Способ подачи гранулированного материала в полимеризационный реактор
Формула / Реферат
1. Способ доставки гранулированного материала в реактор, предназначенный для использования при полимеризации альфа-олефина, который включает следующие стадии:
первый канал, имеющий впускное отверстие для гранулированного материала, функционально соединяют с проходным шаровым клапаном, имеющим по меньшей мере один проход, причем упомянутый проходной шаровой клапан функционально соединяют со вторым каналом, при этом упомянутый второй канал функционально соединяют с полимеризационным реактором;
вводят гранулированный материал в первый канал через упомянутое впускное отверстие;
регулируют подачу гранулированного материала через проходной шаровой клапан и
перепускают упомянутый материал через второй канал в полимеризационный реактор,
где упомянутый первый канал, упомянутый проходной шаровой клапан и упомянутый второй канал находятся под давлением и упомянутый по меньшей мере один проход имеет объем в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 100 см3.
2. Способ по п.1, где упомянутым полимеризационным реактором является газофазный полимеризационный реактор.
3. Способ по п.1, где упомянутым полимеризационным реактором является суспензионный полимеризационный реактор.
4. Способ по любому из пп.1-3, где с упомянутым вторым каналом функционально соединяют по меньшей мере одну питающую линию для текучей среды мономера.
5. Способ по любому из пп.1-4, где упомянутый проходной шаровой клапан функционально соединяют по меньшей мере с одной питающей линией для инертного газа.
6. Способ по любому из пп.1-5, где упомянутый гранулированный материал представляет собой твердый, свободнотекучий катализатор, подходящий для использования при полимеризации альфа-олефинов.
7. Способ по любому из пп.1-5, где упомянутый гранулированный материал представляет собой порошкообразный форполимер, подходящий для использования при полимеризации альфа-олефинов.
8. Способ по любому из пп.1-7, где упомянутый проходной шаровой клапан содержит эластичный элемент, функционально зафиксированный внизу упомянутого по меньшей мере одного прохода.
9. Способ по любому из пп.1-8, где упомянутое давление находится в диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 80 бар, предпочтительно от приблизительно 15 до приблизительно 50 бар.
10. Способ получения полиолефинов, включающий следующие стадии:
вводят в реактор один или несколько олефиновых реагентов и, необязательно, разбавителей;
вводят в упомянутый реактор один или несколько катализаторов при одновременной циркуляции упомянутых реагентов, катализаторов и разбавителей;
проводят полимеризацию одного или нескольких олефиновых реагентов для получения полимера и
извлекают полученные частицы олефинового полимера,
где упомянутый катализатор доставляют в соответствии со способом по любому из пп.1-9.
11. Способ по п.10, где полимеризацией является газофазная полимеризация.
12. Способ по п.10 или 11, где упомянутый катализатор включает систему металлоценового катализатора.
13. Способ по любому из пп.10-12, где упомянутый катализатор вводят в реактор при использовании потока текучей среды.
14. Установка получения полиолефинов, содержащая
средства подачи мономера, сомономера и, необязательно, разбавителя по меньшей мере в один полимеризационный реактор;
средство подачи катализатора полимеризации в упомянутый по меньшей мере один полимеризационный реактор;
реакторную систему, содержащую по меньшей мере один полимеризационный реактор;
одну или несколько систем извлечения мономера и/или разбавителя, сконструированных для извлечения непрореагировавшего мономера и/или разбавителя, выпущенных из полимеризационного реактора;
систему переработки полиолефинов, сконфигурированную для переработки полиолефиновых частиц, полученных в упомянутом полимеризационном реакторе,
где упомянутое средство подачи катализатора получения полимера включает первый канал, имеющий впускное отверстие для катализатора, при этом первый канал функционально соединен с проходным шаровым клапаном, причем упомянутый проходной шаровой клапан функционально соединен со вторым каналом, при этом упомянутый второй канал функционально соединен с упомянутым полимеризационным реактором, и где упомянутый проходной шаровой клапан имеет по меньшей мере один проход, имеющий объем в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 100 см3.
Текст
СПОСОБ ПОДАЧИ ГРАНУЛИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА В ПОЛИМЕРИЗАЦИОННЫЙ РЕАКТОР Изобретение относится к способам доставки гранулированного материала в реактор,предназначенный для использования при полимеризации альфа-олефина, который включает стадии обеспечения наличия первого канала, имеющего впускное отверстие для гранулированного материала, при этом канал функционально соединяют с проходным шаровым клапаном, имеющим по меньшей мере один проход, причем упомянутый проходной шаровой клапан функционально соединяют со вторым каналом, при этом упомянутый второй канал функционально соединяют с полимеризационным реактором; введения гранулированного материала в первый канал через упомянутое впускное отверстие; регулирования подачи гранулированного материала через проходной шаровой клапан и перепускания упомянутого материала через второй канал в полимеризационный реактор. Настоящее изобретение также относится к способам получения полиолефина и установкам получения полиолефина.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ТОУТЛ ПЕТРОКЕМИКАЛЗ РИСЕРЧ ФЕЛЮЙ (BE) 016710 Область техники Настоящее изобретение относится к способу доставки гранулированного материала, предназначенному для введения материала в реактор для проведения полимеризации одного или нескольких олефинов. Настоящее изобретение, в частности, относится к средству доставки катализатора, предназначенному для введения катализатора в полимеризационный реактор. Уровень техники Как известно, полимеризация олефинов, например этилена, в особенности по способу газофазной полимеризации, включает полимеризацию олефинового мономера при помощи катализатора и в зависимости от использованного катализатора необязательно по мере надобности сокатализатора. Катализаторы, подходящие для использования при получении полиолефинов и, в частности, для получения полиэтилена, включают катализаторы хромового типа, катализаторы Циглера-Натта и металлоценовые катализаторы. В документе US 3726845 описываются подача и контроль количества катализатора и выдерживание линии и насоса для подачи катализатора свободными в результате