SK283622B6 - Dýza na atomizáciu tekutiny vo fluidnom lôžku - Google Patents

Dýza na atomizáciu tekutiny vo fluidnom lôžku Download PDF

Info

Publication number
SK283622B6
SK283622B6 SK537-99A SK53799A SK283622B6 SK 283622 B6 SK283622 B6 SK 283622B6 SK 53799 A SK53799 A SK 53799A SK 283622 B6 SK283622 B6 SK 283622B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
liquid
nozzle
fluidized bed
bed
outlet
Prior art date
Application number
SK537-99A
Other languages
English (en)
Other versions
SK53799A3 (en
Inventor
David Newton
Michael Bernard Power
Original Assignee
Bp Chemicals Limited
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 Bp Chemicals Limited filed Critical Bp Chemicals Limited
Publication of SK53799A3 publication Critical patent/SK53799A3/sk
Publication of SK283622B6 publication Critical patent/SK283622B6/sk

Links

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
    • B01J8/1818—Feeding of the fluidising gas
    • B01J8/1827—Feeding of the fluidising gas the fluidising gas being a reactant
    • 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
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • 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
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/26—Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/26—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
    • B05B1/262—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors
    • B05B1/265—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors the liquid or other fluent material being symmetrically deflected about the axis of the nozzle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/26—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
    • B05B1/262—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors
    • B05B1/267—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors the liquid or other fluent material being deflected in determined directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/34—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
    • B05B1/3405—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl
    • B05B1/341—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0441—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber
    • B05B7/0458—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber the gas and liquid flows being perpendicular just upstream the mixing chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/08—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
    • 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
    • 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
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
    • B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
    • B01J2208/00044—Temperature measurement
    • B01J2208/00061—Temperature measurement of the reactants
    • 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
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
    • B01J2208/00256—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles in a heat exchanger for the heat exchange medium separate from the reactor
    • 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
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00265—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • B01J2208/00274—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant vapours
    • 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
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00327—Controlling the temperature by direct heat exchange
    • B01J2208/00336—Controlling the temperature by direct heat exchange adding a temperature modifying medium to the reactants
    • B01J2208/00353—Non-cryogenic fluids
    • B01J2208/00362—Liquid
    • 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
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00548—Flow
    • 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
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/0061—Controlling the level
    • 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)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Kontinuálny proces v lôžku fluidizovanom plynom na polymerizáciu olefínov, hlavne etylénu, propylénu alebo ich zmesi s ďalšími alfaolefínmi chladením prúdu recyklovaného plynu na kondenzáciu časti kvapaliny (napr. ko-monomeru), oddeľovaním aspoň časti kvapaliny a jej rozstrekovaním pod tlakom cez dýzu (1) priamo do fluidného lôžka natlakovaním kvapaliny a jej zavádzaním do rozstrekovacej dýzy (1) majúcej mechanické zariadenie (6) na atomizáciu kvapaliny, za podmienok tvarovania rozstreku vo vnútri oblasti (5) tvarovania rozstreku na výstupe dýzy. Oblasť (5) tvarovania rozstreku je výhodne krytá od častíc fluidného lôžka stenou alebo stenami, ktoré môžu byť tvorené napríklad trubicou alebo doskou. Tiež je opísaná dýza majúca dve alebo viacero sérií výstupov, pričom každá séria je napájaná a riadená nezávisle na umožnenie zlepšeného zavádzania kvapaliny do lôžka. ŕ

