způsobu - Google Patents

Abstract

Způsob spočívá v tom, že alespoň část kapaliny, vytvořené ve fluidizovanémloži pro polymeraci olefinů kondenzací ochlazením se natlakuje, přivede na kapalinový vstup trysky a vhání se do fluidního lože. Tiyska/1/je opatřena zpravidla4 výstupy/2/, uspořádanými rovnoměrně kolemobvodu oblasti /3/ hlavy ttysky. Každý výstup 121je opatřen mechanickýmzařízením/6/ pro atomizování kapaliny.

Description

Vynález se týká trysky vhodné pro použití pro vstřikování kapaliny do fluidního lože v kontinuálním procesu polymerace olefinů v plynné fázi, zejména trysky, která umožňuje zlepšené řízení vstřikování kapaliny do uvedeného fluidního lože.

Dosavadní stav techniky

Procesy homopolymerace a kopolymerace olefinů v plynné fázi jsou v oboru dobře známy. Takovéto postupy se mohou provádět například při zavádění plynného monomeru do míchaného a/nebo fluidizovaného lože obsahujícího polyolefin a katalyzátor polymerace.

Při polymeraci olefinů ve fluidním loži se polymerace provádí v reaktoru s fluidním ložem, kde se lože polymerních částic udržuje ve fluidním stavu prostřednictvím vzestupného plynného proudu obsahujícího reakční monomer. K nastartování této polymerace se zpravidla používá lože předem vytvořených polymerních částic podobných polymeru, který se má vyrobit. Během procesu polymerace se čerstvý polymer vytváří katalytickou polymeraci monomeru, a polymerní produkt se odtahuje pro udržení lože na víceméně konstantním objemu. Průmyslově výhodný proces využívá fluidizační rošt pro rozdělování fluidizačního plynu do lože, a pro nesení lože při odpojení dodávky plynu. Vyrobený polymer se zpravidla odtahuje z reaktoru prostřednictvím vypouštěcího vedení

- 2 uspořádaného v dolní části reaktoru, v blízkosti fluidizačního roštu. Fluidní lože sestává z lože rostoucích částic polymeru. Toto lože je udržováno ve fluidizovaném stavu kontinuálním vzestupným tokem fluidizačního plynu ze základny reaktoru,

Polymerizace olefinů je exotermní reakce, je tedy nezbytné uspořádat prostředky pro chlazení lože pro odvádění polymeračního tepla. V nepřítomnosti takovéhoto chlazení by v loži vzrůstala teplota a polymerní částice by se popřípadě začínaly stavovat. Ve fluidním loži pro polymerací olefinů je obvykle používanou metodou odvádění polymeračního tepla prostřednictvím napájení polymeračního reaktoru plynem, totiž fluidizačním plynem o teplotě nižší než je požadovaná polymerační teplota, vedením plynu skrze fluidní lože pro odvedení polymeračního tepla, odváděním plynu z reaktoru a jeho chlazením průchodem skrze vnější tepelný výměník, a jeho recyklací do lože. Teplota recyklovaného plynu může být nastavena v tepelném výměníku pro udržení fluidního lože na požadované polymerační teplotě. Při tomto způsobu polymerace alfaolefinů obsahuje recyklovaný plyn zpravidla monomerní olefin, popřípadě spolu s například ředícím plynem nebo plynným činidlem pro přenos řetězce, jako například s vodíkem. Recyklovaný plyn tedy slouží pro přivádění monomeru do lože, pro fluidizaci lože, a pro udržení lože na požadované teplotě. Monomery spotřebované při polymerační reakci se zpravidla nahrazují přidáváním základního plynu k proudu recyklovaného plynu.

Je dobře známo, že produkční rychlost (tj. prostorový a časový výtěžek v termínech hmotnosti polymeru vyrobeného na jednotku objemu prostoru reaktoru za jednotku času) v komerčních reaktorech s plynem fluidizovaným ložem výše • ·

9 · 9 • · · I • ••9 99 · 9999 • · · · · · · · * ··· ···

9······ « «

9 99 99 · ·· · · uvedeného typu je omezena maximální rychlostí, jakou může být teplo odvádéno z reaktoru. Rychlost odvádéní tepla může být zvýšena například zvýšením rychlosti recyklovaného plynu a/nebo snížením teploty recyklovaného plynu a/nebo měněním tepelné kapacity recyklovaného plynu. Exituje však hranice rychlosti recyklovaného plynu, která může být použita touto hranicí se lože může stát může v plynném proudu vystoupit k zablokování potrubí recyklu a k poškozeni kompresoru nebo dmychadla plynu. Existuje také hranice míry,· do jaké je možné v praxi chladit recyklovaný plyn. Ta je primárně dána ekonomickou úvahou, a v praxi je normálně určena teplotou průmyslové chladící vody dostupnév daném místě. Je-li třeba, může být využito strojního chlazení, to však zvyšuje výrobní praxi má použití recyklovaného prostředku pro odvádění polymeračního tepla z polymerace oleíinů ve íluidním loži nevýhodu omezeni maximální dosažitelné produkce.

v průmyslové nestabilním z reaktoru, praxi. Nad nebo dokonce což vede náklady. V průmyslové plynu jako jediného

Dosavadní ;výšení kapacity ;aváděním těkavé kapaliny.

stav techniky nabízí množství metod pro odvádění tepla z proudu recyklu, například

GB 1 415 442 se týká polymerace vinylchloridu v plynné íázi v reaktoru s míchaným polymerizace se provádí v ředícího plynu majícího vinylchloridu. Příklad 1 teploty polymerace vinylchloridu ke materiálu. Kapalný bod nebo íluidním ložem, přičemž přítomnosti alespoň jednoho varu nižší než bod varu z tohoto odkazu popisuje řízení přerušovaným £luidizovanému přidáváním kapalného polyvinylchloridovému vinylchlorid se v loži bezprostředně odpařuje, čímž odvádí polymerační teplo.

• · · · · · • · · · · φ · • ·· φ · φ φ φ • φ · · φφφ φ φ φ φ φ φ φ

US 3 625 932 popisuje proces polymerace vinylchloridu, při kterém se ve vícestupňovém reaktoru s fluidním ložem jednotlivá lože z částic polyvinylchloridu udržuji fluidizována zaváděním plynného monomeru vinylchloridu ve spodku reaktoru. Chlazení každého z loží pro odvedení v něm vyvíjeného polymeračního tepla je zajištěno vstřikováním kapalného monomeru vinylchloridu do vzestupného proudu plynu pod patry, na nichž se lože fluidizují.

FR 2 215 802 se týká rozstřikovací trysky typu zpětného ventilu, vhodné pro vstřikování kapalin do fluidního lože, například při polymeraci etylenicky nenasycených monomerů v loži fluidizovaném plynem. Kapalinou, která se používá pro chlazení lože, může být polymerovaný monomer, nebo, jestliže se polymeruje etylen, může jí být kapalný nasycený uhlovodík. Rozstřikovací tryska je popsána ve vztahu k polymertaci vinylchloridu ve fluidním loži .

GB 1 398 965 popisuje polymeraci etylenicky nenasycených monomerů, zejména vinylchloridu, při které se tepelné řízení polymerace provádí vstřikováním kapalného monomeru do lože za použití jedné nebo více rozstřikovacích trysek umístěných ve výšce mezi 0 a 75 % výšky fluidizovaného materiálu v reaktoru.

US 4 390 669 se týká homopolymerizace nebo kopolymerizace olefinů pomocí vícestupňového procesu v plynné fázi, který se může provádět v reaktoru s promíchávaným ložem, reaktoru s fluidním ložem, reaktoru s promíchávaným fluidním ložem nebo trubkovém reaktoru. V tomto procesu se získaný polymer z první polymerační zóny

• · suspenduje v mezilehlé zóně v těkavém kapalném uhlovodíku, a takto získaná suspenze se vede do druhé polymerační zóny, kde se kapalný uhlovodík odpařuje. V příkladech 1 až 5 se plyn ze druhé polymerační zóny vede skrze chladič (tepelný výměník), kde část kapalného uhlovovdíku kondenzuje (spolu s ko-monomerem, pokud je použit). Těkavý kapalný kondenzát se zčásti vede v kapalném stavu do polymerační nádoby, kde se odpařuje, aby byl využit k odvádění polymeračního tepla prostřednictvím svého latentního výparného tepla.

