專利名稱：旋轉(zhuǎn)垂直流化床催化聚合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在流化床中進(jìn)行的催化聚合反應(yīng)，所述流化床由于汽態(tài)或液態(tài)反應(yīng)流體的切向注射而在圓筒形反應(yīng)器中圍繞其對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn)，其中所述反應(yīng)流體反應(yīng)器的側(cè)壁或從沿著該壁運(yùn)轉(zhuǎn)的內(nèi)部通道向穿過(guò)反應(yīng)器兩端的中心堆(central stack)注射，并且該流化床具有均勻分布的開(kāi)口，且這些流體通過(guò)所述開(kāi)口而被除去。
在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行的氣態(tài)或液態(tài)反應(yīng)流體混合物的聚合反應(yīng)是眾所周知的，所述反應(yīng)流體含有要聚合的一種或多種單體，并且所述流化床中在催化體系存在下形成的聚合物顆粒在沒(méi)有使用攪拌器的情況下通過(guò)反應(yīng)流體混合物的上升運(yùn)動(dòng)而保持在流體狀態(tài)。當(dāng)該反應(yīng)流體的混合物在離開(kāi)反應(yīng)器之前與顆粒分開(kāi)，并由此限定出通常的水平分離表面時(shí)，該反應(yīng)流體混合物通常以氣體形式通過(guò)反應(yīng)器頂部逸出，從而在循環(huán)裝置中適當(dāng)處理之后通常以液體或氣體形式再循環(huán)至反應(yīng)器底部。
本發(fā)明中，反應(yīng)流體混合物通過(guò)在垂直圓筒形反應(yīng)器的水平部分中的旋轉(zhuǎn)，以近似水平并與該側(cè)壁成切線的形式從注入它們的側(cè)壁，移向中心堆的開(kāi)口，所述中心堆可以包括多個(gè)移除管，該移除管用于分別將穿過(guò)各種反應(yīng)器部分的各種反應(yīng)流體混合物移向獨(dú)立的純化和循環(huán)裝置，以便保持反應(yīng)器各種部分或區(qū)域中的這些反應(yīng)流體混合物的不同組成和/或溫度。
本發(fā)明中，垂直反應(yīng)器包括從一端至另一端的一系列固定螺旋回轉(zhuǎn)(helical turns)，其在離中心堆一定距離處圍繞著中心堆并固定在反應(yīng)器側(cè)壁上或在離反應(yīng)器側(cè)壁較短距離處固定，其用于向上夾帶聚合物顆粒，所述顆粒由反應(yīng)流體混合物的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)并在螺旋回轉(zhuǎn)壁之間進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。然后，該聚合物顆粒由于重力而落回至這些壁各個(gè)側(cè)面上的自由空間中。
由此，被離心力和垂直流化床中的螺旋回轉(zhuǎn)限制的聚合物顆粒在螺旋回轉(zhuǎn)壁之間上升并落回在這些壁的各個(gè)側(cè)面上，沿著螺旋軌跡，由此在從反應(yīng)器中移除之前幾次穿過(guò)反應(yīng)器的各個(gè)區(qū)域，并由此賦予它們均一的雙峰或多峰組成，其中所述流化床位于反應(yīng)器圓柱形側(cè)壁和近似圓柱形的分離表面之間，并且所述分離表面位于系列螺旋回轉(zhuǎn)和中心堆之間。
如果重力由第二系列的固定螺旋回轉(zhuǎn)替代的話，則反應(yīng)器可以是水平的，所述第二系列回轉(zhuǎn)與第一系列回轉(zhuǎn)同心并定位于相對(duì)的方向。因此，聚合物顆粒在一系列螺旋回轉(zhuǎn)的影響下從右向左移動(dòng)，并且在另一個(gè)的影響下從左向右移動(dòng)。顆粒的旋轉(zhuǎn)速度必須足夠，以使離心力基本大于重力。
本發(fā)明中，離心力適合使反應(yīng)流體混合物以高于僅基于重力的流化床中所允許的速度的速度穿過(guò)流化床，或適合于使用其密度接近于聚合物顆粒的密度的流體，并且流化床的近似圓柱形狀適合于獲得比常規(guī)流化床中所得比率大一個(gè)數(shù)量級(jí)的面積與厚度的比率。這用以獲得反應(yīng)流體在流化床中的短停留時(shí)間，并由此獲得聚合物顆粒的高冷卻能力和良好溫度控制。這導(dǎo)致可以使用高活性催化體系以及濃縮反應(yīng)流體的混合物，因此能夠以在反應(yīng)器中相對(duì)短的聚合物顆粒停留時(shí)間獲得高聚合速率。


圖1顯示了垂直圓柱反應(yīng)器半剖面的投影，所述反應(yīng)器用于在催化體系存在下使懸浮于液態(tài)或氣態(tài)反應(yīng)流體混合物中的顆粒聚合。該圖顯示了其側(cè)壁(2)的橫截面和其圓柱形對(duì)稱軸(1)。
用于將反應(yīng)流體混合物注入反應(yīng)器的裝置通過(guò)橫截面的圓筒(3)進(jìn)行說(shuō)明，該圓筒在沿著反應(yīng)器側(cè)表面的短距離處運(yùn)轉(zhuǎn)，并且其穿有許多孔(4)。該圓筒和反應(yīng)器壁之間的空間被環(huán)狀隔板(5)分為幾個(gè)部分，并通過(guò)進(jìn)口管(6)進(jìn)入加壓反應(yīng)流體的混合物。這些反應(yīng)流體混合物通過(guò)許多注射管以近似水平并與反應(yīng)器壁成切線的形式注入反應(yīng)器，并且在背景(background)中從該圓筒的表面流出，其中所述注射管穿過(guò)該多孔圓筒的孔，并且出口(7)已顯示出。注入在箭頭方向上進(jìn)行，也就是從左向右。
