Способ получения полиэтилена

Союз Советских Соцнапнстнческнх РеспубпнкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ВТВЛЬСТВУ р 11857148(22) Заявлено 28,0979 (21) 2825605/23-05 с присоединением заявки Иф(23) Приоритет Государственный комнтет СССР по делам нзобретеннй я открытнй(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНА Изобретение относится к производству пластмасс, в частности к способу получения полиэтилена (ПЭ) при высоком давлении. Известен способ получения полиэтилена непрерывной полимеризацией этилена в трубчатом реакторе змеЕвихового типа, включающий сжатие этилена,. полимеризацию этилена с вводом кисло рода или перекисей, отделение непрореагировавшего этилена от полиэтилена, гранулирование и выгрузку ПЭ, очистку непрореагировавшего этилена и возврат его в цикл. . 15В этом процессе этилен.проходит многоступенчатое последовательное, сжатие в компрессорах.и, сжатый до .3000 атм, с температурой 180 оС после подогревателя поступает; в трубчатый20 .реактор, где происходит полимериэация части этилена. Смесь распланленного ПЭ и этилена с температурой 2 бО 280 оС поступает в сепаратор высокого давления, где давление снижается до 25 250-280 атм и отводится непрореагировавший этилен (возвратный этилен высокого давления), ПЭ в виде распла- ва поступает в сепаратор низкого давления, где давление снижается до30 1,15-4,00 атм, а иепрореагнровавший этилен возвращается через систему очистки в цикл (возвратный этнлен низкого давления) . ПЭ поступает в экструдер-гранулятор продавливается через Фильтры, режется ножом и в виде гра" нул передается в отделение для переработки Г 11.Основными недостатками данного процесса являются сложность.технблогической схемы выделения полученного полиэтилена, высокие металлозатраты на аппаратуру, сравнительно низкая зФфективность отделения непрореагировавшего этилена, неиспользование энергии давления.и,повывнщиые энергО- затраты. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и.достигаемому результату является способ получения полиэтилена полимеризацией. этилена. по методу высокого давления, включающему компримирование этилена, полнмеривацию;этилена с получением расплава полиэтилена, отделение непрореагировавшегоэтилена от расплава в сепараторах высокого и низкого давления, грануляцию или распыление полиэтилена Г 23Основным недостатком известногоспособа является недостаточно полноеотделение непрореагировавшего этилена от полиэтиленового расплава (полимеризата). в сепараторах высокого давления (около 250 атм) и низкого давления.Этот недостаток объясняется несовершенством конструкций указанныхсепараторов, особенно сепаратора высокого давления, который не позволяет эффективно осуществлять процесссепарации теа скорость и полнотаотделения газообразного этилена отполиэтиленового расплава в данном сепараторе недостаточно высока. Именноэтот недостаток обуславливает двухступенчатую систему выделения продукта что приводит в конечном итоге кповышенным энергозатратам, излишнемуоборудованию и снижает Производительность процесса,Цель изобретения - снижение энергои металлоемкости и повидение производительности процесса,Эта цель достигается тем, что вспособе получения полиэтилена полимеризацией этилена по методу высокогодавления, включающему компримирование этилена, полимеризацию этилена сполучением расплава полиэтилена, отделение непрореагировавшего этиленаот расплава в сепараторе высокого давления, грануляцию или распыление, осуществляют отделение этилена от расплава при 200-500 атм в сепараторе сдифференцированным подводом и отвоодом тепла по выаоте сепаратора приперепаде температуры между верхней инижней частями сепаратора 20-80 ОС споследующей подачей расплава за счетдавления в сепараторе непосредствею 1 но на грануляцию и распыление.Способ предусматривает вывод расплава из сепаратора через гидрозатворное устройство,Применяемый сепаратор состоит изкорпуса, внутри которого находитсясепарационное отбойное устройство,расположенное в верхней части сепараТора узел тангенциального ввода га-.зожидкостной смеси, расположенный исредней части сепаратора, и гидрозатворное устройство, расположенное внижней части сепаратора.Узел тачгенциального ввода состоит из верхней и нижней направляющих,а также внутреннего потрубка, в котором находится кольцевой зазор длявывода отсепарираванного газа,По периметру корпуса сепаратора,в его средней части, расположены одинили несколько штуцерав с Форсункамираспылителями, служащими для подводагазожидкостной смеси в узел тангенциального ввода.Сепарационное отбойное устройствопредставляет собой несколько цилиндрических латрубков, имеющих на боковой поверхности тангенциальные щелидля ввода газожидкостной смеси и отбойное устройство в верхней частипатрубков для вывода отсепарированнойжидкости и газа. Сепарационное отбойное устройство укреплено на заключенных в корпусе сепаратора двухсмежных тарелках, образующих между.собой межтарельчатое пространство, вкоторое непрерывно подается и отводится хладоагент соответственно черезпатрубки подвода и отвода хладоагента, т. е. верхняя часть сепаратораимеет постоянное охлаждение. Нижняячасть сепаратора, наоборот, имеетпостоянный обогрев, необходимый дляподдержания полиэтиленового расплавав жидком состоянии. Подвод тепла может быть выполнен различным способом:либо с помощью пара или горячей воды,подаваемой и пространство, образованное внешней рубашкой и корпусом сепаратора, либо с помощью электрообогрева.