EP 89 691 se týká způsobu pro zvýšení měrného výkonu kontinuálního procesu polymerace fluidních monomerů v loži fluidizovaném plynem, způsob zahrnuje chlazení části nebo všech nezreagovaných tekutin pro vytvoření dvoufázové směsi plynu a unášené kapaliny pod rosným bodem a zpětné zavádění uvedené dvoufázové směsi do reaktoru. Popis EP 89 691 uvádí, že primárním omezením míry, do jaké recyklovaný plynný proud může být ochlazen pod rosný bod, spočívá v požadavku aby se poměr plyn-kapalina zachoval na úrovni dostatečné pro udržení kapalné fáze dvoufázové tekutinové směsi v unášeném nebo suspendovaném stavu až do odpaření kapaliny, a dále uvádí, že množství kapaliny v plynné fázi by nemělo přesáhnout asi 20 hmotnostních procent, s výhodou 10 hmotnostních procent, za předpokladu že rychlost dvoufázového recyklovaného proudu je dost vysoká pro udržení kapalné fáze v suspenzi v plynu a pro nesení fluidního lože v reaktoru. EP 89 691 dále uvádí, že je možné vytvořit dvoufázový tekutinový proud uvnitř reaktoru v místě vstřikování odděleným vstřikováním plynu a kapaliny za podmínek, které vytvářejí dvoufázový proud, avšak malá výhodnost tohoto způsobu provozu tkví v přidaných a nezbytných nákladech na separaci plynné a kapalné fáze po chlazení.

0 0 0 00 0 0000 • · 00 · · · 0 0 0 0 0 00 000 0 0 · 000 000 0000000 0 0 ·· 00 00 0 00 00

EP 173 261 se týká zvláštních prostředků pro zavádění recyklovaného proudu do reaktorů s fluidním ložem, a zejména prostřeků pro zavádění recyklovaného proudu obsahujícího dvoufázovou směs plynu a unášené kapaliny, jak bylo popsáno v EP 89 691 (výše).

WO 94/25495 popisuje proces polymerace ve fluidním loži zahrnující procházení plynného proudu obsahujícího monomer skrze reaktor s fluidním ložem v přítomnosti katalyzátoru za reaktivních podmínek pro vznik polymerního produktu a proudu obsahujícího nezreagované monomerní plyny, stlačení a ochlazení uvedeného proudu, smísení uvedeného proudu s nástřikovými složkami, a navracení plynné a kapalné fáze do uvedeného reaktoru, způsob určení stabilních provozních podmínek zahrnuje: (a) pozorování změn fluidní sypné měrné hmotnosti v reaktoru spojených se změnami složení fluidizačního média; a (b) zvýšení chladící kapacity recyklovaného proudu změnami složení bez přesáhnutí úrovně, při které se snížení fluidní sypné měrné hmotnosti nebo parametru, který ji indikuje, stává nevratným.

US 5 436 304 se týká způsobu polymerace alfaolefinů v plynné fázi v reaktoru s fluidním ložem a fluidizačním médiem, přičemž fluidizační médium slouží pro řízení chladící kapacity reaktoru, a přičemž funkce (Z) sypné měrné hmotnosti se udržuje na hodnotě rovné nebo větší než je vypočtená mez pro funkci sypné měrné hmotnosti.

Podstata vynálezu

Zveřejněná přihláška WO 94/28032, která je zde odkazem ·· · · ···« · · · · · · · • · ·· · · 9 ···· • ·· ··· · · · ·«· 9 · · • ······ · · ·· · · · · · · · · · zahrnuta, se týká kontinuálního procesu v loži fluidizovaném plynnou fází, při kterém je produktivita procesu zlepšena chlazením proudu recyklovaného plynu na teplotu dostatečnou pro vytvoření kapaliny a plynu, oddělením kapaliny z plynu a nastřikováním oddělené kapaliny přímo do fluidního lože. Kapalina může být vhodně vstřikována do fluidního lože pomocí jedné nebo více trysek v něm uspořádaných. Nyní bylo zjištěno, že prostřednictvím použití zvláštní konstrukce trysky v tomto procesu může být kapalina efektivněji zaváděna do fluidního lože, což vede ke zlepšenému řízení chlazení fluidního lože majícího zlepšenou distribuci kapaliny uvnitř oblasti (oblastí) rozstřikovacích trysek. Další výhody zahrnují snížení spotřeby plynu pro trysky a významné snížení provozních nákladů.

Podle předloženého vynálezu je navržen kontinuální proces ve fluidním loži pro polymeraci olefinového monomeru vybraného z (a) etylenu, (b) propylenu, (c) směsi etylenu a propylenu a (d) jednoho nebo více dalších alfaolefinů smíšených s (a), (b) nebo (c), v reaktoru s fluidním ložem, kontinuálním recyklováním plynného proudu obsahujícího alespoň část etylenu a/nebo propylenu skrze fluidní lože v uvedeném reaktoru v přítomnosti polymeračního katalyzátoru za reakčních podmínek, přičemž alespoň část uvedeného plynného proudu odtahovaného z uvedeného reaktoru se chladí na teplotu, při které kapalina vykondenzovává, oddělováním alespoň části kondenzované kapaliny z plynného proudu, a zaváděním alespoň části oddělené kapaliny přímo do fluidního lože prostřednictvím (a) natlakování kapaliny, (b) dodávání natlakované kapaliny na kapalinový vstup trysky, a (c) vhánění kapaliny do fluidního lože výstupem

tt 0 0 · ·

00 ♦ · 0 0 * · ♦ 0 00 0 0 0 • ·· · · ♦ · · • 0 0 · · 0 0

00 00 0 trysky, ve které se kapalina atomizuje pomocí mechanického zařízení umístěného ve výstupu, a atomizovaný rozstřik se vytváří v oblasti tvarování rozstřiku výstupu.

lože a následné k defluidizaci lože atomizace kapaliny

Bylo zjištěno, že v nepřítomnosti oblasti tvarování rozstřiku kapalina nemůže proniknout daleko do fluidního obklopení trysky kapalinou vede v blízkosti trysky. Předpokládá se, že a vytváření rozstřiku je inhibováno přítomností pevné látky ve fluidnim loži ve výstupu nebo blízko výstupu trysky. Oblast tvarování rozstřiku je kryta od fluidního lože, čímž je umožněno pokračování procesu atomizace a vyvinutí rozstřiku.

Oblast tvarování rozstřiku na výstupu může být umístěna uvnitř trysky, nebo může být tvořena oblastí spojenou s členem protaženým z trysky, nebo zajištěnou v prostorovém vztahu k trysce.

Oblast tvarování rozstřiku zahrnuje krytou dráhu, podél které kapalina putuje zatímco pokračuje atomizace a vyvíjí se rozstřik. Oblast tvarování rozstřiku je s výhodou definována stěnou, která může být integrální součástí trysky, nebo může být protažena od trysky, nebo může být zajištěna v prostorovém vztahu k trysce. Stěna může být například trubice nebo deska. V případě, že je stěna trubicovitá, může být průřez například kruhový, obdélníkový, čtvercový, trojúhelníkový, šestiúhelníkový nebo eliptický. Trubicovitá stěna může mít po své délce stejnoměrný nebo nebo nestejnoměrný průřez. Průřez celkově může být například kruhově válcovitý, elipticky výlcovitý, může tvořit komolý kužel, komolý jehlan, elipsoid, jednu část hyperboloidu, tvar zvonu nebo trychtýře. Trubicovitá stěna má s výhodou ·· ♦· »· ♦ · · · * · • « ·4 ♦ · * • · * ♦ · ♦ ··

9 9 9 9 9 9

99 99 9

99 vzrůstající průřez ve směru toku rozstřiku kapaliny. V případě, že stěna zahrnuje desku, může být deska rovinná nebo zakřivená, například rovná deska, úhlová deska, miskovitá deska nebo spirálovitě tvarovaná deska.