用于移除反應(yīng)流體混合物的裝置通過(guò)圍繞對(duì)稱軸(1)的中心噴嘴(8)進(jìn)行說(shuō)明，其中中心噴嘴從頂部至底部穿過(guò)反應(yīng)器并且包含許多開(kāi)口(9)，所述開(kāi)口沿著中心噴嘴表面均勻分布并形成其輪廓，以便有助于在反應(yīng)器中快速旋轉(zhuǎn)的流體的進(jìn)入并將它們引導(dǎo)向出口。中心噴嘴被其橫截面(10)已顯示的隔板分開(kāi)，所述隔板限定了獨(dú)立區(qū)域，并且中心噴嘴通過(guò)主出口管(8.1)和(8.2)和內(nèi)出口管(11)與外部連接。這些管被連接至冷卻、純化和/或分離裝置(12)，并且流體通過(guò)進(jìn)口管(6)從這些裝置中進(jìn)行循環(huán)，所述進(jìn)口管給位于和中心噴嘴區(qū)域大致同一水平的反應(yīng)器區(qū)域進(jìn)料，其中這些被循環(huán)的流體從中心噴嘴中流出。這樣，流體在反應(yīng)器近似水平的部分中移動(dòng)，由此限制了它們?cè)诟鱾€(gè)區(qū)域之間的混合。
在多孔圓筒(3)和中心噴嘴(8)之間的圓柱形空間中，系列螺旋回轉(zhuǎn)(13)從頂部向下穿過(guò)反應(yīng)器，以使在回轉(zhuǎn)的向上方向中快速旋轉(zhuǎn)的流體夾帶位于螺旋回轉(zhuǎn)壁之間的螺旋空間中的聚合物顆粒，該螺旋空間稱為朝著反應(yīng)器頂部方向的上升流螺旋槽，其中所述系列螺旋回轉(zhuǎn)完全顯示并通過(guò)固定器安裝至反應(yīng)器(2)上，而所述固定器在圖中沒(méi)有顯示。
離心力將顆粒推向多孔圓筒壁。稱為自由側(cè)空間的自由圓柱形空間能夠使已在上升流螺旋槽中上升的聚合物顆粒由于重力并在離心力影響下落回至反應(yīng)器底部，其中自由圓柱形空間相對(duì)窄并位于系列螺旋回轉(zhuǎn)和多孔圓筒之間。
如果旋轉(zhuǎn)速度以及由此產(chǎn)生的上升流螺旋槽中顆粒的向上流動(dòng)速度是足夠的，則該窄空間不足以使所有的顆粒落回至其中。在這種情況下，懸浮于流體中的顆粒將累積在上升流螺旋槽中直至流化床表面達(dá)到稱為自由中心空間的自由圓柱形空間，該空間相對(duì)寬并位于中心噴嘴和螺旋回轉(zhuǎn)組之間，其能夠使剩余顆粒落回至反應(yīng)器底部并能夠使已在上升流通道中旋轉(zhuǎn)并已稍微在其中上升的流體落回至中心噴嘴區(qū)域的水平，該噴嘴近似相當(dāng)于它們已用的進(jìn)口。
螺旋回轉(zhuǎn)特征在于它們的寬度(14)以及上升流螺旋槽的寬度，自由中心空間和自由側(cè)空間的寬度(15)和(16)，回轉(zhuǎn)的螺距(17)和彼此之間的高度(18)以及上升流槽的高度。如果螺旋回轉(zhuǎn)的螺距(17)等于它們之間的距離(18)，則系列回轉(zhuǎn)可以形成連續(xù)的固定螺旋曲線。
圖1中，螺旋回轉(zhuǎn)的螺距(17)小于上升流槽的高度(18)。聚合物顆粒在穿過(guò)一個(gè)回轉(zhuǎn)至上一個(gè)回轉(zhuǎn)之前，必須形成等于上升流槽高度和回轉(zhuǎn)螺距的比率的平均圈數(shù)。回轉(zhuǎn)螺距也可以大于上升流槽的高度并且回轉(zhuǎn)尺寸可以彼此不同。回轉(zhuǎn)可以在不移動(dòng)其它東西的情況下通過(guò)將其旋轉(zhuǎn)至反應(yīng)器頂部而更換。
使用一個(gè)或多個(gè)進(jìn)料裝置(19)將聚合催化劑或催化體系引入反應(yīng)器，并且可以使用一個(gè)或多個(gè)在反應(yīng)器底部或沿反應(yīng)器任何位置的開(kāi)口(20)移除懸浮于流體中的聚合物顆粒。
自由中心空間必須足夠?qū)挷⑶伊黧w向反應(yīng)器中的注射速度必須足夠，以便以對(duì)于離心力來(lái)說(shuō)足夠高的速度旋轉(zhuǎn)流體和通過(guò)流體夾帶的顆粒，從而在流體進(jìn)入中心噴嘴之前產(chǎn)生顆粒和流體的明顯分離，并由此在中心噴嘴和螺旋回轉(zhuǎn)組之間形成分離表面位于自由中心空間的流化床。在重力和離心力的聯(lián)合作用下，其近似的的圓柱形由于聚合物顆粒沿回轉(zhuǎn)的內(nèi)部邊緣落下所產(chǎn)生的螺旋波紋而變形。由此，顆粒在上升流螺旋槽中沿著向上的螺旋軌跡，并且在自由中心空間和自由側(cè)空間中沿著向下的軌跡。
如果懸浮于流體中的聚合物顆粒質(zhì)量增加，則流化床分離表面將接近于中心噴嘴并有將顆粒夾帶至其中的危險(xiǎn)。為了防止這樣，聚合物顆粒探測(cè)器(21)用于調(diào)整懸浮于流體中的顆粒的輸出流速，以便使流化床表面維持在離中心噴嘴足夠距離處。
該整個(gè)裝置適合安裝幾個(gè)用于循環(huán)流體混合物的獨(dú)立回路，以便維持不同的溫度和組成并由此在各個(gè)反應(yīng)器區(qū)域中維持不同的聚合條件。如果聚合物顆粒在形成中的停留時(shí)間對(duì)其而言足以在離開(kāi)反應(yīng)器之前幾次從底部向上并從頂部向下穿過(guò)反應(yīng)器的話，則它們將具有相對(duì)均一的雙峰或多峰組成。
