RU2221812C2 - Полимеризация в суспензии с высоким содержанием твердых частиц - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу полимеризации в петлевой реакционной зоне олефиновых мономеров в жидком разбавителе с применением устройства для непрерывного отбора суспензионного продукта. Согласно способу мономер, разбавитель и катализатор циркулируют в петлевом реакторе непрерывного действия с получением жидкой суспензии, содержащей жидкий разбавитель и твердые частицы олефинового полимера. При этом концентрацию твердых частиц олефинового полимера в суспензии поддерживают в реакционной зоне выше 40 мас.% от массы частиц полимера и массы жидкого разбавителя. Осуществляют непрерывный отбор суспензионного продукта, имеющего повышенную концентрацию твердых частиц по сравнению с концентрацией в суспензии в реакционной зоне. Непрерывный процесс позволяет проводить реакцию при весьма высоком содержании твердых частиц в циркулирующей суспензии вследствие более высокой скорости принудительной циркуляции. 3 с. и 26 з.п.ф-лы, 10 ил., 1 табл.

Description

Настоящее изобретение относится к полимеризации олефиновых мономеров в жидком разбавителе.

Полимеризацию присоединением часто проводят в жидкости, которая является растворителем для полученного полимера. Когда полимеры этилена высокой плотности (линейные) впервые появились на рынке в 1950 году, применяли именно этот метод. Вскоре было обнаружено, что такие полимеры целесообразнее получать путем суспензионной полимеризации. Особенно предпочтительной технологией полимеризации стал непрерывный способ суспензионной полимеризации в трубчатом петлевом реакторе с отбором конечного продукта посредством аппаратов для отстаивания, работавших по принципу периодического отбора продукта. Эта технология имела международный успех, по ней производили ежегодно миллиарды фунтов полимеров этилена. С этим успехом появилось стремление ставить меньше больших реакторов вместо большого числа маленьких реакторов на ту же мощность установки.

Отстойные аппараты, однако, создают две проблемы. Во-первых, они представляют собой совмещение периодической технологии с основным непрерывным процессом. Каждый раз, когда отстойный аппарат оказывается на стадии, когда он "выгружает" или "выбрасывает" накопившуюся суспензию полимера, происходит наложение на поток суспензии в петлевом реакторе верхнего потока и в системе отбора нижнего потока. Кроме того, клапанный механизм, с которым связано периодическое разуплотнение отстойных аппаратов в зоне реактора восходящего потока и в зоне отбора нисходящего потока, требует частого техобслуживания вследствие трудностей поддержания сальникового уплотнения с клапанами большого диаметра, необходимыми для уплотнения аппаратов.

Во-вторых, поскольку размер реакторов увеличился, возникли проблемы технического обслуживания аппаратов для отстаивания. Если диаметр трубы увеличился вдвое, объем реактора увеличился в четыре раза. Однако вследствие появления клапанных механизмов возникли трудности при дальнейшем увеличении размеров аппаратов для отстаивания. Следовательно, число необходимых аппаратов начинает превосходить возможности имеющегося физического пространства.

Несмотря на эти ограничивающие факторы, продолжали использовать аппараты для отстаивания там, где олефиновые полимеры образуются в виде суспензии в жидком разбавителе. Это объясняется тем, что в отличие от способа периодической суспензионной полимеризации (то есть, где мономер является разбавителем), при которой обычно достигаемые концентрации превышают 60 процентов, концентрации твердых частиц в суспензии олефинового полимера в разбавителе обычно не выходят за пределы от 37 до 40 массовых процентов. Следовательно, аппараты для отстаивания считали необходимыми для получения готовой суспензии на выходе из аппаратов отстаивания с концентрацией выше 37-40 процентов. Это объясняется тем, что, как говорит само название, отстаивание происходит в аппаратах с целью увеличения концентрации твердых частиц в конечной суспензии, выводимой как суспензионный продукт.

Другим фактором, определяющим максимальное фактическое количество твердых частиц в реакторе, является скорость циркуляции, причем более высокая скорость при данном диаметре реактора позволяет увеличить содержание твердых частиц, поскольку факторами, лимитирующими работу реактора, являются засорение вследствие заполнения реактора полимером.

