RU2289593C9 - Оптимизация удаления тепла в газофазном процессе с псевдоожиженным слоем - Google Patents

Оптимизация удаления тепла в газофазном процессе с псевдоожиженным слоем Download PDF

Info

Publication number
RU2289593C9
RU2289593C9 RU2004106795/04A RU2004106795A RU2289593C9 RU 2289593 C9 RU2289593 C9 RU 2289593C9 RU 2004106795/04 A RU2004106795/04 A RU 2004106795/04A RU 2004106795 A RU2004106795 A RU 2004106795A RU 2289593 C9 RU2289593 C9 RU 2289593C9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ethylene
ethane
gas
reactor
fluidized bed
Prior art date
Application number
RU2004106795/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2289593C2 (ru
RU2004106795A (ru
Inventor
Клаус БЕРХАЛЬТЕР
Вальтер ШИКЕТАНЦ
Жерар ДЮК
Original Assignee
Базелль Полиолефине Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Базелль Полиолефине Гмбх filed Critical Базелль Полиолефине Гмбх
Publication of RU2004106795A publication Critical patent/RU2004106795A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2289593C2 publication Critical patent/RU2289593C2/ru
Publication of RU2289593C9 publication Critical patent/RU2289593C9/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1809—Controlling processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/148—Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound
    • C07C7/163—Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound by hydrogenation
    • C07C7/167—Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound by hydrogenation for removal of compounds containing a triple carbon-to-carbon bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00—Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F10/02—Ethene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00004—Scale aspects
    • B01J2219/00006—Large-scale industrial plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F110/00—Homopolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F110/02—Ethene
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S526/00—Synthetic resins or natural rubbers -- part of the class 520 series
    • Y10S526/901—Monomer polymerized in vapor state in presence of transition metal containing catalyst