圖1還顯示了將進(jìn)料管(22)插入中心噴嘴的可能性，該進(jìn)料管連接于所選區(qū)域中將液體噴射至反應(yīng)器的注射器(23)。
流體進(jìn)料和移除裝置和螺旋回轉(zhuǎn)可以具有各種形狀和尺寸。圖2-6顯示了許多實(shí)施例，并且它們可以結(jié)合使用。
圖2.a顯示了反應(yīng)器(2)中部橫截面的投影，其中用于將流體進(jìn)料至反應(yīng)器的裝置通過(guò)注射管(7)供給，其中注射管(7)沿螺旋通道(24)和(25)均勻分布，該螺旋通道靠著反應(yīng)器側(cè)壁并且如果它是在與向上的系列螺旋回轉(zhuǎn)相對(duì)的方向上纏繞的話，則稱為向下螺旋通道，圖2.b顯示了，相同反應(yīng)器(2)的相同部分中的各種尺寸的向上的螺旋回轉(zhuǎn)(13)和由喇叭形或彎曲形的錐形噴嘴構(gòu)成的流體移除裝置，它們以完整的(31)和(32)顯示或以橫截面(33)和(34)顯示，并且它們彼此配合。
向下螺旋通道完全可見(jiàn)的三個(gè)上部回轉(zhuǎn)顯示了在前景中它們對(duì)著反應(yīng)器的側(cè)面(25)，而僅僅部分位于背景的通道的其它回轉(zhuǎn)顯示了其內(nèi)側(cè)面(24)和中空部分(26)。該螺旋通道通過(guò)在該圖中位于通道每三個(gè)半回轉(zhuǎn)的進(jìn)口管(6)進(jìn)料。
為了使向下螺旋通道所占的體積最小化并由此增加可用于流化床的空間，使其高度在寬的比例內(nèi)變化。其在對(duì)著進(jìn)口管時(shí)最大(27)，在進(jìn)口管之間的中部時(shí)最小(28)，并且在通道內(nèi)實(shí)際沒(méi)有流體流動(dòng)。通道的寬度(29)是恒定的，并且位于回轉(zhuǎn)和通道之間并稱為向下螺旋槽的自由螺旋空間的高度(30)也是恒定的。
錐形噴嘴(31)至(34)固定在內(nèi)部出口管(11)周圍或固定在它們的喇叭形(35)或彎曲形(36)錐形末端。它們被未顯示的翼片分開(kāi)，以將在它們周圍旋轉(zhuǎn)的流體引導(dǎo)向反應(yīng)器出口并確保它們的均勻分配。插入物(37)將上部噴嘴連接至下部噴嘴以便加固該噴嘴組，稱為中心堆。因?yàn)槠渲械牧黧w上升流或下降流減少了，所以為了使中心堆所占的體積最小化，而將錐形噴嘴的直徑縮小至其接近于插入物(37)。箭頭(41)和(42)顯示了流體在前景中從右向左移動(dòng)，在背景中從左向右移動(dòng)。
各種裝置的尺寸在反應(yīng)器的各個(gè)區(qū)域中可以彼此不同。因而，在由星號(hào)圍住并圍繞反應(yīng)器中心區(qū)域的框(38)中，通過(guò)配合在內(nèi)管(11.1)和(11.2)的錐形末端(35)和(36)的錐形噴嘴移除，向上螺旋回轉(zhuǎn)的螺距(17.1)、向下螺旋通道的高度(27.1)和(28.1)、向下螺旋槽的高度(30.1)和進(jìn)口管直徑急劇減小以便增加回轉(zhuǎn)數(shù)量，其中聚合物顆粒必須在該區(qū)域中移動(dòng)，該區(qū)域稱為分離區(qū)域或過(guò)渡區(qū)域，并因此增加它們?cè)诜磻?yīng)器下部區(qū)域和上部區(qū)域之間的轉(zhuǎn)移時(shí)間，以便在它們進(jìn)入其它區(qū)域之前除去它們中所不希望的流體。此外，框(31)中上部的向上螺旋回轉(zhuǎn)(13.1)向中心縮小，在外部縮小寬度(39)并且在內(nèi)部縮小寬度(40)，以便能夠使所有的顆粒都落進(jìn)放大的自由側(cè)空間并防止它們落進(jìn)減小的自由中心空間，由此延遲了位于上部區(qū)域流化床表面附近的顆粒的轉(zhuǎn)移。
由于圖2中反應(yīng)器的螺旋通道是定位于第一系列螺旋回轉(zhuǎn)相對(duì)方向的第二系列螺旋回轉(zhuǎn)，所以其可以是水平的而不是垂直的。這種情況下，向下螺旋槽可以被稱為外部螺旋槽或側(cè)螺旋槽，并且上升流螺旋槽可以被稱為內(nèi)部螺旋槽或中心螺旋槽。這些槽的尺寸必須進(jìn)行調(diào)整以使流入兩個(gè)槽中的顆粒近似相等。還需要考慮的是當(dāng)聚合物顆粒上升至反應(yīng)器上部時(shí)，聚合物顆粒在重力作用下減慢了，相反，當(dāng)聚合物顆粒落進(jìn)底部時(shí)，聚合物顆粒加速了。這產(chǎn)生了流化床在其上部和下部之間厚度的差異，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度下降時(shí)其變大。這可能需要使中心堆相對(duì)于反應(yīng)器圓柱形對(duì)稱軸進(jìn)行移動(dòng)，并改變螺旋回轉(zhuǎn)的圓柱形對(duì)稱。為了防止聚合物顆粒在關(guān)機(jī)時(shí)落進(jìn)中心堆，使所有的開(kāi)口面向下也是重要的。
圖3顯示了插入物(37)上方的三個(gè)較低的喇叭形錐形噴嘴(31.1)至(31.3)，和插入物(37)下方的三個(gè)較高(upper)的彎曲形錐形噴嘴(32.1)至(32.3)的軸測(cè)投影圖，以便顯示出將它們分開(kāi)的翼片(43)和(44)。升高噴嘴(31.2)并降低噴嘴(32.3)以更好地顯示出它們?nèi)绾伟惭b在翼片(43)和(44)上。
