Транспортировочный трубопровод между петлевыми реакторами

ТРАНСПОРТИРОВОЧНЫЙ ТРУБОПРОВОД МЕЖДУ ПЕТЛЕВЫМИ РЕАКТОРАМИ(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ТОТАЛ ПЕТРОКЕМИКАЛС РИСЕРЧ ФЕЛЮЙ (BE) Настоящая система представляет собой транспортировочную систему, разработанную с целью создания оптимального потока из первого петлевого реактора во второй петлевой реактор путем соединения транспортировочных линий с байпасной линией и разнесения точек соединения транспортировочных линий с байпасной линией по меньшей мере на 70 см. 014516 Настоящее изобретение раскрывает геометрическую конфигурацию транспортировочной системы,которая обеспечивает оптимальный поток в транспортировочной линии и уменьшает засорение. Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) впервые был получен полимеризацией, которую проводили в жидкости, являющейся растворителем для полученного полимера. Этот способ быстро заменила полимеризация в суспензии по Циглеру или Филлипсу. Более конкретно суспензионную полимеризацию проводили непрерывно в трубчатом петлевом реакторе. Формируется полимеризационный поток, который представляет собой суспензию дисперсных твердых частиц полимера, суспендированных в жидкой среде, обычно в реакционном разбавителе и непрореагировавшем мономере (см., например, US-A2285721). Желательным является разделение полимера и жидкой среды, содержащей инертный разбавитель и непрореагировавшие мономеры, без загрязнения жидкой среды, чтобы эту жидкую среду можно было возвращать в зону полимеризации с минимальной очисткой или без очистки. Как описано в US-A3152872, суспензию полимера и жидкую среду собирают в одном или более отводах-отстойниках суспензионного петлевого реактора, из которых суспензию периодически выгружают в испарительную камеру, то есть работают в периодическом режиме. Смесь подвергают выпариванию для удаления из полимера жидкой среды. После этого парообразный полимеризационный разбавитель необходимо конденсировать, чтобы опять превратить его в жидкость и затем возвратить его в виде жидкого разбавителя,после очистки, если необходимо, в зону полимеризации. Обычно для увеличения концентрации полимера в суспензии, извлекаемой из реактора, требуются отводы-отстойники, однако они создают ряд проблем, поскольку привносят периодичность в непрерывный процесс. В ЕР-А-0891990 и US-A-6204344 раскрыты два способа сокращения периодической работы реактора и, соответственно, увеличения концентрации твердых частиц. Один способ заключается в том, что вместо периодической работы отводов-отстойников осуществляют непрерывный возврат обогащенной суспензии. Другой способ заключается в использовании более мощного циркуляционного насоса. Позднее в ЕР-А-1410843 был раскрыт суспензионный петлевой реактор, в котором для улучшения гомогенности циркулирующей суспензии на одной из петель имеется байпасная линия, соединяющая две точки одной и той же петли альтернативным путем с другим временем прохождения, чем время прохождения основным путем. Сдвоенные петлевые системы, безусловно, являются желательными, поскольку они дают возможность получать высокоспециализированные полиолефины, обеспечивая разные условия полимеризации в каждом реакторе. Полимерный продукт транспортируют из первой петли во вторую петлю через одну или несколько транспортировочную(ых) линию(й). Однако часто бывает трудно найти подходящее пространство для монтирования этих сдвоенных реакторов, так как в современной конфигурации необходимо, чтобы они располагались близко друг к другу, чтобы обеспечивать адекватное транспортирование растущего полимера из одной петли в другую. На практике транспортировочные линии наоборот являются довольно длинными, и средняя скорость материала, циркулирующего в этих линиях, составляет менее 1 м/с. Если в сдвоенном петлевом реакторе используется очень активная каталитическая система,такая как металлоценовая каталитическая система, то длина транспортировочной линии становится проблемой. Из-за высокой реакционной способности очень активной каталитической системы существует риск протекания полимеризации в транспортировочной линии и, следовательно, ее засорения. Поэтому чтобы избежать засорения вследствие продолжающейся полимеризации остаточных мономеров, эти линии должны быть очень короткими. Когда в одной из многих транспортировочных линий происходит засорение, температура в этой линии падает, вызывая усадку линии. Поэтому вся транспортировочная система деформируется и подвергается напряжению и, в конечном счете, ослаблению и/или повреждению. Таким образом, существует потребность в средствах соединения двух имеющихся реакторов, которые могут быть отдалены друг от друга, и для обеспечения беспрепятственного транспортирования полимерного продукта из первого реактора