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения полиэтилена из этилена в газовой фазе в реакторе с псевдоожиженным слоем. Описан способ получения полиэтилена из подаваемого этилена включающий: а) стадию гидрирования, в которой подаваемый этилен, содержащий примеси или вторичные компоненты, такие как ацетилен и этан, реагирует с водородом с удалением ацетилена каталитическим гидрированием с образованием этилена, а часть этилена превращается в этан, и б) стадию полимеризации, в которой этилен, покидающий стадию а), реагирует в газовой фазе в реакторе с псевдоожиженным слоем с образованием полиэтилена, где используемый псевдоожижающий газ включает на входе в реактор этилен и от 20 до 70% по объему этана относительно общего объема псевдоожижающего газа, возможно, с другими компонентами. Технический результат - снижение капитальных и энергетических затрат, достижение высоких выходов продукта за 1 проход в единицу времени. 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к способу получения полиэтилена из этилена в газовой фазе в реакторе с псевдоожиженным слоем.
Полимеризация мономеров в газовой фазе для получения полимеров в реакторе с псевдоожиженным слоем (процесс с псевдоожиженным слоем) с использованием катализаторов является широко используемым процессом, в особенности для полимеризации этилена в полиэтилен. Здесь псевдоожиженный слой получают пропусканием газов (псевдоожижающий газ) снизу через тонко раздробленный материал, в случае получения полиолефинов, в особенности полиэтилена, обычно частицы полиолефина и катализатор, находящиеся на горизонтальной сетчатой пластине так, чтобы получать при специфических условиях потока состояние, в котором частицы материала в псевдоожиженном слое находятся в непрерывном турбулентном возвратно-поступательном движении по вертикали и таким образом остаются суспендированными в существенной степени.
По сравнению с обычными процессами использование процесса с псевдоожиженным слоем для полимеризации этилена позволяет снижение капитальных затрат и резкое понижение энергетических затрат.
Европейская заявка на патент ЕР-А 0853091 относится к способу газофазной полимеризации олефинов в присутствии каталитической системы, включающей металлоцен и низший алкан, предпочтительно, н-бутан, н-пентан, н-гексан или изобутан.
Европейская заявка на патент ЕР-В 0157584 относится к способу полимеризации или сополимеризации α-олефинов в реакторе с псевдоожиженным слоем. Согласно примеру, используют псевдоожижающий газ, который включает 42% по объему этилена, 40% по объему водорода, 10% по объему этана и 8% по объему азота.
Решающим фактором в достижении высоких выходов продукта за один проход в единицу времени является удаление тепла реакции, выделяемого при сильно экзотермической полимеризации в псевдоожиженном слое. Температуры, которые являются слишком высокими, могут приводить не только к разложению продукта или катализатора, но и к слипанию полимерных частиц в ходе полимеризации, что может иметь место даже при относительно низкой температуре. Такое слипание может привести к образованию комков в реакторе и следствием является остановка реактора.
Количество полимера, который может быть получен в реакторе с псевдоожиженным слоем заданного размера в определенное время, таким образом, находится в прямой зависимости от количества тепла реакции, которое может быть удалено. В связи с этим существуют ряд возможных методов удаления тепла полимеризации в реакторе с псевдоожиженным слоем.
Обычно общепринятым методом является охлаждение циркулирующего газового потока, покидающего реактор, посредством теплообменников вне реактора и затем повторное введение газового потока с помощью сжатия. Недостаток этого метода состоит в том, что циркулирующий газовый поток, который необходим, чтобы принимать тепло полимеризации, должен быть существенно больше, чем газовый поток, реально необходимый для поддержания псевдоожиженного слоя.
Другой возможный путь удаления тепла из слоя полимеризации состоит в увеличении доли мономера. Однако этот метод ограничен, поскольку он зависит от активности катализатора, при увеличении концентрации мономера в газовой фазе увеличивается риск образования осадка при полимеризации из отложений тонкой пыли на стенке реактора, и таким образом усиливается опасность остановки.
Европейская заявка на патент ЕР-В 0089691 относится к непрерывному способу получения полимера в реакторе с псевдоожиженным слоем, в котором непрореагировавший циркулирующий газ частично или полностью охлаждают до температуры ниже точки конденсации так, чтобы получать двухфазную смесь из газа и захваченной жидкости, и повторно вводят в реактор. Испарение конденсированного материала в псевдоожиженном слое позволяет улучшать удаление тепла из псевдоожиженного слоя. Этот метод позволяет значительно увеличить удаление тепла из псевдоожиженного слоя, но имеет недостаток, что требуется значительная схема в инженерном смысле для очистки и введения жидких углеводородных компонентов или для разделения газа и конденсируемого материала.
Используемый этилен обычно очищают, то есть удаляют полярные компоненты, которые действуют в качестве каталитических ядов. Кроме того, гидрируют ацетилены, которые аналогично неблагоприятно воздействуют на активность катализатора.
Этилен подают в реакционный цикл, чтобы замещать мономер, который был превращен в полиэтилен, а также замещать потери обычно присутствующей относительно малой доли этана, которая обычно в количестве 0,1% по объему представляет собой его максимальное содержание (а именно, этилен "полимерной марки").
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать новый метод удаления тепла в процессе с псевдоожиженным слоем для получения полиэтилена из этилена.
Было найдено, что эта задача решается способом получения полиэтилена из "подаваемого этилена", который включает:
а) стадию гидрирования, в которой "подаваемый этилен", содержащий примеси или вторичные компоненты, такие как ацетилен и этан, реагирует с водородом с удалением ацетилена каталитическим гидрированием с образованием этилена, а часть этилена превращается в этан, и
б) стадию полимеризации, в которой этилен, покидающий стадию а), реагирует в газовой фазе в реакторе с псевдоожиженным слоем с образованием полиэтилена, где используемый псевдоожижающий газ включает на входе в реактор этилен и от 20 до 70% по объему этана относительно общего объема псевдоожижающего газа, возможно, вместе с другими компонентами,
где концентрация, указанная в б), в дополнение к этану, уже присутствующему в "подаваемом этилене", складывается из заданной конверсии этилена в стадии а) в этан и, необязательно / или подаваемого потока этана, добавляемого в "подаваемый этилен".
Для осуществления настоящего изобретения "подаваемый этилен" представляет собой этилен, полученный в производстве этилена в установке крекинга с водяным паром. Этот этилен также содержит ацетилен и этан в доле обычно, например, 5 частей на млн ацетилена и 0,1% по объему этана.