Description

Oblasť techniky
Vynález sa týka dýzy vhodnej na použitie na vstrekovanie kvapaliny do fluidného lôžka v kontinuálnom procese polymerizácie oleflnov v plynnej fáze, hlavne dýzy, ktorá umožňuje zlepšené riadenie vstrekovania kvapaliny do uvedeného fluidného lôžka.
Doterajší stav techniky
Procesy homopolymerizácie a kopolymerácie olefínov v plynnej fáze sú v odbore dobre známe. Takéto postupy sa môžu realizovať napríklad pri zavádzaní plynného monoméru do miešaného alebo fluidizovaného lôžka obsahujúceho polyolefin a katalyzátor polymerizácie.
Pri polymerizácii oleflnov vo fluidnom lôžku sa polymerizácia realizuje v reaktore s fluidným lôžkom, kde sa lôžko polymérnych častíc udržiava vo fluidnom stave prostredníctvom vzostupného plynného prúdu obsahujúceho reakčný monomér. Na naštartovanie tejto polymerizácie sa spravidla používa lôžko dopredu vytvorených polymérnych častíc podobných polyméru, ktorý sa má vyrobiť. Počas procesu polymerizácie sa čerstvý polymér tvorí katalytickou polymerizáciou monoméru a polymérny produkt sa odťahuje na udržanie lôžka na viac-menej konštantnom objeme. Priemyselne výhodný proces využíva fluidizačný rošt na rozdeľovanie fluidizačného plynu do lôžka, a na nesenie lôžka pri odpojení dodávky plynu. Vyrobený polymér sa spravidla odťahuje z reaktora pomocou vypúšťacieho vedenia usporiadaného v dolnej časti reaktora, v blízkosti fluidizačného roštu. Fluidné lôžko sa skladá z lôžka rastúcich častíc polyméru. Toto lôžko je udržiavané vo fluidizovanom stave kontinuálnym vzostupným tokom fluidizačného plynu zo základne reaktora.
Polymerizácia oleflnov je exotermná reakcia, teda je nevyhnutné usporiadať prostriedky na chladenie lôžka na odvádzanie polymerizačného tepla. V neprítomnosti takéhoto chladenia by v lôžku vzrastala teplota a polymérne častice by sa prípadne začínali zastavovať. Vo fluidnom lôžku na polymerizáciu oleflnov je obvykle používanou metódou odvádzanie polymerizačného tepla prostredníctvom napájania polymerizačného reaktora plynom, totiž fluidizačným plynom s teplotou nižšou ako je požadovaná polymerizačná teplota, vedením plynu cez fluidné lôžko na odvedenie polymerizačného tepla, odvádzaním plynu z reaktora a jeho chladením prechodom cez vonkajší tepelný výmenník a jeho recyklácia do lôžka. Teplota recyklovaného plynu môže byť nastavená v tepelnom výmenníku na udržanie fluidného lôžka na požadovanej polymerizačnej teplote. Pri tomto spôsobe polymerizácie alfaoleflnov obsahuje recyklovaný plyn spravidla monomémy olefln, prípadne spolu napríklad s riediacim plynom alebo plynným činidlom na prenos reťazca, ako napríklad s vodíkom. Recyklovaný plyn teda slúži na prívod monoméru do lôžka, na fluidizáciu lôžka a na udržanie lôžka na požadovanej teplote. Monoméry spotrebované pri polymerizačnej reakcii sa spravidla nahrádzajú pridávaním základného plynu k prúdu recyklovaného plynu. Je dobre známe, že produkčná rýchlosť (t. j. priestorový a časový výťažok v termínoch hmotnosti polyméru vyrobeného na jednotku objemu priestoru reaktora za jednotku času) v komerčných reaktoroch s plynom fluidizovaným lôžkom uvedeného typu je obmedzená maximálnou rýchlosťou, akou môže byť teplo odvádzané z reaktora. Rýchlosť odvádzania tepla môže byť zvýšená napríklad zvýšením rýchlosti recyklovaného plynu alebo znížením teploty recyklovaného plynu, alebo menením tepelnej kapacity recyklovaného plynu. Existuje však hranica rýchlosti recyklovaného plynu, ktorá sa môže použiť v priemyselnej praxi. Nad touto hranicou sa lôžko môže stať nestabilné alebo dokonca môže v plynnom prúde vystúpiť z reaktora, čo vedie k zablokovaniu potrubia recyklu a k poškodeniu kompresora alebo vzdúvadla plynu. Existuje tiež hranica, do ktorej je možno v praxi chladiť recyklovaný plyn. Tá je primáme daná ekonomickou úvahou a v praxi je normálne určená teplotou priemyselne chladiacej vody dostupnej v danom mieste. Ak je treba, môže sa využiť strojové chladenie, to však zvyšuje výrobné náklady. V priemyselnej praxi má použitie recyklovaného plynu ako jediného prostriedku na odvádzanie polymerizačného tepla z polymerizácie oleflnov vo fluidnom lôžku nevýhodu obmedzenia maximálne dosiahnuteľnej produkcie.
Doterajší stav techniky ponúka množstvo metód na zvýšenie kapacity odvádzania tepla z prúdu recyklu, napríklad zavádzaním prchavej kvapaliny.
GB 1 415 442 sa týka polymerizácie vinylchloridu v plynnej fáze v reaktore s miešaným alebo fluidným lôžkom, pričom polymerizácia sa realizuje v prítomnosti aspoň jedného riediaceho plynu majúceho bod varu nižší ako bod varu vinylchloridu. Príklad 1 z tohto odkazu opisuje kontrolu teploty polymerizácie prerušovaným pridávaním kvapalného vinylchloridu k fluidizovanému polyvinylchloridovému materiálu. Kvapalný vinylchlorid sa v lôžku bezprostredne odparuje, čím odvádza polymerizačné teplo. US 3 625 932 opisuje proces polymerizácie vinylchloridu, pri ktorom sa vo viacstupňovom reaktore s fluidným lôžkom jednotlivé lôžka z častíc polyvinylchloridu udržiavajú fluidizované zavádzaním plynného monoméru vinylchloridu na spodku reaktora. Chladenie každého z lôžok na odvedenie vyvíjaného polymerizačného tepla v ňom je zaistené vstrekovaním kvapalného monoméru vinylchloridu do vzostupného prúdu plynu pod vrstvami, na ktorých sa lôžka fluidizujú.
FR 2 215 802 sa týka rozstrekovacej dýzy typu spätného ventilu, vhodnej na vstrekovanie kvapalín do fluidného lôžka, napríklad pri polymerizácii etylenicky nenasýtených monomérov v lôžku fluidizovanom plynom. Kvapalinou, ktorá sa používa na chladenie lôžka, môže byť polymerovaný monomér, alebo, ak sa polymerizuje etylén, môže ňou byť nasýtený uhľovodík. Rozstrekovacia dýza je opísaná vo vzťahu k polymerizácii vinylchloridu vo fluidnom lôžku.
GB 1 398 965 opisuje polymerizáciu etylenicky nenasýtených monomérov, hlavne vinylchloridu, pri ktorej sa tepelné riadenie polymerizácie realizuje vstrekovaním kvapalného monoméru do lôžka s použitím jednej alebo viacerých rozstrekovacích dýz umiestnených vo výške medzi 0 a 75 % výšky fluidizovaného materiálu v reaktore.
US 4 390 669 sa týka homopolymerizácie alebo kopolymerizácie oleflnov pomocou viacstupňového procesu v plynnej fáze, ktorý sa môže realizovať v reaktore s premiešavaným lôžkom, reaktore s fluidným lôžkom, reaktore s premiešavaným fluidným lôžkom alebo rúrkovom reaktore. V tomto procese sa získaný polymér z prvej polymerizačnej zóny suspenduje v medziľahlej zóne v prchavom kvapalnom uhľovodíku a takto získaná suspenzia sa vedie do druhej polymerizačnej zóny, kde sa kvapalný uhľovodík odparuje. V príkladoch 1 až 5 sa plyn z druhej polymerizačnej zóny vedie cez chladič (tepelný výmenník), kde časť, kvapalného uhľovodíka kondenzuje (spolu s ko-monomérom, ak sa použije). Prchavý kvapal ný kondenzát sa sčasti vedie v kvapalnom stave do polymerizačnej nádoby, kde sa odparuje, aby bol využitý na odvádzanie polymerizačného tepla prostredníctvom svojho latentného výpamého tepla.
EP 89 691 sa týka spôsobu na zvýšenie merného výkonu kontinuálneho procesu polymerizácie fluidných monomérov v lôžku fluidizovanom plynom, spôsob zahŕňa chladenie časti alebo všetkých nezreagovaných tekutín na zhotovenie dvojfázovej zmesi plynu a unášanej kvapaliny pod rosným bodom a spätné zavádzanie uvedenej dvojfázovej zmesi do reaktora. Opis EP 89 691 uvádza, že primárnym obmedzením miery, do akej recyklovaný plynný prúd môže byť ochladený pod rosný bod, spočíva v požiadavke , aby sa pomer plyn-kvapalina zachoval na dostatočnej úrovni na udržanie v kvapalnej fáze dvojfázovej tekutinovej zmesi v unášanom alebo suspendovanom stave až do odparenia kvapaliny a ďalej uvádza, že množstvo kvapaliny v plynnej fáze by nemalo presiahnuť asi 20 % hmotnosti, výhodne 10 % hmotnosti, za predpokladu, že rýchlosť dvojfázového recyklovaného prúdu je dosť vysoká na udržanie kvapalnej ťázy v suspenzii plynu a na nesenie fluidného lôžka v reaktore. EP 89 691 ďalej uvádza, že je možné vytvoriť dvojfázový tekutinový prúd vnútri reaktora v mieste vstrekovania oddeleným vstrekovaním plynu a kvapaliny za podmienok, ktoré tvoria dvojfázový prúd, ale malá výhodnosť tohto spôsobu prevádzky je v pridaných a nevyhnutných nákladoch na separáciu plynnej a kvapalnej fázy po chladení. EP 173 261 sa týka zvláštnych prostriedkov na zavádzanie recyklovaného prúdu do reaktorov s fluidným lôžkom, a hlavne prostriedkov na zavádzanie recyklovaného prúdu obsahujúceho dvojfázovú zmes plynu a unášanej kvapaliny, ako bolo opísané v EP 89 691.
WO 94/25495 opisuje proces polymerizácie vo fluidnom lôžku zahŕňajúci prechod plynného prúdu obsahujúceho monomér cez reaktor s fluidným lôžkom v prítomnosti katalyzátora za reaktívnych podmienok pre vznik polymémeho produktu a prúdu obsahujúceho nezreagované monoméme plyny, stlačenie a ochladenie uvedeného prúdu, zmiešanie uvedeného prúdu s nástrekovými zložkami a vrátenie plynnej a kvapalnej fázy do uvedeného reaktora, spôsob určenia stabilných prevádzkových podmienok zahŕňa: a) pozorovanie zmien fluidnej sypnej mernej hmotnosti v reaktore spojených so zmenami zloženia fluidizačného média, b) zvýšenie chladiacej kapacity recyklovaného prúdu zmenami zloženia bez presiahnutia úrovne, pri ktorej sa zníženie fluidnej sypnej mernej hmotnosti alebo parametra, ktorý ju indikuje, stáva nevratným.
US 5 436 304 sa týka spôsobu polymerizácie alfaoleflnov v plynnej fáze v reaktore s fluidným lôžkom a fluidizačným médiom, pričom fluidizačné médium slúži na riadenie chladiacej kapacity reaktora a pričom funkcia (Z) sypnej mernej hmotnosti sa udržiava na hodnote rovnajúcej sa alebo väčšej ako je vypočítaná hranica na funkciu sypnej mernej hmotnosti.
Podstata vynálezu
