DE602005003848T2 - Polymerisationsreaktoren mit bypass-leitung - Google Patents

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Description

  • Diese Erfindung betrifft das Gebiet von Olefinpolymerisation in Doppelschlaufenreaktoren.
  • Polyethylen hoher Dichte (HDPE) wurde zuerst durch Additionspolymerisation produziert, die in einer Flüssigkeit durchgeführt wurde, die ein Lösungsmittel für das resultierende Polymer war. Dieses Verfahren wurde rasch durch Polymerisation unter Suspensionsbedingungen nach Ziegler oder Phillips ersetzt. Spezifischer wurde Suspensionspolymerisation kontinuierlich in einem Rohrschlaufenreaktor durchgeführt. Ein Polymerisationseffluent wird gebildet, das eine Suspension partikelförmiger Polymerfeststoffe, die in einem flüssigen Medium suspendiert sind, ist, gewöhnlich das Reaktionsverdünnungsmittel und unreagiertes Monomer (siehe beispielsweise US-A-2,285,721 ). Es ist wünschenswert, das Polymer und das flüssige Medium, das einen inerten Verdünner und unreagiertes Monomer umfasst, zu trennen, ohne das flüssige Medium einer Kontamination auszusetzen, sodass das flüssige Medium mit minimaler oder keiner Reinigung zu der Polymerisationszone zurückgeführt werden kann. Wie in US-A 3 152 872 beschrieben, wird eine Suspension von Polymer und dem flüssigen Medium in einem oder mehreren Absetzständern des Suspensionsschlaufenreaktors gesammelt, woraus die Suspension periodisch zu einer Flashkammer abgeführt wird, das heißt, im Chargenbetrieb. Das Gemisch wird einer Flashbehandlung unterzogen, um das flüssige Medium von dem Polymer zu entfernen. Anschließend ist es notwendig, den verdampften Polymerisationsverdünner wieder zu komprimieren, um ihn zu einer flüssigen Form zu kondensieren, bevor er, nach einer Reinigung, falls erforderlich, zu der Polymerisationszone rückgeführt wird.
  • Absetzständer werden typischerweise benötigt, um die Polymerkonzentration in der aus dem Reaktor extrahierten Suspension zu verbessern; sie weisen jedoch einige Probleme auf, da sie eine Chargentechnik auf einen kontinuierlichen Vorgang aufsetzen.
  • EP-A-0 891 990 und US-A 6 204 344 offenbaren zwei Verfahren zur Senkung des diskontinuierlichen Verhaltens des Reaktors und dadurch zur Steigerung der Feststoffkonzentration. Ein Verfahren besteht aus dem Ersetzen des diskontinuierlichen Betriebs der Absetzständer durch ein kontinuierliches Wiedergewinnen angereicherter Suspension. Ein anderes Verfahren besteht aus der Verwendung einer aggressiveren Umwälzpumpe.
  • Rezenter hat EP-A-1 410 843 einen Suspensionsschlaufenreaktor offenbart, der an einer der Schlaufen eine Nebenleitung umfasst, die zwei Punkte derselben Schlaufe durch eine alternative Route verbindet, die eine andere Durchlaufzeit als die der Hauptroute aufweist, um die Homogenität der umlaufenden Suspension zu verbessern.
  • Die Doppelschlaufensysteme sind recht wünschenswert, da sie die Möglichkeit bieten, sehr spezifisch zugeschnittene Polyolefine durch Vorsehen verschiedener Polymerisationsbedingungen in jedem Reaktor herzustellen. Es ist jedoch oft schwierig, geeigneten Raum zu finden, um diese Doppelschlaufenreaktoren zu bauen, da sie in der derzeitigen Konfiguration dicht beieinander sein müssen, um einen adäquaten Transfer wachsenden Polymers von einer Schlaufe zu der anderen zu gewährleisten. Die Geschwindigkeit des in der Transferleitung umlaufenden Materials beträgt weniger als 1 m/s: diese Leitungen müssen daher sehr kurz sein, um Absetzung und Verstopfung aufgrund der Polymerisation restlicher Monomere zu vermeiden. Es besteht daher ein Bedarf an der Bereitstellung von Mitteln, um entweder zwei bestehende Reaktoren, die entfernt voneinander sein können, miteinander zu verbinden, oder um zwei neue Reaktoren zu bauen, die nicht dicht beieinander sein müssen, wenn der verfügbare Raum das erfordert.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Mittel zum Verbinden von zwei oder mehr Schlaufenreaktoren bereitzustellen.
  • Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, entfernte Reaktoren miteinander zu verbinden.
  • Es ist auch ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Verweildauer des Materials in der die Reaktoren verbindenden Leitung zu verringern.
  • Es ist noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die Homogenität des Flusses in den Schlaufenreaktoren zu verbessern.
  • Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, die Konzentration von Olefin in dem ersten Reaktor zu erhöhen.
  • Es ist noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, den Feststoffgehalt zu erhöhen.
  • Liste der Figuren
  • 1 stellt die Doppelschlaufenreaktorkonfiguration der vorliegenden Erfindung dar, wobei die zwei Reaktoren durch eine Nebenleitung verbunden sind.
  • 2 stellt die Nebenleitung dar, die zwei Punkte des zweiten Reaktors miteinander verbindet und wachsendes Polymer aus den Absetzständern des ersten Reaktors sammelt.
  • Dementsprechend offenbart die vorliegende Erfindung einen Suspensionsschlaufenreaktor, der mindestens zwei in Reihe geschaltete Schlaufen aufweist und eine Nebenleitung (11) umfasst, wie in 1 dargestellt, um zwei Punkte des gleichen Schlaufenreaktors (12) und (13) durch eine alternative Route mit einer unterschiedlichen Durchlaufzeit als die der Hauptroute zu verbinden, wobei die Nebenleitung (11) auch das wachsende Polymer sammelt, das an Austrittspunkten (14) aus dem ersten Schlaufenreaktor (1) austritt, und dieses wachsende Polymer zu einem Eintrittspunkt (13) in dem zweiten Schlaufenreaktor (2) leitet.
  • Das aus dem ersten Reaktor austretende wachsende Polymer kann entweder durch kontinuierliche Abfuhr oder durch Absetzständer-Technologie gesammelt werden. Bevorzugt werden Absetzständer verwendet.
  • Der Eintrittspunkt (13) in dem zweiten Reaktor befindet sich bevorzugt stromaufwärts von der Umwälzpumpe, wo der Druck niedrig ist.
  • In der gesamten vorliegenden Beschreibung sind die Schlaufen, die den Suspensionsschlaufenreaktor bilden, in Reihe geschaltet und kann jede Schlaufe umgebogen sein.
  • Gegebenenfalls kann die Nebenleitung mit einem Mantel versehen werden.
  • Die Geschwindigkeit des in der Nebenleitung umlaufenden Materials muss ausreichend sein, um Absetzung und eventuell Verstopfung zu vermeiden: sie muss mindestens 3 m/s betragen. Eine häufig zur Berechnung der Mindestgeschwindigkeit in einer horizontalen Rohrleitung eingesetzte Korrelation ist die Durand-Gleichung, gegeben durch vt = F[2g (s – 1)D]1/2 wobei vt die Mindestgeschwindigkeit ist, s das Verhältnis von Teilchendichte zu Fluiddichte ist, D der Rohrdurchmesser ist, F eine empirische Konstante ist, die zwischen 0,4 und 1,5 schwankt, und g die Schwerkraftbeschleunigung ist.
  • Bevorzugt ist die Gestaltung der Nebenleitung derart, dass der Druckunterschied zwischen den zwei Enden der Nebenleitung (12) und (13) die Mindestgeschwindigkeit von etwa 3 m/s bereitstellen kann, die zum Erhalten eines adäquaten Materialflusses und zur Vermeidung von Blockieren erforderlich ist. Falls nötig, können Pumpen hinzugefügt werden, um die Geschwindigkeit in der Nebenleitung zu erhöhen. Es wird jedoch bevorzugt, sich nur auf dem Druckunterschied zu stützen, da jede hinzugefügte Vorrichtung zu hinzugefügten Schwierigkeiten führt. Die Geschwindigkeit in der Nebenleitung beträgt mindestens 4 m/s, bevorzugter mindestens 5,5 m/s und höchstbevorzugt mindestens 7 m/s.