Для осуществления настоящего изобретения псевдоожижающий газ представляет собой газ, который подают в псевдоожиженный слой реактора с псевдоожиженным слоем. Он содержит реакционноспособные компоненты, в случае полимеризации этилена, этилен и, если желательно, сомономеры, такие как пропилен, бутилен и т.д., частично реакционноспособные компоненты, такие как водород, и компоненты, которые являются инертными в полимеризации, например азот и этан и, возможно, высшие насыщенные углеводороды. Псевдоожижающий газ служит, во-первых, для псевдоожижения слоя полимеризации и, во-вторых, для удаления тепла реакции.
Для осуществления настоящего изобретения циркулирующий газ представляет собой газ, который покидает реактор с псевдоожиженным слоем после реакции над катализатором полимеризации. Этот газ, который содержит меньшее количество этилена, чем псевдоожижающий газ в результате полимеризации, циркулирует и, обычно после сжатия, охлаждения и добавления "подаваемого этилена" его обрабатывают, как описано выше, подают снова в реактор в качестве псевдоожижающего газа и/или удаляют полностью или частично из реактора.
Способ в соответствии с настоящим изобретением имеет ряд преимуществ по сравнению со способами, известными из предшествующего уровня техники. Во-первых, он предлагает дальнейшую возможность увеличения удаления тепла из слоя полимеризации и реакторной системы. Если инертные газы состоят в значительной степени из этана, то есть обычно используемый азот в значительной степени заменен этаном, и добавление других инертных компонентов ограничено заданным минимумом, можно использовать преимущество, что этан имеет более высокую объемную (или молярную) теплоемкость, чем азот. Таким путем достигают лучшего удаления тепла из слоя полимеризации, и циркулирующий газ можно охлаждать при меньшей разности температур.
Следующее преимущество способа в соответствии с настоящим изобретением состоит в том "загрязненный" этаном этилен может быть использован на стадии полимеризации. На стадии гидрирования а) ацетилен, присутствующий в "подаваемом этилене", гидрируют до этилена над катализатором гидрирования. Кроме того, в то же самое время обычно образуется этан. Однако отделение этана от используемого этилена затруднительно, так как этилен и этан имеют очень близкие температуры кипения. Полимеризацию этилена в полиэтилен обычно проводят с использованием этилена, имеющего чистоту более или равную 99,9% ("полимерной марки"). Способ в соответствии с настоящим изобретением делает возможным использование этилена, содержащего от 0,1 до 5% по объему этана, предпочтительно от 0,2 до 0,6% по объему. Это означает, что способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет проводить менее полное отделение этана от этилена, что приводит к экономии в стоимости при получении и очистке этилена, например, в установке крекинга с водяным паром.
В дополнение к этану, вводимому через поток "подаваемого этилена", концентрацию этана в этилене, используемом для полимеризации, на стадии гидрирования а) доводят заданным образом до такого уровня, чтобы достигнуть желательной концентрации этана в циркулирующем газе, а другие инертные газы, таким образом, в значительной степени заместить этаном, и эту концентрацию поддерживают в циркулирующем газе. Также в рамках изобретения следует использовать в дополнение к этану, уже присутствующему в потоке "подаваемого этилена", подаваемый поток этана. Этот поток "подаваемого этана" может быть потоком прямого крекинга, когда "подаваемый этан", предпочтительно, смешивают с "подаваемым этиленом" перед секцией очистки. Другим источником "подаваемого этана" является циркулирующий газ. Если циркулирующий газ используют в качестве "подаваемого этана", его, предпочтительно, добавляют через линию циркулирующего газа, в которую обычно добавляют перед входом в циркуляционный компрессор "подаваемый этилен" или частично гидрированный "подаваемый этилен". Также можно смешивать различные источники этана, например смесь из "подаваемого этана" от установки крекинга и/или циркулирующий газ и поток гидрированного "подаваемого этилена".
Различные источники этана могут также варьироваться в ходе процесса полимеризации. В предпочтительном варианте осуществления изобретения при пуске реактора используют "подаваемый этан" от установки крекинга. Затем при достижении условий устойчивого состояния используют "подаваемый этан" из циркулирующего газа.
Различное количество компонентов в псевдоожижающем газе, например количество этана и этилена, можно удобно контролировать с помощью газового хроматографа, который обычно присоединяют к линии циркуляции непосредственно перед или после компрессора циркулирующего газа.
Перед входом в реактор псевдоожижающий газ включает от 30 до 80% по объему этилена, от 20 до 70% по объему этана и, возможно, другие компоненты как, например, сомономеры, в особенности, от 0 до 10% по объему азота и от 0 до 5% по объему водорода. Псевдоожижающий газ, предпочтительно, включает от 50 до 65% по объему этилена, от 35 до 50% по объему этана, от 0 до 5% по объему азота, от 0 до 2% по объему водорода относительно общего объема псевдоожижающего газа, и возможно, другие компоненты, например, от 0,1 до 6% по объему гексена. Самое особое предпочтение отдают тому, чтобы фактически весь азот в псевдоожижающем газе был заменен этаном.
Этилен и любые сомономеры, присутствующие в псевдоожиженном газе, превращаются в полиэтилен в реакторе с псевдоожиженным слоем. Полиэтилен извлекается из реактора обычно путем периодического или непрерывного открытия задвижки и собирается. Часть газа, присутствующего в реакторе, отводят вместе с полиэтиленом (выходящий поток). Главную часть выходящего потока возвращают в поток циркулирующего газа, в то время как другую часть выходящего потока выводят из системы. Это приводит к потере инертного газа (преимущественно, этана, азота, водорода, и возможно, других компонентов). Эту потерю заменяют соответствующей долей этана в этилене из стадии гидрирования.
Стадия гидрирования а)
На стадии гидрирования ацетилен, полученный при получении этилена, например ацетилен, присутствующий в "сыром этилене", полученном в установке крекинга с водяным паром, гидрируют, так как ацетилен может мешать полимеризации этилена. Кроме того, этилен превращают заданным образом в этан так, чтобы концентрация этана в псевдоожижающем газе, используемом на последующей стадии полимеризации, составляла от 20 до 70% по объему, предпочтительно, от 35 до 50%, по объему относительно общего объема псевдоожижающего газа.
В качестве катализаторов гидрирования используют общепринятые катализаторы гидрирования, например катализаторы на основе платины, палладия, родия или переходных металлов, таких как молибден, вольфрам, хром или железо, кобальт, медь и никель, которые можно использовать либо индивидуально, либо в смеси, обычно нанесенными на носители, такие как активированный угль, керамика и т.д. Гидрирование обычно проводят при температурах от 20 до 135°С, предпочтительно, от 90 до 95°С, особенно предпочтительно, от 92 до 95°С. Теплоту гидрирования, полученную на стадии гидрирования, предпочтительно, используют для нагревания "подаваемого этилена", что является выгодным для начала и продолжения гидрирования.
Полученный этилен очищают, если это необходимо, и вводят в циркулирующий газ, который подают в реактор с псевдоожиженным слоем.
Стадия полимеризации б)