Zverejnená prihláška WO 94/28032, ktorá je tu odkazom zahrnutá, sa týka kontinuálneho procesu v lôžku fluidizovanom plynnou fázou, pri ktorom je produktivita procesu zlepšená chladením prúdu recyklovaného plynu na teplotu dostatočnú na vytvorenie kvapaliny a plynu, oddelením kvapaliny z plynu a nastrekovaním oddelenej kvapaliny priamo do fluidného lôžka. Kvapalina môže byt vhodne vstrekovaná do fluidného lôžka pomocou jednej alebo viacerých dýz v ňom usporiadaných. Teraz sa zistilo, že pomocou použitia zvláštnej konštrukcie dýzy v tomto procese môže byť kvapalina efektívnejšie zavádzaná do fluidného lôžka, čo vedie k zlepšenému riadeniu chladenia fluidného lôžka, majúceho zlepšenú distribúciu kvapaliny vnútri oblasti (oblastí) rozstrekovacích dýz. Ďalšie výhody zahŕňajú zníženie spotreby plynu pre dýzy a významné zníženie prevádzkových nákladov.
Podľa predloženého vynálezu je navrhnutý kontinuálny proces vo fluidnom lôžku na polymerizáciu oleflnového monoméru vybratého z a) etylénu, b) propylénu, c) zmesi etylénu a propylénu a d) jedného alebo viacerých ďalších alfaoleflnov zmiešaných s a), b) alebo c), v reaktore s fluidným lôžkom, kontinuálnym recyklovanim plynného prúdu obsahujúceho aspoň časť etylénu alebo propylénu cez fluidné lôžko v uvedenom reaktore v prítomnosti polymerizačného katalyzátora za reakčných podmienok, pričom aspoň časť uvedeného plynného prúdu oďtahovaného z uvedeného reaktora sa ochladí na teplotu, pri ktorej kvapalina vykondenzováva, oddeľovaním aspoň časti kondenzovanej kvapaliny z plynného prúdu a zavádzaním aspoň časti oddelenej kvapaliny priamo do fluidného lôžka prostredníctvom
a) natlakovania kvapaliny,
b) dodávania natlakovanej kvapaliny na kvapalinový vstup dýzy a
c) vháňania kvapaliny do fluidného lôžka výstupom dýzy, v ktorej sa kvapalina atomizuje pomocou mechanického zariadenia, umiestneného vo výstupe a atomizovaný rozstrek sa tvorí v oblasti tvarovania rozstreku výstupu.
Zistilo sa, že v prítomnosti oblasti tvarovania rozstreku kvapalina nemôže preniknúť ďaleko do fluidného lôžka a následné obklopenie dýzy kvapalinou má za príčinu defluidizáciu lôžka v blízkosti dýzy. Predpokladá sa, že atomizácia kvapaliny a tvorenie rozstreku je inhibované prítomnosťou pevnej látky vo fluidnom lôžku vo výstupe alebo blízko výstupu dýzy. Oblasť tvarovania rozstreku je krytá od fluidného lôžka, čím je umožnené pokračovanie procesu atomizácie a vyvinutie rozstreku.
Oblasť tvarovania rozstreku na výstupe môže byť umiestnená vnútri dýzy alebo môže byť tvorená oblasťou spojenou s členom pretiahnutým z dýzy alebo zaistenou v priestorovom vzťahu k dýze.
Oblasť tvarovania rozstreku zahŕňa krytú dráhu, pozdĺž ktorej kvapalina putuje, pokiaľ pokračuje atomizácia a vyvíja sa rozstrek. Oblasť tvarovania rozstreku je výhodne definovaná stenou, ktorá môže byť integrálnou súčasťou dýzy alebo môže byť pretiahnutá od dýzy, alebo môže byť zaistená v priestorovom vzťahu k dýze. Stena môže byť napríklad trubica alebo doska. V prípade, že je stena trubicovitá, môže byť prierez napríklad kruhový, obdĺžnikový, štvorcový, trojuholníkový, šesťuholníkový alebo eliptický. Trubicovitá stena môže mať po svojej dĺžke rovnomerný alebo nerovnomerný prierez. Prierez celkovo môže byť napríklad kruhovo valcovitý, eliptický valcovitý, môže tvoriť zrezaný kužeľ, zrezaný ihlan, elipsoid, jednu časť hyperboloidu, tvar zvona alebo lievika. Trubicovitá stena má výhodne vzrastajúci prierez v smere toku rozstreku kvapaliny. V prípade, že stena zahŕňa dosku, môže byť doska rovinná alebo zakrivená, napríklad rovná doska, uhlová doska, miskovitá doska alebo špirálovité tvarovaná doska.
Oblasť tvarovania rozstreku na výstupe by mala mať dĺžku aspoň 10 mm, výhodne aspoň 25 mm, na vyvinutie rozstreku a na jeho zodpovedajúce krytie od lôžka.
Dýza môže byť umiestnená vnútri fluidného lôžka alebo môže prechádzať stenou reaktora tak, aby výstup dýzy bol v spojení s fluidným lôžkom (výhodne s pripojeným potrubím umiestneným mimo reaktora).
Dýza môže mať jediný výstup alebo množstvo výstupov.
Ak je dýza umiestnená vnútri fluidného lôžka, je výhodný počet výstupov 1 až 4, ešte výhodnejší 2 až 4.
Ak dýza prechádza stenou reaktora, je výhodný počet výstupov 1 až 20. Predpokladá sa, že takéto dýzy majú iný profil rozstreku (širší uhol rozstreku) ako dýzy umiestnené vnútri fluidného lôžka a môžu teda vyžadoval viac otvorov s menšou plochou prierezu.
Výstup alebo výstupy môžu mať kruhové otvory, štrbiny, elipsoidy alebo iné vhodné konfigurácie. Keď sú výstupmi štrbiny, sú výhodne eliptického tvaru.
Ak sú výstupmi štrbiny, majú štrbiny spravidla šírku v rozmedzí 2,5 až 12 mm a dĺžku 8 až 50 mm. Plocha prierezu štrbín môže byť 26 až 580 mm2.
Ak sú výstupmi kruhové otvory, môže byť priemer otvorov v rozmedzí 5 až 25 mm. Plocha prierezu kruhových otvorov môže byť v rozmedzí 19,6 až 491 mm2.
Je dôležité, aby výstup alebo výstupy dýzy mali dostatočnú veľkosť na umožnenie prechodu akýchkoľvek jemných častíc, ktoré môžu byť prítomné v prúde oddelenej kvapaliny.
Ak majú dýzy množstvo otvorov, môžu byť otvory usporiadané v rôznych úrovniach dýzy, napríklad môžu byť otvory usporiadané v množstve radov okolo obvodu dýzy. Výhodný počet výstupov pre každý riadok je 1 až 8, ešte výhodnejší 1 až 4.
Množstvo výstupov je výhodne rovnomerne rozmiestnené okolo obvodu dýzy.
Keď je množstvo výstupov usporiadané v radoch okolo obvodu dýzy, je výhodné, aby výstupy susedných radov boli vzájomne presadené.
Mechanickým zariadením môže byť výhodne akékoľvek mechanické zariadenie, ktoré prepožičiava kvapaline charakter toku vhodný na zvýšenie atomizácie kvapaliny. Výhodné mechanické zariadenia sú také, ktoré poskytujú široký profil rozstreku a účelne rovnomernú veľkosť kvapiek. Ak je potrebné, môžu byť použité známe mechanické zariadenia na atomizáciu kvapalín ako napríklad vody (na udusenie ohňa) a farieb (na účely poťahovania). Energia na atomizáciu môže byť dodávaná napríklad poklesom tlaku kvapaliny vystupujúcej z otvoru alebo použitím vonkajších prostriedkov, ako napríklad elektrického alebo mechanického výkonu. Vhodnými mechanickými zariadeniami na atomizáciu kvapaliny sú napríklad vírivé zariadenia alebo priehradkové dosky na prepožičanie turbulentného charakteru toku v kvapaline na zvýšenie trhania a atomizácie kvapaliny, keď vystupuje z otvoru, narážacie zariadenia, ventilátorové zariadenia a ultrazvukové zariadenia. Jednoduchá forma mechanického zariadenia, ktoré je schopné generovania rozstreku, obsahuje rovnomernú valcovitú rúrku, ktorá má vstup na natlakovanú kvapalinu a výstup, z ktorého vystupuje lúč kvapaliny. Ako sa lúč vzďaľuje od výstupu, postupne sa rozbíja na kvapôčky tvoriace rozstrek kvapaliny. Jednoduchý systém tohto typu je možné použiť v predloženom vynáleze za podmienky, že rozmery rúrky a tlak kvapaliny sú nastavené na poskytnutie dostatočnej štruktúry rozstreku. V tomto systéme však má lúč kvapaliny sklon dosiahnuť značnú vzdialenosť predtým, ako sa začne rozbíjať na kvapôčky rozstreku, a takto vytvorený rozstrek nemusí mať nevyhnutne požadovanú štruktúru. Teda preferuje sa v predloženom vynáleze zväčšiť tvore nie rozstreku pomocou dodatočných prostriedkov, napríklad zarážok umiestnených v prúde kvapaliny opúšťajúcej výstup, alebo narážacie zariadenie, ktoré rozbíja kvapalinový lúč do rozstreku.
Rozstrek sa výhodne zavádza z oblasti tvarovania rozstreku na výstupe priamo do fluidného lôžka nad hornou hranicou gradientu teploty medzi vstupujúcim fluidizačným plynom (plynný prúd nastrekovaný do reaktora) a zvyškom lôžka. Komerčné procesy polymerizácie oleflnov v lôžku fluidizovanom plynom sa spravidla realizujú v podstate za izotermných podmienok, v ustálenom stave. No, hoci sa takmer celé fluidné lôžko udržuje na požadovanej v podstate izotermnej polymerizačnej teplote, v spodnej oblasti lôžka obyčajne existuje teplotný gradient. Tento teplotný gradient narastá preto, že recyklovaný plyn používaný na fluidizáciu lôžka je obyčajne chladený na teplotu ďaleko pod teplotou prevládajúcou v materiáli lôžka. Za týchto okolnosti je oblasť lôžka bezprostredne nad miestom zavádzania prúdu ochladeného plynu do lôžka chladnejšia ako materiál lôžka. Spodné hranice teploty tejto oblasti, v ktorej existuje teplotný gradient, a hornou hranicou je v podstate izotermná teplota lôžka (t. j. teplota materiálu lôžka). V komerčných reaktoroch toho typu, ktorý využíva fluidizačný rošt a má fluidné lôžko spravidla s výškou asi 10 až 20 m, existuje tento teplotný gradient vo vrstve asi 15 až 30 cm, (6 až 12 palcov) nad roštom.
Jedna dýza alebo množstvo dýz môže byť usporiadané vnútri fluidného lôžka alebo môže prechádzať stenami reaktora.
Výhodné usporiadanie má množstvo dýz v podstate v rovnakých odstupoch vnútri fluidného lôžka na danom kruhovom priemere alebo v rovnakých odstupoch okolo obvodu reaktora v oblasti zavádzania kvapaliny. Počet použitých dýz je ten počet, ktorý sa vyžaduje na zaistenie dostatočnej penetrácie a disperzie rozstreku na každej dýze na dosiahnutie dobrej disperzie kvapaliny v lôžku. Preferovaný počet dýz je 1 až 8, výhodne 1 až 4, ešte výhodnejšie štyri v prípade dýz umiestnených vnútri lôžka alebo 4 a 8 pre dýzy umiestnené externe.
Každá z dýz môže, ak je potrebné, byť napájaná oddelenou natlakovanou kvapalinou pomocou spoločného vedenia, vhodne usporiadaného vnútri reaktora. To môže byť zaistené napríklad pomocou kanála prechádzajúceho centrom reaktora.
Každá dýza môže mať sériu výstupov usporiadaných v skupinách obvodovo okolo dýzy, s každou skupinou výstupov pripojených oddelene k prívodu natlakovanej kvapaliny. Skupiny výstupov môžu byť typicky usporiadané v množstve radov okolo obvodu dýzy. Výhodný počet skupín výstupov je dva.