Краткое изложение изобретения
Целью настоящего изобретения является получение олефиновых полимеров в виде суспензии в жидком разбавителе с применением устройства для непрерывного отбора суспензионного продукта.

Далее целью настоящего изобретения является проведение процесса суспензионной полимеризации олефина в разбавителе при достаточно высокой концентрации твердых частиц в реакционной среде, позволяющей осуществлять прямой непрерывный отбор продукта в промышленном масштабе.

Также целью настоящего изобретения является проведение процесса полимеризации суспензии олефина в разбавителе при повышенных скоростях циркуляции.

Кроме того, целью настоящего изобретения является проведение процесса суспензионной полимеризации олефина в разбавителе в реакционной зоне объемом больше 113,6 м³ (30000 галлонов).

Также предметом настоящего изобретения является петлевой реактор, имеющий емкость выше 113,6 м³ (30000 галлонов), снабженный устройством для непрерывного отбора.

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения процесс полимеризации олефина проходит при повышенной концентрации твердых частиц в реакционной среде и с применением устройства для непрерывного отбора суспензионного продукта.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения петельный реактор для процесса полимеризации олефина предназначен для работы при повышенной скорости циркуляции при определенном диаметре трубы реактора.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения петельный реактор для процесса полимеризации олефина имеет продолговатое полое устройство в конце нижнего потока петли одного из продольных секторов; полое устройство напрямую связано жидким потоком с обогреваемой линией испарителя и, кроме того, оно приспособлено для непрерывного отбора суспензионного продукта.

Краткое описание чертежей
На чертежах, являющихся приложением к описанию настоящего изобретения, представлены: на фигуре 1 - схематическое изображение петлевого реактора и системы отбора полимера; на фигуре 2 - поперечный разрез по линии 2-2 фигуры 1, показано устройство для непрерывного отбора; на фигуре 3 - поперечный разрез по линии 3-3 фигуры 2, показан плунжерный механизм в устройстве для непрерывного отбора; на фигуре 4 дан поперечный разрез устройства для непрерывного отбора, размещенного по касательной; на фигуре 5 изображен вид сбоку колена петельного реактора, на котором видны устройство для отстаивания и узлы непрерывного отбора; на фигуре 6 представлен поперечный разрез по линии 6-6 фигуры 5, показывающий расположение двух узлов непрерывного отбора; на фигуре 7 показан вид сбоку, изображающий иную ориентацию узла непрерывного отбора; на фигуре 8 дан поперечный разрез центробежного насоса; на фигуре 9 представлена схема с иным изображением петель, у которых верхние участки 14а выполнены в виде полуокружностей в 180^o, у которых вертикальные сектора, по крайней мере, в два раза длиннее, чем горизонтальные; и на фигуре 10 дано схематическое изображение, показывающее, что более длинные оси расположены горизонтально.

Подробное изложение изобретения
К удивлению было обнаружено, что непрерывный отбор суспензионного продукта в реакции полимеризации олефина, проходящей в петлевом реакторе в присутствии инертного разбавителя, позволяет реактору работать при повышенном в значительной мере содержании твердых частиц. Промышленное производство преимущественно полимеров этилена в изобутановом разбавителе было обычно ограничено концентрацией твердых частиц не выше 37-40 массовых процентов. Однако непрерывный отбор, как это было обнаружено, позволяет увеличить в значительной мере концентрацию твердых частиц. Более того, сам непрерывный отбор способствует некоторому дополнительному увеличению содержания твердых частиц по сравнению с их содержанием в реакторе, из которого отбирается продукт, что объясняется расположением устройства для непрерывного отбора, которое избирательно забирает суспензию из отстоянного слоя, в котором концентрация твердых частиц выше. Следовательно, в соответствии с настоящим изобретением возможны концентрации выше 40 массовых процентов.

Согласно настоящей заявке масса катализатора не имеет значения, в особенности с оксидом хрома на диоксиде кремния, поскольку производительность чрезвычайно высокая.

