Реактор полимеризации этилена при высоком давлении

(72) Автор изобретенБР Иностранная фирма "Стамикарбон Б. Ф ( Нидерланды) РЕАКТОР БОЛИИЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА ПРИ ВЬ 1 СОЕОЯ ДАВЛЕНИИ непр кото ется ктора товлам, на ра нц, Выход Изобретение оносится к устройствам для . быть расположены под углом от 5 до 44,ерывного получения полимеров этилена, впредпочтительно под углом от 10.до ЗО, крых перемешиваине реагентов осуществля- оси корпуса. Реактор может быть снабжен доза счет энергии вводимого этиленового. полнительицм тангенцнально установленнымсырья. соплом для ввода мономера, расположеннымизвестен реактор полимеризации этилена Ь между упомянутыми соплами,при высоком давАении, содержаций толстостен- Такое конструктивное выполнение реанцй нилиидрнческий корпус с крьникой, дии- обеспечивает прохождение потоками реагенщем по крайней мере с двумя соплами для относительно больших расстояний до их столкввода мономера и отверстием для вывода нро- новения со стенками реактора, что значительдукта 111. но снижает потерю ими энергии и улучшаетНедостатком этого устройства является не-. их перемещиванне,высокая степень смешения реагентов из-за по. - На фнг; 1 представлена технологическаятерн энерги потоком реагентов при. их тан-: схема полимеризацни этилена высокого давгенциальной подаче в корпус ленин; на фиг, 2 - предлагаемый реактор,Цель изобретения - интенсификации про- . разрез; на фиг, 3 - разрез А - А фиг. 2; нацесса смешения реагентов, 15 фиг, 4 - . вариант выполнения сопла.Для достижения указанной цели выходные . Реактор полнмеризации этилена содержитканалы сопл расположены в осевой плоскости .толстоСтеинцй.: цилиндрический корпус 1 скорпуса под острым углом к его оси, парал- крышкой 2, днищем 3 и.соплами 4, 5 н 6 длялельно один другому и направлены в противо- подачи мономера 1 этилена в реактор нз трубоположные стороны, провода 7 с помощью первичного 8 и вторич.Выходные каналы сопл размещены по раз- ного 9 компрЕссоров через холодильник 1 О,29ные стороны от оси.корпуса, Выходные каналы клапан 11 и патрубки 12, 13 и 14. В днишесопл могут быть также расположены от дна выполнено отверстие 15 для вывода образуюметральной плоскости, делящей корпус попо-: щеголяполимера и непрореагировавшего этнлесстоянии, равном 1/10; 1/4 его дли- . иа через предохранительный клапан 16, сепаные каналы сопл, кроме того, могут 2 ь ратора 17 высокого давления, клапан 18 и се- ф614733 паратор 19 ийзкого давления в гранулятор 20.Для возврата отделенного. в сепараторах 17 и19.этилена в компрессоры 8 н 9 предусмотрены трубопроводы 21 и 22 соответственно,Для ввода инициатора в исходный мономерпредусмотрены трубопроводы 23, 24 и 25.В цилиндрическом корпусе 1 выполнены отверстия 26, 27 и 28. Отверстие 26 расположено на расстоянии одной трети длины корпуса 1 от крышки 2, а отверстие 28 на томже расстоянии от днища 3.На фиг, 3 видно, что отверстия 26 н Ждиаметрально противоположны, а отверстие 27находися между ними.Латрубки 12, 13 и 14 проходят через этяотверстия внутрь корпуса 1,Выходной капая 29 сопла 4 расположен восевой плоскостикорпуса 1 под углом от 5до 45, преимущественно от 10 до 30 ф, например 20 ф, к продольной осн н направлен ккрышке 2, а выходной манал. сопла 6 расположен аналогично, но направлен к днищу .3.Сопло 5 расположено таигенциально к стенкекорпуса 1,Выходные каналы сопл 4 и 6 размещеныот диаметральной плоскостй, делящей корпуспополам, па расстоянии равном /1 О:1/4 егодлины.Устройство работает следующям образом.Этнлен подается нз трубопровода 7 компрессорами 8 и 9. Первичный компрессор повышает давление этилена до величины, например,250 кгсм, а вторичный компрессор 9 сжимает этилеи до давления порядка ЗЮО кг/смф.Температура сжатого этилена регулируется вхолодильнике 10 до требуемой. Сжатый этн"ф лен разделяют иа трн готока с помощьщ клапана 11 н через патрубки 12, 13 н 4. подаютв цилиндрический корнус 1 в.зуех различныхточках,В состав эгиленоаого сырья можно добавлять н другие мономеры, образущщяе сополнмер с этяленОм, например епредельяые слож.