Oblast tvarování rozstřiku na výstupu by měla mít délku alespoň 10 mm, s výhodou alespoň 25 mm, pro vyvinutí rozstřiku a pro jeho odpovídající krytí od lože.

Tryska může být umístěna uvnitř fluidního lože nebo může procházet stěnou reaktoru tak, aby výstup trysky byl ve spojení s fluidním ložem (s výhodou s připojeným potrubím umístěným vně reaktoru).

Tryska může mít jediný výstup nebo množství výstupů.

Když je tryska umístěna uvnitř fluidního lože, je výhodný počet výstupů 1 až 4, ještě výhodněji 2 až 4.

Když tryska prochází stěnou reaktoru, je výhodný počet výstupů 1 až 20. Předpokládá se, že takovéto trysky mají jiný profil rozstřiku (širší úhel rozstřiku) než trysky umístěné uvnitř fluidního lože a mohou tedy vyžadovat více otvorů s menší plochou průřezu.

Výstup či výstupy mohou mít kruhové otvory, štěrbiny, elipsoidy nebo jiné vhodné konfigurace. Když jsou výstupy štěrbiny, jsou s výhodou eliptického tvaru.

Když jsou výstupy štěrbiny, mají štěrbiny zpravidla šířku v rozmezí 2,5 až 12 mm a délku 8 až 50 mm. Plocha průřezu štěrbin může být 26 až 580 mm².

*· ·*

I 9 4 «

I · ··

I · · 1 » · · 1

Μ J 0 4 • 0 * * • » * 4 « · · · • · » * 4 9

Když jsou výstupy kruhové otvory, může být průměr otvorů v rozmezí 5 až 25 mm. Plocha průřezu kruhových otvorů může být v rozmezí 19,6 až 491 mm^.

Je důležité, aby výstup či výstupy trysky měly dostatečnou velikost pro umožnění průchodu jakýchkoliv jemných částic, které mohou být přítomny v proudu oddělené kapaliny.

Když uspořádány mají trysky množství otvorů, mohou být otvory v různých úrovních trysky, například mohou být otvory uspořádány v množství řad kolem obvodu trysky. Výhodný počet výstupů pro každý řádek je 1 až 8, ještě výhodněji 1 až 4.

Množství výstupů je s výhodou rovnoměrně rozmístěno kolem obvodu trysky.

Když je množství výstupů uspořádáno v řadách kolem obvodu trysky, je výhodné, aby výstupy sousedních řad byly navzájem přesazeny.

Mechanické zařízení může být s mechanické zařízení, které propůjčuje toku vhodný pro zvýšení atomizace mechanická zařízení jsou taková, která poskytují široký profil rozstřiku a rozumně stejnoměrnou velikost kapek. Je-li třeba, mohou být použita známá mechanická zařízení pro atomizaci kapalin jako například vody (pro potlačování ohně) a barev (pro účely povlékáni). Energie pro atomizaci může být dodávána například poklesem tlaku kapaliny vystupující z otvoru, nebo použitím vnějších prostředků, jako například elektrického nebo mechanického výkonu. Vhodnými mechanickými výhodou jakékoliv kapalině charakter kapaliny. Výhodná

0· ···* • 0 94 • 000 0·

0·· · · · • ·· 0*0 · 0

0·· · 0 · *0 ·0 00 · • 0 · • 0 0

000 0··

0

0 0 0 zařízeními pro atomizaci kapaliny jsou například vířivá zařízení nebo přepážkové desky pro propůjčení turbulentního charakteru toku v kapalině pro zvýšení roztrhávání a atomizace kapaliny, když vystupuje z otvoru, narážecí zařízení, ventilátorová zařízení a ultrazvuková zařízení. Jednoduchá forma mechanického zařízení, které je schopné generování rozstřiku, obsahuje stejnoměrnou válcovitou trubku mající vstup pro natlakovanou kapalinu a výstup z něhož vystupuje paprsek kapaliny. Jak se paprsek vzdaluje od výstupu, postupně se rozbíjí na kapičky tvořící rozstřik kapaliny. Jednoduchý systém tohoto typu je možno použít v předloženém vynálezu za podmínky, že rozměry trubky a tlak kapaliny jsou nastaveny pro poskytnutí dostatečné struktury rozstřiku. V tomto typu systému však má paprsek kapaliny sklon urazit značnou vzdálenost předtím, než se začne rozbíjet na kapičky rozstřiku, a takto vytvořený rozstřik nemusí nutně mít požadovanou strukturu. Je tedy v předloženém vynálezu preferováno zvětšit vytváření rozstřiku pomocí dodatečných prostředků, například zarážek umístěných v proudu kapaliny opouštějící výstup, nebo narážecí zařízení, které rozbíjí kapalinový paprsek do rozstřiku.

Rozstřik se s výhodou zavádí z oblasti tvarování rozstřiku na výstupu přímo do fluidního lože nad horní mezí gradientu teploty mezi vstupujícím fluidizačním plynem (plynný proud nastřikovaný do reaktoru) a zbytkem lože. Komerční procesy polymerace olefinů v loži fluidizovaném plynem se zpravidla provozují za vpodstatě izotermních podmínek, v ustáleném stavu. Nicméně, ačkoliv se téměř celé fluidní lože udržuje na požadované vpodstatě izotermní polymerační teplotě, ve spodní oblasti lože obvykle existuje teplotní gradient. Tento teplotní gradient narůstá

• · v důsledku faktu, že recyklovaný plyn používaný pro fluidizaci lože je obvykle chlazen na teplotu daleko pod teplotou převládající v materiálu lože. Za těchto okolností je oblast lože bezprostředně nad místem zavádění proudu ochlazeného plynu do lože chladnější než materiál lože. Spodní mezí teploty této oblasti, ve které existuje teplotní gradient, a horní mezí je vpodstatě izotermní teplota lože (tj. teplota materiálu lože). V komerčních reaktorech toho typu, který využívá fluidizační rošt, a má fluidní lože o výšce zpravidla asi 10 až 20 m, existuje tento teplotní gradient ve vrstvě asi 15 až 30 cm (6 až 12 palců) nad roštem.

Jedna tryska nebo množství trysek může být uspořádáno uvnitř fluidního lože nebo může procházet stěnami reaktoru.

Výhodné uspořádání má množství trysek vpodstatě ve stejných odstupech uvnitř fluidního lože na daném kruhovém průměru nebo ve stejných odstupech kolem obvodu reaktoru v oblasti zavádění kapaliny. Počet použitých trysek je ten počet, který je požadován pro zajištění dostatečné penetrace a disperze rozstřiku na každé trysce pro dosažení dobré disperze kapaliny v loži. Preferovaný počet trysek je 1 až 8, s výhodou 1 až 4, ještě výhodněji čtyři v případě trysek umístěných uvnitř lože nebo 4 až 8 pro trysky umístěné externě.

Každá z trysek může, pokud je třeba, být napájena oddělenou natlakovanou kapalinou pomocí společného vedení, vhodně uspořádaného uvnitř reaktoru. To může být zajištěno například pomocí kanálu procházejícího centrem reaktoru.

Každá tryska může mít sérii výstupů uspořádaných ve • · • · · · skupinách obvodově kolem trysky, s každou skupinou výstupů připojených odděleně k přívodu natlakované kapaliny. Skupiny výstupů mohou být typicky uspořádány v množství řad kolem obvodu trysky. Výhodný počet skupin výstupů je dva.