Vo výhodnom usporiadaní má dýza dve skupiny výstupov usporiadané v dvoch radoch, pričom skupiny sú vzájomne presadené. Tým spôsobom kvapalina vypúšťaná zo spodnej skupiny neinterferuje s výstupom zo spodnej skupiny.
Výhodne je každá skupina výstupov pripojená zvlášť na prívod natlakovanej kvapaliny do dýzy pomocou vhodného potrubia usporiadaného vnútri dýzy. Prívod natlakovanej kvapaliny do každej skupiny výstupov môže byť riadený s použitím vhodne usporiadaných ventilov. Tým spôsobom môže byť dodávanie kvapaliny do každej skupiny výstupov určené na riadenie množstva kvapaliny vypúšťanej z dýzy. Napríklad je možno viesť kvapalinu len do skupiny výstupov usporiadaných v hornej časti dýzy. Táto schopnosť riadenia množstva kvapaliny vypúšťanej z dýzy je zvlášť dôležitá v priebehu začiatku proce su vo fluidnom lôžku. Tiež schopnosť znížiť alebo zvýšiť množstvo kvapaliny vstupujúcej do fluidného lôžka dovoľuje lepšie riadenie a flexibilitu počas prevádzky fluidného lôžka. Použité v procese podľa predloženého vynálezu sú výhodne usporiadané tak, že prechádzajú v podstate vertikálne do fluidného lôžka, ale môžu byť usporiadané tiež tak, že vyčnievajú zo stien reaktora v podstate vo vodorovnom smere.
Rýchlosť, pri ktorej sa môže kvapalina zavádzať do lôžka, závisí primárne od stupňa ochladenia požadovanému v lôžku a ten závisí od požadovanej rýchlosti produkcie z lôžka. Rýchlosti produkcie získateľnej z komerčných polymerizačných procesov vo fluidnom lôžku na polymerizáciu oléfínov závisí, inter alia, od aktivity použitého katalyzátora a od kinetiky týchto katalyzátorov. Tak napríklad ak sa použijú katalyzátory, ktoré majú veľmi vysokú aktivitu a požaduje sa vysoká rýchlosť produkcie, bude množstvo pridávanej kvapaliny vysoké. Typické množstvo zavádzania kvapaliny môže byť napríklad v rozmedzí 0,1 až 4,9, výhodne 0,3 až 4,9 kubických metrov kvapaliny na kubický meter materiálu lôžka za hodinu. Pre konvenčné Zieglerove katalyzátory „superaktívneho“ typu (t. j. na báze prechodných kovov, horečnatého halogenidu a organokovového ko-katalyzátora) môže byť rýchlosť pridávania kvapaliny napríklad v rozmedzí 0,5 až 1,5 kubických metrov kvapaliny na kubický meter materiálu lôžka za hodinu. Katalyzátory na báze určitých komplexov prechodných prvkov, napríklad metaloceny aktivované napríklad alkylalumonaxanmi, sú známe svojimi mimoriadne vysokými aktivitami. Zvýšená rýchlosť uvoľňovania tepla, sprevádzajúca použitie takýchto polymerizačných katalyzátorov, môže urobiť použitie procesu podľa predloženého vynálezu zvlášť žiaduce. Pridanie kvapaliny do lôžka fluidizovaného plynom podľa predloženého vynálezu môže zaistiť zníženie výskytu horúcich škvŕn tvorených v reaktore zavádzaním čerstvého vysoko aktívneho katalyzátora. Ak je potrebné, samotný katalyzátor môže byť zavádzaný ako suspenzia alebo roztok v kvapaline, ktorá sa rozstrekuje do lôžka. Vstrekovanie kvapaliny do fluidného lôžka týmto spôsobom prospieva katalyzátoru zavádzanému do kvapaliny lokalizovaným chladiacim efektom obklopujúci dýzu, ktorá sa tak môže vyhnúť horúcim miestam a nasledovne aglomerácii.
V procese podľa predloženého vynálezu je dôležité dosiahnuť dobrú disperziu a penetráciu do kvapaliny vo fluidnom lôžku. Faktory, ktoré sú dôležité na dosiahnutie dobrej penetrácie a disperzie, sú okamih a smer rozstreku atomizovanej kvapaliny vstupujúcej do lôžka (profil rozstreku), počet dýz na jednotku plochy prierezu lôžka a priestorové usporiadanie dýz.
Výhodne sú steny oblasti tvarovania rozstreku skosené tak, že rozstrek nadobúda vhodný profil. Napríklad, ak steny v oblasti tvarovania rozstreku sa rozbiehajú v uhle 60° v horizontálnej rovine fluidného lôžka, pokrýva rozstrek uhol približne 60° v horizontálnej rovine lôžka.
Atomizovaný rozstrek kvapaliny sa výhodne vstrekuje do lôžka v podstate v horizontálnom smere. V prípade, že výstup dodáva atomizovaný rozstrek kvapaliny v inom smere ako horizontálnom, je smer rozstreku atomizovanej kvapaliny v uhle nie väčšom ako 45°, najvýhodnejšie nie väčšom ako 20° v horizontále.
V rozstrekovacej oblasti dýzy môže byť zaťaženie lôžka kvapalinou 16 až 656 m3 kvapaliny/h/mJ a množstvo kvapaliny pridávanej do fluidného lôžka môže byť v rozmedzí 50 až 300 te/h.
Dýza má výhodne veľkosť toku kvapaliny, pre typické opísané prierezové plochy a pre rýchlosti pridávania kvapaliny medzi 50 a 300 te/h, v rozmedzí 1,5 až 200 m3 kvapaliny/s/m2 prerezovej plochy výstupu, ešte výhodnejšie 9,5 až 70 m3 kvapaliny/s/m2 prierezovej plochy výstupu, pričom prietok kvapaliny dýzou je definovaný ako rýchlosť objemového toku kvapaliny (m3/s) na jednotku prierezovej plochy (m2) výstupu, z ktorého atomizovaný rozstrek kvapaliny vystupuje.
Pokles tlaku na dýze musí byť dostatočný na zabránenie vstupu z fluidného lôžka. Pokles tlaku je vhodne v rozmedzí 0,5 až 70 barov a je najvýhodnejší v rozmedzí 0,5 až 30 bar. Pokles tlaku na dýze tiež poskytuje prostriedok na riadenie prietoku kvapaliny cez dýzu.
Prietok hmotnosti kvapaliny prechádzajúci mechanickým zariadením umiestneným vnútri výstupu (výstupov) dýzy súvisí s poklesom tlaku na mechanickom zariadení. Nasledujúca rovnica 1 poskytuje jasne presný prostriedok stanovenia efektu, ktorý zmena tlaku aplikovaného na kvapalinu má na prietok kvapaliny:
ηυ/πη ” ýjAPj/APJ rovnica 1, kde p, je pokles tlaku mechanického zariadenia pri prietoku kvapaliny mt a P2 je pokles tlaku mechanického zariadenia pri vyššom prietoku kvapaliny m2, to znamená m2 > mb
Dáta uvedené v tabuľke 1 sa týkajú poklesu tlaku a prietoku kvapaliny typickým mechanickým zariadením, ktoré začína atomizovať kvapalinu pri prietoku kvapaliny 0,4 m3/h a poklese tlaku 0,5 barov.
Tabuľka 1
pokles tlaku prietok kvapaliny (hustota kvapal. = = 620 kg/m3 pomer prietoku kvapaliny pri P2 k prietoku kvapal. pri 0,5 bar (schopn. rozvinutia)
m3/h kg/h
0,5 0,40 248 1,0
10 1,8 1116 4,5
30 3,12 1934 7,75
100 5,70 3532 14,14
Na zvýšenie prietoku kvapaliny prechádzajúcej cez mechanické zariadenie sa v zhode s rovnicou 1 musí zvýšiť pokles tlaku na mechanickom zariadení. Je žiaduce mať možnosť zvýšiť alebo znížiť množstvo kvapaliny prúdiacej cez mechanické zariadenie. Na zaistenie rozumnej schopnosti rozvinutie/priškrtenie (t. j. zvýšenie alebo zníženie), je potrebné, aby pokles tlaku v typickom mechanickom zariadení podľa tabuľky 1 bol v rozmedzí 0,5 až 100 barov (v tomto rozsahu je schopnosť rozvinutia 1 až 14,24). No vysoké tlakové stavy sú nežiaduce, lebo schopnosť v natlakovaní kvapalín na vysoké tlaky sú vysoké náklady, napríklad zvýšené náklady na čerpanie a potreba vysokotlakového potrubného vedenia a bezpečnostného zariadenia.
Z ekonomických dôvodov je žiaduce minimalizovať počet dýz, počet mechanických zariadení v každej dýze, ako aj pokles tlaku v mechanickom zariadení pri súčasnom udržiavaní príslušného profilu kvapalného rozstreku a schopnosti rozvinutia a priškrtenia každej dýzy. Teraz bolo zistené, že spodný prevádzkový limit typického mechanického zariadenia (0,5 bar pokles tlaku) môže byť zvýšený, ak sa do kvapaliny zavedie malé množstvo plynu predtým, ako kvapalina prechádza mechanickým zariadením (ďalej označované ako prevádzka v penivom režime).
Za normálnych prevádzkových podmienok môže mechanické zariadenie takejto peniacej dýzy byť konštru ované na funkciu pri zníženom poklese tlaku, napríklad 30 barov s rozsahom činnosti (t. j. priškrtením) rozšíreným pod 0,5 baru, ak dýza pracuje v penivom režime. To umožňuje dobré riadenie množstva kvapaliny zavádzanej do fluidného lôžka počas nabehnutia procesu, kedy sa môže požadovať zavádzanie malých množstiev kvapaliny do lôžka, t. j. pod hranicou schopnosti dýzy atomizovať kvapalinu za nepenivých podmienok.
Príkladmi plynov, ktoré sa môžu zavádzať do kvapaliny, keď sa požaduje funkcia v penivom režime, predstavujú monoméme plyny podliehajúce polymerizácii, napríklad etylén alebo propylén, alebo inertný plyn, napríklad dusík alebo argón.
Množstvo plynu použitého v takýchto penivých dýzach je výhodne v rozmedzí 0,5 až 10 percent hmotnosti, vzťahujúce sa na celkovú hmotnosť plynu a kvapaliny prechádzajúcej cez dýzu.
Vhodný tlak plynu je 1 až 5 barov nad tlakom kvapaliny.
Plyn sa výhodne zavádza do natlakovanej kvapaliny cez malé otvory v napájačom vedení kvapaliny do dýzy, takže sa v natlakovanej kvapaline tvoria malé bublinky plynu. Predpokladá sa, že bublinky plynu prechádzajú cez výstup (výstupy) dýzy a pokles tlaku na výstupe dýzy má za následok expanziu bublín a tým nárast rozdeľovania a atomizácie kvapaliny.
Dýzy použité v procese podľa vynálezu môžu byť vybavené vstupom čistiaceho plynu na zabránenie zablokovania dýzy vniknutím častíc z fluidného lôžka a prerušenie dodávky natlakovanej kvapaliny do dýz. Čistiace plyny sú zvolené z plynov, ktoré nemajú škodlivý vplyv na proces. Preferovanými čistiacimi plynmi sú monomérne plyny podliehajúce polymerizácii, napríklad etylén alebo propylén, alebo inertné plyny, napríklad dusík alebo argón.
Prúd plynného recyklu odťahovaný z reaktora obsahuje nezreagované plynné monoméry a prípadne inertné uhľovodíky, inertné plyny ako napríklad dusík, aktivátory reakcie alebo moderátory ako napríklad vodík, ako aj unášané katalyzátory alebo polyméme častice.
Recyklovaný plynný prúd nastrekovaný do reaktora navyše obsahuje dostatočné množstvo základných monomérov na nahradenie monomérov spolymerovaných v reaktore.