альтернативной подачи суспензии катализатора и разбавителя в реакционную зону. Хорошо известно, что полимеризационный реактор является достаточно чувствительным к количеству использованного катализатора. Важно контролировать поток катализатора в реактор, поскольку неожиданное или неконтролируемое введение катализатора в реактор может привести к прохождению реакций, которые превысят охлаждающую способность реактора. Однако одна из основных проблем при введении катализатора в реактор по способам предшествующего уровня техники заключается в трудности контроля количества катализатора и расхода вводимого катализатора. Цель настоящего изобретения заключается в предложении способа доставки катализатора в полимеризационный реактор, где устраняется по меньшей мере один из вышеупомянутых недостатков. Краткое изложение изобретения Изобретение предлагает улучшенный способ доставки гранулированного материала в реактор для использования при полимеризации альфа-олефинов, который включает следующие стадии:(a) обеспечивают наличие первого канала, имеющего впускное отверстие для гранулированного материала, при этом первый канал функционально соединяют с проходным шаровым клапаном, имеющим по меньшей мере один проход, при этом упомянутый проходной шаровой клапан функционально соединяют со вторым каналом, необязательно соединяя с упомянутым вторым каналом через промежуточную камеру посредством отсечного клапана, функционально соединенного с упомянутым проходным шаровым клапаном, причем упомянутый второй канал функционально соединяют с полимеризационным реактором;(b) вводят гранулированный материал в первый канал через упомянутое впускное отверстие, регулируя подачу гранулированного материала через проходной шаровой клапан;(c) вводят упомянутый гранулированный материал через упомянутый второй канал в упомянутый реактор. В первом варианте реализации упомянутый способ доставки гранулированного материала в реактор, предназначенный для использования при полимеризации альфа-олефинов, включает следующие стадии:(a) обеспечивают наличие первого канала, имеющего впускное отверстие для гранулированного материала, при этом канал функционально соединяют с проходным шаровым клапаном, имеющим по меньшей мере один проход, причем упомянутый проходной шаровой клапан функционально соединяют со вторым каналом, при этом упомянутый второй канал функционально соединяют с полимеризационным реактором;(b) вводят гранулированный материал в первый канал через упомянутое впускное отверстие; регулируют подачу гранулированного материала через проходной шаровой клапан;(c) перепускают упомянутый материал через второй канал в полимеризационный реактор, где упомянутый первый канал, упомянутый проходной шаровой клапан и упомянутый второй канал находятся под давлением, упомянутый по меньшей мере один проход имеет объем от приблизительно 1 до приблизительно 100 см 3. В одном варианте реализации упомянутым полимеризационным реактором является газофазный полимеризационный реактор. В еще одном варианте реализации упомянутым полимеризационным реактором является суспензионный реактор. В одном варианте реализации упомянутое давление находится в диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 80 бар. Преимуществом настоящего изобретения является обеспечение наличия системы доставки, позволяющей проводить точные дозирование и регулирование подачи гранулированного материала при одновременном сохранении срока службы проходного шарового клапана. Проходной шаровой клапан, предназначенный для использования в настоящем изобретении, не подвергается воздействию разности давления, поскольку вся система доставки находится под давлением. По меньшей мере одна питающая линия для текучей среды мономера может быть функционально-1 016710 соединена со вторым каналом, сконфигурированным для передачи упомянутого гранулированного материала в полимеризационный реактор. Передающая текучая среда может представлять собой мономер или другую текучую среду-носитель, совместимую с полимеризацией и называемую инертной текучей средой. Проходной шаровой клапан также может быть функционально соединен по меньшей мере с одной питающей линией для инертной текучей среды. Первый канал предпочтительно функционально соединяют со сборным резервуаром, предназначенным для доставки катализатора, где упомянутый сборный резервуар находится под давлением. Настоящее изобретение также предлагает способ получения полиолефинов включающий следующие стадии: вводят в реактор один или несколько олефиновых реагентов и, необязательно, разбавителей; вводят в упомянутый реактор один или несколько катализаторов при одновременной циркуляции упомянутых реагентов, катализаторов и разбавителей; полимеризуют один или несколько олефиновых реагентов для получения полимера; извлекают полученные частицы олефинового полимера, где упомянутый катализатор доставляют в соответствии со способом подачи гранулированного материала, соответствующим изобретению. Настоящее изобретение также предлагает установку получения полиолефина, включающую средство подачи мономера, сомономера и, необязательно, разбавителя по меньшей мере в один полимеризаионный реактор; средство подачи катализатора полимеризации в упомянутый по меньшей мере один полимеризационный реактор; реакторную систему, содержащую по меньшей мере один полимеризационный реактор,где упомянутое средство подачи катализатора получения полимера включает первый канал, имеющий впускное отверстие для катализатора, при этом первый канал функционально соединяют с проходным шаровым клапаном, причем упомянутый проходной шаровой клапан функционально соединяют со вторым каналом, при этом упомянутый второй канал функционально соединяют с упомянутым полимеризационным реактором, и где упомянутый проходной шаровой клапан имеет по меньшей мере один проход, имеющий объем от приблизительно 1 до приблизительно 100 см 3. Далее настоящее изобретение будет описываться дополнительно. В следующем далее изложении различные аспекты изобретения определяются более подробно. Каждый, таким образом, определенный аспект может быть объединен с любыми другими аспектом или аспектами, если только не будет ясно указано обратное. В частности, любой признак, указанный как предпочтительный или выгодный, может быть объединен с любыми другими признаком или признаками, указанными как предпочтительные или выгодные. Описание приводится только в порядке примера и не ограничивает изобретения. Номера позиций относятся к фигурам, прилагаемым к настоящему документу. Краткое описание чертежей Фиг. 1 представляет