К удивлению также было обнаружено, что может быть применена более принудительная циркуляция (с сопутствующей повышенной концентрацией твердых частиц). Действительно, более принудительная циркуляция в сочетании с устройством для непрерывного отбора может позволить непрерывный отбор из реактора продукта с концентрацией твердых частиц больше 50 массовых процентов при помощи устройства для непрерывного отбора. Например, устройство для непрерывного отбора может позволить спокойно работать с результатом на 5-6 процентных пунктов выше, то есть реактор может быть отрегулирован так, что концентрация твердых частиц будет выше на 10 процентов; а более принудительная циркуляция может легко добавить еще 7-9 процентных пунктов, что повысит содержание твердых частиц в реакторе до более чем 50 процентов. Но поскольку устройство для непрерывного отбора предназначено для отбора суспензии из отстоявшегося слоя потока, который имеет концентрацию твердых частиц выше средней, отбираемый продукт будет иметь концентрацию примерно на 3 процентных пункта выше средней концентрации суспензии в реакторе. Таким образом, может быть достигнута фактическая концентрация суспензии, равная 55 массовым процентам и выше, то есть при средней концентрации в реакторе, равной 52 массовым процентам, и готовой полученной суспензии с концентрацией 55 массовых процентов, (то есть на 3 пункта выше).

Следует подчеркнуть, что в промышленном масштабе увеличение концентрации твердых частиц, даже такое незначительное, как всего на один процентный пункт, имеет огромное значение. Поэтому переход от концентрации твердых частиц в среднем с 37-40 массовых процентов в реакторе даже на 41 процент уже имеет большое значение, следовательно, получение 50 процентной концентрации является поистине достижением.

Настоящее изобретение относится к любой полимеризации олефина в петлевом реакторе с применением разбавителя для получения суспензионного продукта, состоящего из полимера и разбавителя. Предпочтительными олефиновыми мономерами являются 1-олефины, имеющие больше 8 атомов углерода в молекуле, без разветвлений ближе к двойной связи, чем в 4 позиции. Особенно предпочтительным вариантом настоящего изобретения является гомополимеризация этилена и сополимеризация этилена с высшим 1-олефином, таким как бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-октен, или 1-децен. Особенно предпочтительным является этилен с 0,01-10, предпочтительнее с 0,01-5, еще предпочтительнее с 0,1-4 массовыми процентами высшего олефина от общей массы этилена и сомономера. Выбранный сомономер можно применять с целью введения упомянутых количеств сомономера в полимер.

Предпочтительные разбавители (в отличие от растворителей или мономеров) хорошо известны специалисту и включают углеводороды, которые являются инертными и жидкими в условиях реакции. Предпочтительными углеводородами являются изобутан, пропан, н-пентан, и-пентан, неопентан и н-гексан; наиболее предпочтительным является изобутан.

Предпочтительные катализаторы хорошо известны специалисту. Наиболее предпочтительным катализатором является оксид хрома с носителем, таким как диоксид кремния, этот катализатор описан в патенте США 2285721 (март. 1958) Ноgаn и Banks, ссылка на который приведена для справки.

Обратимся теперь к чертежам. На фигуре 1 показан петлевой реактор 10, имеющий вертикальные сектора 12, верхние горизонтальные сектора 14 и нижние горизонтальные сектора 16. Эти верхние и нижние горизонтальные сектора определяют верхние и нижние зоны горизонтального потока. Реактор охлаждают с помощью двух трубчатых теплообменников, образуемых трубой 12 и рубашками 18. Каждый сектор связан со следующим сектором при помощи колена или патрубка 20, обеспечивающего свободное непрерывное прохождение потока без внутренней забивки. Циркуляция полимеризационной смеси происходит под действием центробежного насоса 22 (показан на фигуре 8), работающего от двигателя 24. Мономер, сомономер, если он присутствует, и разбавитель подают по линиям 26 и 28 соответственно, которые могут входить непосредственно в реактор в одном или нескольких местах или они могут быть в комбинации, как это показано, с линией возврата конденсированного разбавителя 30. Катализатор вводят через устройство для подачи катализатора 32, которое имеет зону (место) для ввода катализатора. Продолговатое полое устройство для непрерывного отбора суспензионного промежуточного продукта в виде суспензии 34 обозначено в общих чертах для справки. Механизм непрерывного отбора 34 расположен в конце нижнего потока на или прилегает к одному из нижних горизонтальных секторов 16 петлевого реактора или прилегает к соединительному колену 20.