Ve výhodném uspořádání má tryska dvě skupiny výstupů uspořádané ve dvou řadách, přičemž skupiny jsou navzájem přesazeny. Tím způsobem kapalina vypouštěná ze spodní skupiny neinterferuje s výstupem ze spodní skupiny.

S výhodou je každá skupina výstupů připojena zvlášť na přívod natlakované kapaliny do trysky pomocí vhodného potrubí uspořádaného uvnitř trysky. Přívod natlakované kapaliny do každé skupiny výstupů může být řízen za použití vhodně uspořádaných ventilů. Tím způsobem může být dodávání kapaliny do každé skupiny výstupů řízeno za účelem řízení množství kapaliny vyppuštěné z trysky. Například je možné vést kapalinu jenom do skupiny výstupů uspožádaných v horní části trysky. Tato schopnost řízení množství kapaliny vypouštěné z trysky je zvlášť důležitá v průběhu začátku procesu ve fluidním loži. Také schopnost snížit nebo zvýšit množství kapaliny vstupující do fluidního lože dovoluje lepši řízení a flexibilitu během provozu fluidního lože.

Trysky použité v procesu podle předloženého vynálezu jsou s výhodou uspořádány tak, že procházejí vpodstatě vertikálně do fluidního lože, ale mohou být uspořádány také tak, že vyčnívají ze stěn reaktoru ve vpodstatě vodorovném směru.

Rychlost, při které se může kapalina zavádět do lože, závisí primárně na stupni ochlazení požadovanému v loži, a ten závisí na požadované rychlosti produkce z lože.

Rychlosti produkce získatelné z komerčních polymerečních procesů ve fluidním loži pro polymeraci olefinů závisí, inter alia, na aktivitě použitého katalyzátoru, a na kinetice těchto katalyzátorů. Tak například když se použijí katalyzátory mající velmi vysokou aktivitu, a je požadována vysoká rychlost produkce, bude množství přidávané kapaliny vysoké. Typické množství zavádění kapaliny může být například v rozmezí 0,1 až 4,9; s výhodou 0,3 až 4,9 krychlových metrů kapaliny na krychlový metr materiálu lože za hodinu. Pro konvenční Zieglerovy katalyzátory superaktivního typu (tj. na bázi přechodných kovů, hořečnatého halogenidu a organokovového ko-katalyzátoru) může být rychlost přidávání kapaliny například v rozmezí 0,5 až 1,5 krychlových metrů kapaliny na krychlový metr materiálu lože za hodinu. Katalyzátory na bázi určitých například metaloceny aktivované j sou známy svými mimořádně vysokými aktivitami. Zvýšená rychlost uvolňování tepla, doprovázející použití takovýchto polymeračních katalyzátorů může učinit použití procesu podle předloženého vynálezu zvlášť: žádoucím. Přídavek kapaliny do lože fluidizovaného plynem podle předloženého vynálezu může zajistit snížení výskytu horkých skvrn vytvářených v reaktoru zaváděním čerstvého vysoce aktivního katalyzátoru. Je-li třeba, katalyzátor samotný může být zaváděn jako suspenze nebo roztok v kapalině, která se rozstřikuje do lože. Vstřikování kapaliny do fluidního lože tímto způsobem prospívá katalyzátoru zaváděnému do kapaliny lokalizovaným chladícím efektem kapaliny obklopující trysku, která se tak může vyhnout horkým místům a následné aglomeraci.

komplexů přechodných prvků, například alkylalumoxany,

V procesu podle předloženého vynálezu je důležité dosáhnout dobré disperze a penetrace do kapaliny ve fluidním • · • · · · • · · · • · · · • · · · · · • · ·· · loži. Faktory, které jsou důležité pro dosažení dobré penetrace a disperze, jsou okamžik a směr rozstřiku atomizované kapaliny vstupující do lože (profil rozstřiku), počet trysek na jednotku plocha průřezu lože, a prostorové uspořádání trysek.

S výhodou jsou stěny oblasti tvarování rozstřiku zkoseny tak, že rozstřik nabývá vhodného profilu. Například, jestliže stěny oblasti tvarování rozstřiku se rozbíhají v úhlu 60° v horizontální rovině fluidního lože, pokrývá rozstřik úhel přibližně 60° v horizontální rovině lože.

Atomizovaný rozstřik kapaliny se s výhodou vstřikuje do lože vpodstatě v horizontálním směru. V případě, že výstup dodává atomizovaný rozstřik kapaliny v jiném směru než horizontálním, je směr rozstřiku atomizované kapaliny v úhlu ne větším než 45°, nejvýhodněji ne větším než 20° k horizontále.

V rozstřikovcí oblasti trysky může být zatížení lože kapalinou 16 až 656 m³ kapaliny/h/m³ a množství kapaliny přidávané do fluidního lože může být v rozmezí 50 až 300 te/h.

Tryska má s výhodou velikost toku kapaliny, pro typické průřezové plochy popsané výše a pro rychlosti přidávání kapaliny mezi 50 a 300 te/h, v roznezí 1,5 až 200 m³kapaliny/s/m²průřezové plochy výstupu, ještě výhodněji 9,5 až 70 m³kapaliny/s/m²průřezové plochy výstupu, přičemž průtok kapaliny tryskou je definován jako rychlost objemového toku kapaliny (m³/s) na jednotku průřezové plochy (m ) výstupu, z něhoř atomizovaný rozstřik kapaliny vystupuje.

Pokles tlaku na trysce musí být dostatečný pro zabránění vstupu z fluidního lože. Pokles tlaku je vhodně v rozmezí 0,5 až 70 bar a nejvýhodněji v rozmezí 0,5 až 30 bar. Pokles tlaku na trysce také poskytuje prostředek pro řízení průtoku kapaliny skrze trysku.

Hmotnostní průtok kapaliny procházející mechanickým zařízením umístěným uvnitř výstupu (výstupů) trysky souvisí s poklesem tlaku na mechanickém zařízení. Následující rovnice 1 poskytuje rozumně přesný prostředek stanovení efektu, který změna tlaku aplikovaného na kapalinu má na průtok kapaliny:

m₂/mi = λ/[ΔΡ₂/ΔΡ,]

Rovnice 1 kde AP-j_ je pokles tlaku mechanického zařízení při průtoku kapaliny m-]_ a AP₂ je pokles tlaku mechanického zařízení při vyšším průtoku kapaliny m₂, to znamená m₂>m₁.

Data uvedená v tabulce 1 se týkají poklesu tlaku a průtoku kapaliny typickým mechanickým zařízením, které začíná atomizovat kapalinu při průtoku kapaliny 0,4 m³/h a poklesu tlaku 0,5 bar.

• · • · · ·

Tabulka 1

pokles tlaku	průtok kapaliny (hustota kapaliny =620 kg/m3)	poměr průtoku kapaliny při Δρ„ k průtoku kapaliny při 0,5 bar (schopnost rozvinutí
m3/h	kg/h
O,?	0,40	248	1,0
10	1,8	1116	4,5
30	3,12	1934	7,75
100	5,70	3532	14,14

Pro zvýšení průtoku kapaliny procházející skrze mechanické zařízení se ve shodě rovnicí 1 musí zvýšit pokles tlaku na mechanickém zařízení. Je žádoucí mít možnost zvýšit nebo snížit množství kapaliny proudící skrze mechanické zařízení. Pro zajištění rozumné schopnosti rozvinutí/přiškrcení (tj. zvýšení nebo snížení) je třeba, aby pokles tlaku v typickém mechanickém zařízení podle Tabulky 1 byla v rozmezí 0,5 až 100 bar (v tomto rozsahu je schopnost rozvinutí 1 až 14,24). Nicméně, vysoké tlakové ztráty jsou nežádoucí, neboř v natlakovávání kapalin na vysoké tlaky jsou obsaženy vysoké náklady, například zvýšené náklady na čerpání a potřeba vysokotlakého potrubního vedení a bezpečnostního zařízení.