  • Bevorzugt befindet sich der Eintrittspunkt (12) der Nebenleitung höher als ihr Austrittspunkt (13), um der Nebenleitung ein Mindestgefälle von mindestens 7 Grad, bevorzugt etwa 9 Grad zu verleihen.
  • Die Nebenleitung befördert einen Anteil der Suspension von 0,5 bis 50% der Gesamtdurchflussmenge, bevorzugt 1 bis 25% und bevorzugter 1 bis 15% der Gesamtdurchflussmenge.
  • Die Durchflusszeit durch die Nebenleitung ist verschieden von der Zeit, die notwendig ist, um die Hauptschlaufe zu durchlaufen, da die Routen verschiedene Längen aufweisen. Dieser Unterschied in der Durchlaufzeit führt zu einem Vermischen in Längsrichtung, das die Homogenität der Suspension in dem Reaktor verbessert.
  • Die Winkel bei Flusstrennung und bei Flusswiedervereinigung können die gleichen oder verschieden sein. Die Suspension wird in einem Winkel von 1 bis 90 Grad, bevorzugt in einem Winkel von 30 bis 60 Grad und bevorzugter in einem Winkel von etwa 45 Grad gesammelt und wieder in die Hauptschlaufe eingespritzt.
  • Der Durchmesser der Nebenleitungen beträgt weniger als der der Hauptschlaufe, und das Verhältnis DB/DL des Nebenleitungsdurchmessers DB zu dem Schlaufendurchmesser DL beträgt 1:12 bis 1:2, bevorzugt 1:6 bis 1:3. Typischerweise beträgt der Durchmesser der Nebenleitung 12 cm bis 30 cm, bevorzugt 15,24 cm (6 Zoll) bis 20,32 cm (8 Zoll). Zusätzlich sind die Biegungen der Nebenleitung bevorzugt Biegungen mit langem Radius: typischerweise haben sie einen Krümmungsradius, der gleich mindestens 10 Mal den Durchmesser der Nebenleitung beträgt.
  • Der Abstand zwischen den zwei zu verbindenden Schlaufen kann bis zu 30 m, bevorzugt bis zu 20 m, bevorzugter bis zu 15 m betragen, wenn er nur durch den Druckunterschied zwischen dem Eintrittspunkt und dem Austrittspunkt der Nebenleitung betrieben wird.
  • Der Reaktor kann mit jedem in der Technik bekannten Katalysatorsystem betrieben werden. Er kann für die Homo- oder Co-Polymerisation von Olefinen verwendet werden.
  • Bevorzugt ist das Olefin ein Alpha-Olefin, bevorzugter Ethylen oder Propylen, und meistbevorzugt Ethylen.
  • Die vorliegende Erfindung produziert dieselben Vorteile, wie die mit der in EP-A-1410843 offenbarten Nebenleitung erhaltenen:
    • – die mit dem nebenleitungsmodifizierten Schlaufenreaktor erhaltenen Polymerprodukte haben eine Volumendichte, die 1 bis 5% größer ist als die der mit dem urmodifizierten Schlaufenreaktor erhaltenen Polymerprodukte;
    • – die Molmassenverteilung (MWD) wird bei den mit dem nebenleitungsmodifizierten Schlaufenreaktor erhaltenen Polymerprodukten typischerweise um 5 bis 15% reduziert. Die MWD wird durch den Polydispersitätsindex D definiert, der das Verhältnis Mw/Mn der gewichtsmittleren Molmasse Mw zu der zahlenmittleren Molmasse Mn ist.
    • – Die Katalysatorproduktivität wird ohne jeden Verlust an Produktion erheblich verbessert. Die Katalysatorproduktivität wird typischerweise um 10 bis 50% erhöht. Diese Verbesserung der Katalysatorproduktivität wird dank einer Erhöhung der Verweildauer in dem Reaktor und der Ausweitung des stabilen Betriebsfensters erhalten. Es ist beobachtet worden, dass der Feststoffgehalt, gemessen als das Verhältnis der Teilchen-Massendurchflussmenge zu der Gesamt-Massendurchflussmenge, um mindestens 1,5%, bevorzugt um mindestens 3% erhöht wird.