Устройство для непрерывного отбора показано в конце нижнего потока нижнего горизонтального сектора петлевого реактора, такое расположение является предпочтительным. Расположение этого устройства может быть в зоне рядом с последней точкой в петле, где поток поворачивает вверх перед зоной введения катализатора, что дает возможность свежему катализатору максимально долго оставаться в реакторе до того, как он впервые проходит точку отбора. Однако устройство для непрерывного отбора может быть расположено на любом секторе или на любом колене.

Также сектор, к которому присоединено устройство для непрерывного отбора, может иметь больший диаметр в целях замедления потока и, следовательно, последующего расслоения потока, способствующих тому, что выводимый поток может иметь даже еще более высокую концентрацию твердых частиц.

Непрерывно отбираемый суспензионный промежуточный продукт проходит по трубопроводу 36 в испарительную камеру с высоким давлением 38. Трубопровод 36 имеет охватывающий трубопровод 40, в котором находится нагретая жидкость, косвенно передающая тепло суспензии, находящейся в трубопроводе 36 испарительной линии. Испарившийся разбавитель выходит из испарительной камеры 38 через трубопровод 42 на следующую стадию, включающую конденсацию методом простого теплообмена с использованием рециркуляционного конденсатора 50 и возвращается в систему без компрессии по линии возврата разбавителя 30. Рециркуляционный конденсатор 50 может работать на любой теплообменной жидкости, известной специалисту, при любых известных специалисту условиях. Однако предпочтительно, чтобы применяли жидкость с температурой, оптимальной с экономической точки зрения. Предпочтительный предел температур у такой жидкости заключен между 4,4 и 54,4^oС (40 и 130 градусов F). Частицы полимера выводят из испарительной камеры с высоким давлением 38 по линии 44, после чего они поступают на следующую стадию процесса, на которой применяют известные специалисту технологии. Предпочтительно они поступают в испарительную камеру с низким давлением 46, и после этого их отбирают как полимерный продукт через линию 48. Отделенный разбавитель проходит через компрессор 47 в линию 42. Такая схема с высоким давлением подробно описана в патенте США 4424341 (3 января 1984) Hanson и Sherk, ссылка, которая приведена здесь для справки. К удивлению, было обнаружено, что непрерывный отбор не только позволяет работу при повышенных концентрациях твердых частиц в зоне верхнего потока в реакторе, но еще и позволяет улучшить работу на стадии испарения при высоком давлении, что ведет к тому, что большая часть направленного на выпаривание разбавителя испаряется и возвращается в систему, не требуя сжатия. Действительно, 70-90 процентов разбавителя может быть собрано таким образом. Это объясняется разными причинами. Прежде всего тем, что поскольку поток является непрерывным, а не прерывающимся, обогреватели линии испарения работают лучше. Также после снижения давления после регулирующего вентиля, который регулирует скорость непрерывного потока, выходящего из реактора, давление в реакторе понижается, это означает, что когда идет испарение, температура понижается и это способствует более эффективному использованию обогревателей линии испарения.

Теперь, обращаясь к фигуре 2, видим детальное изображение колена 20 с устройством для непрерывного отбора 34. Устройство для непрерывного отбора включает захватывающий цилиндр 52, линию выгрузки суспензии 54, аварийный перекрывающий вентиль 55, задвижку с моторным приводом 58 для регулирования потока и линии испарения 60. Реактор работает в заполненном "жидкостью" состоянии. Поскольку мономер разбавленный, жидкость слегка сжимается, по крайней мере, позволяя осуществлять контроль давления в системе, заполненной жидкостью, с помощью вентиля. Введение разбавителя поддерживают обычно постоянным; задвижка с моторным приводом 58 применена для регулирования скорости непрерывного потока, что необходимо для поддержания общего давления в реакторе в пределах заданных значений регулируемой величины.