Стадию полимеризации, предпочтительно, проводят пропусканием псевдоожижающего газа сквозь псевдоожиженный слой, включающий частицы полиэтилена и катализатор, охлаждением газа, покидающего псевдоожиженный слой, и повторным введением его в псевдоожиженный слой, причем этилен, который вступил в реакцию, заменяют путем добавления к циркулирующему газу или прямого введения в реактор, а полиэтилен выгружают из реактора периодическим или непрерывным открытием задвижек.
Катализатор обычно вводят в реактор с псевдоожиженным слоем непосредственно, либо в чистой форме, либо с помощью газа, например инертного газа, например азота, аргона и/или этана, или в форполимер. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, катализатор добавляют с помощью газа, но не с азотом, используя относительно не реакционноспособные, например водород или инертные, углеводороды в качестве несущего газа, предпочтительно, он имеет очень высокую концентрацию этана, предпочтительно, фактически только этан. В предпочтительном варианте осуществления изобретения используют этан, особенно предпочтительно, "подаваемый этан" из установки крекинга, который, предпочтительно, очищают перед контактом с катализатором. Когда его вводят таким способом, катализатор, предпочтительно, вводят в форме порошка.
Используемые катализаторы обычно представляют собой соединения, такие как соединения переходных металлов на носителе. Предпочтение отдают соединениям титана, циркония и хрома. Примеры подходящих катализаторов представляют собой катализаторы Циглера и Филлипса или металлоцены переходных металлов групп 4, 5 и 6, предпочтительно, титана, циркония, гафния и хрома, которые включают циклопентадиенильные системы с одним или двумя заместителями, незамещенные или конденсированные. Также можно использовать смеси различных катализаторов в способе в соответствии с настоящим изобретением.
Температуры полимеризации обычно составляют от 70 до 125°С, предпочтительно, от 85 до 120°С, особенно предпочтительно, от 90 до 115°С. Давление полимеризации составляет обычно от 10 до 40 бар, предпочтительно, от 20 до 30 бар, особенно предпочтительно, от 20 до 25 бар.
Газ, покидающий псевдоожиженный слой (циркулирующий газ), охлаждают, обычно с помощью внешнего теплообменника, и вводят обратно в псевдоожиженный слой с помощью компрессора, служащего, чтобы восстанавливать давление. Прореагировавший (-е) мономер (-ы) заменяют этиленом, очищенным на стадии гидрирования. Его обычно добавляют к циркулирующему газу, но можно также подавать его непосредственно в реактор.
Полученный полиэтилен выгружают прямо из реактора, обычно периодическим или непрерывным открытием одной или нескольких задвижек в область более низкого давления. Полиэтилен выгружают через открытые задвижки с помощью газа, присутствующего в реакторе (выходящий поток), в результате перепада давления. Полиэтилен собирают в выходном сосуде и отделяют от выходящего потока в одну или несколько стадий. Часть выходящего потока может быть возвращена через возвращающий газовый компрессор в поток циркулирующего газа, в то время как другая часть выходящего потока может быть выгружена из системы и заменена соответствующим количеством этана в этилене из стадии гидрирования а) или добавлением свежего инертного газа в поток циркулирующего газа. Часть выходящего потока, которую выгружают, предпочтительно, заменяют полностью соответствующим количеством этана в этилене из стадии гидрирования а) (дополнительно допустимая концентрация этана).
Соображения, применяемые к дополнительно допустимой концентрации этана (спецификация) описаны ниже с помощью примера.
а) (см. Фиг.1)
Полиэтилен, выгружаемый в выходном потоке 13 (выходной поток I), идет в сосуд 14 (сепаратор I) при промежуточном давлении обычно от 1,5 до 10 бар, предпочтительно, от 2 до 8 бар, особенно предпочтительно, от 3 до 6 бар. В этом сепараторе I пылевидный полиэтилен отделяют от основной части газа из выходящего потока. Эта часть покидает сосуд 14 как поток 15, после чего, если желательно, подпоток 20 удаляют из реакционной системы, например полностью выводят из системы реакции. Пылевидный полиэтилен, в свою очередь, выгружают из сепаратора I периодическим или непрерывным открытием одной или нескольких задвижек как поток 16 и направляют в сосуд 17 (сепаратор II), который работает при давлении обычно от 1,0 до 8 бар, предпочтительно, от 1,1 до 3 бар, особенно предпочтительно, от 1,1 до 1,5 бара. Полиэтилен, выгружаемый из сепаратора I, переносят частью газа, то есть выходящим потоком II (см. Фиг.1). Единственный поток, покидающий реакционный цикл, представляет собой, таким образом, поток 16 (выходящий поток II), идущий в сепаратор II, 17, если игнорировать мелкие потери и возможные вынужденные потоки продувки, например поток продувки 20. В сепараторе II основную часть выходящего потока II отделяют от полиэтилена. Если газ, например азот, дополнительно вводят в этот сосуд для целей промывки (поток 24) и/или целей герметизации, или его направляют в этот сосуд другими способами, обычно не экономично отделять углеводороды от этого потока и возвращать их в реакционную систему. Этот отходящий газ (поток 22) обычно сжигают. Максимальная концентрация этана в "подаваемом этилене" тогда получается из следующего баланса: выходящий поток II имеет фактически ту же самую концентрацию индивидуальных компонентов, как и газ в реакторе. Массовый поток этана, покидающий реакционную систему, то есть выходящий поток, умноженный на концентрацию этана (здесь концентрацию по массе), равен вводу этана, то есть потоку "подаваемого этилена", умноженному на максимально возможную концентрацию этана (здесь концентрацию по весу). (Потоки другого газа и инертного газа, вводимые в реакционную систему, игнорируют в целях упрощения).
Пример
Концентрация азота, приблизительно, 50% по объему в реакторе должна быть полностью заменена этаном. Если выходящий поток II составляет, приблизительно, 8% по объему полученного потока полиэтилена, поток "подаваемого этилена" может содержать максимум, приблизительно, 4% по объему этана.
б) (см. Фиг.2)
Полиэтилен выгружают в выходящем потоке прямо в сосуд 14, где давление близко к атмосферному давлению, обычно от 1 до 8 бар, предпочтительно, от 1,1 до 3 бар, особенно предпочтительно, от 1,1 до 1,5 бара. Кроме того, азот и/или множество, преимущественно, инертных газов, предпочтительно, этан, вводят в этот сосуд, например, для целей продувки или для целей герметизации (Фиг.2).
Полиэтилен (вместе с некоторой частью газа) и поток 25, который теперь также включает азот или другие компоненты, покидает этот сосуд. Газовый поток 25 разделяют на легкие инертные составные части, то есть главным образом, азот и тяжелые составные части, главным образом, этилен и этан. Последний возвращают в реакционную систему (циркулирующий газ 12).
В зависимости от эффективности разделения, имеется потеря этана, если уместно, малый поток или ряд потоков тяжелых компонентов удаляют из системы спускной вентиль или отводной поток).
Если этан используется для промывки, то не требуется сепаратной установки. Газовой поток 25 может быть затем возвращен в установку крекинга для дистилляции или возвращен в реакционную систему.