Spôsob podľa vynálezu je vhodný na výrobu polyolefinov v plynnej fáze polymerizácie jedného alebo viacerých oleflnov, z ktorých aspoň jeden je etylén alebo propylén. Preferované alfaolefíny na použitie v procese podľa predloženého vynálezu sú tie, ktoré majú 3 až 8 atómov uhlíka. No, ak je potrebné, môžu sa použiť malé množstvá alfaolefínov majúcich viac ako 8 atómov uhlíka, napríklad 9 až 18 atómov uhlíka. Teda je možné vyrábať homopolyméry etylénu alebo propylénu, alebo kopolyméry etylénu alebo propylénu s jedným alebo viac C3 - C8 alfaolefínov. Preferované alfaolefíny sú 1-butén, 1-pentén, 1-hexén, 4-metyl-1-pentén, 1-oktén a butadién. Príkladmi vyšších oleflnov, ktoré môžu byť kopolymerizované s primárnym monomérom etylénom alebo propylénom, alebo môžu čiastočne nahrádzať ko-monomér C3-C8 alfaolefin, sú 1 -decén a etylidénnorbomén.
Pri použití procesu na kopolymerizáciu etylénu alebo propylénu s vyššími alfaolefínmi je etylén alebo propylén prítomný ako hlavná zložka kopolyméru, výhodne v množstve aspoň 70 %, ešte výhodnejšie aspoň 80 % celkového množstva monomérov/ko-monomérov.
Spôsob podľa predloženého vynálezu je možno použiť na prípravu rôznych polymérových produktov, naprí klad lineárneho nízkohustotného polyetylénu (LLDPE) na báze kopolymérov etylénu s buténom, 4-metyl-1-penténom alebo hexénom a vysokohustotného polyetylénu (HDPE), ktorý môže byť napríklad tvorený homopolyetylénom alebo kopolymérmi etylénu s malým množstvom vyššieho alfaoleflnového ko-monoméru, napríklad beténu, 1-penténu, 1-hcxénu alebo 4-metyl-1-penténu.
Kvapalinou, ktorá vykondenzováva z prúdu plynného recyklu, môže byť kondenzovateľný monomér, napr. butén, hexén alebo oktén použitý ako ko-monomér na výrobu LLDPE, alebo ňou môže byť inertná kondenzovateľná kvapalina, napr. bután, pentán alebo hexán.
V tejto prihláške termín kondenzovateľný znamená, že rosný bod plynnej kompozície obsahujúcej kondenzovateľný materiál je nad najnižšou teplotou okruhu recyklu.
Je dôležité, aby sa atomizovaná kvapalina vnútri lôžka za podmienok polymerizácie odparila, čo sa využíva na dosiahnutie požadovaného chladiaceho efektu a na zamedzenie nežiaducej akumulácie kvapaliny vnútri lôžka.
Spôsob je obzvlášť výhodný na polymerizáciu olefínov pri tlaku medzi 0,5 a 6 MPa a pri teplote medzi 30 °C a 130 ° C. Napríklad na výrobu LLDPE je vhodná hranica teploty 75 -90 °C a pre HDPE je teplota spravidla 80 až 105 °C, v závislosti od aktivity použitého katalyzátora.
Polymerizačná reakcia sa môže realizovať v prítomnosti katalyzátorového systému typu Zirgler-Natta, skladajúceho sa v podstate z pevného katalyzátora obsahujúceho zlúčeninu prechodného prvku a ko-katalyzátor obsahujúci organickú zlúčeninu kovu (t. j. organokovovú zlúčeninu, napríklad alkyialumíniovú zlúčeninu). Vysoko aktívne katalytické systémy sú známe už veľa rokov a sú schopné vyrobiť veľké množstvo polymérov v pomerne krátkom čase a umožňujú tak vyhnúť sa kroku odstraňovania katalyzátora z polyméru. Tieto vysoko aktívne katalytické systémy spravidla zahŕňajú pevný katalyzátor, skladajúci sa v podstate z atómov prechodného kovu, horčíka a halogénu. Taktiež možno použiť vysoko aktívny katalyzátor skladajúci sa v podstate z oxidu chrómu aktivovaného tepelnou úpravou a spojeného s granulovaným nosičom na báze žiaruvzdorného oxidu. Tento proces je tiež vhodný na použitie s metalocenovými katalyzátormi a s Zieglerovými katalyzátormi nesenými na oxide kremičitom.
Katalyzátory môžu byť využité vo forme práškového predpolyméru, pripraveného v predpolymerizačnom stupni pomocou katalyzátora, ako je opísané. Predpolymerizácia sa môže realizovať akýmkoľvek vhodným procesom, napríklad polymerizáciou v kvapalnom uhľovodíkovom rozpúšťadle alebo v plynnej fáze s použitím vsádzkového procesu, semikontinuálného procesu alebo kontinuálneho procesu.
Výhodne sa celý prúd plynného recyklu chladí a kondenzovaná kvapalina sa oddeľuje a v podstate celá oddelená kvapalina sa zavádza priamo do fluidného lôžka prostredníctvom dýzy (dýz) ako atomizovaný kvapalinový rozstrek.
Prúd plynného recyklu sa výhodne chladí pomocou tepelného výmenníka alebo výmenníkov na teplotu, pri ktorej kondenzuje kvapalina v prúde plynného recyklu. Vhodné tepelné výmenníky sú v odbore dobre známe.
Prúd plynného recyklu opúšťajúci vrchol reaktora môže unášať množstvo častíc katalyzátora alebo polyméru (jemné častice), ktoré sa z prúdu plynného recyklu môžu v prípade potreby odstraňovať pomocou cyklónu. Malý podiel týchto častíc môže zostať v prúde plynného recyklu a po ochladení a separácii kvapaliny z plynu môžu byť jemné častice v prípade potreby vrátené do fluidného lôžka spolu s oddeleným kvapalným prúdom pomocou dýzy (dýz).
Na zamedzenie upchávania dýzy (dýz) je dôležité zaistiť, aby mechanické zariadenie umiestnené vnútri výstupu (výstupov) malo dostatočnú vôľu na umožnenie priechodu akýchkoľvek jemných častíc, ktoré môžu byť prítomné v prúde oddelenej kvapaliny. Ďalej výstup (výstupy) dýzy (dýz) musí mať dostatočnú veľkosť na umožnenie prechodu jemných častíc do fluidného lôžka spolu s rozstrekom kvapaliny.
Prúd plynného recyklu môže tiež obsahovať inertný uhľovodík použitý na vstrekovanie katalyzátora, aktivátorov reakcie alebo moderátorov do reaktora.
Základné monoméry, napríklad etylén na nahradenie monomérov spotrebovaných v polymerizačnej reakcii sa môžu pridávať do prúdu plynného recyklu v ktoromkoľvek vhodnom mieste.
Základné kondenzovateľné ko-monoméry, napríklad butén, hexén, 4-metyl-1 -pentén a oktén, na nahradenie kondenzovateľných ko-monomérov spotrebovaných v polymerizačnej reakcii sa môžu zavádzať ako kvapalina a pridávať do prúdu plynného recyklu v ktoromkoľvek vhodnom mieste.
Kvapalina sa môže oddeľovať z prúdu plynného recyklu v separátore.
Vhodné separátory sú napríklad cyklónové separátory, veľké nádoby znižujúce rýchlosť prúdu plynu na vyvolanie oddeľovania kondenzovanej kvapaliny (odlučovacie bubny), demistery typu odlučovač plyn-kvapalina a kvapalinové práčky, napríklad venturiho práčky. Takéto separátory sú zo stavu techniky známe.
Použitie demisterového typu separátora plyn-kvapalina je v procese podľa vynálezu zvlášť výhodné.
Výhodné je použitie cyklónového separátora v plynnom prúde recyklu pred separátorom. To odstraňuje väčšinu jemných častíc z plynného prúdu opúšťajúceho reaktor, čím sa uľahčuje použitie demisterového separátora a tiež sa znižuje možnosť zanesenia separátora, čoho výsledkom je účinnejšia funkcia.
Ďalšou výhodou použitia separátora demisterového typu je to, že pokles tlaku vnútri separátora môže byť menší ako v iných typoch separátorov, čím sa zvyšuje účinnosť celého procesu.
Zvlášť vhodný separátor demisterového typu na použitie v procese podľa vynálezu je komerčne dostupný vertikálny plynový separátor známy ako „Peerless“ (napríklad typ DPV P8X). Tento typ separátora sa používa na koalescenciu kvapalných kvapôčok na zarážkovom usporiadaní na oddelenie kvapaliny od plynu. Na dne separátora je usporiadaný veľký zásobník kvapaliny na zhromažďovanie kvapaliny. Zásobník kvapaliny umožňuje skladovanie kvapaliny, čim poskytuje kontrolu nad vypúšťaním kvapaliny zo separátora. Tento typ separátora je veľmi účinný a poskytuje 100 % oddelenie kondenzovanej kvapaliny z prúdu plynu.
Ak je potrebné, môže byť v zásobníku kvapaliny separátora inštalované filtračné sito alebo iný vhodný prostriedok na zhromažďovanie zostávajúcich jemných častíc prítomných v oddelenej kvapaline. Alternatívne sa môžu jemné častice udržiavať v suspenzii a môže sa tak zabraňovať zanášaniu separátora napríklad miešaním kvapaliny v separátore (mechanickým miešaním), prebublávaním plynného prúdu cez kvapalinu alebo kontinuálna cirkulácia kvapaliny pomocou vonkajšieho okruhu, t. j. kvapalina sa kontinuálne odťahuje a vracia do separátora.
Výhodne sa časť kvapaliny v separátore kontinuálne cirkuluje pomocou čerpadla. Účelne cirkuluje dostatočné množstvo kvapaliny, aby čerpadlo mohlo pracovať kontinuálne. Časť cirkulačnej kvapaliny sa môže zavádzať priamo do fluidného lôžka prostredníctvom ventilu, ktorý sa otvára na umožnenie vstupu kvapaliny do napájacieho vedenia dýzy (dýz). Ventil je výhodne ovládaný pomocou regulátora kvapaliny, ktorý monitoruje a udržiava hladinu kvapaliny v separátore v stanovených hraniciach.
Oddelená kvapalina sa účelne zavádza do fluidného lôžka pomocou dýzy (dýz) usporiadaných nad hornou hranicou teplotného gradientu medzi vstupujúcim fluidizačným plynom a zvyškom lôžka. Dýza alebo dýzy môžu byť vo viacerých miestach vnútri tejto oblasti fluidného lôžka a v rôznych výškach vnútri tejto oblasti. Dýza alebo dýzy sú usporiadané tak, že lokálna koncentrácia kvapaliny nemá nepriaznivý vplyv na fluidizáciu lôžka ani na kvalitu produktu a kvapalina sa z každého miesta rýchlo rozptyľuje a odparuje v lôžku na odvádzanie polymerizačného tepla exotermickej reakcie. Tým spôsobom sa môže množstvo kvapaliny zavádzanej na chladenie tesnejšie blížiť maximu zaťaženia, ktoré môže byť tolerované bez porušenia fluidizačných charakteristík lôžka a ponúka sa tak možnosť dosiahnuť zvýšenú úroveň produktivity reaktora.
Kvapalina sa môže, ak je to potrebné, zavádzať do fluidného lôžka pomocou dýz umiestnených v rôznych výškach vnútri lôžka. Táto technika môže uľahčovať zlepšené riadenie zabudovania ko-monoméru. Riadené dávkovanie kvapaliny do fluidného lôžka pomocou dýz poskytuje ďalšiu kontrolu nad teplotným profilom lôžka a v prípade, že kvapalina obsahuje ko-monomér, poskytuje užitočnú kontrolu zabudovania ko-monoméru do kopolyméru.
Na dosiahnutie maximálneho prínosu chladenia oddelenej kvapaliny jc podstatné, aby dýza alebo dýzy boli nad oblasťou, kde existuje teplotný gradient, t. j. v časti lôžka, kde je v podstate dosiahnutá teplota prúdu plynného recyklu opúšťajúceho reaktor.
Dýza alebo dýzy môžu byť napríklad približne 20 až 200 cm, výhodne 50 - 70 cm nad fluidizačným roštom.