Z ekonomických důvodůje žádoucí minimalizovat počet trysek, počet mechanických zařízení v každé trysce jakož i pokles tlaku v mechanickém zařízení při současném udržování příslušného profilu kapalného rozstřiku a schopnosti rozvinutí a přiškrcení každé trysky.

Bylo nyní zjištěno, že spodní provozní limit typického

0

0 ·

000 ···

0

00

0 •0 0000

0 mechanického zařízení (0,5 bar pokles tlaku) může být zvýšen jestliže se do kapaliny zavede malé množství plynu předtím, než kapalina prochází mechanickým zařízením (dále označováno jako provoz v pěnivém režimu).

Za normálních provozních podmínek může mechanické zařízení takovéto pěnící trysky být konstruováno pro funkci v při sníženém poklesu tlaku, například 30 bar s rozsahem činnosti (tj. přiškrcením) rozšířeným pod 0,5 bar, když tryska pracuje v pěnivém režimu. To umožňuje dobré řízení množství kapaliny zaváděné do fluidního lože během najíždění procesu, kdy může být požadováno zavádění malých množství kapaliny do lože, tj. pod mezí schopnosti trysky atomizovat kapalinu za nepěnivých podmínek.

Příklady plynů, které se mohou zavádět do kapaliny když je požadována funkce v pěnivém režimu, představují monomerní plyny podléhající polymerací, například etylen nebo propylen, nebo inertní plyn, například dusík nebo argon.

Množství plynu použitého v takovýchto pěnivých tryskách je s výhodou v rozmezí 0,5 až 10 procent hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost plynu a kapaliny procházející skrze trysku.

Vhodný tlak plynu je 1 až 5 bar nad tlakem kapaliny.

Plyn se s výhodou zavádí do natlakované kapaliny skrze malé otvory v napájecím vedení kapaliny do trysky, takže se v natlakované kapalině vytvářejí malé bublinky plynu. Předpokládá se, že bublinky plynu procházejí skrze výstup (výstupy) trysky, a pokles tlaku na výstupu trysky má za • 0 0 0

00

0 0 0

0 0 0

000 000

0

0 0 0

0 00

0· následek expanzi bublin a tím nárůst rozdělování a atomizace kapaliny.

Trysky použité v procesu podle vynálezu mohou být opatřeny vstupem čistícího plynu pro zabránění zablokování trysky vniknutím částic z fluidního lože a přerušení dodávky natlakované kapaliny do trysek. Čistící plyny jsou zvoleny z plynů, které nemají škodlivý vliv na proces. Preferovanými čistícími plyny jsou monomerní plyny podléhající polymerací, například etylen nebo propylen, nebo inertní plyny, například dusík nebo argon.

Proud plynného recyklu odtahovaný z reaktoru obsahuje nezreagované plynné monomery, a popřípadě inertní uhlovodíky, inertní plyny jako například dusík, aktivátory reakce nebo moderátory jako například vodík, jakož i unášené katalyzátory a/nebo polymerní částice.

Recyklovaný plynný proud nastřikovaný do reaktoru navíc obsahuje dostatečné množství základních monomerů pro nahrazení monomerů zpolymerovaných v reaktoru.

Způsob podle vynálezu je vhodný pro výrobu polyolefinů v plynné fázi polymerací jednoho nebo více olefinů, z nichž alespoň jeden je etylen nebo propylen. Preferované alfaolefiny pro použití v procesu podle předloženého vynálezu jsou ty, které mají 3 až 8 atomů uhlíku. Nicméně, je-li třeba, mohou být použita malá množství alfaolefinů majících více než 8 atomů uhlíku, například 9 až 18 atomů uhlíku. Je tedy možné vyrábět homopolymery etylenu nebo propylenu nebo kopolymery etylenu nebo propylenu s jedním nebo více C₃-C_g alfaolefinů. Preferované alfaolefiny jsou l-buten, 1-penten, 1-hexen, 4-metyl-l-penten, 1-okten a • · • · · · ·· ·· » · · * » · · « ··· ·Φ4 • 4 ·· ·· butadien. Příklady vyšších olefinů, které mohou být kopolymerizovány s primárním monomerem etylenem nebo propylenem, nebo mohou částečně nahrazovat ko-monomer C₃~C₈ alfaolefin, jsou 1-decen a etylidennorbornen.

Při použití procesu pro kopolymeraci etylenu nebo propylenu s vyššími alfaolefiny je etylen nebo propylen přítomen jako hlavní složka kopolymerů, s výhodou v množství alespoň 70 %, ještě výhodněji alespoň 80 % celkového množství monomerů/ko-monomerů.

Způsob podle předloženého vynálezu je možno použít pro přípravu rozmanitých polymerních produktů, například lineárního nízkohustotního polyetylénu (LLDPE) na bázi etylenu s butenem, 4-metyl-l-pentenem nebo vysokohustotního polyetylénu (HDPE), který může být například tvořen homopolyetylenem nebo kopolymery etylenu s malým množstvím vyššího alfaolefinového ko-monomeru, například betenu, 1-pentenu, 1-hexenu nebo 4-metyl-l-pentenu.

kopolymerů hexenem, a

Kapalinou, která vykondenzovává z proudu plynného recyklu, může být kondenzovatelný monomer, např. buten, hexen nebo okten použitý jako ko-monomer pro výrobu LLDPE, nebo jí může být inertní kondenzovatelná kapalina, např. butan, pentan nebo hexan.

V této přihlášce termín kondenzovatelný znamená, že rosný bod plynné kompozice obsahující kondenzovatelný materiál je nad nejnižší teplotou okruhu recyklu.

Je důležité, aby se atomizovaná kapalina uvnitř lože za podmínek polymerizace odpařila, čehož se využívá • Φ ···· φφ φφ • « φ · φ · · · •ΦΦ φφφ k dosažení požadovaného chladícího efektu a nežádoucí akumulace kapaliny uvnitř lože.

zamezeni

Způsob zvláště vhodný pro polymerací olefinů při tlaku mezi 0,5 a 6 MPa a Například pro výrobu 75-90 °C a pro HDPE při teplotě mezi 30 °C a 130 °C. LLDPE je vhodné rozmezí teploty je teplota zpravidla 80-105 °C, v závislosti na aktivitě použitého katalyzátoru.

Polymerační reakce se může provádět v přítomnosti katalyzátorového systému typu Ziegler-Natta, sestávajícího vpodstatě z pevného přechodného prvku a sloučeninu kovu (tj.

katalyzátoru obsahujícího sloučeninu ko-katalyzátor obsahující organickou organokovovou sloučeninu, například alkylaluminiovou sloučeninu). Vysoce aktivní katalytické systémy jsou známy již mnoho roků a jsou schopné vyrobit velká množství polymerů v poměrně krátkém čase, a umožňují tak vyhnout se kroku odstraňování katalyzátoru z polymeru. Tyto vysoce aktivní katalytické systémy zpravidla zahrnují pevný katalyzátor sestávající vpodstatě z atomů přechodného kovu, hořčíku a halogenu. Je také možné použít vysoce aktivní katalyzátor sestávající vpodstatě z oxidu chrómu aktivovaného tepelnou úpravou a spojeného s granulovaným nosičem na bázi řáruvzdorného oxidu. Tento proces je také vhodný pro použití s metalocenovými katalyzátory a s Zieglerovými katalyzátory nesenými na oxidu křemičitém.

Katalyzátory mohou být využity ve formě práškového předpolymeru, připraveného v předpolymeračním stupni s pomocí katalyzátoru, jak je popsáno výše. Předpolymerace se může provádět jakýmkoliv vhodným procesem, například polymerací v kapalném uhlovodíkovém rozpouštědle nebo v plynné fázi za použití vsázkového procesu, semi• ·

44 • 4 4 4 • 4 4«

44 ♦ · 4 4 4 4

4 4 4 • 4 4 4

4 4 4 4 4

4 kontinuálního procesu nebo kontinuálního procesu.