Максимально допустимая концентрация этана в "подаваемом этилене" снова рассчитывается с помощью массового баланса.
Взрывозащищенная концентрация этана в свежем этилене может таким образом значительно повышаться, когда весь азот замещен на этан, что позволяет существенно снизить цену свежего этилена. Расход энергии при дистилляции этилена существенно снижается. Азот или альтернативно этан или другой углеводород может потребоваться для подачи катализатора.
Если концентрация этана в этилене слишком низка, чтобы возместить все потери инертного газа, свежий этан в большей или меньшей концентрации может быть дополнительно добавлен в поток циркулирующего газа, например, через введение катализатора или независимо от него.
Полученный полиэтилен направляют на стадии дальнейшей обработки, такие как окончательная дегазация посредством газовой продувки и/или гранулирование.
Замена азота этаном в инертном газовом компоненте позволяет достигать, вследствие более высокой теплоемкости этана, улучшенного удаления тепла из системы реактора. Этот эффект особенно выражен при высоком содержании инертного газа. Содержание инертного газа в псевдоожижающем газе составляет, следовательно, от 20 до 70% по объему, предпочтительно, от 35 до 50% по объему. Доля полного объема инертного газа, составленная этаном, достигает от 66 до 100% по объему, предпочтительно, от 92 до 100% по объему. Более высокая теплоемкость этана по сравнению с азотом позволяет, в случае замены части азота этаном, более высокую разность температур, применяемую для охлаждения циркулирующего газа при той же самой температуре на выходе реактора. Таким образом, емкость реактора может быть обычно увеличена на 10-35% по сравнению с обычной емкостью.
Фиг. 1 прилагаемого чертежа показывает устройство для выполнения способа в соответствии с настоящим изобретением. Указывающие цифры на Фиг.1 имеют следующие значения:
1 Реактор гидрирования
2 Линия подачи для этилена
3 Линия подачи для водорода
4а Теплообменник (нагревающий)
4б Теплообменник (охлаждающий)
5 Стадии очистки ниже по ходу потока
6 Компрессора для этилена
7 Линия от реактора гидрирования до линии циркулирующего газа
8 Компрессор циркулирующего газа
9 Холодильник для циркулирующего газа
10 Реактор с псевдоожиженным слоем
11 Ввод для катализатора
12 Линия циркулирующего газа
13 Выход для полиэтилена (выходящий поток I)
14 Выходной сосуд (сепаратор I)
15 Линия к компрессору возврата газа
16 Выходящий поток II
17 Сепаратор II
18 Разгрузочное устройство, например колесо с ячейками
19 Выход полиэтилена
20 Возможный поток продувки
21 Отходящие газы
22 Отходящий газ
23 Компрессор возврата газа
24 Ввод для газа продувки, например для азота
Фиг.2 прилагаемого чертежа показывает устройство для выполнения способа в соответствии с настоящим изобретением. Указывающие цифры на Фиг.2 имеют следующие значения:
1 Реактор гидрирования
2 Линия подачи для этилена
3 Линия подачи для водорода
4а Теплообменник (нагревающий, работающий, например, регенеративным теплообменом)
4б Теплообменник (охлаждающий)
5 Стадии очистки ниже по ходу потока
6 Компрессора для этилена
7 Линия от реактора гидрирования до линии циркулирующего газа
8 Компрессор циркулирующего газа
9 Холодильник для циркулирующего газа
10 Реактор с псевдоожиженным слоем
11 Ввод для катализатора
12 Линия циркулирующего газа
13 Выход для полиэтилена (выходящий поток)
14 Выходной сосуд (сепаратор)
25 Линия к компрессору возврата газа
26 Компрессор возврата газа
27 Блок сепаратора для отделения от азота
28 Отходящие газы
29 Разгрузочное устройство, например колесо с ячейками
30 Выход полиэтилена
31 Ввод для газа продувки, например для азота
Настоящее изобретение также касается устройства (Фиг.1) для выполнения способа в соответствии с настоящим изобретением, включающего
а) реактор гидрирования 1, который имеет линию подачи для этилена 2 и линию подачи для водорода 3, и
б) реактор с псевдоожиженным слоем 10, нижняя и верхняя часть которого соединены с линией циркулирующего газа 12, которая имеет холодильник для циркулирующего газа 9, где реактор с псевдоожиженным слоем 10 имеет ввод для катализатора 11 и выход 13 для полиэтилена, который собирают в первом сепараторе 14, в котором подпоток газа, получаемого от реактора с псевдоожиженнем слоем 10, отделяют от пылевидного полиэтилена, и этот газ направляют через линию 15, причем подпоток газа выходит через линию 20, если желательно, и через компрессор 23 и, если желательно, его направляют через линию циркулирующего газа 12 обратно в реактор с псевдоожиженным слоем 10, а первый сепаратор 14 присоединен через следующую линию 16 ко второму сепаратору 17, в котором полиэтилен отделяют от другого газа, выходящего из сепаратора 14, и полиэтилен выгружают через разгрузочное устройство 18 и линию 19, в то время как газ, который был отделен, покидает второй сепаратор 17 через линию 22 вместе с любым газом, вводимым через линию 24, или другим путем,
где выход из реактора гидрирования 1 присоединен через линию 7 к реактору с псевдоожиженным слоем 10 или к линии циркулирующего газа 12.
В другом варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, устройство (Фиг.2) для выполнения процесса в соответствии с настоящим изобретением имеет следующие особенности:
а) реактор гидрирования 1, который имеет линию подачи для этилена 2 и линию подачи для водорода 3, и
б) реактор с псевдоожиженным слоем 10, нижняя и верхняя часть которого соединены с линией циркулирующего газа 12, которая имеет холодильник для циркулирующего газа 9, где реактор с псевдоожиженным слоем 10 имеет ввод для катализатора 11 и выход 13 для полиэтилена, который собирают в сепараторе 14, который присоединен через линию 25 к реактору с псевдоожиженным слоем 10 или линии циркулирующего газа 12, где подпоток, отделенный в сепараторе 14 от газа, который выходит из реактора с псевдоожиженным слоем 10, направляют через компрессор 26 и, если подходит, блок сепаратора 27 и, если подходит, через линию циркулирующего газа 12 обратно в реактор с псевдоожиженным слоем 10, причем подпоток, особенно если он имеет высокое содержание азота, выгружают из системы через линию 28 вместе с любым газом, вводимым через линию 31, или другим путем, а полиэтилен выгружают через разгрузочное устройство 29 и линию 30,
где выход из реактора гидрирования 1 присоединен через линию 7 к линии циркулирующего газа 12.
Выход из реактора гидрирования 1, предпочтительно, присоединен к колоннам 5 для дальнейшей очистки газа гидрирования перед тем, как этилен вводят в линию циркулирующего газа 12.
Линии подачи для этилена 2 и для водорода 3 могут быть соединены в объединенную линию подачи, которая присоединена к реактору гидрирования 1.
Настоящее изобретение также обеспечивает использование этана в способе в соответствии с настоящим изобретением для увеличения теплоемкости используемого псевдоожижающего газа.
Следующий пример иллюстрирует изобретение.
Пример
Следующая таблица показывает удельные теплоемкости для различных составов псевдоожижающего газа.
Этилен (% по объему) N2 (% по объему) Гексан (% по объему) Этан (% по объему) Удельная теплоемкость кДж/ккал при 100°C
46,5 50 3,5 - 1,48
46,5 - 3,5 50 1,96
85 10 5 - 1,79
85 - 5 10 1,88