V praxi môže byť teplotný profil vnútri fluidného lôžka najskôr určený počas polymerizácie napríklad pomocou termočlánkov, umiestnených v stene alebo na stene reaktora. Dýza alebo dýzy sú potom usporiadané na zaistenie, aby kvapalina vstupovala do oblasti lôžka v oblasti, kde prúd vracaného plynu v podstate dosiahol teplotu prúdu plynného recyklu, odťahovaného z reaktora. Dôležité je zaistiť, aby teplota vnútri fluidného lôžka bola udržiavaná na úrovni, ktorá je pod sintrovacou teplotou polyolefínu, tvoriaceho lôžko.
Plyn zo separátora sa recykluje do lôžka, spravidla na dne reaktora. Ak sa použije fluidizačný rošt, je tento recyklus spravidla v oblasti pod roštom a rošt uľahčuje rovnomerné rozdelenie plynu na fluidizáciu lôžka. Použitiu fluidizačného roštu sa dáva prednosť.
Spôsob podľa vynálezu sa realizuje pri rýchlosti plynu vo fluidnom lôžku, ktorá musí byť väčšia alebo sa rovná rýchlosti potrebnej na dosiahnutie vírivého lôžka. Minimálna rýchlosť plynu je spravidla 6 - 12 cm/s, ale spôsob podľa vynálezu sa výhodne realizuje s použitím rýchlosti plynu v rozmedzí 30 až 100, najvýhodnejšie 50 až 70 cm/s. Ak je potrebné, môžu sa do lôžka prostredníctvom dýzy (dýz) spolu s oddelenou kvapalinou zavádzať kvapalné alebo v kvapaline rozpustné aditíva, napríklad aktivátory, ko-katalyzátory a podobne.
V prípade, že sa spôsob podľa predloženého vynálezu využíva na výrobu etylénových homopolymérov alebo kopolymérov, môže byť základný etylén, napríklad na nahradenie etylénu spotrebovaného počas polymerizácie, výhodne zavádzať do prúdu oddeleného plynu pred jeho opätovným zavádzaním do lôžka (napríklad pod fluidizačným roštom, ak je prítomný).
Prúd oddelenej kvapaliny môže byť podrobený dodatočnému chladeniu (napr. s použitím chladiacich techník) predtým, ako je zavádzaný do fluidného lôžka prostredníctvom dýzy (dýz). Výhodou zvláštneho realizovania podľa predloženého vynálezu je, že chladením kvapaliny pred zavedením do fluidného lôžka pomocou dýzy (dýz) sa zníži sklon katalyzátora alebo polyméru, ktoré sa môžu nachádzať v prúde kvapaliny, vyvolávať polymerizáciu pred zavedením do lôžka.
Pred začatím zavádzania kvapaliny použitím spôsobu podľa vynálezu sa začne polymerizácia v lôžku, fluidizovanom plynnou fázou, uvedením polymémych častíc do lôžka a začatím prúdenia plynu cez lôžko.
Podľa ďalšieho uskutočnenia vynálezu je zhotovený spôsob vstrekovania kvapaliny do fluidného lôžka, ktorý zahŕňa
a) natlakovanie kvapaliny,
b) dodávanie natlakovanej kvapaliny na kvapalinový vstup dýzy a
c) vháňanie kvapaliny do fluidného lôžka výstupom dýzy, v ktorej sa kvapalina atomizuje pomocou mechanického zariadenia umiestneného vo výstupe a atomizovaný rozstrek sa tvorí v oblasti tvarovania rozstreku výstupu.
Podľa ešte ďalšieho uskutočnenia vynálezu je zhotovená dýza vhodná na vstrekovanie kvapaliny do fluidného lôžka, obsahujúca
a) vstup natlakovanej kvapaliny a
b) výstup kvapaliny, v ktorej je usporiadané mechanické zariadenie vnútri výstupu kvapaliny na atomizovanie kvapaliny a výstup kvapaliny je vybavený oblasťou tvarovania rozstreku.
Výstup kvapaliny, mechanické zariadenie a oblasť tvarovania rozstreku môžu mať opísané znaky.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Dýzy podľa predloženého vynálezu sú znázornené na obr. 1 až 3.
Obr. 4 ilustruje polymerizačný proces podľa vynálezu.
Obr. 5, 6, 7, 8 a 9 ilustrujú dýzy alebo ich časti podľa vynálezu s rôznymi charakteristickými znakmi,
Príklady uskutočnenia vynálezu
Obr. 1 predstavuje dýzu 1, ktorá je vybavená spravidla štyrmi výstupmi 2, usporiadanými rovnomerne okolo obvodu oblasti 3 hlavy dýzy. Natlakovaná kvapalina sa dodáva do dýzy vstupom (neznázomeným) prepojeným s centrálne umiestneným kanálom 4 do oblasti 3 hlavy dýzy, kde sa dostáva prostredníctvom výstupov 2 a rozstrekovacích oblastí 5 do fluidného lôžka. Každý výstup je vybavený mechanickým zariadením 6 na atomizovanie kvapaliny.
Obr. 2 predstavuje dýzu 1 vybavenú dvoma skupinami výstupov 2 a 7, pričom spodná skupina je usporiadaná presadene oproti hornej skupine. Natlakovaná kvapalina je dodávaná k dýze prostredníctvom vedenia 8 a riadená čerpadlom 9. Každá skupina výstupov je vybavená zvláštnym prívodom natlakovanej kvapaliny pomocou vedení 10 a 11. Prívod kvapaliny do každej skupiny výstupov je riadený ventilmi 12 a 13. Každý výstup je vybavený mechanickým zariadením 6 a rozstrekovacou oblasťou 5.
Obr. 3 predstavuje penovú dýzu. Dýza 1 je vybavená výstupmi 2. Natlakovaná kvapalina sa dodáva do dýzy vstupom 4 (neznázomeným). Plyn sa dodáva do dýzy prostredníctvom kanálu 14 a dostáva sa do natlakovanej kvapaliny prostredníctvom otvorov 15. Každý výstup je vybavený mechanickým zariadením 6 a rozstrekovacou oblasťou 5.
Polymerizačný proces podľa predloženého vynálezu bude ďalej ilustrovaný pomocou obr. 4.
Obr. 4 ilustruje reaktor s lôžkom fluidizovaným plynnou fázou, skladajúcou sa z telesa 16 reaktora, ktoré je tvorené stojatým valcom majúcim fluidizačný rošt umiestnený v jeho základni. Teleso reaktora obsahuje fluidné lôžko 18 a oblasť 19 zníženia rýchlosti, ktorá má oproti fluidnému lôžku zväčšený priemer.
Plynná reakčná zmes opúšťajúca vrchol reaktora s fluidným lôžkom tvorí recyklovaný plynný prúd a dostáva sa prostredníctvom vedenia 20 do cyklónu 21 na oddelenie väčšiny jemných častíc. Odstránené jemné častice môžu byť výhodne vrátené späť do fluidného lôžka. Recyklovaný plynný prúd opúšťajúci cyklón sa dostáva do prvého tepelného výmenníka 22 a kompresora 23. Druhý tepelný výmenník 24 je prítomný na odvedenie kompresného tepla po prechode recyklovaného plynného prúdu kompresorom 23.
Tepelný výmenník alebo výmenníky môžu byť usporiadané proti prúdu alebo po prúde vzhľadom na kompresor 23.
Po ochladení a kompresii na teplotu, pri ktorej sa tvorí kondenzát, dostáva sa výsledná zmes plyn-kvapalina do separátora 25, kde sa odstraňuje kvapalina.
Plyn opúšťajúci separátor sa recykluje prostredníctvom vedenia 26 na spodok reaktora 16. Plyn sa dostáva prostredníctvom fluidizačného roštu 17 do lôžka, čím zaisťuje, že sa lôžko udržiava vo fluidnom stave.
Kvapalina oddelená zo separátora 25 sa dostáva prostredníctvom vedenia 27 do reaktora 16, kde sa kvapalina zavádza do reaktora 16 prostredníctvom dýz podľa predloženého vynálezu. Ak je potrebné, môže byť vo vedení 27 vhodne umiestnené čerpadlo 28.
Katalyzátor alebo prepolymér sa nastrekuje do reaktora prostredníctvom vedenia 29 do prúdu oddelenej kvapaliny.
Častice polymérneho produktu môžu byť odvádzané z reaktora prostredníctvom vedenia 30.
Obr. 5 predstavuje vertikálny rez dýzou 40 v rovine osi kanála 41 kruhového prierezu na natlakovanú kvapalinu. Rozstrekovacia oblasť 42 je vnútri valcového puzdra
43. Koniec 44 kanála je obrobený na vytvorenie výstupu ventilátorového typu, ktorý má, v pohľade od konca, eliptický vzhľad. Kombinácia tlaku kvapaliny a geometria konca 44 predstavuje mechanické zariadenie na tvorbu rozstreku. Puzdro 43 kryje rozstrekovú oblasť, pričom umožňuje vyvinutie rozstreku predtým, až sa dostane v podstate vodorovne cez výstup 45 do fluidného lôžka (nie je znázornené).
Obr. 6 predstavuje vertikálny rez dýzou 46 v rovine osi kanála 47 kruhového prierezu na natlakovanú kvapalinu a rozstrekovacou oblasťou 48, ktorá je krytá od fluidného lôžka (neznázomené) horizontálne umiestnenou doskou 49. Koniec 50 kanála je obrobený na vytvorenie výstupu ventilátorového typu, ktorý’ má, v pohľade od konca, eliptický vzhľad. Kombinácia tlaku kvapaliny a geometria konca 50 predstavuje mechanické zariadenie na tvorbu rozstreku. Doska 49 kryje rozstrekovú oblasť 48, pričom umožňuje vyvinutie rozstreku predtým, ako sa dostane v podstate vodorovne cez výstup 51 do fluidného lôžka.
Obr. 7 predstavuje vertikálny rez dýzou 52 v rovine osi kanála 53 kruhového prierezu pre natlakovanú kvapalinu a rozstrekovacou oblasťou 54, ktorá je krytá od fluidného lôžka (neznázomeného) integrálnym puzdrom 55, ktoré má kónický vnútorný prierez. Dýza je vybavená systémom 56 priehradok na vytvorenie turbulentného prúdenia v kvapaline. Tvorenie rozstreku kvapaliny začína v zúžení 57 medzi kanálom 53 a oblasťou 54 tvorby rozstreku. Kombinácia tlaku kvapaliny, zúženia 57 a systému 56 priehradok predstavuje mechanické zariadenie na tvorenie rozstreku. Puzdro 55 kryje oblasť 54 tvorenia rozstreku, pričom umožňuje vyvinutie rozstreku predtým, ako sa dostane v podstate vodorovne cez výstup 58 do fluidného lôžka. Obr. 8 predstavuje vertikálny rez dýzou 59 v rovine osi kanála 60 kruhového prierezu pre natlakovanú kvapalinu a oblasťou 61 vytvárajúcou rozstrek, ktorá je krytá od fluidného lôžka (neznázomeného) vodorovne umiestnenou doskou 62 a zakriveným členom 64 integrálnym s dýzou. Vertikálny rozstrek kvapaliny (neznázornené) sa dostáva z konca 63 vedenia 60 a naráža na zakrivený povrch 64, čím tvorí rozstrek kvapaliny. Rozstrek je krytý oblasťou 61 tvoriacou rozstrek, umožňujúci vyvinutie rozstreku predtým, ako sa dostane v podstate vodorovne do fluidného lôžka.
Obr. 9 predstavuje vertikálny rez dýzou 65 v rovine osi kanála 66 kruhového prierezu pre natlakovanú kvapalinu a oblasťou 67 tvoriacu rozstrek, ktorá je krytá od fluidného lôžka (neznázomeného) vodorovne umiestnenou doskou 68 a integrálnym špirálovým pretiahnutím 70 dýzy. Vertikálny lúč kvapaliny (nie je znázornené) sa dostáva z konca 69 kanála 66 a naráža čiastočne na špirálovité predĺženie 70 a čiastočne na dosku, čím vytvára rozstrek kvapaliny. Rozstrek kvapaliny je krytý oblasťou 67 tvoriacej rozstrek, umožňujúci vyvinutie rozstreku predtým, ako sa dostane v podstate vodorovne okolo špirálovitého predĺženia 70 do fluidného lôžka.