  • Zusätzlich zu diesen durch die Nebenleitung in einem einzelnen Reaktor, typischerweise in dem zweiten Reaktor, hervorgerufenen Vorteilen kann die Konzentration von Olefin in dem ersten Reaktor erhöht werden. In der Tat können dank der Nebenleitung die Transferleitungen, die den ersten Reaktoraustrittspunkt mit der Nebenleitung verbinden, verkürzt werden. Somit wird das Risiko des Polymerisierens unreagierten Polyolefins, das aus dem ersten Reaktor in diesen Transferleitungen auftaucht, verringert. Die Konzentration von Olefin in dem ersten Reaktor kann auf eine Konzentration von mindestens 2%, bevorzugt mindestens 4%, bevorzugter mindestens 6% erhöht werden.
  • Beispiele
  • Es wurde mehrere Nebenleitungsgestaltungen ausgewertet. Ein schematischer Entwurf der Nebenleitung ist in 2 dargestellt. Für alle Gestaltungsformen steuerte der Druckabfall zwischen dem Eintrittspunkt (12) und dem Austrittspunkt (13) der Nebenleitung vollständig den Fluss in der Leitung.
  • In einer ersten Gestaltungsform D1 waren die Parameter ausgewählt wie folgt
    • – Winkel bei Flusstrennung (12) = 33°
    • – Winkel bei Fluss-Wiedervereinigung (13) = 45°
    • – Länge von Nebenleitung = 10 m
    • – die Nebenleitung hatte 5 Biegungen:3 Biegungen hatten einen Winkel von 90 Grad, 1 Biegung hatte einen Ablenkwinkel von 33 Grad und 1 Biegung hatte einen Ablenkwinkel von 23 Grad.
  • Gestaltungsform D2 war die gleiche wie D1, außer dass die Länge der Nebenleitung 15 m betrug.
  • Gestaltungsform D3 war die gleiche wie D1, außer dass die Länge der Nebenleitung 20,32 cm (8 Zoll) betrug.
  • Gestaltungsform D4 war die gleiche wie D2, außer dass die Länge der Nebenleitung 20,32 cm (8 Zoll) betrug.
  • Gestaltungsform D5 war die gleiche wie D1, außer dass die Winkel von Flusstrennung und Fluss-Wiedervereinigung beide auf 90° eingestellt waren.
  • Gestaltungsform D6 war die gleiche wie D2, außer dass die Winkel von Flusstrennung und Fluss-Wiedervereinigung beide auf 90° eingestellt waren.
  • Für alle Gestaltungsformen wurde die Geschwindigkeit an Punkt A, der zwischen dem Fluss-Wiedervereinigungspunkt (13) und dem Flusstrennungspunkt (12) lag und 100% des Flusses darstellte, so gewählt, dass sie etwa 9,3 m/s betrug.
  • Die Berechnungen wurden unter Anwendung eines Verfahrens durchgeführt, das in „Memorandum of the Pressure losses – Singular loss ratios of load and Pressure losses by friction", von I. E. Idel'Cik, vollständig beschrieben ist.
  • Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengefasst. Sie offenbaren die Geschwindigkeit Vr in dem Reaktor an Punkt B zwischen dem Flusstrennungspunkt (12) und dem Fluss-Wiedervereinigungspunkt (13) und stellen den reduzierten Fluss, die Geschwindigkeit Vbp in der Nebenleitung an Punkt C und den Anteil von Fluss Fl in Bezug auf den Gesamtfluss, der durch die Nebenleitung strömt, dar. TABELLE I
    D1 D2 D3 D4 D5 D6
    Vr (m/s) 8,6 8,6 7,9 8,0 8,8 8,8
    Vbp (m/s) 7,1 7,3 8,1 7,5 5,6 5,1
    Fi (%) 7,7 7,7 15,0 13,9 5,9 5,5
  • Es ist ersichtlich, dass für alle Gestaltungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung die Geschwindigkeit in der Nebenleitung deutlich über der Geschwindigkeit von weniger als 1 m/s liegt, die in derzeit verfügbaren Transferleitungen vorliegt, und deutlich über der Mindestgeschwindigkeit in horizontalen Leitungen von 3 m/s, berechnet nach der Durand-Gleichung, die notwendig ist, um Absetzung zu vermeiden.