собой упрощенную схему системы доставки катализатора, соответствующей одному варианту реализации настоящего изобретения. Фиг. 2 представляет собой упрощенную схему системы доставки катализатора, соответствующей еще одному варианту реализации настоящего изобретения. Фиг. 3 представляет собой упрощенную схему сферического сердечника проходного шарового клапана, предназначенного для использования в одном варианте реализации настоящего изобретения. Фиг. 4 представляет собой вид сверху вдоль направления A для сферического сердечника фиг. 3. Фиг. 5 представляет собой упрощенную схему сферического сердечника проходного шарового клапана, предназначенного для использования в одном варианте реализации настоящего изобретения. Фиг. 6 представляет собой уменьшенный вид сверху вдоль направления F для сферического сердечника фиг. 5. Фиг. 7 представляет собой упрощенную схему сферического сердечника проходного шарового клапана, предназначенного для использования в одном варианте реализации настоящего изобретения. Подробное описание Настоящее изобретение предлагает способ доставки гранулированного материала, в частности порошкообразного катализатора и/или форполимера, в работающий в газовой фазе или в суспензионной фазе полимеризационный реактор, использующий проходной шаровой клапан, где система доставки катализатора и/или форполимера находится под давлением, при этом доставку упомянутых катализатора и/или форполимера проводят посредством проходного шарового клапана, имеющего по меньшей мере один проход, имеющий объем в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 100 см 3. В одном варианте реализации упомянутое давление находится в диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 80 бар, предпочтительно от приблизительно 15 до приблизительно 50 бар. Упомянутый проходной шаровой клапан имеет по меньшей мере один проход, который имеет объем в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 100 см 3, предпочтительно от приблизительно 10 до приблизительно 100 см 3, например, от приблизительно 20, 30, 40, 50 до приблизительно 100 см 3. Небольшой размер прохода позволяет проводить почти непрерывное дозирование катализатора и/или форполимера. В одном варианте реализации упомянутый проходной шаровой клапан включает эластичный элемент, функционально зафиксиро-2 016710 ванный внизу упомянутого по меньшей мере одного прохода. Настоящее изобретение также предлагает способ полимеризации альфа-олефинов, содержащий следующие стадии: обеспечивают наличие полимеризационного реактора, сконструированного для полимеризации альфа-олефинов; обеспечивают наличие первого канала, имеющего впускное отверстие для катализатора и/или форполимера, сконструированное для перекачивания катализатора и/или форполимера, при этом канал функционально соединяют с проходным шаровым клапаном, сконструированным для регулирования подачи упомянутых катализатора и/или форполимера, причем упомянутый проходной шаровой клапан функционально соединяют со вторым каналом, сконструированным для перекачивания упомянутых катализатора и/или форполимера в полимеризационную зону, при этом упомянутый второй канал функционально соединяют с полимеризационным реактором; вводят в упомянутый реактор мономер; вводят катализатор и/или форполимер в первый канал через впускное отверстие для катализатора,регулируют подачу катализатора и/или форполимера через проходной шаровой клапан и перепускают катализатор и/или форполимер через второй канал в полимеризационный реактор и проводят полимеризацию упомянутого мономера в присутствии упомянутых катализатора и/или форполимера, где упомянутый первый канал, упомянутый проходной шаровой клапан и упомянутый второй канал находятся под давлением. В одном предпочтительном варианте реализации изобретение также предлагает устройство подачи катализатора, предназначенное для использования в комбинации с реактором, при этом устройство подачи катализатора включает емкость для катализатора (также называемую сборным резервуаром), предназначенную для вмещения катализатора полимеризации, причем емкость для катализатора функционально соединена с первым каналом нагнетания катализатора, предназначенным для доставки катализатора полимеризации в реакционную зону, при этом упомянутый канал нагнетания катализатора функционально соединен с проходным шаровым клапаном, причем упомянутый проходной шаровой клапан функционально соединен со вторым каналом нагнетания, функционально соединенным с полимеризационным реактором, где упомянутая емкость для катализатора, упомянутый первый канал нагнетания,упомянутый проходной шаровой клапан и упомянутый второй канал нагнетания находятся под давлением. В одном варианте реализации упомянутый второй канал нагнетания катализатора может быть расположен в опорной трубе, которая проходит через стенку полимеризационного реактора в реакционную зону. Способ может дополнительно включать введение в канал по меньшей мере одного потока мономера для получения по ходу технологического потока после проходного шарового клапана смешанного потока катализатора. В соответствии с использованием в настоящем документе термин "канал" обозначает любые систему труб, трубопровод, трубу и т.п., сконструированные для перепускания через них катализатора и/или форполимера. Настоящее изобретение является в особенности подходящим для использования при доставке катализатора в полимеризационный реактор, использование проходного шарового клапана позволяет проводить надежную дозированную подачу определенных количеств гранулированного вещества, такого как гранулированные или порошкообразные катализатор или форполимер. Способ полимеризации может быть реализован в любом типе полимеризационной системы, включающей нижеследующие, но не ограничивающиеся только этими: способ проведения полимеризации в растворе, газовой фазе, суспензии или их комбинации. Способ является в особенности подходящим для использования при введении катализатора в реактор полимеризации альфа-олефина, где полимеризацию проводят при высоком давлении, а, говоря более конкретно, в реактор газофазной полимеризации альфа-олефина, такой как, например, газофазный реактор с псевдоожиженным слоем или газофазный реактор с перемешиванием. Предпочтительно упомянутый реактор эксплуатируют, например, в условиях псевдоожиженного слоя. Обычно в газофазной полимеризации используют непрерывный цикл, где одну часть цикла реакторной системы - циркулирующий газовый поток, иначе называемый потоком рециркуляции или средой псевдоожижения, - нагревают в реакторе теплом полимеризации. Данное