Claims (5)

1. Способ получения полиэтилена из подаваемого этилена, который включает:
а) стадию гидрирования, в которой подаваемый этилен, содержащий примеси или вторичные компоненты, такие, как ацетилен и этан, подвергают взаимодействию с водородом для того, чтобы удалить ацетилен каталитическим гидрированием с образованием этилена, а часть этилена превращают в этан, и
б) стадию полимеризации, в которой этилен, покидающий стадию а), подвергают реакции в газовой фазе в реакторе с псевдоожиженным слоем с образованием полиэтилена, в которой используемый псевдоожижающий газ включает при входе в реактор этилен и от 20 до 70% этана относительно общего объема псевдоожижающего газа, возможно, вместе с другими компонентами,
в котором указанная в б) концентрация в дополнение к этану, уже присутствующему в подаваемом этилене, получается из заданной конверсии этилена на стадии а) в этан и, возможно, подаваемого потока этана, добавляемого к подаваемому этилену.
2. Способ по п.1, где псевдоожижающий газ перед вводом в реактор с псевдоожиженным слоем включает от 50 до 65% по объему этилена, от 35 до 50% по объему этана, от 0 до 1% по объему азота и от 0 до 10% по объему водорода относительно общего объема псевдоожижающего газа и, возможно, другие компоненты.
3. Способ по п.1 или 2, где тепло гидрирования, полученное на стадии гидрирования а), используют для нагревания подаваемого этилена.
4. Способ по любому из пп.1-3, где на стадии полимеризации б) псевдоожижающий газ пропускают через псевдоожиженный слой, включающий частицы полиолефина и катализатор, и газ, покидающий псевдоожиженный слой, охлаждают и возвращают в псевдоожиженный слой, причем этилен, который вступил в реакцию, заменяют добавлением в циркулирующий газ или прямым введением в реактор, а полиэтилен выгружают из реактора периодическим или непрерывным открытием задвижек.
5. Способ по любому из пп.1-4, где катализаторы, используемые на стадии б), включают соединения переходных металлов на носителе.
RU2004106795/04A 2001-08-10 2002-08-07 Оптимизация удаления тепла в газофазном процессе с псевдоожиженным слоем RU2289593C9 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10139477A DE10139477A1 (de) 2001-08-10 2001-08-10 Optimierung der Wärmeabfuhr im Gasphasenwirbelschichtverfahren
DE10139477.2 2001-08-10