S výhodou se celý proud plynného recyklu chladí a kondenzovaná kapalina se odděluje a vpodstatě všechna oddělená kapalina se zavádí přímo do fluidního lože prostřednictvím trysky (trysek), jako atomizovaný kapalinový rozstřik.

Proud plynného recyklu se s výhodou chladí prostřednictvím tepelného výměníku nebo výměníků na teplotu, při které kondenzuje kapalina v proudu plynného recyklu. Vhodné tepelné výměníky jsou v oboru dobře známy.

Proud plynného recyklu opoučtějící vrchol reaktoru může unášet množství částic katalyzátoru a/nebo polymeru (jemné částice), které se z proudu plynného recyklu mohou v případě potřeby odstraňovat pomocí cyklonu. Malý podíl těchto částic může zůstat v proudu plynného recyklu, a po ochlazení a separaci kapaliny z plynu mohou být jemné částice v případě potřeby vraceny do fluidního lože spolu s odděleným kapalným proudem prostřednictvím trysky (trysek).

Pro zamezení ucpávání trysky (trysek) je důležité zajistit, aby mechanické zařízení umístěné uvnitř výstupu (výstupů) mělo dostatečnou vůli pro umožnění průchodu jakýchkoliv jemných částic, které mohou být přítomny v proudu oddělené kapaliny. Dále, výstup (výstupy) trysky (trysek) musí mít dostatečnou velikost pro umožnění průchodu jemných částic do fluidního lože spolu s rozstřikem kapaliny.

Proud plynného recyklu může také obsahovat inertní uhlovodík použitý pro vstřikování katalyzátoru, aktivátorů

4444

4« «4

4 4 4 «4

4 4« 4 « β

44 «44 4»

4 4 4 4 4 C «4 4 4 4 4 * • 4 »4

V «4 4 « · 4 · • · 4 «44

4

4« 44 reakce nebo moderátorů do reaktoru.

Základní monomery, například etylen, pro nahrazení monomerů spotřebovaných v polymereční reakci, se může přidávat do proudu plynného recyklu v kterémkoliv vhodném místě.

Základní kondenzovatelné ko-monomery, například buten. hexen, 4-metyl-l-penten a okten, pro nahrazení kondenzovatelných ko-monomerů spotřebovaných v polymerační reakci, se mohou zavádět jako kapalina a přidávat do proudu plynného recyklu v kterémkoliv vhodném místě.

Kapalina se může oddělovat z proudu plynného recyklu v separátoru.

Vhodné separátory jsou například cyklonové separátory, velké nádoby snižující rychlost proudu plynu pro vyvolání oddělování kondenzované kapaliny (odlučovací bubny), demistery typu odlučovač plyn-kapalina, a kapalinové pračky, například venturiho pračky. Takovéto separátory jsou ze stavu techniky známé.

Použití demisterového typu separátoru plyn-kapalina je v procesu podle vynálezu zvláště výhodné.

Výhodné je použití cyklonového separátoru v plynném proudu recyklu před separátorem. To odstraňuje většinu jemných částic z plynného proudu opouštějícího reaktor, čímž se usnadňuje použití demisterového separátoru a také se snižuje možnost zanesení separátoru, což má za výsledek účinnější funkci.

•V 4·44 • 4 4* • · 4 * • · ·· · · «4 4 4 4 4

4 4 4 4 4

4 9 4 Μ • 4 44 • 4 4 4 4 • «444 · 444 444

4 4 • 44 »4

Další výhodou použití separátoru demisterového typu je to, že pokles tlaku uvnitř separátoru může být menší než v jiných typech separátorů, čímž se zvyšuje účinnost celého procesu.

Zvláště vhodný separátor demisterového typu pro použití v procesu podle vynálezu je komerčně dostupný vertikální plynový separátor známý jako Peerless (například typ DPV P8X). Tento typ separátoru se používá pro koalescenci kapalných kapiček na zarážkovém uspořádání pro oddělení kapaliny od plynu. Na dně separátoru je uspořádán velký zásobník kapaliny pro shromažďování kapaliny. Zásobník kapaliny umožňuje skladováni kapaliny, čímž poskytuje kontrolu nad vypouštěním kapaliny ze separátoru. Tento typ separátoru je velmi účinný a poskytuje 100% odděleni kondenzované kapaliny z proudu plynu.

Je-li třeba, může být v zásobníku kapaliny separátoru instalováno filtrační síto nebo jiný shromažďování zbývajících jemných oddělené kapalině. Alternativně se udržovat v suspenzi a může se separátoru například mícháním (mechanickým mícháním), probubláváním plynného proudu skrze kapalinu nebo kontinuální cirkulací kapaliny pomocí vnějšího okruhu, tj. kapalina se kontinuálně odtahuje a vrací do separátoru. S výhodou se část kapaliny v separátoru kontinuálně cirkuluje pomocí čerpadla. Účelně se cirkuluje dostatečné množství kapaliny, aby čerpadlo mohlo pracovat kontinuálně. Část cirkulační kapaliny se může zavádět přímo do fluidního lože prostřednictvím ventilu, který se otevírá pro umožnění vstupu kapaliny do napájecího vedení trysky (trysek). Ventil je s výhodou ovládán prostřednictvím vhodný prostředek pro částic přítomných v mohou jemné částice tak zabraňovat zanášení kapaliny v separátoru • * • · · · o··· · · · ···· • · ·· · · · ···· • · · · · · « · · ··· ··· regulátoru hladiny, který monoitoruje a udržuje hladinu kapaliny v separátoru ve stanovených mezích.

Oddělená kapalina se účelně zavádí do fluidního lože prostřednictvím trysky (trysek) uspořádaných nad horní hranicí teplotního gradientu mezi vstupujícím fluidizačním plynem a zbytkem lože. Tryska či trysky mohou být ve více místech uvnitř této oblasti fluidního lože a v různých výškách uvnitř této oblasti. Tryska či trysky jsou uspořádány tak, že lokální koncentrace kapaliny nemá nepříznivý vliv na fluidizaci lože ani kvalitu produktu, a kapalina se z každého místa rychle rozptyluje a odpařuje v loži pro odvádění polymeračního tepla exotermické reakce. Tím způsobem se může množství kapaliny zaváděné za účelem chlazení těsněji blížit maximu zatížení, které může být tolerováno bez porušení fluidizačních charakteristik lože, a nabízí se tak možnost dosažení zvýšené úrovně produktivity reaktoru.

Kapalina se může, je-li třeba, zavádět do fluidního lože prostřednictvím trysek umístěných v různých výškách uvnitř lože. Tato technika může usnadňovat zlepšené řízení dávkování kapaliny do trysek poskytuje další lože a v případě, že zabudování ko-monomeru. Řízené fluidního lože prostřednictvím kontrolu nad teplotním profilem kapalina obsahuje ko-monomer, poskytuje užitečnou kontrolu zabudovávání ko-monomeru do kopolymeru.

Pro dosažení maximálního přínosu chlazení oddělené kapaliny je podstatné, aby tryska či trysky byly nad oblastí, kde existuje teplotní gradient, tj. v části lože, kde je vpodstatě dosaženo teploty proudu plynného recyklu opouštějícího reaktor.

00 00 0 0000 0 · · · · · · · · ··· · · · • 00000· · · • · ·· ·· · ·· · 4

Tryska či trysky mohou být například přibližně

20-200 cm, s výhodou 50-70 cm nad fluidizačním roštem.

V praxi může být teplotní profil uvnitř fluidního lože nejprve určen během polymerace pomocí například termočlánků, umístěných v nebo na stěně reaktoru. Tryska či trysky jsou pak uspořádány pro zajištění, aby kapalina vstupovala do oblasti lože v oblasti, kde proud vraceného plynu vpodstatě dosáhl teploty proudu plynného recyklu, odtahovaného z reaktoru. Je důležité zajistit, aby teplota uvnitř fluidního lože byla udržována na úrovni, která je pod sintrovací teplotou polyolefinu, tvořícího lože.