тепло отводят от композиции рециркуляции в еще одной части цикла при использовании охлаждающей системы, внешней для реактора. Газовый поток, содержащий один или несколько мономеров, может непрерывно циркулировать через псевдоожиженный слой в присутствии катализатора в условиях проведения реакции. Газовый поток отбирают из псевдоожиженного слоя и отправляют на рециркуляцию обратно в реактор. Одновременно из реактора отбирают полимерный продукт и для замещения заполимеризованного мономера добавляют свежий мономер. В альтернативном варианте также могут быть использованы и другие типы способов газофазной полимеризации. В качестве гранулированного материала предусматривается любой порошкообразный катализатор,способный обеспечить проведение полимеризации для получения полиолефинов в полимеризационном реакторе. Например, могут быть использованы системы металлоценовых катализаторов или катализато-3 016710 ры Циглера-Натта. Подходящие катализаторы подробно описываются в патенте США 6368999, данные описания катализаторов посредством ссылки включаются в настоящий документ. Катализатор может иметь форму гранулированного твердого вещества (такого как порошок) или форму порошкообразного форполимера. Термин "форполимер" обозначает твердое вещество, полученное в результате полимеризации в форме частиц каталитической системы на предшествующей стадии полимеризации по способу такому, что катализатор остается активным. После этого форполимер может быть использован в качестве катализатора для способа полимеризации. Предпочтительно катализатор может иметь форму свободнотекучего порошка. Свободнотекучий порошок может быть проведен/передан через второй канал инертной текучей средой. В одном варианте реализации проходной шаровой клапан, предназначенный для использования в настоящем изобретении,функционально соединяют с питающей трубой, сконструированной для перекачивания инертной текучей среды (например, инертного газа, такого как азот). Предпочтительно упомянутый катализатор представляет собой систему металлоценового катализатора. В случае использования металлоценового катализатора способ может включать объединение носителя, такого как инертная текучая среда, с металлоценовым катализатором перед введением металлоценового катализатора в полимеризационный реактор для транспортирования металлоценового катализатора через второй канал. Канал передачи упомянутого катализатора из емкости хранения в реактор снабжают проходным шаровым клапаном. В соответствии с настоящим изобретением система доставки катализатора находится под давлением. Предпочтительно упомянутая система находится под давлением, находящимся от приблизительно 5 до приблизительно 80 бар, предпочтительно от приблизительно 15 до приблизительно 50 бар, более предпочтительно от приблизительно 10 до приблизительно 40 бар, более предпочтительно от приблизительно 15 до приблизительно 25 бар, например приблизительно 20 бар. Фиг. 1 схематически представляет систему доставки катализатора, соответствующую одному варианту реализации изобретения. Катализатор может быть выгружен в не показанный буферный резервуар 10 (например, при использовании пневматической системы транспортирования в атмосфере азота). Буферный резервуар принимает катализатор из контейнера при низком давлении. Данный резервуар 10 может функционировать при двух уровнях давления: приблизительно атмосферное при выгрузке из контейнера для катализатора и выше давления реактора для передачи катализатора в сборный резервуар 12 при высоком давлении. Одна линия подачи катализатора 11 продемонстрирована. Система может включать более чем одну линию подачи катализатора. Катализатор выпускают через упомянутую линию подачи катализатора 11 в сборный резервуар 12 при высоком давлении. Сборный резервуар 12 принимает катализатор из буферного резервуара для катализатора и может хранить количество катализатора, достаточное для нескольких часов функционирования. Предпочтительно сборный резервуар 12 функционирует при постоянном давлении, которое может быть установленным на несколько бар выше давления реактора или более высоким. После этого катализатор может быть выпущен из сборного резервуара 12 через первый канал 13,функционально соединенный с вращающимся проходным шаровым клапаном 14. Упомянутый вращающийся клапан 14 снабжают двигателем (не показан), подходящим для использования при переменной скорости. В одном варианте реализации упомянутый вращающийся проходной шаровой клапан 14 функционально соединяют с линией подачи инертной текучей среды или мономера 15. Вращающийся шаровой клапан 14 функционально соединяют со вторым каналом 16, функционально соединенным с полимеризационной зоной 17. Хотя это и не показано, но для доставки мономеров или разбавителя в полимеризационную зону 17 со вторым каналом 16 может быть соединено несколько других линий. Хотя это и не показано, но в одном варианте реализации упомянутый второй канал 16 может быть снабжен полнопроходным быстрооткрывающимся клапаном, расположенным поблизости от реактора. В одном не показанном варианте реализации со сборным резервуаром для катализатора 12 и/или буферным резервуаром может быть функционально соединен приемный резервуар для катализатора. Приемный резервуар для катализатора может принимать сброшенный катализатор из буферного резервуара и из сборного резервуара и хранить его, например, в виде суспензии в масле. Настоящее изобретение также включает и установку получения полиолефинов, содержащую средство подачи мономера, сомономера и, необязательно, разбавителя по меньшей мере в один полимеризационный реактор; средство подачи катализатора полимеризации в упомянутый по меньшей мере один полимеризационный реактор; реакторную систему, включающую по меньшей мере один полимеризационный реактор; одну или несколько систем извлечения мономера и/или разбавителя, сконструированных для извлечения непрореагировавшего мономера и/или разбавителя, выпущенных из полимеризационного реактора; систему переработки полиолефина, сконструированную для переработки полиолефиновьгх частиц,полученных в упомянутом полимеризационном реакторе,где упомянутое средство подачи катализатора получения полимера включает первый канал, имею-4 016710 щий впускное отверстие для катализатора, при этом первый канал функционально соединен с проходным шаровым клапаном, причем упомянутый проходной шаровой клапан функционально соединен со вторым каналом, при этом упомянутый второй канал функционально соединен с упомянутым полимеризационным реактором, и где упомянутый проходной шаровой