圖4.a和4.b顯示了沿平面BB’的縱截面和沿另一個(gè)流體移除裝置中心部分的平面AA’的水平截面，其中該另一個(gè)流體移除裝置由具有橫截面(46)的圓柱形噴嘴組成，該噴嘴具有開(kāi)口(9)并且彼此配合。噴嘴外部的翼片(47)和噴嘴內(nèi)部的折流板(48)的橫截面與開(kāi)口(13)一起進(jìn)行說(shuō)明。它們將流體流(49)的轉(zhuǎn)動(dòng)分量轉(zhuǎn)變?yōu)閺较蚍至?，并將徑向分量轉(zhuǎn)變?yōu)橹赶蚨殉隹诘目v向分量。插入物(37)將堆上部與其下部分開(kāi)，并且內(nèi)管(11.1)和(11.2)經(jīng)由其喇叭形末端(35)和(36)除去了從反應(yīng)器過(guò)渡區(qū)域流出的流體，以使其純化并由此保持流入反應(yīng)器上部和下部的流體的特定組成。
開(kāi)口(9)、翼片(47)和折流板(48)的數(shù)量、位置和尺寸在各個(gè)噴嘴中可以彼此不同以便在反應(yīng)器不同部分或區(qū)域中獲得所希望的流體流動(dòng)。
圖5顯示了縱截面的投影以及流體移除裝置的另一模式，其中部分喇叭形噴嘴(33)已經(jīng)被纏繞在縱向翼片上的螺旋帶(50)所代替，其中縱向翼片設(shè)置在內(nèi)管(11.1)和其喇叭形末端(35)周圍，并且未圖示，該帶的回轉(zhuǎn)是喇叭形的并由未顯示的折流板或翼片將該回轉(zhuǎn)與其鄰接物分開(kāi)以便將流體引導(dǎo)至如此形成的管中。
使帶(50)的外部邊緣與波動(dòng)或螺旋波的凹部一致的可能性用于降低自由中心空間的寬度并由此增加可用于反應(yīng)的空間，其中波動(dòng)或螺旋波沿著圍繞該帶的向上的螺旋回轉(zhuǎn)的內(nèi)部邊緣擴(kuò)展。由此，可以使顯示于圖1和4中的圓柱形噴嘴(8)和(46)的開(kāi)口(9)與螺旋波的凹部一致。
圖5中的裝置還用于通過(guò)一組像車輪輻條那樣裝配的徑向管(53)和(54)從反應(yīng)器中除去流體流(51)和(52)，其中僅顯示了位于橫截面平面中的兩個(gè)徑向管，并且通過(guò)反應(yīng)器側(cè)壁離開(kāi)反應(yīng)器的那些也沒(méi)有圖示。這用于延長(zhǎng)反應(yīng)器，而不會(huì)擴(kuò)大流體移除裝置，其中反應(yīng)器由插入物(37)和(37.1)分成幾個(gè)連通的單元。
圖6是部分反應(yīng)器過(guò)渡區(qū)域的橫截面示意圖，其中向上螺旋回轉(zhuǎn)是中空并且連通的以形成向上螺旋通道，其代替了向上的系列螺旋回轉(zhuǎn)和沿著反應(yīng)器該區(qū)域的流體進(jìn)料裝置。該通道的回轉(zhuǎn)部分包括主要部分(55.1)至(55.6)和管形的次要部分(56)，該次要部分由管(57)進(jìn)料，并與管(6)同心，其用于噴射靠近流化床表面的液體流微細(xì)液滴。
該通道特征在于這一部分可變的平均高度(58)，上升流螺旋槽部分的高度(59)，通道的螺距(60)，也可以變化的其寬度(61)，以及自由側(cè)空間和自由中心空間的寬度(62)和(63)。
圖6還顯示了圓柱形對(duì)稱軸(1)，反應(yīng)器外殼部分(2)，喇叭形(33)或彎曲形(34)錐形噴嘴部分，流體移除裝置上部或下部?jī)?nèi)管部分的喇叭形(35)或彎曲形(36)錐形末端，以及沿著該平面的流體和顆粒的示意圖。
小箭頭(64)指示了聚合物顆粒的移動(dòng)，箭頭線(65)表示流體流動(dòng)方向。如果靠近反應(yīng)器側(cè)壁的流體的注入稍微面向下，則后者首先落進(jìn)自由側(cè)空間，以便促進(jìn)聚合物顆粒在此空間中的下落。然后，由于旋轉(zhuǎn)速度的數(shù)量級(jí)高于在圖示平面中的移動(dòng)速度，因而在上升流螺旋槽中，這些流體流動(dòng)方向(65)升高了一個(gè)或多個(gè)回轉(zhuǎn)的高度，這是因?yàn)樵谒鼈儚闹须x開(kāi)之前，它們?cè)谝粋€(gè)或多個(gè)回轉(zhuǎn)移動(dòng)了。然后它們必須在近似于噴嘴水平處落回至自由中心空間，該噴嘴對(duì)應(yīng)于通道中的進(jìn)口管。這可以低一些，以便保持自由中心空間中的下降流以有利于聚合物顆粒在此空間中的下降。
在離心力作用下，聚合物顆粒沿著反應(yīng)器側(cè)壁累積起來(lái)形成所述表面在平衡狀態(tài)靠近錐形表面的流化床，在圖6中該錐形表面的橫截面與平面一起是與水平面形成角(67)的線(66)，該角的正切近似于離心力和重力的比率。該線的起始點(diǎn)由顆粒檢測(cè)器測(cè)定是在反應(yīng)器的底部，所述顆粒檢測(cè)器調(diào)整了這些顆粒的流出以使其保持在與流體移除裝置足夠距離處。
在旋轉(zhuǎn)的作用下，位于上升流螺旋槽中的聚合物顆粒沿著第一螺旋回轉(zhuǎn)(55.1)上升，并且如果有的話，則然后落回至其自由側(cè)空間。如果上升流足夠高，也就是如果旋轉(zhuǎn)速度足夠高，則該自由側(cè)空間通常非常窄或沒(méi)有，并且不足以使所有的聚合物顆粒落回。它們累積了回轉(zhuǎn)的上升流，由此使流化床上升流表面更靠近于反應(yīng)器中心，直至表面溢出至自由中心空間以能夠使聚合物顆粒落入其中，由此確定一個(gè)新平衡水平(66.1)的回轉(zhuǎn)上升流并由此一圈一圈逐漸充滿整個(gè)上升流螺旋槽，直至反應(yīng)器頂部。