ные эфмры, в частности этиловый акрилат, внняланетжт нля енннлпропяонат, ненасыщенныеаарбеноеые .кислоты, нагример акрнлоеущ нметакэнлоеущ, алкеновые соединения, например нроаЬаея и неогексен, н другие непределынюе соединения, е частности акрилоиитрнла хлориста% вяинл. В этнленоеое сырье можноВводить соедннення, регулирующие молекулярамй вес, например водород, пропан и бутан,щра нля несколько стабилизаторов, антиокнс.. жуя я средства, снямающне статические за, ДЗЩИ.В этялеи, поступающий во трубопроводам.И, 3 н 14, может быть введен инициатор поФрубовроводам 23, .24 и 25. Примерами такихачельных центров цепных реакций иняциато:рае являются кислород, перекиси, напримереерекМсь днзтила, де 1 третичная перекись бу тваа, перекись леуронла, перекись капрнлоила. й фетйчный бутнлоеый нербензоат н соедененнэ зотина - азяны н евсямы,, В раком выходном канале соил 4 я 5 происюемт йаденне давления, что вызывает истечение етилена с высокой скоростью, Передан 4ный таким образом реакционной массе импульсобразует цнркуляционные потоки в верхней Би нижней В зонах корпуса 1. Зтн потоки вращаются в одном направлении в вертикальной5плоскости, как показано стрелками на. фиг, 2.В средней зоне Г между зонами в.этой плоскости имеет место вращающийся поток в противоположном, направлении. Вследствие того,что этилен вводится тангенцнально через соп. ло в средней зоне, в плоскости, перпендику 1 р лярвой продольной оси корпуса, также образуется вращающийся поток.Так как сопла 4 н 6 устанавливают, капоказано на фнг. 3, вращающиеся потоки еплоскости, перпендикулярной продольной оснкорпуса, будут возникать в зонах Б н В в до 15полнении н вращающемуся потоку в вертикальной плоскости, причем направление этих вращающихся потоков предпочтительно то же, чтон направление вращающегося потока, образованного е средней зоне Г сопла.5,Описанные потоки обеспечивают интенсивное перемевнеанне введенного этилена н содержнмрго корпуса, так что этнленовое сырьебыстро достягает температуры реакции. Благодаря этому же эффекту все содержимое корпуса быстро подвергается охлаждающему воз.25 дейстенщ со стороны введенного этилена, такчто температура в корпусе в действительности не превышает максимально допустимогозначения в любом месте, чему способствуетотсутствие мертвых зон в преобладающей моделя потока.Через каждое нз питательных сопл можетбыть введено равное количество этилена; Однако распределительным клапаном 11 эти ко.лнчества могут быгь также отрегулированы наобъем той части корпуса, которая прежде всезв го заполняется этиленом через сопла. Темпера.тура в зонах Б, В и Г преимущественно отрегулирована на различные значения так,чтобыполучать полимер е широким распределениемпо молекулярному весу, Количество применяе.49мого инициатора по сравнению с количествомэтилена, вводимого в реактор, небольшое. (от9,001 до 5 мол, 6/е по отношению к этилену),оно зависят от типа инициатора н требуемойтемпературы. Прн введении большого количества инициатора большее количество этилена45 будет подвергаться превращеивю, яозтому температура повысятся вследствие экзотермичес.ой реакции .полимеризации.Среднее время выдержки этилена в реакторе является сравнительно коротким (около 30 фпоэтому необходимо использовать инициаторев с коротким периодом полураспада. Прн полимернзацин этилена высокого давления обыч.ио применяют иняциатЬр с периодом йолурдсвада 6,% в 1,6 с при та.аппаратуре г зоне реакции. Если период полураспада длиннее, частьинициатора выйдет из реактора неиспользованным, ври более коротком периоде волураспадаинициатор подвергается слишком скорому раз.ложен ив.В описанном реакторе е зоне Б поддерживают температуру 85 фС и в качестве инициаторф Ра веимеиящт леоекись ллчйои.пя г поьиапвм5полураспада ниже 0,5 с при этой температуреВ ужей зоне Г поддерживают температуру22 С я используют третнчиый бутилпероксндиэ. тюицетат с периодом полураспада при югойтемпературе ниже 0,5 с н в зоне В поддерживают температуру 265 С н в качестве инициатора применяют двутретичиую перекись бутнлас периодом полураспада при этой температуреоколо 0, с, Инициаторы вводят в этилеиовоесырье в виде раствора яли суспензии в подходящем разбавителе.