клапан имеет по меньшей мере один проход, имеющий объем в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 100 см 3. Во втором варианте реализации изобретение предлагает улучшенный способ доставки гранулированного материала в реактор, предназначенный для использования при полимеризации альфа-олефинов,включающий стадии:(a) обеспечения наличия первого канала, имеющего впускное отверстие для гранулированного материала, при этом первый канал функционально соединяют с проходным шаровым клапаном, имеющим по меньшей мере один проход, причем упомянутый проходной шаровой клапан функционально соединяют с промежуточной камерой через отсечной клапан, при этом упомянутую промежуточную камеру функционально соединяют со вторым каналом, функционально соединенным с полимеризационным реактором;(b) введения гранулированного материала в первый канал через упомянутое впускное отверстие,регулирования подачи гранулированного материала через проходной шаровой клапан и введения упомянутого гранулированного материала через упомянутый отсечной клапан в промежуточную камеру при пониженном давлении (предпочтительно в области приблизительно 1 атм);(c) закрытия упомянутого отсечного клапана и увеличения давления в промежуточной камере перед введением упомянутого гранулированного материала во второй канал и в полимеризационный реактор. В одном варианте реализации упомянутое увеличение давления находится в диапазоне от 5 до 80 бар. В соответствии с использованием в настоящем документе термин "пониженное давление" относится к давлению, близкому к атмосферному давлению, в противоположность высокому давлению, которое используется во время процесса полимеризации. Предпочтительно проходной шаровой клапан функционирует приблизительно при атмосферном давлении, т.е. приблизительно при 1 атм (приблизительно 100000 Па), например, в диапазоне от приблизительно 1 до 2 бар. Настоящему изобретению в данном варианте реализации свойственно дополнительное преимущество в виде обеспечения наличия системы доставки, позволяющей проводить точные дозирование и регулирование подачи гранулированного материала при одновременном сохранении срока службы проходного шарового клапана, поскольку проходной шаровой клапан в данном варианте реализации функционирует при низком давлении. В данном варианте реализации проходной шаровой клапан, предназначенный для использования в настоящем изобретении, не подвергается воздействию разности давления,поскольку он защищен от давления полимеризационной системы отсечным клапаном, изолирующим промежуточную камеру от проходного шарового клапана. Со вторым каналом, сконструированным для передачи упомянутого гранулированного материала из промежуточной камеры в полимеризационный реактор, может быть функционально соединена по меньшей мере одна питающая линия для текучей среды мономера. Проходной шаровой клапан также может быть функционально соединен по меньшей мере с одной питающей линией для инертной текучей среды. Первый канал предпочтительно функционально соединяют со сборным резервуаром, предназначенным для доставки катализатора, где упомянутый сборный резервуар находится под низким давлением, таким как атмосферное давление. В данном варианте реализации канал, предназначенный для передачи упомянутого катализатора из емкости хранения в реактор, снабжают проходным шаровым клапаном, функционально соединенным с промежуточной камерой через отсечной клапан. В данном варианте реализации отсечной клапан защищает проходной шаровой клапан от давления, действующего во время процесса полимеризации. Предпочтительно упомянутый процесс полимеризации проводят при давлении, находящемся в диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 80 бар, предпочтительно от приблизительно 15 до приблизительно 50 бар, более предпочтительно от приблизительно 10 до приблизительно 40 бар, более предпочтительно от приблизительно 15 до приблизительно 25 бар, например приблизительно 20 бар. Фиг. 2 схематически представляет систему доставки катализатора, соответствующую данному второму варианту реализации изобретения. Катализатор может быть выгружен в не показанный буферный резервуар 100 (например, при использовании пневматической системы транспортирования в атмосфере азота). Буферный резервуар принимает катализатор из контейнера при низком давлении. Данный буферный резервуар функционирует приблизительно при атмосферном давлении во время выгрузки из контейнера для катализатора, и после этого катализатор может быть передан приблизительно при атмосферном давлении в сборный резервуар 120, который также находится приблизительно при атмосферном давлении. Продемонстрирована одна линия подачи катализатора 110. Система может включать более чем одну линию подачи катализатора. Катализатор выпускают через упомянутую линию подачи катализатора 110 в сборный резервуар 120 при атмосферном давлении. Сборный резервуар 120 принимает катализатор из буферного резервуара для катализатора и может хранить количество катализатора, достаточное для нескольких часов функционирования. После этого катализатор может быть выпущен из сборного резервуара 120 через первый канал 130,-5 016710 функционально соединенный с вращающимся проходным шаровым клапаном 140. Упомянутый вращающийся клапан 140 снабжают двигателем (не показан), подходящим для использования при переменной скорости. В одном варианте реализации упомянутый вращающийся проходной шаровой клапан 140 функционально соединяют с линией подачи инертной текучей среды или мономера 180. Вращающийся шаровой клапан 140 функционально соединяют с отсечным каналом 150, функционально соединенным с промежуточной камерой 160. Упомянутый отсечной клапан 150 предусматривают наверху упомянутой промежуточной камеры 150, тем самым в закрытом его состоянии герметично изолируя упомянутую промежуточную камеру 160 от системы доставки катализатора (проходного шарового клапана и сборного резервуара). Данная промежуточная камера 160 может функционировать при двух уровнях давления приблизительно атмосферном при выгрузке катализатора из проходного шарового клапана 140 и выше давления реактора, сразу после закрытия отсечного клапана 150, для передачи катализатора в полимеризационную зону 190. В одном варианте реализации упомянутую промежуточную камеру 160 функционально соединяют с линией подачи инертной текучей среды или мономера 170. Второй канал соединяет нижнюю часть промежуточной камеры с полимеризационной зоной 190 (реактором). Хотя это и не показано, но в одном варианте реализации упомянутый второй канал может быть снабжен полнопроходным быстрооткрывающимся клапаном, расположенным поблизости от реактора. Хотя это и не показано, но для доставки мономеров или разбавителя в полимеризационную зону 190 с упомянутым вторым каналом могут быть функционально соединены и другие линии. В одном не показанном варианте реализации со сборным резервуаром для катализатора 120 и/или буферным резервуаром может быть функционально соединен приемный резервуар для катализатора. Приемный резервуар для катализатора может принимать сброшенный катализатор из буферного резервуара и из сборного резервуара и хранить его, например, в виде суспензии в масле. В одном варианте реализации упомянутый проходной шаровой клапан и упомянутый отсечной клапан функционально соединяют через канал с промежуточной камерой через отсечной клапан. Проходной шаровой клапан функционирует в структуре приблизительно при атмосферном давлении (также называемом пониженным давлением, т.