沿通道中心邊緣下落的顆粒順著垂直于平衡表面的方向(68)，由此與水平面形成角(69)，該角的正切近似于重力與離心力的比率。稱為落差高度(70)的上游水平和下游水平之間的差值決定了回轉(zhuǎn)上游和下游之間的壓力差，且該壓力差與落差高度以及離心力和重力的合力成比例。此壓力差決定了顆粒在自由側(cè)空間中的下降流速。其近似等于流化床沿上升流螺旋槽高度的靜水壓力(hydrostatic pressure)，但是如果回轉(zhuǎn)尺寸改變了，則可能存在回轉(zhuǎn)之間的差異。
因此通道(55.4)和(55.5)部分的寬度(61.1)和它們自由側(cè)空間寬度(62.1)被充分放大以使所有聚合物顆?？梢匀菀椎芈溥M(jìn)該放大的自由側(cè)空間，并且上游和下游平衡水平(70.3)和(70.4)之間的差異減小。流化床表面(66.4)和(66.5)不允許顆粒落回至自由中心空間。這兩圈上升流螺旋槽的未使用的部分靜水壓力被施加于上部回轉(zhuǎn)，由此提高了其自由側(cè)空間的下降流速。
位于流化床表面附近，并進(jìn)入通道(55.4)和(55.5)部分上方區(qū)域的上升流顆粒被迫停留在上部區(qū)域直至它們接近于反應(yīng)器側(cè)壁以便落進(jìn)這些回轉(zhuǎn)的自由側(cè)空間。
類似地，已被排除的通道(55.1)和(55.2)部分的自由側(cè)空間，落進(jìn)回轉(zhuǎn)(55.3)自由側(cè)空間的顆粒被迫上升。當(dāng)它們接近于該回轉(zhuǎn)自由中心空間時(shí)，它們可以只進(jìn)入下部區(qū)域。
圖7顯示了由這種擋板引起的顆粒流的特征簡(jiǎn)化圖。該圖顯示了沿反應(yīng)器(2)部分壁的多孔側(cè)壁(3)流動(dòng)的流化床的橫截面，其在向上的系列螺旋回轉(zhuǎn)的橫截面(71)周圍。向著流化床左側(cè)的流體移除裝置在圖中未顯示。
未顯示于圖中但是由其間隔(73)的符號(hào)表示的上部和下部螺旋回轉(zhuǎn)的螺距比過(guò)渡區(qū)域(71.1)至(71.3)的回轉(zhuǎn)螺距大三倍，該螺距由其間隔(73.1)的符號(hào)表示。除了在過(guò)渡區(qū)域中之外，它們位于離多孔圓筒(3)恒定的距離(65)處，其中回轉(zhuǎn)(71.1)和(71.2)與過(guò)渡區(qū)域分開(kāi)，分開(kāi)的距離(65.1)和(65.2)分別為兩倍大小?；剞D(zhuǎn)(71.1)也被向著中心噴嘴偏移距離(74)并且回轉(zhuǎn)(71.3)靠著多孔圓筒壁(3)。
流化床被分成幾個(gè)環(huán)形區(qū)域上部和下部的中心和側(cè)區(qū)域用星號(hào)描出，并且區(qū)域的橫截面分別由框(77.1)至(77.4)圍住。聚合物顆粒的流動(dòng)路線是(72.1)至(72.4)的封閉曲線組，其分別在反應(yīng)器上部和下部的中心以及側(cè)部分。它們的流動(dòng)方向由箭頭來(lái)指示。流體流動(dòng)路線未顯示。
因?yàn)檫^(guò)渡區(qū)域螺旋回轉(zhuǎn)的螺距小三倍，因而聚合物顆粒在其中的上升慢三倍。這是其流速在那里僅由兩個(gè)上升流和下降流路線的符號(hào)表示，而在其它兩個(gè)區(qū)域有六個(gè)的原因。在將顆粒上升流和下降流部分分開(kāi)并由含箭頭圓圈(75)表示的高湍流區(qū)域外，顆粒流在該圖中被推測(cè)是非湍流的。
由于朝螺旋回轉(zhuǎn)(71.1)中心的偏移防止了顆粒從上部中心區(qū)域(77.1)流出而落進(jìn)過(guò)渡區(qū)域，因此只有從上部側(cè)區(qū)域(77.2)流出的顆粒能夠落進(jìn)過(guò)渡區(qū)域，并且由于螺旋回轉(zhuǎn)(71.3)相對(duì)多孔圓筒壁(5)的偏移防止了它們落進(jìn)下部區(qū)域，因此在上部區(qū)域中它們必定上升。同樣的原因，在下部側(cè)區(qū)域(77.4)中上升的顆粒在進(jìn)入過(guò)渡區(qū)域之前必定落回，并且在下部中心區(qū)域(77.3)中上升的顆粒在冒著不再下落的危險(xiǎn)進(jìn)入上部中心區(qū)域(77.1)之前必定落回。因此，過(guò)渡區(qū)域是從上部側(cè)區(qū)域(77.2)和下部中心區(qū)域(77.3)流出的顆粒共用的。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在不存在湍流的情況下，聚合物顆粒流入其各自的區(qū)域。然而，不可避免的湍流導(dǎo)致或多或少地發(fā)生沿著各個(gè)區(qū)域之間的環(huán)形表面從一個(gè)區(qū)域至另一個(gè)區(qū)域的快速轉(zhuǎn)移。通過(guò)沿著反應(yīng)器多孔圓筒壁(3)適當(dāng)放置流體注射器(76)或在某些螺旋回轉(zhuǎn)上放置折流板，可以局部增加湍流，以便根據(jù)聚合目標(biāo)加速各個(gè)區(qū)域之間的轉(zhuǎn)移。