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2004106795A RU2004106795A (ru) 2005-07-20
RU2289593C2 RU2289593C2 (ru) 2006-12-20
RU2289593C9 true RU2289593C9 (ru) 2008-03-10

Family

ID=7695122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004106795/04A RU2289593C9 (ru) 2001-08-10 2002-08-07 Оптимизация удаления тепла в газофазном процессе с псевдоожиженным слоем

Country Status (13)

Country Link
US (1) US6927260B2 (ru)
EP (1) EP1414872B1 (ru)
JP (1) JP4147185B2 (ru)
KR (1) KR100884516B1 (ru)
CN (1) CN1223614C (ru)
AT (1) ATE317860T1 (ru)
AU (1) AU2002331212A1 (ru)
BR (1) BR0211115B1 (ru)
CA (1) CA2456097A1 (ru)
DE (2) DE10139477A1 (ru)
ES (1) ES2257571T3 (ru)
RU (1) RU2289593C9 (ru)
WO (1) WO2003014169A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2554881C2 (ru) * 2010-02-18 2015-06-27 Юнивейшн Текнолоджиз, Ллк Способы управления работой реактора для полимеризации

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7109290B2 (en) * 2004-06-07 2006-09-19 Chevron Phillips Chemical Company Lp Polymer transfer within a polymerization system
GB0522706D0 (en) * 2005-11-07 2005-12-14 Exxonmobil Chem Patents Inc An apparatus and method for the production of polyethylene and ethylene compolyers
US7696289B2 (en) 2006-05-12 2010-04-13 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Low molecular weight induced condensing agents
EP2231724B1 (en) * 2007-12-18 2011-08-10 Basell Polyolefine GmbH Gas-phase process for the polymerization of alpha-olefins
FR2934599B1 (fr) * 2008-07-29 2012-12-21 Arkema France Fabrication de polyethylene a partir de matieres renouvelables, polyethylene obtenu et utilisations
US8841391B2 (en) 2008-10-03 2014-09-23 Ineos Sales (Uk) Limited Process for the introduction of a polymerisation catalyst into a gas-phase fluidised bed
EP2172262A1 (en) * 2008-10-03 2010-04-07 Ineos Europe Limited Process
CN101402541B (zh) * 2008-11-21 2012-07-25 清华大学 一种乙炔加氢制乙烯的流化床工艺及装置
EA022659B1 (ru) * 2010-05-27 2016-02-29 Сауди Бейсик Индастриз Корпорейшн (Сабик) Способ газофазной полимеризации олефинов
JP5694133B2 (ja) * 2011-12-12 2015-04-01 日本ポリプロ株式会社 精製したオレフィンによるオレフィンの重合方法
US20210332167A1 (en) * 2018-12-18 2021-10-28 Basell Polyolefine Gmbh Gas-phase process for preparing ethylene polymers
CN112705042A (zh) * 2019-10-25 2021-04-27 中国石油化工股份有限公司 脱除天然气裂解尾气中乙炔、乙烯的方法
CN117083120A (zh) 2021-03-05 2023-11-17 埃克森美孚化学专利公司 用于使烯烃聚合***排气的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4126645A (en) * 1976-04-06 1978-11-21 Imperial Chemical Industries Limited Selective hydrogenation of highly unsaturated hydrocarbons in the presence of less unsaturated hydrocarbons
US4577047A (en) * 1984-11-27 1986-03-18 Shell Oil Company Catalysts and process for the selective hydrogenation of acetylenes
EP0089691B1 (en) * 1982-03-24 1989-11-15 Union Carbide Corporation Continuous process for the production of polymer in a fluidized bed reactor
US5804677A (en) * 1993-05-20 1998-09-08 Bp Chemicals Limited Polymerization process
RU2139888C1 (ru) * 1994-10-03 1999-10-20 Эксон Кемикэл Пейтентс Инк. Способ полимеризации мономеров в псевдоожиженном слое

