Способ получения полиэтилена

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциал исти цескихРеспублик/04 осударственный иомит Совета Министров ССС оо делам изобретений и открытии(71) Заявитель 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНА ис(32) Приоритет Опубликовано 25,09.74 Изобретение относится к процессу получения полиэтилена полимеризацией этиленапо методу среднего давления,Известен способ получения полиэтиленаполимеризацией этилена в газовой фазе пометоду среднего давления на катализаторе:окись хрома на носителе.Процесс газофазной полимеризации этлена отличается следуюшими особенностями:тепло реакции отводится циркусруюшиммономером, который поддерживает слой полимера и катализатора во взвешенном состоянии;циркулирующий газ охлаждается на выносном теплообменнике; кратность циркуляции определяется, в основном, условиями,необходимыми для создания взвешенногослоя в реакторе;образуюцая полимерная крошка отличается широкой полидисперсностью, При этомчастицы диаметром меньше 150 мк составляют 1 Ж и болыце от веса полимера;предпочтительным для процесса полимеризации является использование микросферического катализатора с небольшим разме ром зерна (70 мк тпроцессе он дробитс киечастицы;скорость витания мелких частиц полимера и катализатора на порядок меньше скоро.сти витания основной фракции полимера: такопри Р = 40 атм, 100 С и условном ииаметре частиц 0,08-0,12 мм скорость началапсевдоожижения 0,06-0,013 м/сек; скорость уноса 0,237-0,372 м/сек; при условном диаметре частиц 0,5-2 мм скорости начала псевдоожижения О, 12-0,26 м/сек искорость уноса 1,6 2,8 м/сек.Опасность уноса мелких частиц полимераи катализатора в теплосннмающий контур иоседание их на различных деталях теплоснима"юшего и циркуляционного оборудования является недостатком газофазных процессов,так как при этом они полимеризуются в полимер чрезвычайно высокого молекулярноговеса (температура в теплоснимающем конту.о,ре ниже, чем в реакторе на 30-50 С), который отлагается на стенках. Это ттриводит к снижению общего коэффициента телштпередачи и к уменьшению резерва рабочего3,4 О, 5-0, 1 енее 0,1 Увепцчциент тепповерхносО обмен. концентрацияворцтеля оовола 1 ается также и общий передачи непосредствеограничцваюцеие реа к ко +ЦцЕПЕО ЧЕРС 1:3 ПЕПВЦН 1, ВЫШЕ, Ч рас творцтеля при да мономер абсо Цо 1 НЫЙ ЕМН 1 О- В СПЕ 1 Ц 1 что лу:Е 1 иает пр ак как в це етс 1 я некоторое разбавцтеля, охл тепоснимав ццек У 1 ЕЕЦЧЕЦЕЕи КО 1:1 е "Г на 1 с 11 инойловия ения льеюых ОЛ :111 о ) ЕЯ (аз 3ю количест бавцтеля епиц мераП)ее 1,амый со"б еЕЕ 1 е:ма Е времеш из-аа необходимости чистки теплообменного оборудования.Использование различных батарей циклонов ц увеличение диаметра и высоты отстойнс 1 й зоны не решает полностью пробле мы уноса ц приводит к увеличению металло- емкости квалифццированного оборудования.Вторая трудность известного способа- отвод тепла реакции и создание безградиентного температурного поля в реакторе. ,10Целью изобретения является предотвращение уноса мелких фракций полимера и катализатора, улучшение процессов тепло- и массопередачи и повышение эффективности процесса, 15Эта цель достигается тем, что порошок в реакторе увлажняется инертным жидким углеводородом, например парафином нормального цлц цзостроения с числом углеродных атомов 48 в количестве 5-3 0 вес. % от образующегося полимера. мономера в каплях растчивающцх полимерную сус - ем в случае отсутствияидентичных условиях, ког рбцровац в полиэтилене, оцессы массопереноса.ркулирующем мономере цме солцчество более тяжело о аждение такой смеси в контуре проц ходит Ее 1 эЦлЕцеЕецт е теплоотдач ц 1 и онденсаЕП 1 ц 1 лзбйе 1 ете,111,Особенность предлагаемого способа состоит в том, что количество углеводородно-.,го разбавителя, подаваемого в реактор, на.столько мало, что не вызывает разделенияфаз жидкость-твердое тело,Наиболее предпочтительными являютсятакие условия, когда смесь углеводородовоимеет точку росы на 5-30 С выше темпе ратуры в реакторе.