е. приблизительно при 1 атм). Упомянутый проходной шаровой клапан имеет по меньшей мере один проход. В одном варианте реализации упомянутый по меньшей мере один проход имеет объем в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 100 см 3, предпочтительно от приблизительно 10 до приблизительно 100 см 3, например, от приблизительно 20, 30, 40, 50 до приблизительно 100 см 3. Небольшой размер прохода позволяет проводить почти непрерывное дозирование катализатора и/или форполимера. В одном варианте реализации упомянутый проходной шаровой клапан включает эластичный элемент, функционально зафиксированный внизу упомянутого по меньшей мере одного прохода. Настоящее изобретение также предлагает способ доставки катализатора и/или форполимера в работающий в газовой фазе или фазе суспензии полимеризационный реактор, использующий проходной шаровой клапан, функционально соединенный с промежуточной камерой, снабженной отсечным клапаном,изолирующим упомянутую камеру от упомянутого проходного шарового клапана, при этом упомянутый отсечной клапан является перекрытым. Настоящее изобретение также предлагает способ полимеризации альфа-олефинов, включающий следующее: обеспечивают наличие полимеризационного реактора, сконструированного для полимеризации альфа-олефинов; обеспечивают наличие первого канала, имеющего впускное отверстие для катализатора и/или форполимера, при этом канал функционально соединяют с проходным шаровым клапаном, сконструированным для регулирования подачи упомянутых катализатора и/или форполимера, причем упомянутый проходной шаровой клапан функционально соединяют с промежуточной камерой через отсечной клапан,при этом упомянутую промежуточную камеру функционально соединяют со вторым каналом, сконструированным для перекачивания упомянутых катализатора и/или форполимера в полимеризационную зону, причем упомянутый второй канал функционально соединяют с полимеризационным реактором; вводят в упомянутый реактор мономер; вводят катализатор и/или форполимер в первый канал через впускное отверстие для катализатора,регулируют подачу катализатора и/или форполимера через проходной шаровой клапан и вводят упомянутые катализатор и/или форполимер через упомянутый отсечной клапан в промежуточную камеру при пониженном давлении; закрывают упомянутый отсечной клапан и увеличивают давление в промежуточной камере перед введением упомянутого гранулированного материала во второй канал и в полимеризационный реактор при повышенном давлении и проводят полимеризацию упомянутого мономера в присутствии упомянутых катализатора и/или форполимера. Изобретение также предлагает устройство для подачи катализатора, предназначенное для использования в комбинации с реактором, при этом устройство для подачи катализатора включает емкость для катализатора (также называемую сборным резервуаром), предназначенную для вмещения катализатора полимеризации, причем емкость для катализатора функционально соединяют с первым каналом нагнетания катализатора, предназначенным для доставки катализатора полимеризации в реакционную зону, при-6 016710 этом упомянутый канал нагнетания катализатора функционально соединяют с проходным шаровым клапаном, причем упомянутый проходной шаровой клапан функционально соединяют с промежуточной камерой через отсечной клапан, при этом упомянутую промежуточную камеру в нижней ее части функционально соединяют со вторым каналом нагнетания, функционально соединенным с полимеризационным реактором. В одном варианте реализации промежуточная камера состоит из вертикального цилиндрического контейнера, имеющего нижнюю часть, которая является конической или имеет форму усеченного конуса. Вместимость данной промежуточной камеры по меньшей мере в 1,1 раза, предпочтительно по меньшей мере в 1,5 раза превышает объем порошка, периодически доставляемого устройством регулирования подачи. Однако вместимость данной промежуточной камеры может быть значительно большей. Настоящее изобретение также предлагает установку получения полиолефина, включающую средство подачи мономера, сомономера и, необязательно, разбавителя по меньшей мере в один полимеризационный реактор; средство подачи катализатора полимеризации в упомянутый по меньшей мере один полимеризационный реактор; реакторную систему, включающую по меньшей мере один полимеризационный реактор,где упомянутое средство подачи катализатора получения полимера включает первый канал, имеющий впускное отверстие для катализатора, при этом первый канал функционально соединяют с проходным шаровым клапаном, причем упомянутый проходной шаровой клапан функционально соединяют с промежуточной камерой через отсечной клапан, при этом упомянутую промежуточную камеру функционально соединяют со вторым каналом, причем упомянутый второй канал функционально соединяют с упомянутым полимеризационным реактором. Проходной шаровой клапан, предназначенный для использования в изобретении, позволяет проводить точное регулирование подачи катализатора и позволяет проводить подачу катализатора в реактор при контролируемом расходе. Проходной шаровой клапан позволяет проводить передачу в реактор предварительно определенного объема катализатора. Катализатор, выпущенный из клапана, газовым потоком переносится в реакторную емкость. В одном варианте реализации упомянутым газовым потоком является поток инертной текучей среды. В еще одном варианте реализации упомянутым газовым потоком является поток текучей среды мономера. В еще одном варианте реализации упомянутым газовым потоком является поток инертной текучей среды и поток текучей среды мономера. Проходной шаровой клапан, предназначенный для использования