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2562077B1 (fr) 1984-03-30 1986-06-27 Bp Chimie Sa Dispositif et procede d'introduction d'une poudre a activite catalytique dans un reacteur de polymerisation a lit fluidise
EP0853091A1 (en) 1997-01-13 1998-07-15 Bp Chemicals S.N.C. Polymerisation process
US6111156A (en) 1998-11-10 2000-08-29 Nova Chemicals (International) S.A. Integrated high temperature high conversion olefin/polyolefin process

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4126645A (en) * 1976-04-06 1978-11-21 Imperial Chemical Industries Limited Selective hydrogenation of highly unsaturated hydrocarbons in the presence of less unsaturated hydrocarbons
EP0089691B1 (en) * 1982-03-24 1989-11-15 Union Carbide Corporation Continuous process for the production of polymer in a fluidized bed reactor
US4577047A (en) * 1984-11-27 1986-03-18 Shell Oil Company Catalysts and process for the selective hydrogenation of acetylenes
US5804677A (en) * 1993-05-20 1998-09-08 Bp Chemicals Limited Polymerization process
RU2139888C1 (ru) * 1994-10-03 1999-10-20 Эксон Кемикэл Пейтентс Инк. Способ полимеризации мономеров в псевдоожиженном слое

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2554881C2 (ru) * 2010-02-18 2015-06-27 Юнивейшн Текнолоджиз, Ллк Способы управления работой реактора для полимеризации

Also Published As

Publication number Publication date
BR0211115B1 (pt) 2012-03-20
DE60209241T2 (de) 2006-09-28
CN1223614C (zh) 2005-10-19
RU2289593C2 (ru) 2006-12-20
BR0211115A (pt) 2004-06-22
WO2003014169A3 (en) 2003-08-28
ES2257571T3 (es) 2006-08-01
KR20040024872A (ko) 2004-03-22
ATE317860T1 (de) 2006-03-15
KR100884516B1 (ko) 2009-02-18
EP1414872A2 (en) 2004-05-06
EP1414872B1 (en) 2006-02-15
JP4147185B2 (ja) 2008-09-10
CN1537121A (zh) 2004-10-13
CA2456097A1 (en) 2003-02-20
WO2003014169A2 (en) 2003-02-20
DE60209241D1 (de) 2006-04-20
DE10139477A1 (de) 2003-02-20
US20040214968A1 (en) 2004-10-28
AU2002331212A1 (en) 2003-02-24
US6927260B2 (en) 2005-08-09
RU2004106795A (ru) 2005-07-20
JP2004537617A (ja) 2004-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2289593C9 (ru) Оптимизация удаления тепла в газофазном процессе с псевдоожиженным слоем
US6759562B2 (en) Olefin plant recovery system employing a combination of catalytic distillation and fixed bed catalytic steps
KR101222265B1 (ko) 에틸렌의 중합을 위한 방법 및 장치
EP0351068A1 (en) Process and apparatus for the gas-phase polymerisation of olefins in a fluidised-bed reactor
EA002782B1 (ru) Способ и устройство для получения гомополимеров и сополимеров пропилена
KR20090034936A (ko) 폴리올레핀 마무리가공 방법
CN1133298A (zh) 气相聚合方法
EP1776398A1 (en) Polymerisation process
CN101501079B (zh) 聚烯烃精制法
CN109715678B (zh) 集成的丙烷脱氢方法
EA010716B1 (ru) Способ поддержания в реакционнной системе требуемого распределения катализаторных частиц посредством селективного удаления частиц нежелательных размеров (варианты)
CN110997731B (zh) 包括从气相聚合反应器中排出聚烯烃颗粒的聚合方法
JPS647084B2 (ru)
JP4746254B2 (ja) プロピレンのヒドロホルミル化生成物ならびにアクリル酸および／またはアクロレインの製造法
EA014515B1 (ru) Способ трансформирования петлевого реактора
JP5378349B2 (ja) ポリオレフィンを製造するためのシステム及び方法
RU2375338C2 (ru) Способ получения легких олефинов из кислородсодержащих соединений и установка для его осуществления
EP1713839B1 (en) Process for preparing polyolefins in suspension
JP2002020405A (ja) 直接冷却による気相重合方法
JPH02187408A (ja) プロピレン単独重合体または共重合体の製造方法
CN1961059B (zh) 采用催化蒸馏和固定床催化步骤的组合的改进的烯烃装置回收***
JPH10204123A (ja) 重合反応器内の水素濃度の制御方法及び制御装置
EP4088811A1 (en) Fluidized bed reactor, device, and application
CN116547308A (zh) 丙烯聚合设备及丙烯聚合方法

Legal Events

Date Code Title Description
TH4A Reissue of patent specification
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190808