Plyn ze separátoru se recykluje do lože, zpravidla na dně reaktoru. Je-li použit fluidizační rošt, je tento recykl zpravidla v oblasti pod roštem, a rošt usnadňuje stejnoměrné rozdělení plynu pro fluidizaci lože. Použití fluidizačního roštu se dává přednost.

Způsob podle vynálezu se provádí při rychlosti plynu ve fluidnim loži, která musí být větší nebo rovna rychlosti potřebné pro dosažení vířivého lože. Minimální rychlost plynu je zpravidla 6-12 cm/s, avšak způsob podle vynálezu se s výhodou provádí za použití rychlosti plynu v rozmezí 30 až 100, nejvýhodněji 50 až 70 cm/s.

Je-li třeba, mohou se do lože prostřednictvím trysky (trysek) spolu s oddělenou kapalinou zavádět kapalná nebo v kapalině rozpustná aditiva, například aktivátory, ko-katalyzátory a podobně.

V případě, že se způsob podle předloženého vynálezu využívá pro výrobu etylenových homopolymerů nebo kopolymerů, může být základní etylen, například pro nahrazení etylenu spotřebovaného během polymerace, s výhodou zavádět do proudu odděleného plynu před jeho znovuzaváděním do lože (například pod fluidizačním roštem, pokud je přítomen).

lože prostřednictvím trysky zvláštního provedení podle že chlazením kapaliny před

Proud oddělené kapaliny může být podroben dodatečnému chlazení (např. za použití chladících technik) předtím, než je zaváděn do fluidního (trysek). Výhodou tohoto předloženého vynálezu je, zavedením do fluidního lože prostřednictvím trysky (trysek) se sníží sklon katalyzátoru nebo předpolymeru, které mohou být obsaženy v proudu kapaliny, vyvolávyt polymeraci před zavedením do lože.

Před započetím zavádění kapaliny použitím způsobu podle vynálezu se najede polymerace v loži, fluidizovaném plynnou fází, uvedením polymerních částic do lože, a započetím proudění plynu skrze lože.

Podle dalšího provedení vynálezu je vytvořen způsob vstřikování kapaliny do fluidního lože, který zahrnuje (a) natlakování kapaliny, (b) dodávání natlakované kapaliny na kapalinový vstup trysky, a (c) vhánění kapaliny do fluidního lože výstupem trysky, ve které se kapalina atomizuje pomocí mechanického zařízení umístěného ve výstupu, a atomizovaný rozstřik se vytváří v oblasti tvarování rozstřiku výstupu.

Podle ještě dalšího provedení vynálezu je vytvořena tryska vhodná pro vstřikování kapaliny do fluidního lože, obsahuj ící • · • · • · · · • · · · ·· · ···· ···· ·· · · · · · • · · ··« · · · · · · · · · ······· · · ·· · · ·· · ·· · · (a) vstup natlakované kapaliny, a (b) výstup kapaliny, ve které je uspořádáno mechanické zařízení uvnitř výstupu kapaliny pro atomizování kapaliny a výstup kapaliny je opatřen oblastí tvarování rozstřiku.

Výstup kapaliny, mechanické zařízení a oblast tvarování rozstřiku mohou mít výše popsané znaky.

Přehled obrázků na výkresech

Trysky podle předloženého vynálezu jsou znázorněny na obr. 1 až 3.

Obr. 4 ilustruje polymerační proces podle vynálezu.

Obr. 5, 6, 7, 8 a 9 ilustrují trysky nebo jejich části podle vynálezu s různými charakteristickými znaky.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 představuje trysku 1, která je opatřena zpravidla čtyřmi výstupy 2., uspořádanými rovnoměrně kolem obvodu oblasti 2 hlavy trysky. Natlakovaná kapalina se dodává do trysky vstupem (neznázorněným) propojeným s centrálně umístěným kanálem 4 do oblasti 3 hlavy trysky, kde se dostává prostřednictvím výstupů 2 a rozstřikovacích oblastí 5 do fluidního lože. Každý výstup je opatřen mechanickým zařízením 6 pro atomizování kapaliny.

Obr. 2 představuje trysku i opatřenou dvěma skupinami • · · * • · · · * · · ···· • · · · ·· · » · · · • · · · · · · · 9 · · · · · · ······· · · • · · · ·· · · · · » výstupů 2 a 7, přičemž spodní skupina je uspořádána přesazené proti horní skupině. Natlakovaná kapalina je dodávána k trysce prostřednictvím vedeni 8. a řízena čerpadlem 9. Každá skupina výstupů je opatřena zvláštním přívodem natlakované kapaliny prostřednictvím vedení 10 a 11. Přívod kapaliny do každé skupiny výstupů je řízen ventily 12 a 13.. Každý výstup je opatřen mechanickým zařízením 6. a rozstřikovací oblastí 5.

Obr. 3 představuje pěnovou trysku. Tryska 1. je opatřena výstupy 2. Natlakovaná kapalina je dodávána do trysky vstupem 4 (neznázorněným). Plyn se dodává do trysky prostřednictvím kanálu 14 a dostává se do natlakované kapaliny prostřednictvím otvorů 15 . Každý výstup je opatřen mechanickým zařízením 6 a rozstřikovací oblastí 5.

Polymerační proces podle předloženého vynálezu bude dále ilustrován za pomoci obr. 4.

Obr. 4 ilustruje reaktor s ložem fluidizovaným plynnou fází, sestávající v podstatě z tělesa 16 reaktoru, ktré je tvořeno stojatým válcem majícím fluidizační rošt umístěný v jeho základně. Těleso reaktoru zahrnuje fluidní lože 18 a oblast 19 snížení rychlosti, která má proti fluidnímu loži zvětšený průměr.

Plynná reakční směs opouštějící vrchol reaktoru s fluidním ložem tvoří recyklovaný plynný proud a dostává se prostřednictvím vedení 20 do cyklonu 21 pro oddělení většiny jemných částic. Odstraněné jemné částice mohou být výhodně vraceny zpět do fluidního lože. Recyklovaný plynný proud opouštějící cyklon se dostává do prvního tepelného výměníku 22 a kompresoru 23.. Druhý tepelný výměník 24 je přítomen pro • · · · · · • · · · · · • · · · · · · • · · · · · •» · · · ft odvedení kompresního tepla plynného proudu kompresorem 23 po průchodu recyklovaného

Tepelný výměník nebo výměníky mohou být uspořádány proti proudu nebo po proudu vzhledem ke kompresoru 23.

Po ochlazení a kompresi na teplotu, při které se tvoří kondenzát, dostává se výsledná směs plyn-kapalina do separátorů 25, kde se odstraňuje kapalina.

Plyn opouštějící separátor se recykluje prostřednictvím vedení 26 na spodek reaktoru 16. Plyn se dostává prostřednictvím fluidizačního roštu 17 do lože, čímž zajišťuje, že se lože udržuje ve fluidním stavu.

Kapalina oddělená ze prostřednictvím vedení 27 do zavádí do reaktoru 16 předloženého vynálezu. Je- li vhodně umístěno čerpadlo 28.

separátorů 25 reaktoru 16., kde prostřednictvím třeba, může být se dostává se kapalina trysek podle ve vedení 27

Katalyzátor nebo prepolymer se nastřikuje do reaktoru prostřednictvím vedení 29 do proudu oddělené kapaliny.

Částice polymerního produktu mohou být odváděny z reaktoru prostřednictvím vedení 3 0.

Obr. 5 představuje vertikální řez tryskou 40 v rovině osy kanálu 41 kruhového průřezu pro natlakovanou kapalinu. Rozstřikovací oblast 42 je uvnitř válcového pouzdra 43. Konec 44 kanálu je obroben pro vytvoření výstupu ventilátorového typu, který má, v pohledu od konce, eliptický vzhled. Kombinace tlaku kapaliny a geometrie konce • 9 • · · · představuje mechanické zařízení pro vytváření rozstřiku. Pouzdro 43 kryje rozstřikovou oblast, přičemž umožňuje vyvinutí rozstřiku předtím, než se dostane vpodstatě vodorovně skrze výstup 45 do fluidního lože (neznázorněno).