Давление в реакторе равно конечному дав.лению вторичного номпрессора за вычетом по.терн давления в питательных трубопроводах ипотери давления В питательных соплах, в Опн.санной конструкции давление .составляет1950 кг/смз,Полиэтаяен, полученный в реакторе, вместес некоторым колнчестаом яенревращениого этн.лена выпускают через предохранительный лапаю 15 в хааратор 17 высокого давления. Давление в этом сепараторе составляет около250 кг/смф, Отделенный этилеи возвращают навсасывающую сторону вторичного компрессора9 по трубопроводу 21, в то время как отделенный полиэтилен направляют в сепаратор 19низкого давления через клапан 18. Давление вэтом сепараторе около 1;атм, отделенный эгилен возвращают на всасывающую сторону первичногокомпрессора по трубопроводу 22. Полиэтнлен, выгруженный нз сепаратора 19, с помощью гранулятора 20 превращают в граиулы.Конкретный пример выполнения изобретения,Вертикальный корпус диаметром 10, см ивысотой 100 см (емкостью около 6 л) запол-.няют этилено и 2,5 мол. % пропана и неболь.шям количеством инициатора в трех точках:100 кг/ч в точку, находящуюся нв 36 см ияжекрышки в направлении к крышке, под углом155 к вертикали, 50 кг/ч в середину корпусав таигенциальиом .направлении н 1 ОО. кг/ч вточку, находящуюся на 35 см выкупе днища внаправлении к днйщу, нод углом 15 к вертикали. После повышения давления до 2000 иг/смс помощью компрессоров вводят этилен .ярнтемпературе 65 С черн патрубки 12, 13 я 1.4,яэи 0 щие Бнутреиний диаметр 5 мм, закаичивающяеся в корпусе в виде сопл е нанменыиимдиаметром 1 мм. Потеря давлении в подвод.щнх трубопроводах составляет 10 кг/ему, а всоплах 40 кг/емз. Давление в реакторе1950 кг/см.В верхний натрубок подачи этилена добалядт перекись лауроила из расчета 9,46 кг 6на 1 т получаемого полиэтилена в среднем 0,79 кг/т,третичного бутилпероксидиэтилацетата и в нижний патрубок - 0,03 кг/т дву.тре.тичиой перекиси бутила.Температура в верхней зоне реактора 185,в средней 225 и в нижней зоне 265 С. Через отверстие в днище выгружают 37 кг/ч полиэтн.лева и 213 кг/ч этилена.Полиэтилен, выделенный из этой смесю спомощью сепараторов, имеет удельный вес щ 0,925 кг/юм 1 и индекс расплава ,5 кг/1 О мнн.Пленка, полученная нз такого полиэтилена характеризуется глянцем, равным 60 ед. (АЗТМ Д 523 - 53 Т), прозрачностью 22 (ЕЕЦ и непрозрачностью 7,7% (АСТМ - . Д 100361).И В предлагаемом реакторе обеспечивается интенсификация процесса смешения реагентов. с одновременным уменьшением энергозатрат. формула изобретения1, Реактор полимеризации этилена при вы. соком давлении, содержащий толстостенныйцилиндрический корпус с крышкой, днищем,пэ крайней мере с двумя соилами для вводаВ мономера н отверстием ддя вывода продукта,отличающийся тем, что, с целью иитенсифика.цни процесса смешения реагентов, выходныеканады соил расположены в осевой плоскостикорпуса нод острым углом к его осн, паралЗй дельно один другому и наиравлеиы в противоположные стороны.2, Реактор по п. 1, отличающийся тем, чтовыходные каналы сопл расположены по раз.ные стороны от оси корпуса.3, Реактор ио и. 2, отличающийся тем, что3 В выходные каналы сопл расположены от диаметральной плоскости, делящей корпус попо,лам, иа расстоянии, равном 1/О:1/4 его длины.4, Реактор по пп. 13, отличающийся тем,что выходные каналы соил расположены подуглом от 5 до 45 к оси корпуса.5, Реактор по и. 4, отличающийся тем, чтовыходиьФ канады сопл расположены.под угломот Ю дО ЗО к осн корпуса,б, Реактор по пп, 1 - 5, отличающийся тем,что ои снабжен дополнительным тангеициаль.4 В ио установленным соплом шь ввода моиомера,. расиодожеяным между упомянутыми соплами.Источники информации, принятые во внимание нр эиспертязе:1, Патент Англии Рй 32639, кл, С 3 Р,04,04.73.О ьтегРвлгииаекред О. Луговая Корректор Е. Папи ираки 904 Под исное Баторо тавдоваад 3542)1 й ПИ Государс всвиаго косаитета Советаио дгл а ч изо 5 рете и М и отк3 3035 Москва, Ж, Раунн:нав н Филиал ППП е П а теить, г. 1 уагородул Мииистров СОыт ийа 5. д. 4/5Проектиай, . 4