  • Außerdem gestattet sie ein drastisches Einkürzen der Transferleitungen zwischen dem Austrittspunkt des ersten Reaktors und der Nebenleitung, in denen unreagiertes Monomer polymerisieren und dadurch die Leitung blockieren kann.
  • Dieser Faktor gestattet wiederum die Erhöhung der Olefinkonzentration in dem ersten Reaktor.
  • Beispiel 1
  • Zwei Schlaufenreaktoren in Reihe wurden zuerst mit herkömmlichen Transferleitungen zwischen den 3 Absetzständer des ersten Reaktors und dem Pumpenkrümmer des zweiten Reaktors betrieben.
  • Die Bedingungen waren wie folgt:
  • Erster Reaktor
    • Volumen: 19 m3
    • Anzahl Absetzständer: 3
    • Durchmesser der Absetzständer: 20,32 cm (8'')
    • Volumen der Absetzständer: jeweils 45 Liter
    • Reaktordurchmesser: 50,8 cm (20'')
    • Polyethylenproduktion: 5 t/h
    • Ethylenkonzentration: 6 Gew.%
    • Feststoffkonzentration: 40%
  • Zweiter Reaktor
    • Volumen: 19 m3
    • Anzahl Absetzständer: 4
    • Durchmesser der Absetzständer: 20,32 cm (8'')
    • Volumen der Absetzständer: jeweils 45 Liter
    • Reaktordurchmesser: 50,8 cm (20'')
    • Polyethylenproduktion: 3 t/h
    • Ethylenkonzentration: 7 Gew.%
    • Feststoffkonzentration: 40%
  • Unter diesen Bedingungen lag ein durchschnittliches Auftreten von zwei Blockierungen pro Monat in den Absetzständern vor.
  • Beispiel 2
  • Die gleichen Schlaufenreaktoren wurden dann durch Installieren einer Nebenleitung gemäß der Erfindung unter den Absetzständern des ersten Reaktors miteinander verbunden.
  • Der Durchmesser der Nebenleitung betrug 15,24 cm (6'') und die Länge der Nebenleitung betrug 18 Meter. Die Absetzständer wurden unverändert gelassen.
  • Die Reaktoren wurden dann unter exakt den gleichen Bedingungen wie diejenigen von Beispiel 1 betrieben. Während des Experiments traten keine Blockierungen in den Absetzständern auf.

Claims (15)

  1. Suspensionsschlaufenreaktor, der mindestens zwei in Reihe geschaltete Schlaufen aufweist und eine Nebenleitung (11) umfasst, die zwei Punkte (12) und (13) des gleichen zweiten Schlaufenreaktors (2) durch eine alternative Route mit einer unterschiedlichen Durchlaufzeit als die der Hauptroute verbindet, wobei die Nebenleitung (11) auch das wachsende Polymer sammelt, das an dem Austrittspunkt (14) aus dem ersten Schlaufenreaktor (1) austritt, und das wachsende Polymer zu einem Eintrittspunkt (13) in dem zweiten Schlaufenreaktor (2) leitet.
  2. Schlaufenreaktor nach Anspruch 1, wobei das wachsende Polymer durch Absetzständer (3) aus dem ersten Reaktor gesammelt wird.
  3. Schlaufenreaktor nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Eintrittspunkt in den zweiten Reaktor (13) sich in Produktflussrichtung vor der Umwälzpumpe (4) des zweiten Reaktors befindet.
  4. Schlaufenreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Abstand zwischen den zwei Schlaufenreaktoren bis zu 30 m beträgt.
  5. Schlaufenreaktor nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Geschwindigkeit in der Nebenleitung von dem Druckunterschied zwischen dem Eintrittspunkt und dem Austrittspunkt der Nebenleitung herrührt.
  6. Schlaufenreaktor nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Geschwindigkeit in der Nebenleitung höher als 3 m/s ist.
  7. Schlaufenreaktor nach einem Anspruch 6, wobei die Geschwindigkeit in der Nebenleitung mindestens 5,5 m/s beträgt.
  8. Schlaufenreaktor nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Teilstrom in der Nebenlinie in Bezug zu dem Gesamtstrom 1 bis 25% beträgt.