Растворитель, сорбированный на поверхности и в порах катализатора и полимерной,суспензии, испаряется в случае местных пе 1 регревов, что уменьшает температурныеградиенты, исключает локальньей перегрев1,и агломерацию полимерных частиц,Данные рассева полимера, полученногов присутствии разбавителя, свидетельствует о резком уменьшении содержания в недмельчайших частиц и унос их в циркулирующцй контур практически не наблюдается(таблица),же время процесс протекакогда не существует проблрастворителя от полимераСтРОйетВаХ В ВИДУ ЕЕО ЕЕЕЕ Ва. КоЛЕЧЕСтВО раСтВОрИНЕ ) колеблется в пределах 5проведение процесса при .температуре до 120 С, что расширяет возможности регулиорования молекулярного веса полимера, в то время как при полимеризации в режиме суспензии температура процесса не превы шает 110 С. Процесс может осуществляться при уменьшепюм количест ве циркулирующего этилена, Например, в том случае, когда реактор 10снабжен лопастным или винтовым перемешивающим устройством, необходимость в циркулирующем этилене отпадает совсем,На чертеже показана схема осуществления способа. 15П р и м е р 1, В реактор 1 емкостью30 л, снабженный термостатирующей рубашкой распределительной решеткой и перемешиЭвающим устройством, подаются следующиекомпоненты: катализатор (окись хрома на 20микросферическом алюмосиликате С Г О2 32 вес. %, 1 О:810 13:87), суспен 2 3 2зированный в жидком этилене, имеющем температуру минус 10 оС в количестве 1-3 25г/час,Этилен насыщается парами разбавителя(н-гексана) в барботажном абсорбере 2,температура и давление в котором поддерживаются такими, чтобы обеспечить содер- З 0жание разбавителя в потоке уходящего изабсорбера этилена от 5 до 50 вес. %.Количество подаваемого таким образомэтилена равно количеству получаемого полиэтилена или может быть на 15-50 % 35больше.Кроме этого потока этилена, в реакторможет подаваться циркулирующий этилен,который обеспечивает псевдоожижение. Циркуляционный контур состоит из обратного 40холодильника 3 и центробежной газодувки 4.Производительность реактора по полиэтилену до 10 кг/час. Скорость реакции полимеризации до 5000 г полиэтилена на 1 гполимера в час,45Тепло реакции снилается водой, циркулирующей через рубашку, испарением сконденсировавшегося в обратном холодильникеразбавителя и циркулирующим этиленом.Выгрузка полимера импульсная через 50специальный клапан, Температура в реактооре 80-120 С. Давление 20-40 атм. Давление в абсорбере на 2-3 атм выше давления в реакторе. Температура в абсорбере на 10-50 Свыше температуры в реакторе. Температура в абсорбере автоматически регулирует,ся в таком диапазоне, чтобы поддерживатьв реакторе заданное соотношение мономер;разбавитель, которое периодически контролируется при помощи анализа проб.В качестве сомономеров используютсяпропилеи или а -бутилен, подающиеся вреактор в количестве от 2 до 4 вес. % поотношению к этилену,Полимер не отличается по качеству от;полиэтилена, полученного другими способбами на таком же катализаторе,Унос полимера в циркулирующий контурне наблюдался. Не было замечено такжеагломерации частиц полимера.П р и м е р 2, Полимеризация осуществляется без разбавителя в реакторе 1. Прио100-110 С и скорости реакции до 2000 гполиэтилена и 1 г катализатора в 1 часобнаружено большое количество (8-10%)спекшихся частиц размером 2-3 мм и больше, Повышение температуры до 115-1 17 С(увеличивает количество агломератов дажев том случае, если дополнительнс используется механическое перемешивание (слтаблицу),Предмет изобретения1. Способ получения полиэтилена полимеризацией этилена в газовой фазе по методу среднего давления на нанесенных окисно. хромовых катализаторах, о т л и ч а ю - ш и й с я тем, что с целью предотвраше ния уноса из реакционной зоны катализатора и мелких фракций полимера, а также улучшения процессов массо- и теплопере- дачи, полимерную лхассу в реакционной зо не увлажняют инертным углеводородным разбавителем, например С -С -н-парафи 4 8ном, в количестве, не вызываюшел разделение фаз жидкость- твердое тело, например в количестве 5-30 вес, % от полиме. ра, при этом углеводородная смесь мономер-разбавитель в условиях процесса имеет точку росы на 5-30"С выше температуры в реакторе.2. Способ по п, 1, о т л и ч а ю ц и й. с я тем, что разбавитель вводят в реакционную зону в парообразнол состоянии,443864 прель Соса анггтельА.1 орячев1 ехрел11.Хаиеевм елакгор д 11орректорЛ,Кот л, И 6 К Подписное ирана оскна, Г.59, Бережковская наб., 2 1 релпрнятне 11 аып 1.11111111111 1 осу ларстненниго коми гета Сонеа Мннистно делам изобретений и открытий Москва, 113035, Раушская наб., 4