Теперь обратимся к фигуре 3, на которой показан продольный разрез по линии 3-3 фигуры 2, показан патрубок или колено 20 с присоединенным устройством для непрерывного отбора 34 (изображено в деталях) колено 20, по крайней мере, представляет собой устройство, несущее колено. Как показано на чертеже, устройство состоит из цилиндра 52, в данном случае присоединенного под прямым углом к касательной к поверхности колена. Цилиндр отбора 52 представляет собой линию вывода суспензии 54. Расположенный внутри цилиндра 52 плунжерный механизм 62 имеет двойное назначение. Во-первых, он представляет собой простой и надежный чистящий механизм для цилиндра, в случае его забивки полимером. Во-вторых, он может играть роль простого и надежного перекрывающего клапана для всего узла непрерывного отбора.

На фигуре 4 показано предпочтительное направление расположения цилиндра отбора 52 по касательной к кривизне колена 20 и в точке перед поворотом потока вверх. Отверстие в месте присоединения имеет форму эллипса. Кроме того, это отверстие можно расширить с целью улучшения эффективности отбора.

На фигуре 5 показаны четыре позиции. Во-первых, на ней показан угол расположения цилиндра отбора 52. Цилиндр отбора показан под углом альфа к плоскости (1), перпендикулярной к оси горизонтального сектора 16 и (2) расположенным в конце горизонтального потока горизонтального сектора 16. Угол с этой плоскостью берется в направлении нижнего потока от плоскости. Вершина этого угла лежит в центральной точке радиуса кривизны, как это показано на фигуре 5. Плоскость может быть описана как плоскость поперечного сечения горизонтального сектора. В данном случае изображен угол, равный примерно 24 градусам. Во-вторых, на ней показано несколько устройств для отбора, 34 и 34а. В-третьих, на ней показано, что одно устройство 34 расположено на вертикальной оси плоскости нижнего сектора 16, а другое 34а расположено под углом к этой плоскости, как это будет более подробно показано на фигуре 6. И, наконец, на ней показана комбинация отборочного устройства 34 с традиционным отстойным аппаратом 64 для периодического отбора в случае необходимости.

Как это видно из относительных размеров, цилиндры отбора значительно меньше традиционных отстойников. Даже при 50,8-миллиметровом (2-дюймовом) внутреннем диаметре устройства для непрерывного отбора можно отбирать столько же готовой суспензии, сколько с отстойными аппаратами, имеющими внутренний диаметр, равный 3759,2 мм (148 дюймам). Это имеет большое значение, так как при существующих больших промышленных петлевых реакторах мощностью 56,8-68,1 м³ (15000-18000 галлонов) требуется шесть 200-миллиметровых (восьмидюймовых) отстойных аппаратов вследствие трудности изготовления надежных клапанов больших диаметров. Как это уже было отмечено, увеличение диаметра трубы в два раза связано с увеличением объема в четыре раза и просто нет помещения для свободного размещения большого числа, увеличившегося в четыре раза, отстойных аппаратов. Следовательно, настоящее изобретение делает возможным применения больших, более мощных реакторов. Согласно настоящему изобретению можно использовать реакторы объемом 113,6 м³ (30000 галлонов) и больше. Обычно цилиндры для непрерывного отбора будут иметь номинальный внутренний диаметр в пределах от 25,4 мм (от 1 дюйма до менее чем 203 мм) (8 дюймов). Предпочтительный внутренний диаметр будет равен 50,8-76,2 мм (2-3 дюймам).

На фигуре 6 взято продольное сечение по линии 6-6 фигуры 5, фигура 6 показывает цилиндр отбора 34а, расположенный под углом бета к вертикальной плоскости по отношению к оси реактора. Эту плоскость можно считать вертикальной осевой плоскостью реактора. Этот угол может быть взят или от одной стороны плоскости или от обеих сторон плоскости, если он не равен нулю. Вершина угла лежит на оси реактора. Как это видно на фигуре 6, угол находится в плоскости, перпендикулярной к оси реактора.