減少的自由側(cè)空間可以放置在回轉(zhuǎn)部分(71.3)和多孔圓筒壁(3)之間，以確保聚合物顆粒從上部側(cè)區(qū)域(77.2)至下部側(cè)區(qū)域(77.4)的最小直接轉(zhuǎn)移，特別是確保最重顆粒的向下轉(zhuǎn)移。最輕顆粒也可以在反應(yīng)器上部中心區(qū)域中加速。為了防止這樣，可以對(duì)該區(qū)域中的聚合物顆粒提供出口管。
對(duì)于將沿著這些流動(dòng)形式的聚合物顆粒，它們的旋轉(zhuǎn)速度是重要的，并且由此從流體獲得足夠的能量。因此，流體注射速度的平方和乘以其流速一半的流化床輸出速度的差值必須足以補(bǔ)償因顆粒摩擦和顆粒位能而引起的能量損失，其中該位能是由于它們?cè)谏仙髀菪壑猩仙@得的，然后其轉(zhuǎn)化為湍流并在它們下落過(guò)程中損失掉。
對(duì)于高度H的反應(yīng)器部分，下列方程式可以在反應(yīng)器中流體注射速度Vinj和聚合物顆粒平均旋轉(zhuǎn)速度Vrp之間成立Ffl×Vinj2＝(k2×Ffl+Kfr×Dr×Slf×H)×Vrp2+2×Kef×Dr×g×L×P×H×Vrp(1)其中，F(xiàn)fl是流體在所給部分中的體積流速；Dr是流化床中顆粒和流體表觀密度的比率；Slf是流化床的平均截面；g是重力加速度；L和P是螺旋回轉(zhuǎn)的寬度和螺距；k＝Vs/Vrp通常接近于1，或Vs是流體從流化床流出的速度；Kef是螺旋回轉(zhuǎn)的上升流有效因子，并且如果回轉(zhuǎn)寬并彼此接近則其值接近于1，Kfr是摩擦系數(shù)，其等于因摩擦引起的每單位時(shí)間顆粒所損失的轉(zhuǎn)動(dòng)能的百分比。
后者特別取決于顆粒的形態(tài)，螺旋回轉(zhuǎn)的接近程度和它們的空氣動(dòng)力學(xué)性能。其可以在模仿顆粒流動(dòng)的試驗(yàn)裝置中測(cè)定出。
由于流體進(jìn)口速度等于由所研究部分中注射管橫截面總和所分配的體積流速，因此方程式(1)可以用于計(jì)算作為流體流速函數(shù)的顆粒平均旋轉(zhuǎn)速度。
幾個(gè)其它的尺寸也可以被測(cè)定出，例如流體在離中心距離R處的徑向速度Vrad；聚合物顆粒的上升流Fasc；自由側(cè)空間中的下降流Fell；和向下螺旋槽中的下降流FchdVrad＝Ffl/(2×π×R×H×(1-C))其中C是流化床中的顆粒濃度；Fasc＝Kef×L×P×Dp×Vrp其中Dp是流化床中聚合物顆粒的表觀密度；Fchd=k′×Schd×Dp×Vinj]]>和Fell≅2π×RR×Lell×Dp×2×g×Hcha]]>其中k’是接近于1的有效因子，Schd是向下的螺旋槽的橫截面，RR是反應(yīng)器的半徑，Lell是自由側(cè)空間的寬度并且Hcha是上升流螺旋槽的高度。
側(cè)部的下降流被加至一起并且必須低于上升流，因?yàn)樗婕暗穆菪剞D(zhuǎn)將完全被聚合物顆粒所覆蓋。如果向上的槽的高度和螺旋回轉(zhuǎn)的尺寸改變了，則這些方程式必須進(jìn)行調(diào)整。
第一實(shí)施例在沒(méi)有稀釋劑存在下的乙烯共聚合此聚合方法的高冷卻能力適合于在不必用非反應(yīng)性流體稀釋乙烯的情況下聚合氣相聚乙烯。
圖8在左側(cè)顯示了反應(yīng)器(2)頂部、中部和底部三部分的半剖面，以及其圓筒對(duì)稱軸(1)，其中包括僅顯示了末端的兩個(gè)主要區(qū)域，也就是上端和下端，以及在中部完全顯示的中心區(qū)域。
中心堆包括橫截面(8)中具有開(kāi)口(9)的圓柱形和錐形噴嘴，兩個(gè)主要的流體移除管(8.1)和(8.2)，兩個(gè)用于從中心區(qū)域中移除流體的內(nèi)管(11.1)和(11.2)，其終止于圓錐體(35)和(36)，一個(gè)將中心區(qū)域分成兩個(gè)部分的插入物(37)，和通過(guò)反應(yīng)器上部區(qū)域中的注射器(23)將共聚單體噴射至流化床表面的進(jìn)料管(22)。
主要進(jìn)料裝置包括顯示了其部分(26)的向下螺旋通道，其焊接至反應(yīng)器(2)的側(cè)壁并且通過(guò)管(6)進(jìn)料，以及部分(71)的向上的螺旋回轉(zhuǎn)，除了一對(duì)位于中心區(qū)域末端的回轉(zhuǎn)(71.1)和(71.2)之外，其相對(duì)于向下通道的內(nèi)壁均勻分布，其螺距被減小并且與高度被減小的向下螺旋通道分開(kāi)。
圖8還顯示了用于注射催化劑的裝置(19)，如果需要預(yù)聚合的話，用于聚合物顆粒的出口管(20)，流化床水平檢測(cè)器(level detector)(21)，流化床表面(66)，由小箭頭指示的聚合物顆粒(64)，該小箭頭顯示了顆粒在圖的水平面中的移動(dòng)方向，流體流動(dòng)路線(65)和指示湍流的圓圈(75)。
在圖8所示的進(jìn)料和循環(huán)流程圖中，純乙烯進(jìn)料(84)是位于進(jìn)口管(6.2)的高度處，液態(tài)共聚單體(85)的進(jìn)料通過(guò)上部區(qū)域中的中心進(jìn)料管(22)進(jìn)行，該共聚單體通常為丁烯或己烯，并且聚合控制劑(86)的進(jìn)料存在于下部區(qū)域的流體循環(huán)回路中，該聚合控制劑通常為氫。