Гидрозатворное устройство представляет собой гидравлический затвор, который состоит из патрубка (являющего ся продолжением выходного штуцера жидкого расплава), установленного в нижней части корпуса сепаратора и колпачка над патрубком, установленных такимобразом, по отношению друг к другу, Я что края колпачка перекрывают частьвысоты патрубка, что позволяетоддерживать минимально возможный (во избежании нроскока газа) уровень расплавав нижней части сепаратора, при этом 35 не допуская вывода (проскока.) черезэтот патрубок газообразного этилена.П р и м е р 1. На Фиг. 1 приведе.на принципиальная схема полученияполиэтилена по известному способу.4 О Свежий этилен, смешиваясь с. возвратнымэтиленом низкого давления и кислородом, поступает на компрессор первогокаскада 1,. сжимается до 250-300 атми смешивается с непрореагировавшимзтиленом. Газовая смесь поступает накомпрессор второго каскада 2, гдесжимается до 1500-2500 атм и далеепоступает в реактор 3, где образуется полиэтиленовый расплав (полиме-, я) ризат) с температурой 25 ОоС. Полученный полиэтиленовый расплав отделяют от непрореагировавшего этилена последовательно в сепараторе 4при высоком давлении (этилен далеепоступает на смешение со свежим этифф деном) и в сепараторе 5 (низкое давление) из которого этилен с помощьюбустерного компрессора б подают навход компрессора, Полиэтиленовый расплав поступает на экструдер 7, где Я давление расплава снова поднимают до250 атм, затем на гранулятор 8, вибросито 9, питатель 10 и пневмо- (гидро)транспортом 11 подается на переработку гранулята, Непрореагировавший 45 этилен поступает в холодильник 12,где охлаждается до температуры 50 оСи далее Фильтруется в Фильтрах 13 иидет на смешение с потоком этиленапосле компрессора,П р и м е р 2. Процесс проводятаналогично примеру 1, однако из негоисключены сепаратор низкого давления5, бустерный компрессор 6 и экструдер7. На Фиг. 2 изображена схема получения полиэтилена по предлагаемомуспособу.Смесь этилена с возвратньп 1 этиленом низкого давления подвергают последовательному сжатию в компрессорах 1и 2 до 1500-2500 атм н подают в реактор полимеризации 3, где образуетсяполиэтиленовый расплав (полимеризат) 15с температурой 250-280 оС и непрореагировавший этилен, которые разделяют в сепараторе высокого давления 4при 200 атм и с перепадом температуры между верхней н нижней частямн се.паратора, равным 20 оС. Из сепараторавысокого давления расплав под давлением поступает на гранулнрующую головку 5 или распылитель, вибросито б,питатель 7 и пневмо (гидро) транспорФормула изобретения 25том 8 подается на переработку грану. Способ получения полиэтилена лята. Непрореагировавший этилен ох- полимеризац 1 ей этилена по методу вылаждают в холодильнике 9 н после Филь- сокого давления, включающему компритров 10 смешивают с потоком этилена мирование этилена, полимеризацию после компрессора. этилеча с получением расплава волиЗО этилена, отделение непрореагировавшего этилена от расплава в сепараторевысокого давления, грануляцию или распыление полиэтилена, о .т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью сниженияЗ 5 энерго- и,металлоемкости н поввааения пературы между верхней и нижней частя- производительности процесса, осуществляют отделение этилена от расплавапри. 200-500 атм в сепараторе с диФФеренцированиым подводом н отводом40 тепла по высоте сепаратора при перепаде температуры между верхней н нижней частями сепаратора 20"80 С с по,"следующей подачей расплава за счетдавления в сепараторе непосредственнона грануляцию и распыление,2. Способ по п. 1, о т л и ч а -ю щ н й с я тем, что расплав выводят из сепаратора через гидроэатвориое устройство. П р н м е р 3. Процесс проводят аналогично примеру 2, однако газообразный Этилен отделяют от расплава в сепараторе высокого давления при давлении 500 атм и с перепадом темфо Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Николаев А, Ф. Технология пластических масс. Л., фХимия", 1977,Б с. 10-11.2. Поляков.:.3, Н. и др. "Полимер 50 фпроцесс получения полиэтилена высокого давления, разработанный совместноспециалистами СССР и. ГДР. Равве йодщ КацйвсЬоЕ. 1977, Специальный выпуск,с. 9-17 (нрототнп),ми сепаратора, равным 80 оС. При данной температуре происходит наиболее эФФективное отделение газообразного этилена от расплава. Повьааенне .температуры больше 80 ОС приводит к дополнительному уносу капель расплава с этиленом, т. е. к снижению эФФективности процесса сепарации.П р и м е р 4, Процесс проводят аналогично примерам 2 и 3, однако газообразный этилен отделяют .от .расплава в сепараторе высокого давления при оптимальном давлении 250 атм и с перепадом температуры между верхней и нижней частями сепаратора, равным 400 С. Данная температура является оп" тимальной, ибо при ней происходит минимальный укос капель расплава с этиленом (и в этих условиях возможна максимальная конденсация расплава) .Предлагаемый способ позволяет направлять расплав полиэтилена .нз сепа" ратора высокого давления непосредственно на грануляцию нлн распыление .за счет давления расплава в самом се.параторе. В этом случае отпадает надобность в сепараторе низкого давления, экструдере н бустерном компрессоре, т. е. налицо значительное снижение металлоемкости. Кроме того, впредлагаемом изобретении скорость,при которой осуществляется процесссепарации (т. е. отделение газообразного этилена от расплава); значительно вьаае (50 м/с), чем в известномспособе, где эта скорость равна20 и/с. Это происходит за счет усовершенствования конструкции сепаратора высокого давления, и в результате этого производительность всегопредлагаемого процесса значительноповышается. В предлагаемом способе сдостаточной полнотой осуществляютпроцесс отделения газообразного этилена от расплава при высоком давлении (200 атм и вьзце). Причем, данныйпроцесс осуществляют в одну ступеньказ 7137/37 Тираж Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул.Проектная,Ят ВНИИ Зтияен 857148 Подписное