Замечено, что есть три варианта размещения. Во-первых, есть расположение цилиндра по касательной, как это изображено на фигуре 4, и перпендикулярное, как это показано на фигурах 2 или 7, или под углом от 0 до 90 градусов. Во-вторых, есть расположение относительно того, на каком расстоянии находится кривизна колена, как это показано с углом альфа (фигура 5). Он может быть от 0 до 60 градусов, предпочтительно от 0 до 40 градусов и более предпочтительно от 0 до 20 градусов. В-третьих, есть угол бета к центральной плоскости продольного сектора (фигура 6). Этот угол может быть от 0 до 60 градусов, предпочтительно от 0 до 45 градусов, более предпочтительно от 0 до 20 градусов.

На фигуре 7 показан вариант реализации настоящего изобретения, согласно которому цилиндр для непрерывного отбора 52 имеет перпендикулярное расположение, угол альфа равен 0 (поскольку он находится в конце, но все еще на прямом участке сектора), и угол бета равен 0, то есть он находится прямо на вертикальной осевой плоскости нижнего горизонтального сектора 16.

На фигуре 8 дано детальное изображение центробежного насоса 22, необходимого для непрерывного продвижения суспензии по направлению хода потока. Согласно этому варианту реализации настоящего изобретения можно видеть, что центробежный насос находится в слегка расширенной части трубы, которая представляет собой проталкивающую зону для циркулирующих реагентов. Предпочтительно эта система работает, генерируя перепад давления, по крайней мере, в 124,11 кПа (18 psig), предпочтительно, по крайней мере, в 137,9 кПа (20 psig) и более предпочтительно, по крайней мере, в 151,68 кПа (22 psig) между концами верхнего и нижнего потоков в проталкивающей зоне при номинальном диаметре реактора, равном 0,610 м (двум футам), при общей длине прохождения потока, равной примерно 289,6 м (950 футам), при использовании изобутана в основном для получения полимеров этилена. Такое высокое давление, как 344,74 кПа (50 psig) и выше возможно. Это может быть получено путем регулирования скорости вращения лопастей насоса при сокращении зазора между лопастями и внутренней стенкой корпуса насоса или благодаря использованию более мощного насоса, известного специалисту. Этот высокий перепад давления может быть достигнут также при использовании, по крайней мере, одного дополнительного насоса.

Обычно система работает с получением перепада давления, выраженного как потеря давления на единицу длины реактора, по крайней мере, равной 21,3 мм (0,07 фут), обычно от 21,3 до 45,7 мм (0,07-0,15 фут) перепада давления на мм длины реактора с номинальным диаметром 609,59 мм (24 дюйма). Предпочтительно эта потеря давления на единицу длины составляет 0,09-0,11 для реактора с диаметром 609,59 мм (24 дюйма). Для реакторов больших диаметров необходимы более высокая скорость прохождения суспензии и более высокий перепад давления на единицу длины реактора. Перепад давления выражен величиной метров на метр (фут/фут). Это допускает плотность суспензии примерно 0,5-0,6.

Согласно фигуре 9 верхние сектора показаны как 180^o полуокружности, представляющие собой предпочтительный вариант конфигурации. Вертикальные сектора, по крайней мере, в два раза длиннее, обычно в 7-8 раз длиннее горизонтальных секторов. Например, длина вертикального потока может быть равной 57,9-68,6 м (190-225 футам), а длина потоков в горизонтальных секторах 7,62-11,89 м (25-30 футам). Можно использовать любое количество петель в дополнение к четырем, здесь описанным, и восьми петлям, изображенным на фигуре 1, но обычно используют четыре или шесть петель. Ссылаясь на двухфутовый диаметр, означает, что внутренний диаметр равен примерно 556,3 мм (21,9 дюйма). Длина потока обычно превышает 152,4 м (500 футов), предпочтительнее 274,3 м (900 футов), еще более предпочтительно, когда она равна 286,5-411,5 м (940-1350 футам).

Промышленные насосы, например для обеспечения циркуляции реакционной среды в закрытом петлевом реакторе, обычно испытывают их изготовители, и необходимые кавитационные давления легко определяются обычными методами.