в изобретении, позволяет проводить надежную дозированную подачу определенных количеств порошкообразного катализатора в полимеризационный реактор, а более предпочтительно в газофазный полимеризационный реактор, эксплуатируемый, например, в условиях псевдоожиженного слоя. В настоящем изобретении используют проходной шаровой клапан, который без риска блокирования проводит надежную дозированную подачу в полимеризационный реактор определенного количества порошкообразного катализатора, например в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 100 см 3. Предпочтительно упомянутый проходной шаровой клапан используют в случае свободнотекучего катализатора. Как можно сказать при обращении к фиг. 3, на ней схематически представлен сферический сердечник проходного шарового клапана, предназначенного для использования в любом варианте реализации изобретения. Проходной шаровой клапан, предназначенный для использования в изобретении, в настоящем документе описывается для доставки катализатора, но как должно быть понятно, упомянутый проходной шаровой клапан может быть использован и для доставки любого гранулированного материала. Проходной шаровой клапан, соответствующий одному варианту реализации изобретения, включает, по существу, сферический сердечник 1, вращаемый вокруг горизонтальной оси 2 и помещенный в стационарный кожух (не показан), при этом сферический сердечник 1 имеет по меньшей мере одну полость 3,предназначенную для приема катализатора и определенную боковыми и нижней поверхностями в сферическом сердечнике 1, и круговое отверстие 4 на поверхности сердечника 1. Верхняя часть кожуха имеет устье впускного отверстия, предназначенное для подачи, а нижняя часть кожуха имеет устье выпускного отверстия, предназначенное для выпуска катализатора. Фиг. 4 представляет собой вид сверху вдоль направления A для сферического сердечника фиг. 3. В одном варианте реализации упомянутый сферический сердечник изготавливают из металла, тем самым обеспечивая надежность системы. Проходной шаровой клапан может иметь одну или несколько полостей (также называемых проходами) в зависимости от размера сферического сердечника клапана и объема полостей. Количество полостей также зависит от способа, по которому функционирует проходной шаровой клапан, как это будет раскрыто впоследствии. В случае наличия у сферического сердечника более чем одной полости полости должны быть дистанцированы одна от другой по способу такому, чтобы в любом случае во время вращения сердечника каждое устье отверстия, выбираемое из устья впускного отверстия и устья выпускного отверстия кожуха, могло быть расположено в сообщении только с одной полостью. В данном случае предпочтительно, чтобы в момент расположения одной полости в сообщении с устьем впускного отвер-7 016710 стия еще одна полость находилась в сообщении с устьем выпускного отверстия. Устья впускного и выпускного отверстий для катализатора предпочтительно располагают наверху и внизу, соответственно, кожуха. Предпочтительно они диаметрально противолежат друг другу по отношению к центру сферического сердечника и располагаются на оси, вертикальной и перпендикулярной оси вращения сферического сердечника, так чтобы заполнение и опустошение полости проходило бы под действием силы тяжести, воздействующей на свободнотекучий катализатор. Устья впускного и выпускного отверстий в кожухе предпочтительно являются круглыми и имеют равный диаметр. Диаметр полости является меньшим или предпочтительно равным диаметру устья выпускного отверстия кожуха. В одном варианте реализации упомянутая полость имеет объем в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 100 см 3, предпочтительно от приблизительно 20 до приблизительно 70 см 3, более предпочтительно от приблизительно 20 до приблизительно 100 см 3. Форма полости может быть конической, цилиндрической, сферической или усеченноконической. В одном предпочтительном варианте реализации упомянутая форма является сферической. В еще одном варианте реализации упомянутая форма является усеченноконической. В одном варианте реализации, проиллюстрированном на фиг. 5, упомянутый сферический сердечник 1 снабжают сферической полостью 3, снабженной эластичным элементом 5 (например, пружиной),зафиксированным внизу упомянутой полости 3. В одном варианте реализации упомянутая пружина является спиральной и зафиксированной на средстве удерживания 6 (таком как толкатель), расположенном внизу 7 упомянутой полости 3. В одном варианте реализации упомянутое средство удерживания фиксируют внизу 7 упомянутой полости 3 при использовании средства фиксирования 8, такого как винт. Фиг. 6 представляет уменьшенный вид сверху вдоль направления оси F для сферического сердечника 1 фиг. 5. Упомянутая пружина способствует опустошению при удалении катализатора из проходного шарового клапана, таким образом отдавая энергию сжатия, обусловленную высоким давлением, воздействию которого подвергается содержимое полости. Фиг. 7 представляет еще один вариант реализации, где сферический сердечник 1 снабжают полостью 3 в форме усеченного конуса. Упомянутую полость 3 снабжают эластичным элементом 5 (например, пружиной), зафиксированной внизу упомянутой полости 3 при использовании средства удерживания 6, зафиксированного внизу 7 упомянутой полости 3 при использовании средства фиксирования 8. При ориентировании отверстия полости вверх и расположении его в сообщении с устьем питающего отверстия спиральная пружина, верхняя часть которой располагается ниже отверстия, сжимается под действием своей собственной массы и массы порошкообразного катализатора, который проникает в проход. Затем при ориентировании отверстия прохода вниз и расположении его в сообщении с устьем выпускного отверстия спиральная пружина разжимается обратно и создает сдвиговое усилие, которое преодолевает силу адгезии между стенкой прохода и порошкообразным катализатором, что облегчает выпуск последнего из прохода. Настоящее изобретение также предлагает способ получения полиолефина, включающий стадии введения в реактор одного или нескольких олефиновых реагентов и, необязательно, разбавителей; введения в упомянутый реактор одного или нескольких катализаторов при одновременной циркуляции упомянутых реагентов, катализаторов и разбавителей; полимеризации одного или нескольких олефиновых реагентов для получения полимера и извлечения полученных частиц олефинового полимера,где упомянутый катализатор доставляют в соответствии со способом гранулированной доставки,соответствующим изобретению. Предпочтительно упомянутым способом получения полиолефина является способ газофазного получения полиолефина. Предпочтительно упомянутый катализатор представляет собой систему свободнотекучего металлоценового катализатора. В одном варианте реализации катализатор в реактор вводят при использовании потока текучей среды. В одном варианте реализации упомянутый поток текучей среды представляет собой поток инертной текучей среды и/или текучей среды мономера. В случае настоящего изобретения нет необходимости использовать высокую долю инертной текучей среды. В соответствии со способом настоящего изобретения доля инертной текучей среды предпочтительно находится в диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 55 об.