во второй реактор. Задача настоящего изобретения заключается в оптимизации потока в транспортировочной системе. Задача настоящего изобретения заключается также в снижении засорения транспортировочных линий. По меньшей мере одна из этих задач решается, по меньшей мере частично, настоящим изобретением. Фигура представляет собой схематический чертеж транспортировочной системы. Таким образом, согласно настоящему изобретению предложена транспортировочная система,включающая по меньшей мере две транспортировочные линии (20, 21); по меньшей мере два отвода-отстойника (30, 31), каждый из которых соединен через клапан отбора продукта (ОП) с одной транспортировочной линией; байпасную линию (10), с которой соединены все транспортировочные линии, где расстояние между точками соединения транспортировочных линий с байпасной линией составляет по меньшей мере 70 см. Предпочтительно расстояние между точками соединения составляет по меньшей мере 80 см. В предпочтительном воплощении настоящего изобретения транспортировочные линии соединены с-1 014516 байпасной линией под таким углом (11, 12), что скорость поступающего материала имеет компоненту,параллельную оси байпасной линии в том же направлении, в котором поток перемещается в байпасной линии. Этот угол составляет от 30 до 75 относительно байпасной линии, предпочтительно приблизительно 45. Перепад давления между точкой входа и точкой выхода в байпасной линии обычно составляет около 0,35 бар (35 кПа), за счет чего скорость циркуляции суспензии в байпасной линии составляет приблизительно 10 м/с. Каждый раз, когда материал выгружают через одну из транспортировочных линий, увеличение давления внутри транспортировочной линии составляет от 1 до 2 бар (от 100 до 200 кПа), то есть больше, чем перепад давления по байпасной линии. В результате из-за поступления большой массы материала скорость в байпасной линии выше точки ввода по ходу потока снижается до 3-4 м/с, поэтому во избежание осаждения в байпасной линии рекомендуется обеспечивать скорость менее примерно 7 м/с. Каждый раз при выгрузке материала в байпасной линии происходит замедление циркуляции в байпасной линии и повышение концентрации порошка, что может привести к волнообразному распределению и повторному отложению. Кроме того, материал накапливается внизу каждой транспортировочной линии. Обычно в транспортировочной линии имеется от 50 до 60 мас.% твердых частиц в пересчете на массу суспензии, тогда как содержание твердых частиц в байпасной линии составляет примерно 40 мас.%. Для уменьшения возмущений, вызываемых в байпасной линии последовательными следующими друг за другом выгрузками материала из двух или более транспортировочных линий, заявитель изобрел геометрическую конфигурацию, в которой расстояние между точками соединения транспортировочных линий с байпасной линией является достаточным для того, чтобы возмущение от любой выгрузки материала стихало до того, как следующая выгрузка материала вызовет новое возмущение. Это расстояние должно превышать 70 см, предпочтительно 80 см. Указанное расстояние должно быть настолько большим, насколько это возможно, но в пределах имеющегося пространства. Поэтому расстояние более 2 м нецелесообразно. Выгрузку материала можно осуществлять в любом порядке, но когда имеются три или более транспортировочные линии, предпочтительно выбирать такой порядок, при котором транспортировочная линия, соединенная с байпасной линией ниже всего по ходу потока, разгружается первой, а транспортировочная линия, соединенная выше всего по ходу потока, разгружается последней. В другом воплощении настоящего изобретения несколько транспортировочных линий могут быть соединены вместе в единую транспортировочную линию перед соединением с байпасной линией. Выгрузка материала в системе по изобретению регулируется давлением. Когда давление достигает заданного значения, обычно от 35 до 45 бар изб. (от 3500 до 4500 кПа изб.), клапан ОП, выпускающий суспензию из отвода-отстойника, срабатывает, и материал выгружается. Реактор может работать с любой каталитической системой, известной в данной области, но наиболее пригоден для очень активных каталитических систем, таких как металлоценовые каталитические системы. Его можно использовать для гомо- или сополимеризации олефинов. Предпочтительно олефин представляет собой этилен или -олефин, более предпочтительно этилен или пропилен и наиболее предпочтительно этилен. При сополимеризации сомономер предпочтительно выбирают из С 3-C8 -олефинов, более предпочтительным является гексен. Настоящее изобретение имеет такие же преимущества, как и преимущества, получаемые при использовании байпасной линии, раскрытой в ЕР-А-1410843. Помимо этих преимуществ, обеспечиваемых байпасной линией в одном реакторе, транспортировочные