ПРИМЕРЫ
Реактор полимеризации с четырьмя вертикальными аппаратами для отстаивания, в котором применен 660,4-миллиметровый (26-дюймовый) насос D51795/81-281 в корпусе M51879/FAB, был использован для полимеризации этилена с гексеном-1. Было проведено сравнение этого насоса с 609,6-миллиметровым (24-дюймовым) насосом, дающим менее принудительную циркуляцию (перепад давления 0,20 к 0,30 м) (0,66 к 0,98 футов). Затем эти данные сравнили с данными, полученными при более принудительной циркуляции и при применении устройства для непрерывного отбора, которое для сведения показано на фигуре 5. Полученные данные приведены в таблице.

Поскольку настоящее изобретение было описано с иллюстративной целью, не следует считать, что предмет настоящего изобретения этим ограничен; было сделано намерение лишь охватить все варианты в духе и в рамках настоящего изобретения.

Claims (29)

1. Способ полимеризации, включающий полимеризацию в петлевой реакционной зоне, по крайней мере, одного олефинового мономера в жидком разбавителе с получением жидкой суспензии, содержащей жидкий разбавитель и твердые частицы олефинового полимера, поддержание концентрации твердых частиц олефинового полимера в суспензии в реакционной зоне выше 40 мас.% от массы частиц полимера и массы жидкого разбавителя, отличающийся тем, что осуществляют непрерывный отбор суспензии, имеющей повышенную концентрацию твердых частиц по сравнению с концентрацией в суспензии в реакционной зоне, при этом отобранная суспензия, представляющая собой промежуточый продукт процесса, содержит выделенный жидкий разбавитель и выделенные твердые частицы полимера.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве олефинового мономера используют этилен или этилен и 0,01-5 мас.% гексена от общей массы этилена и гексена, при этом жидкий разбавитель представляет собой изобутан.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что концентрация твердых частиц олефинового полимера в суспензии в зоне превышает 50 мас.% от массы частиц полимера и массы жидкого разбавителя.

4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что поддерживают перепад давления, по крайней мере, равный 0,124 МПа в проталкивающей зоне для обеспечения циркуляции суспензии в реакционной зоне.

5. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что в реакторе поддерживают величину потери давления на единицу длины реактора выше 21,3 на мм длины пути прохождения, в частности, в пределах 21,3-45,7 мм/мм на мм длины пути прохождения потока, в проталкивающей зоне.

6. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что реакционную зону поддерживают в заполненном жидкостью состоянии.

7. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что реакционная зона имеет объем более 75,7 м³, предпочтительно больше 113,6 м³.

8. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что промежуточный продукт непрерывно пропускают через зону обогрева с получением нагретого промежуточного продукта, после чего на нагретый промежуточный продукт воздействуют перепадом давления в зоне испарителя с высоким давлением, при этом в процессе нагрева большая часть выведенного жидкого разбавителя испаряется и отделяется от выведенных твердых частиц полимера, с последующей конденсацией отделенного выведенного жидкого разбавителя для возврата в цикл, без сжатия, путем теплообмена с жидкостью, имеющей температуру в пределах 4-54°С.

9. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что непрерывный отбор суспензии осуществляют на участке, расположенном возле последней точки в петлевой реакционной зоне перед поворотом потока вверх и перед зоной введения катализатора.

10. Способ по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что непрерывный отбор суспензии осуществляют, по крайней мере, на одном участке, прилегающем к концу нижней зоны горизонтального потока.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что непрерывный отбор суспензии осуществляют на участке, расположенном вдоль вертикальной осевой плоскости нижней зоны горизонтального потока перед его поворотом вверх.

12. Способ по п.10, отличающийся тем, что, по крайней мере, один участок расположен вдоль вертикальной осевой плоскости нижней зоны горизонтального потока и после поворота потока вверх.

13. Способ по п.10, отличающийся тем, что, по крайней мере, один участок расположен под углом на расстоянии от вертикальной осевой плоскости нижней зоны горизонтального потока и этот угол равен 0-45°.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что, по крайней мере, один участок расположен на расстоянии от вертикальной осевой плоскости под углом, равным 0-20°.

15. Способ по п.13, отличающийся тем, что, по крайней мере, один участок расположен перед поворотом потока вверх.

16. Способ по п.13, отличающийся тем, что, по крайней мере, один участок расположен после поворота потока вверх под углом, равным, по крайней мере, не меньше 1, но меньше чем 45° к оси верхнего потока.