%, в особенности предпочтительно от приблизительно 5 до приблизительно 30 об.% при расчете на совокупный объем реакционного газа. В одном варианте реализации катализатор вталкивают в реактор при использовании потока мономера, такого как этилен, вместо использования потока инертной текучей среды. Настоящий способ позволяет проводить точное регулирование подачи катализатора или форполимера. Кроме того, регулирование подачи является волюметрическим, поскольку клапан устанавливают на медленное функционирование. Системам и способам доставки, соответствующим изобретению, свойственно преимущество в виде необходимости менее частой очистки системы доставки катализатора. С учетом конструкции системы и проходного шарового клапана, которая делает возможной доставку небольшого количества катализатора,система доставки требует очистки только, например, один раз каждую неделю, предпочтительно один раз каждые две недели.-8 016710 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ доставки гранулированного материала в реактор, предназначенный для использования при полимеризации альфа-олефина, который включает следующие стадии: первый канал, имеющий впускное отверстие для гранулированного материала, функционально соединяют с проходным шаровым клапаном, имеющим по меньшей мере один проход, причем упомянутый проходной шаровой клапан функционально соединяют со вторым каналом, при этом упомянутый второй канал функционально соединяют с полимеризационным реактором; вводят гранулированный материал в первый канал через упомянутое впускное отверстие; регулируют подачу гранулированного материала через проходной шаровой клапан и перепускают упомянутый материал через второй канал в полимеризационный реактор,где упомянутый первый канал, упомянутый проходной шаровой клапан и упомянутый второй канал находятся под давлением и упомянутый по меньшей мере один проход имеет объем в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 100 см 3. 2. Способ по п.1, где упомянутым полимеризационным реактором является газофазный полимеризационный реактор. 3. Способ по п.1, где упомянутым полимеризационным реактором является суспензионный полимеризационный реактор. 4. Способ по любому из пп.1-3, где с упомянутым вторым каналом функционально соединяют по меньшей мере одну питающую линию для текучей среды мономера. 5. Способ по любому из пп.1-4, где упомянутый проходной шаровой клапан функционально соединяют по меньшей мере с одной питающей линией для инертного газа. 6. Способ по любому из пп.1-5, где упомянутый гранулированный материал представляет собой твердый, свободнотекучий катализатор, подходящий для использования при полимеризации альфаолефинов. 7. Способ по любому из пп.1-5, где упомянутый гранулированный материал представляет собой порошкообразный форполимер, подходящий для использования при полимеризации альфа-олефинов. 8. Способ по любому из пп.1-7, где упомянутый проходной шаровой клапан содержит эластичный элемент, функционально зафиксированный внизу упомянутого по меньшей мере одного прохода. 9. Способ по любому из пп.1-8, где упомянутое давление находится в диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 80 бар, предпочтительно от приблизительно 15 до приблизительно 50 бар. 10. Способ получения полиолефинов, включающий следующие стадии: вводят в реактор один или несколько олефиновых реагентов и, необязательно, разбавителей; вводят в упомянутый реактор один или несколько катализаторов при одновременной циркуляции упомянутых реагентов, катализаторов и разбавителей; проводят полимеризацию одного или нескольких олефиновых реагентов для получения полимера и извлекают полученные частицы олефинового полимера,где упомянутый катализатор доставляют в соответствии со способом по любому из пп.1-9. 11. Способ по п.10, где полимеризацией является газофазная полимеризация. 12. Способ по п.10 или 11, где упомянутый катализатор включает систему металлоценового катализатора. 13. Способ по любому из пп.10-12, где упомянутый катализатор вводят в реактор при использовании потока текучей среды. 14. Установка получения полиолефинов, содержащая средства подачи мономера, сомономера и, необязательно, разбавителя по меньшей мере в один полимеризационный реактор; средство подачи катализатора полимеризации в упомянутый по меньшей мере один полимеризационный реактор; реакторную систему, содержащую по меньшей мере один полимеризационный реактор; одну или несколько систем извлечения мономера и/или разбавителя, сконструированных для извлечения непрореагировавшего мономера и/или разбавителя, выпущенных из полимеризационного реактора; систему переработки полиолефинов, сконфигурированную для переработки полиолефиновых частиц, полученных в упомянутом полимеризационном реакторе,где упомянутое средство подачи катализатора получения полимера включает первый канал, имеющий впускное отверстие для катализатора, при этом первый канал функционально соединен с проходным шаровым клапаном, причем упомянутый проходной шаровой клапан функционально соединен со вторым каналом, при этом упомянутый второй канал функционально соединен с упомянутым полимеризационным реактором, и где упомянутый проходной шаровой клапан имеет по меньшей мере один проход, имеющий объем в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 100 см 3.
МПК / Метки
МПК: B65G 53/00, C08F 10/00, C08F 4/60, C08F 2/00
Метки: материала, гранулированного, полимеризационный, подачи, реактор, способ
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/12-16710-sposob-podachi-granulirovannogo-materiala-v-polimerizacionnyjj-reaktor.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ подачи гранулированного материала в полимеризационный реактор</a>
Предыдущий патент: Соединительная арматура
Следующий патент: Амортизатор транспортного средства
Случайный патент: Способ удаления цианистого водорода из этандинитрила