Obr. 6 představuje vertikální řez tryskou 46 v rovině osy kanálu 47 kruhového průřezu pro natlakovanou kapalinu a rozstřikovací oblastí 48, která je kryta od fluidního lože (neznázoměného) horizontálně umístěnou deskou 42· Konec 50 kanálu je obroben pro vytvoření výstupu ventilátorového typu, který má, v pohledu od konce, eliptický vzhled. Kombinace tlaku kapaliny a geometrie konce 50 představuje mechanické zařízení pro vytváření rozstřiku. Deska 49 kryje rozstřikovou oblast 48, přičemž umožňuje vyvinutí rozstřiku předtím, než se dostane vpodstatě vodorovně skrze výstup 51 do fluidního lože.

Obr. 7 představuje vertikální řez tryskou 52 v rovině osy kanálu 53 kruhového průřezu pro natlakovanou kapalinu a rozstřikovací oblastí 54, která je kryta od fluidního lože (neznázoměného) integrálním pouzdrem 55 majícím kónický vnitřní průřez. Tryska je opatřena systémem 56 přepážek pro vytvoření turbulentního proudění v kapalině. Vytváření rozstřiku kapaliny začíná v zúžení 57 mezi kanálem 53 a oblastí 54 vyvtáření rozstřiku. Kombinace tlaku kapaliny, zúžení 57 a systému 56 přepážek představuje mechanické zařízení pro vytváření rozstřiku. Pouzdro 55 kryje oblast 54 vytváření rozstřiku, přičemž umožňuje vyvinutí rozstřiku předtím, než se dostane vpodstatě vodorovně skrze výstup 58 do fluidního lože.

Obr. 8 představuje vertikální řez tryskou 59 v rovině osy kanálu 60 kruhového průřezu pro natlakovanou kapalinu ·· ·· ·· ···· ·· ·· • · · · · · · ··<· • · ·· · · φ · · · · • · · · · · ·· · ··· ··· ······· · · ·· ·· ·· φ ·· ·· a oblastí 61 vytvářející rozstřik, která je kryta od fluidního lože (neznázorněného) vodorovně umístěnou deskou 62 a zakřiveným členem 64 integrálním s tryskou. Vertikální rozstřik kapaliny (neznázorněno) se dostává z konce 63 vedení 60 a naráží na zakřivený povrch 64., čímž vytváří rozstřik kapaliny. Rozstřik je kryt oblastí 61 vytvářející rozstřik, umožňující vyvinutí rozstřiku předtím, než se dostane vpodstatě vodorovně do fluidního lože.

Obr. 9 představuje vertikální řez tryskou 65 v rovině osy kanálu 66 kruhového průřezu pro natlakovanou kapalinu a oblastí 67 vytvářející rozstřik, která je kryta od fluidního lože (neznázorněného) vodorovně umístěnou deskou 68 a integrálním spirálovým protažením 70 trysky. Vertikální paprsek kapaliny (neznázorněný) se dostává z konce 69 kanálu 66 a naráží částečně na spirálové protažení 70 a částečně na desku, čímž vytváří rozstřik kapaliny. Rozstřik kapaliny je kryt oblastí 67 vytvářející rozstřik, umožňující vyvinutí rozstřiku předtím, než se dostane vp^statě vodorovně kolem spirálového protažení 70 do fluidního lože.

·· ·0 • 0 · 0 • 0 00 • 0 0 0

0 0 0 • 0 · ·

- 33 fy ίά-<β

0 ⁹

Claims (15)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Kontinuální způsob polymerace v loži fluidizovaném plynem pro polymerací olefinového monomeru vybraného z (a) etylenu, (b) propylenu, (c) smési etylenu a propylenu a Cd) jednoho nebo více dalěích alfaolefinů smíšených s (a), (b) nebo (c), v reaktoru s fluidním ložem, kontinuálním recyklováním plynného proudu obsahujícího alespoň část etylenu a/nebo propylenu skrze fluidní lože v uvedeném reaktoru v přítomnosti polymeračního katalyzátoru za reakčních podmínek, přičemž alespoň část uvedeného plynného proudu odtahovaného z uvedeného reaktoru se chladí na teplotu, při které kapalina vykondenzovává, oddělováním alespoň části kondenzované kapaliny z plynného proudu, a zaváděním alespoň části oddělené kapaliny přímo do fluidního lože prostřednictvím (a) natlakování kapaliny, (b) dodávání natlakované kapaliny na kapalinový vstup trysky, a (c) vhánění kapaliny do fluidního lože výstupem trysky, ve které se kapalina atomizuje pomocí mechanického zařízení umístěného ve výstupu, a atomizovaný rozstřik se

   vytváří v oblasti tvarování rozstřiku na výstupu. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím. že oblast tvarování rozstřiku na výstupu je umístěna uvnitř trysky. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím. že oblast tvarování rozstřiku je určena stěnou, která je

   integrální součástí trysky, nebo která je protažena od • Β ·· · · • Β ΒΒ

   ΒΒΒ Β · • ΒΒ Β Β Β

   Β Β Β · Β Β Β

   Β Β Β · Β β

   Β Β ΒΒ ΒΒ Β

   ΒΒ ΒΒ * Β Β Β

   Β Β Β Β

   ΒΒΒ ΒΒΒ • Β ♦ Β Β Β trysky, nebo která je zajištěna v prostorovém vztahu k trysce.
2. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že stěna zahrnuje trubici nebo desku.
3. 5. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že tryska je umístěna uvnitř fluidního lože a má 2 až 4 výstupy.
4. 6. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že výstup je štěrbina mající eliptický tvar.
5. 7. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že reaktor s fluidním ložem je opatřen množstvím trysek.
6. 8. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že tryska má sérii výstupů uspořádaných ve skupinách obvodově kolem trysky.
7. 9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že skupiny výstupů jsou uspořádány v množství řad kolem obvodu trysky.
8. 10. Způsob podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že každá skupina výstupů je odděleně připojena na přívod natlakované kapaliny.
9. 11. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že rozstřik atomizované kapaliny je vstřikován do lože ve vpodstatě vodorovném směru.

   • · · · · · ·· ·· » · φ « ► · ·· » · · I
10. 12. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že tryska má rychlost toku kapaliny v rozmezí 9,5 až 70 m kapaliny/s/m³ výstupní průřezové plochy, přičemž průtok kapaliny tryskou je definován jako rychlost objemového toku kapaliny (m³/s) na jednotku průřezové plochy (m³).
11. 13. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se do kapaliny zavádí malé množství plynu, předtím než kapalina projde skrze mechanické zařízení.
12. 14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že množství plynu je je v rozmezí 0,5 až 10 procent hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost plynu a kapaliny procházející tryskou.
13. 15. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že katalyzátor je metalocenový katalyzátor na bázi aktivovaného přechodného kovu.
14. 16. Způsob vstřikování kapaliny do fluidního lože, který zahrnuje (a) natlakování kapaliny, (b) dodávání natlakované kapaliny na kapalinový vstup trysky, a (c) vhánění kapaliny do fluidního lože výstupem trysky, ve které se kapalina atomizuje pomocí mechanického zařízení umístěného ve výstupu, a atomizovaný rozstřik se vytváří v oblasti tvarování rozstřiku výstupu.
15. 17. Tryska vhodná pro vstřikování kapaliny do fluidního lože, obsahující • ••Β · · 9 9 9··

    9 9 94 9 9 9 9 9 9 4 • · · · ♦ · ·· · ··· ···

    9 9 9 9 9 9 9 4 9

    99 99 99 9 99 99 (a) vstup natlakované kapaliny, a (b) výstup kapaliny, ve které je uspořádáno mechanické zařízení uvnitř výstupu kapaliny pro atomizování kapaliny a výstup kapaliny je opatřen oblastí tvarování rozstřiku.