Claims (17)

1. Kontinuálny spôsob polymerizácie v lôžku fluidizovanom plynom na polymerizáciu oleflnového monoméru vybratého z a) etylénu, b) propylénu, c) zmesi etylénu a propylénu a d) jedného alebo viacerých ďalších alfaoleflnov zmiešaných s a), b) alebo c), v reaktore s fluidným lôžkom, kontinuálnym recyklovaním plynného prúdu obsahujúceho aspoň časť etylénu alebo propylénu cez fluidné lôžko v uvedenom reaktore v prítomnosti polymerizačného katalyzátora za reakčných podmienok, pričom aspoň časť uvedeného plynného prúdu odťahovaného z uvedeného reaktora sa chladí na teplotu, pri ktorej kvapalina vykondenzováva, oddeľovaním aspoň časti kondenzovanej kvapaliny z plynného prúdu a zavádzaním aspoň časti oddelenej kvapaliny priamo do fluidného lôžka pomocou a) natlakovania kvapaliny, b) dodávania natlakovanej kvapaliny na kvapalinový vstup dýzy a c) vháňania kvapaliny do fluidného lôžka výstupom dýzy, vyznačujúci sa tým, že sa kvapalina atomizuje pomocou mechanického zariadenia umiestnené ho vnútri výstupu a atomizovaný rozstrek sa tvorí v oblasti tvarovania rozstreku na výstupe.
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že oblasť tvarovania rozstreku na výstupe je umiestnená vnútri dýzy.
3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že oblasť tvarovania rozstreku je určená stenou, ktorá je integrálnou časťou dýzy alebo ktorá je pretiahnutá od dýzy, alebo ktorá je zaistená v priestorovom vzťahu k dýze.
4. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že stena obsahuje trubicu alebo dosku.
5. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že dýza je umiestnená vnútri fluidného lôžka a má 2 až 4 výstupy.
6. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že výstup je štrbina majúca eliptický tvar.
7. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že reaktor s fluidným lôžkom je vybavený množstvom dýz.
8. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že dýza má sériu výstupov usporiadaných v skupinách obvodovo okolo dýzy.
9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že skupiny výstupov sú usporiadané v mnohých radoch okolo obvodu dýzy.
10. Spôsob podľa nároku 8 alebo 9, vyznačujúci sa tým, že každá skupina výstupov je oddelene pripojená na prívod natlakovanej kvapaliny.
11. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že rozstrek atomizovanej kvapaliny je vstrekovaný do lôžka v podstate vo vodorovnom smere.
12. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že dýza má rýchlosť toku kvapaliny v rozmedzí 9,5 až 70 m kvapaliny /s/m3 výstupnej prierezovej plochy, pričom prietok kvapaliny dýzou je definovaný ako rýchlosť objemového toku kvapaliny (m3/s) na jednotku prierezovej plochy (m2).
13. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že sa do kvapaliny zavádza malé množstvo plynu predtým, ako kvapalina prejde cez mechanické zariadenie.
14. Spôsob podľa nároku 13, vyznačujúci sa tým, že množstvo plynu je v rozmedzí 0,5 až 10 percent hmotnosti, vzťahujúce sa na celkovú hmotnosť plynu a kvapaliny prechádzajúcej dýzou.
15. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že katalyzátor je metalocenový katalyzátor na báze aktivovaného prechodného kovu.
16. Spôsob vstrekovania kvapaliny do fluidného lôžka, ktorý’ zahŕňa a) natlakovanie kvapaliny, b) dodávanie natlakovanej kvapaliny na kvapalinový vstup dýzy a c) vháňanie kvapaliny do fluidného lôžka výstupom dýzy, vyznačujúci sa tým, že sa kvapalina atomizuje pomocou mechanického zariadenia umiestneného vo výstupe a atomizovaný rozstrek sa tvorí v oblasti tvarovania rozstreku výstupu.
17. Dýza vhodná na vstrekovanie kvapaliny do fluidného lôžka, obsahujúca a) vstup natlakovanej kvapaliny a b) výstup kvapaliny, vyznačujúca sa tým, že vnútri výstupu kvapaliny je usporiadané me9 chanické zariadenie na atomizovanie kvapaliny a výstup kvapaliny je vybavený oblasťou tvarovania rozstreku.
SK537-99A 1996-10-31 1997-10-22 Dýza na atomizáciu tekutiny vo fluidnom lôžku SK283622B6 (sk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9622715.2A GB9622715D0 (en) 1996-10-31 1996-10-31 Nozzle
PCT/GB1997/002931 WO1998018548A1 (en) 1996-10-31 1997-10-22 Nozzle for atomizing a fluid in a fluidised bed