從下部中心區(qū)域流出并且通過(guò)下部?jī)?nèi)管(11.2)移除的流體流(87)具有因純乙烯(84)的加成而減少的共聚單體含量。在循環(huán)至上部中心區(qū)域之前，使其在旋風(fēng)分離器(88)中除去任何由流體夾帶的固體顆粒，在壓縮機(jī)(89)中壓縮，在(90)中冷卻，并在吸收器(91)中除去從下部區(qū)域中流出的所不希望的聚合控制劑部分。
從上部中心區(qū)域流出的流體流(92)含有來(lái)自于上部區(qū)域的共聚單體。該流體通過(guò)上部?jī)?nèi)管(11.1)移除。其一部分被送至循環(huán)回路(88)至(91)中，另一部分可以通過(guò)控制閥(97.1)送至上部區(qū)域，且如果中心區(qū)域的共聚單體含量顯著減少的話，則剩余物被送至分離器(93)中，該分離器將液態(tài)共聚單體飽和的乙烯流(94)送至共聚單體進(jìn)料回路中并且將除去了共聚單體的乙烯流(95)送至下部中心區(qū)域。由于將在塔底部回收的共聚單體的量通常少，并因此可以在大量乙烯中高度稀釋，所以分離器(93)可以是在高壓下具有低回流操作的簡(jiǎn)單分餾塔，其中所述高壓是在旋風(fēng)分離器(未顯示)前通過(guò)壓縮機(jī)(96)得到的。
值得注意的是來(lái)自于中心區(qū)域的流的交匯，其用于使必須被純化的流體的質(zhì)量最小化，并且旁路裝備有控制閥(97.2)，該閥用于區(qū)分上部區(qū)域和中心區(qū)域的氫含量。
從上部區(qū)域流出的液流(98)通過(guò)主管(8.1)移除。使其在旋風(fēng)分離器(99)中除去任何固體顆粒，在(100)中冷卻，并在分離器(101)中與共聚單體飽和的乙烯冷凝物分離。輕氣體餾分(102)通過(guò)壓縮機(jī)(103)進(jìn)行壓縮并循環(huán)至上部區(qū)域。冷凝物(104)被循環(huán)至共聚單體進(jìn)料回路。
來(lái)自于下部區(qū)域的流體流(105)通過(guò)主管(8.2)移除，在(106)中冷卻，并在由壓縮機(jī)(108)循環(huán)至下部區(qū)域中之前除去任何聚合物顆粒。在(110)中轉(zhuǎn)移至常規(guī)回收裝置之前，在旋風(fēng)分離器(109)中除去由出口(20)移除的聚合物顆粒中的乙烯部分。通過(guò)壓縮機(jī)(111)將膨脹的乙烯循環(huán)至下部回路中。
流動(dòng)控制裝置(112)被適當(dāng)?shù)胤胖迷谥鬟M(jìn)料管上以保證反應(yīng)器各個(gè)部分之間適當(dāng)?shù)倪M(jìn)料差別，例如，以便有利于在自由中心空間中的流體下降流以降低在中心堆中夾帶顆粒的危險(xiǎn)。
為了更加可視化，圖9顯示了投射到反應(yīng)器中部側(cè)壁上的、向上的螺旋回轉(zhuǎn)(71)的360°展開(kāi)圖和向下螺旋通道(24)的內(nèi)壁的360°展開(kāi)圖，其中螺旋通道上具有注射管(7)。流體流按箭頭方向從右向左移動(dòng)，并且為了繪圖的清晰度，縱坐標(biāo)是橫坐標(biāo)的兩倍。這樣進(jìn)料管(6)以橢圓的形式顯示。為了將它們偏移90°，它們被設(shè)置于通道的每7/4圈處，其中其高度(27)最大。在管(6)之間的中部時(shí)其最小(28)。
位于回轉(zhuǎn)(24)之間，并且除了在分離區(qū)域中之外都為恒定高度(30)的向下的螺旋槽和回轉(zhuǎn)的橫截面或向上的螺旋回轉(zhuǎn)(71)的一部分移動(dòng)了一圈的5/8并成對(duì)地從每個(gè)管(6)進(jìn)行投影，以便如果需要的話，通過(guò)這些管由冷卻劑流使其進(jìn)料，其中在分離區(qū)域中高度(30.1)和(30.2)被降低了。
圖10顯示了三個(gè)反應(yīng)區(qū)域中的顆粒流(72)。為了繪圖的清晰度，橫坐標(biāo)被擴(kuò)大并且向下螺旋通道和槽分解為多孔壁(3)和自由側(cè)空間。
在不存在湍流的情況下，被用星號(hào)繪制的框圍住的中心環(huán)形區(qū)域(77.1)、(77.3)和(78)中的顆粒流入封閉回路(72.1)、(72.3)和(79.1)中，并且如果由螺旋回轉(zhuǎn)(71.1)和(71.2)產(chǎn)生的上升流低于相鄰區(qū)域的向下的槽中的下降流的話，則位于側(cè)區(qū)域的部分顆粒也流入封閉回路(72.2)、(72.4)和(79.2)中。位于側(cè)區(qū)域的其它顆粒沿著回路(80)從頂部向下或從底部向上穿過(guò)反應(yīng)器。實(shí)際上，湍流確保了反應(yīng)器各個(gè)環(huán)形區(qū)域中顆粒的混合。然而，從上部區(qū)域沿流化床表面下降的顆粒和已經(jīng)用由注射器(23)注入的共聚單體浸漬的顆粒在進(jìn)入中心區(qū)域之前必須穿過(guò)上部側(cè)區(qū)域，其中在上部側(cè)區(qū)域中它們的共聚單體含量逐漸減少，并且在中心區(qū)域中它們的共聚單體含量進(jìn)一步減少。
為了進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)于體積約70立方米，高15米，直徑為2.5米的工業(yè)用反應(yīng)器來(lái)說(shuō)，各個(gè)值的數(shù)量級(jí)可以進(jìn)行估算。取決于大量參數(shù)的這些值可以根據(jù)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和顆粒的形態(tài)而顯著改變，并且這取決于所用的催化劑體系。它們必須借助于試驗(yàn)裝置進(jìn)行調(diào)整，其中該裝置被設(shè)計(jì)用于測(cè)試隨各種參數(shù)變化的聚合物顆粒的流動(dòng)。