линии, соединяющие точку выхода из первого реактора с байпасной линией, могут быть укорочены, что снижает риск полимеризации непрореагировавших олефинов, выходящих из первого реактора, в этих транспортировочных линиях. Концентрация олефина в первом реакторе может быть повышена до концентрации по меньшей мере 6%, предпочтительно примерно 8%. Дополнительно за счет обеспечения адекватного расстояния между точками соединения транспортировочных линий с байпасной линией и за счет ввода материала под соответствующим углом снижается риск закупорки байпасной линии. Примеры Оценивали несколько транспортировочных конструкций. Схематическая конструкция транспортировочной системы представлена на чертеже. Во всех конструкциях перепад давлений между точкой входа и точкой выхода в байпасной линии полностью контролировал поток в линии. Параметры реакторов были следующие. Первый реактор: емкость: 19 м 3,количество отводов-отстойников: 3,внутренний диаметр отводов-отстойников: 19,37 см (стандартная 8-дюймовая труба),емкость отводов-отстойников: 30 л каждый,внутренний диаметр реактора: 45,56 см (стандартная 20-дюймовая труба),производство полиэтилена: 6,5 т/ч,-2 014516 концентрация этилена: 6 мас.%,концентрация твердых частиц: 42%. Второй реактор: емкость: 19 м 3,количество отводов-отстойников: 4,внутренний диаметр отводов-отстойников: 19,37 см (стандартная 8-дюймовая труба),емкость отводов-отстойников: 30 л каждый,внутренний диаметр реактора: 45,56 см (стандартная 20-дюймовая труба),производительность полиэтилена: 4,5 т/ч,концентрация этилена: 7 мас.%,концентрация твердых частиц: 42%. Выбраны следующие параметры системы переноса. Байпасная линия: угол отрыва потока = 33,угол воссоединения потока = 45,длина байпасной линии = 18 м,внутренний диаметр байпасной линии = 14,64 см (стандартная 6-дюймовая труба),байпасная линия имела 5 изгибов: 3 изгиба имели угол 90, 1 изгиб имел угол отклонения от вертикали 33 и 1 изгиб имел угол отклонения от вертикали 23. На выходе первого реактора полимерный продукт собирали в трех отводах-отстойниках, каждый диаметром 19,37 см (стандартная 8-дюймовая труба), и емкостью 30 л. Каждый отвод-отстойник был снабжен клапаном ОП, циклически открывающимся в транспортировочную линию. Транспортировочные линии имели диаметр 7,37 см (стандартная 3-дюймовая труба) и длину от 2 до 3 м. Для поддержания непрерывного минимального потока в транспортировочной линии была предусмотрена продувка транспортировочной линии изобутаном. Три транспортировочных линии (20, 21, 22) соединены с байпасной линией (11) под углом (11, 12,13) 45 относительно байпасной линии и на расстояниях соответственно 88 см между транспортировочными линиями 20 и 21 и 96 см между транспортировочными линиями 21 и 22. Оперативное время клапана ОП на каждом отводе-отстойнике обычно составляло примерно 20 с,что давало две выгрузки материала на отвод каждые 20 с при количестве материала примерно 10 кг суспензии на выгрузку. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Транспортировочная система между двумя петлевыми реакторами, включающая по меньшей мере две транспортировочные линии (20, 21); по меньшей мере два отвода-отстойника (30, 31) первого петлевого реактора, каждый из которых соединен через клапан отбора продукта с одной транспортировочной линией; байпасную линию (10), соединяющую две точки второго петлевого реактора, с которой соединены все транспортировочные линии,где расстояние между точками соединения транспортировочных линий с байпасной линией составляет по меньшей мере 70 см и где транспортировочные линии соединены с байпасной линией под таким углом (11, 12), что скорость поступающего материала имеет компоненту, параллельную оси байпасной линии в том же направлении, в котором поток перемещается в байпасной линии. 2. Транспортировочная система по п.1, где расстояние между точками соединения транспортировочной линии с байпасной линией составляет по меньшей мере 80 см. 3. Транспортировочная система по п.1 или 2, где транспортировочные линии соединены с байпасной линией под углом от 30 до 75 относительно байпасной линии. 4. Транспортировочная система по любому из пп.1-3, где несколько отдельных транспортировочных линий соединены вместе в единую транспортировочную линию перед соединением с байпасной линией. 5. Транспортировочная система по любому из пп.1-4, где клапан отбора продукта, управляющий выгрузкой материала из отвода-отстойника, срабатывает под давлением. 6. Транспортировочная система по п.5, где давление имеет заданное значение от 35 до 45 бар изб.(от 3500 до 4500 кПа изб.). 7. Применение транспортировочной системы по любому из пп.1-6 в сдвоенной петлевой реакторной системе для гомо- и сополимеризации олефинов. 8. Применение по п.7, где олефин представляет собой этилен.