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK53799A3 SK53799A3 (en) 2000-02-14
SK283622B6 true SK283622B6 (sk) 2003-10-07

Family

ID=10802254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK537-99A SK283622B6 (sk) 1996-10-31 1997-10-22 Dýza na atomizáciu tekutiny vo fluidnom lôžku

Country Status (30)

Country Link
US (1) US6214943B1 (sk)
EP (1) EP0938372B1 (sk)
JP (1) JP2001503318A (sk)
KR (1) KR100466302B1 (sk)
CN (1) CN1115193C (sk)
AR (1) AR010258A1 (sk)
AT (1) ATE222799T1 (sk)
AU (1) AU715615B2 (sk)
BG (1) BG64078B1 (sk)
BR (1) BR9712612A (sk)
CA (1) CA2270049C (sk)
DE (1) DE69715027T2 (sk)
DZ (1) DZ2342A1 (sk)
EA (1) EA002084B1 (sk)
EG (1) EG21518A (sk)
ES (1) ES2183143T3 (sk)
GB (1) GB9622715D0 (sk)
HU (1) HU224477B1 (sk)
ID (1) ID21359A (sk)
MY (1) MY122144A (sk)
NO (1) NO992078L (sk)
NZ (1) NZ335267A (sk)
PL (1) PL189074B1 (sk)
PT (1) PT938372E (sk)
SK (1) SK283622B6 (sk)
TR (1) TR199900937T2 (sk)
TW (1) TW413684B (sk)
UA (1) UA51743C2 (sk)
WO (1) WO1998018548A1 (sk)
ZA (1) ZA979619B (sk)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6306981B1 (en) 1999-04-02 2001-10-23 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Gas phase polymerization process
FR2792853B1 (fr) 1999-04-30 2001-07-06 Bp Chemicals Snc Buse a ressort avec fente de 360 degres, pour l'injection de liquide dans un reacteur a lit fluidise
FR2792852B1 (fr) * 1999-04-30 2002-03-29 Bp Chemicals Snc Buse a ressort avec orifices
DE10052606A1 (de) * 2000-10-24 2002-08-08 Xcellsis Gmbh Vorrichtung zur Rückführung kondensierter Flüssigkeit in einen Gasstrom
JP5166662B2 (ja) * 2001-09-27 2013-03-21 出光興産株式会社 α−オレフィン低重合体の製造方法
US7989562B2 (en) * 2006-10-03 2011-08-02 Univation Technologies, Llc Method for preventing catalyst agglomeration based on production rate changes
EP2118151B1 (en) * 2007-03-06 2011-11-30 Univation Technologies, LLC Methods and devices for polymerization
EP2288579B1 (en) * 2008-04-04 2016-12-14 Neos International, Llc System of water treatment
WO2010077606A1 (en) * 2008-12-08 2010-07-08 Rensselaer Polytechnic Institute Redox-initiated cationic polymerization using vapor-state reducing agents
US8921627B2 (en) * 2008-12-12 2014-12-30 Uop Llc Production of diesel fuel from biorenewable feedstocks using non-flashing quench liquid
EP2441512A1 (en) * 2010-10-14 2012-04-18 Linde Aktiengesellschaft Injector
US8900443B2 (en) 2011-04-07 2014-12-02 Uop Llc Method for multi-staged hydroprocessing using quench liquid
US20150297924A1 (en) * 2011-10-14 2015-10-22 Utc Fire & Security Corporation Sprinkler system including a mixing device upstream of a sprinkler
CA3104497C (en) * 2012-07-31 2023-10-03 Univation Technologies, Llc Methods and systems for olefin polymerization
KR101534149B1 (ko) * 2013-11-29 2015-07-03 롯데케미칼 주식회사 폴리올레핀의 정제 방법
CN103980084B (zh) * 2014-06-03 2016-03-09 上海华畅环保设备发展有限公司 乙叉降冰片烯的连续异构合成方法及装置
CN106422984B (zh) * 2015-08-07 2019-01-18 中国石油天然气股份有限公司 液体进料雾化装置、气相流化床反应器及聚烯烃生产装置
CN105646758B (zh) * 2016-03-25 2017-12-26 浙江大学 一种制备聚合物的方法
CN107063907A (zh) * 2017-03-31 2017-08-18 浙江理工大学 一种用于测量固液两相磨损的试验装置
US11161128B2 (en) 2017-11-14 2021-11-02 General Electric Company Spray nozzle device for delivering a restorative coating through a hole in a case of a turbine engine
US10710109B2 (en) * 2017-11-14 2020-07-14 General Electric Company Spray nozzle device for delivering a restorative coating through a hole in a case of a turbine engine
US11534780B2 (en) 2017-11-14 2022-12-27 General Electric Company Spray nozzle device for delivering a restorative coating through a hole in a case of a turbine engine
CN108948248B (zh) * 2018-06-26 2020-12-01 中国石油天然气股份有限公司 一种气相法生产聚烯烃弹性体的方法、装置及聚烯烃弹性体的应用

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3628734A (en) * 1970-03-11 1971-12-21 Georgia Pacific Corp Nozzle for dispersing viscous fluids
US4238453A (en) * 1978-12-04 1980-12-09 National Distillers And Chemical Corporation Catalyst spray nozzle
CA1241525A (en) * 1984-08-24 1988-09-06 Larry L. Simpson Fluidized bed polymerization reactors
ZA943399B (en) * 1993-05-20 1995-11-17 Bp Chem Int Ltd Polymerisation process
GB9524038D0 (en) * 1995-11-23 1996-01-24 Bp Chem Int Ltd Nozzle

Also Published As

Publication number Publication date
NZ335267A (en) 2000-10-27
EP0938372A1 (en) 1999-09-01
NO992078D0 (no) 1999-04-29
DE69715027T2 (de) 2002-12-19
CA2270049C (en) 2006-07-25
HUP9904298A2 (hu) 2000-04-28
CN1115193C (zh) 2003-07-23
DE69715027D1 (de) 2002-10-02
EG21518A (en) 2001-11-28
ATE222799T1 (de) 2002-09-15
KR20000052958A (ko) 2000-08-25
NO992078L (no) 1999-06-30
HU224477B1 (hu) 2005-09-28
ID21359A (id) 1999-05-27
US6214943B1 (en) 2001-04-10
WO1998018548A1 (en) 1998-05-07
UA51743C2 (uk) 2002-12-16
AR010258A1 (es) 2000-06-07
EP0938372B1 (en) 2002-08-28
SK53799A3 (en) 2000-02-14
BR9712612A (pt) 1999-10-26
TW413684B (en) 2000-12-01
BG64078B1 (bg) 2003-12-31
BG103431A (en) 2000-01-31
AU4717397A (en) 1998-05-22
JP2001503318A (ja) 2001-03-13
HUP9904298A3 (en) 2000-05-29
CN1242716A (zh) 2000-01-26
PT938372E (pt) 2002-12-31
DZ2342A1 (fr) 2004-06-20
TR199900937T2 (xx) 1999-08-23
EA002084B1 (ru) 2001-12-24
PL189074B1 (pl) 2005-06-30
ZA979619B (en) 1998-05-21
KR100466302B1 (ko) 2005-01-13
GB9622715D0 (en) 1997-01-08
MY122144A (en) 2006-03-31
EA199900386A1 (ru) 1999-12-29
AU715615B2 (en) 2000-02-03
ES2183143T3 (es) 2003-03-16
PL333020A1 (en) 1999-11-08
CA2270049A1 (en) 1998-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK283622B6 (sk) Dýza na atomizáciu tekutiny vo fluidnom lôžku
EP0802202B1 (en) Fluidized bed polymerization reactor
AU706078B2 (en) Atomiser nozzle
US6001938A (en) Polymerization process
EP0825204B1 (en) Polymerisation process
EP0824114A1 (en) Polymerisation process
CZ152299A3 (cs) Způsob rozstřikování kapaliny ve fluidním loži v procesu polymerace olefinů v plynné fázi a tryska k provádění způsobu
AU694924C (en) Polymerisation process
AU701999B2 (en) Polymerisation process
MXPA99003953A (en) Nozzle for atomizing a fluid in a fluidised bed

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees

Effective date: 20091022