17. Способ по п.10, отличающийся тем, что, по крайней мере, один участок для непрерывного отбора представляет собой один участок или несколько участков.

18. Способ по одному из пп.1-17, отличающийся тем, что он дополнительно включает стадию отстаивания суспензии, по крайней мере, в одной отстойной зоне с последующим выводом части отстоянной суспензии из отстойной зоны в виде промежуточного продукта процесса, после чего отстойную зону закрывают.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что во время пуска стадии отстаивания суспензии осуществляют регулирование условий процесса в реакторе для увеличения содержания твердых частиц в реакторе, по крайней мере, на 10 мас.%.

20. Петлевой реактор, включающий множество вертикальных секторов, множество верхних горизонтальных секторов, множество нижних горизонтальных секторов, в котором каждый из вертикальных секторов присоединен верхним концом посредством верхнего колена к одному из верхних горизонтальных секторов, а нижним концом посредством нижнего колена к одному из нижних горизонтальных секторов для обеспечения непрерывного потока жидкой суспензии, средства введения реакционного мономера, катализатора полимеризации и жидкого разбавителя в реактор, средства для непрерывного продвижения суспензии в направлении хода потока, по крайней мере, одно полое ответвление, прилегающее к одному из нижних горизонтальных секторов, причем указанное ответвление предназначено для отбора суспензионного продукта и выполнено с возможностью открытого сообщения с потоком, и продольную линию испарения, которая соединена потоком с ответвлением для передачи суспензионного продукта из ответвления в узел испарения, причем линия испарения имеет охватывающий теплообменник для нагревания суспензионного продукта, при этом реактор в значительной мере свободен от забивки, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно полое ответвление, прилегающее к концу нижнего потока одного из нижних горизонтальных секторов, имеет продолговатую форму и выполнено с возможностью непрерывного отбора суспензионного продукта.

21. Реактор по п.20, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно ответвление присоединено к одному из нижних горизонтальных секторов, с образованием нижнего горизонтального сектора, несущего ответвление, причем ответвление расположено вдоль вертикальной осевой плоскости нижнего горизонтального сектора, несущего ответвление, и прилегает к гладкому нижнему колену в конце нижнего потока в нижнем горизонтальном секторе, несущем ответвление.

22. Реактор по п.20, отличающийся тем, что ответвление присоединено к одному из нижних горизонтальных секторов под углом 0-90°.

23. Реактор по п.20, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно ответвление соединено с гладким коленом, присоединенным в конце нижнего потока к нижнему горизонтальному сектору, несущему ответвление, образуя гладкое колено, несущее ответвление.

24. Реактор по п.23, отличающийся тем, что ответвление соединено с гладким коленом, несущим ответвление, под углом, по крайней мере, не меньше 1°, но меньше 45° от оси прилегающего вертикального сектора.

25. Реактор по п.24, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно ответвление присоединено под прямым углом к касательной к колену, несущему ответвление.

26. Реактор по п.24, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно ответвление присоединено по касательной к колену, несущему ответвление.

27. Реактор по п.26, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно ответвление присоединено на расстоянии от вертикальной осевой плоскости под углом 20°-45°.

28. Реактор по п.26, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно ответвление представляет собой именно одно ответвление или множество ответвлений.

29. Способ полимеризации, включающий полимеризацию в петлевой реакционной зоне, по крайней мере, одного олефинового мономера с использованием катализатора, содержащего оксид хрома на носителе, в жидком растворителе, с получением жидкой суспензии, содержащей жидкий разбавитель и твердые частицы олефинового полимера, поддержание концентрации твердых частиц олефинового полимера в суспензии в зоне выше 40 мас.% от массы частиц полимера и массы жидкого разбавителя, отличающийся тем, что осуществляют непрерывный отбор суспензии, имеющей повышенную концентрацию твердых частиц по сравнению с концентрацией в суспензии в реакционной зоне, при этом отобранная суспензия, представляющая собой промежуточый продукт процесса, содержит выделенный жидкий разбавитель и выделенные твердые частицы полимера.

Images