  9. Schlaufenreaktor nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Durchmesser der Nebenleitung 15,24 cm (6 Zoll) bis 20,32 cm (8 Zoll) beträgt.
  10. Anwendung des Schlaufenreaktors nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Homo- oder Co-Polymerisation von Olefinen.
  11. Anwendung nach Anspruch 10, wobei das Olefin Ethylen oder Propylen ist.
  12. Anwendung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11 zum in Reihe Betreiben von zwei entfernt aufgestellten Einzelschlaufenreaktoren.
  13. Anwendung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11 zur Erhöhung der Konzentration von Olefin in dem ersten Reaktor auf eine Konzentration von mindestens 4%.
  14. Anwendung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11 zur Verbesserung der Homogenität des längsgerichteten Flusses in dem Reaktor.
  15. Anwendung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11 zur Erhöhung des Feststoffgehalts in dem Reaktor um einen Faktor von mindestens 1,5%, wobei der Feststoffgehalt als das Verhältnis des Partikelmassendurchsatzes zu dem Gesamtmassendurchsatz definiert ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0426057D0 (en) 2004-11-26 2004-12-29 Solvay Chemical process
GB0426058D0 (en) * 2004-11-26 2004-12-29 Solvay Chemical process
GB0426059D0 (en) 2004-11-26 2004-12-29 Solvay Chemical process
EP1803498A1 (de) * 2005-12-30 2007-07-04 Total Petrochemicals Research Feluy Dynamische Druckregelung in doppelten Schlaufenreaktoren
EP1825909A1 (de) * 2006-02-23 2007-08-29 Total Petrochemicals Research Feluy Verbindungsrohr zwischen zwei Schleifenreaktoren
EP1825910A1 (de) * 2006-02-24 2007-08-29 Total Petrochemicals Research Feluy Methode zur Umwandlung eines Schleifenreaktors
EP1825911A1 (de) * 2006-02-27 2007-08-29 Total Petrochemicals Research Feluy Verbindungsrohr zwischen zwei Schleifenreaktoren
EP1839742A1 (de) * 2006-03-30 2007-10-03 Total Petrochemicals Research Feluy Ausspülen in einem Multischlaufenreaktor
EP1840141A1 (de) 2006-03-31 2007-10-03 Total Petrochemicals Research Feluy Verfahren zur Beendung einer katalysierten Olefinpolymerization
EP2156885B1 (de) * 2006-05-26 2019-03-20 INEOS Manufacturing Belgium NV Verfahren zur Polymerisation
EP1859858A1 (de) * 2006-05-26 2007-11-28 INEOS Manufacturing Belgium NV Schleifenreaktor zur Polymerisation
EP2109498B1 (de) * 2007-02-05 2016-11-16 Basell Poliolefine Italia S.r.l. Vorrichtung und verfahren zur polymerisierung von olefinen in der flüssigphase
ATE508145T1 (de) † 2007-05-18 2011-05-15 Ineos Mfg Belgium Nv Schlammphasenpolymerisation
ATE509035T1 (de) * 2007-08-27 2011-05-15 Basell Poliolefine Srl Verfahren zur polymerisierung von olefinen mithilfe mehrerer schlaufenreaktoren
US20140140894A1 (en) * 2012-11-20 2014-05-22 Chevron Phillips Chemical Company, Lp Polyolefin production with multiple polymerization reactors
US10730970B2 (en) 2015-12-17 2020-08-04 Total Research & Technology Feluy Process for determining one or more operating conditions of an olefin polymerization reactor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1503642A (fr) * 1966-09-22 1967-12-01 S I C E R Soc Ind & Commercial Réacteur continu pour fluides liquides et éventuellement gazeux
GB9312225D0 (en) * 1993-06-14 1993-07-28 Exxon Chemical Patents Inc Process and apparatus
US6239235B1 (en) * 1997-07-15 2001-05-29 Phillips Petroleum Company High solids slurry polymerization
BE1013235A4 (fr) * 2000-01-18 2001-11-06 Solvay Procede de fabrication d'une composition de polymeres d'olefines.
CN100379490C (zh) * 2002-09-23 2008-04-09 托塔尔石油化学产品研究弗吕公司 淤浆环管聚烯烃反应器

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