各個(gè)主要區(qū)域包括11個(gè)直徑為0.25m的進(jìn)口管(6)，其中每一個(gè)都通過(guò)向下螺旋通道進(jìn)料0.56m高的反應(yīng)器部分，所述螺旋通道平均螺距為0.32m，在每個(gè)管之間形成7/4的回轉(zhuǎn)，并具有0.1m的寬度，相對(duì)每個(gè)管0.32m的最大高度和在管之間中部0.04m的最小高度，并為向下的螺旋槽留下了0.16m的自由高度。中心區(qū)域包括穿過(guò)向下螺旋通道的三個(gè)獨(dú)立部分，它們位于由兩個(gè)直徑為0.16m的進(jìn)口管(6.1)和(6.2)進(jìn)料的兩個(gè)0.28m高的部分之間，所述螺旋通道具有減半的平均螺距，0.16m的最大高度和0.02m的最小高度，并為向下的螺旋槽留下了0.08m的自由高度。
因?yàn)橹行亩淹鈴皆谥行膮^(qū)域中為0.6m，在反應(yīng)器末端為1m，并且螺旋回轉(zhuǎn)(71)內(nèi)徑逐漸由1.1m變?yōu)?.5m，所以自由中心空間的寬度為0.25m并且流化床的體積約為45立方米。向上的螺旋回轉(zhuǎn)的平均間隔約為0.45m并且其寬度和螺距分別由在中心區(qū)域中的0.6m和0.15m變?yōu)樵诜磻?yīng)器末端的0.4m和0.24m。
考慮到回轉(zhuǎn)寬度減小時(shí)較低的阻力，那么如果聚合物顆粒的平均旋轉(zhuǎn)速度在7和8m/sec之間變化，并且如果它們?cè)诹骰仓械谋碛^密度為350kg/m3，則聚合物顆粒上升流約為600t/h。平均離心力是重力加速度的5-6倍，并且對(duì)于平均間隔為0.45m的向上的螺旋回轉(zhuǎn)來(lái)說(shuō)，其使下落高度小于0.1m，這與0.4-0.6m的回轉(zhuǎn)寬度相比是足夠小的。
如果摩擦系數(shù)，也就是聚合物顆粒因摩擦而導(dǎo)致的能量損失為5％/sec，則為了使流體壓力為25bar并且經(jīng)過(guò)主進(jìn)口(6)的流速為1m3/sec，流體注射速度必須約為16m/sec。如果因摩擦而導(dǎo)致的能量損失為兩倍大，則其必須約為18m/sec。
總的流體流速為26m3/sec，或約為3000t/h，其提供了高冷卻能力并且在每0.56m的反應(yīng)器部分其需要約80個(gè)直徑為0.03m的注射管(7)。如果聚乙烯生產(chǎn)能力約為60t/h，則流化床中的平均流體停留時(shí)間小于2秒，并且聚合物顆粒的平均停留時(shí)間約為15分鐘。
考慮到離心力，則靠近流化床表面的流體徑向速度約為0.5m/sec，這對(duì)于流化床和流體之間的良好分離是足夠低的。向下的螺旋槽中平均顆粒速度可以超過(guò)10m/sec，并使聚合物顆粒的側(cè)部下降流約為200t/h，其對(duì)于填充上升流螺旋槽是足夠低的并且對(duì)于移除聚集物以及任何聚乙烯表皮是足夠高的，其形成的風(fēng)險(xiǎn)因顆粒沿著壁的流動(dòng)速度而降低。
反應(yīng)器每個(gè)區(qū)域中由聚合物顆粒形成的通道的數(shù)量取決于湍流以及向上的螺旋回轉(zhuǎn)(71.1)和(71.2)的螺距。根據(jù)是否將優(yōu)先權(quán)分配于聚合物顆粒的均勻性或反應(yīng)器區(qū)域的分化，其可以通過(guò)提高或降低這些回轉(zhuǎn)的螺距而增加或減少。
如果流體壓力必須增加，例如增加至45bar，以提高反應(yīng)速度，以便達(dá)到預(yù)期60t/h的生產(chǎn)能力，并且如果注射器橫截面未改變，則流體的體積流速和注射速度必須減少約15％以保持相同的聚合物顆粒旋轉(zhuǎn)速度。由于總的流體流速可以超過(guò)4000t/h，因此如果需要的話，其可以通過(guò)降低注射管的直徑或數(shù)量而降低以便在較低流速的情況下提高注射速度。
該方法能夠以高于乙烯臨界壓力的流體壓力進(jìn)行操作以便在較小的反應(yīng)器中獲得高的聚乙烯生產(chǎn)能力。因?yàn)榱骰驳捏w積較小，因此聚合物顆粒在其中的停留時(shí)間也較短。例如，對(duì)于80bar的壓力和直徑為1.8m、高為10m的反應(yīng)器，流化床的體積僅約15m3。如果預(yù)期的生產(chǎn)能力為60t/h聚乙烯，則注入反應(yīng)器的流體的體積可以約為8-10m3/sec，并且反應(yīng)器中平均顆粒停留時(shí)間僅約5分鐘，這減少了反應(yīng)器每個(gè)區(qū)域中顆粒通道的數(shù)目并因此降低了其均勻性。
圖11顯示了反應(yīng)器中心區(qū)域的放大，其中反應(yīng)器被簡(jiǎn)化至僅有兩個(gè)由進(jìn)口管(8.1)和(8.2)進(jìn)料的部分以顯示出流動(dòng)平衡，并且還顯示了從上部區(qū)域流出的聚合物顆粒在進(jìn)入下部區(qū)域之前如何從中除去共聚單體。
首先應(yīng)注意的是內(nèi)部液態(tài)共聚單體噴射管(23)距離中心區(qū)域足夠遠(yuǎn)以避免將用共聚單體浸漬的顆粒噴射到其中，這些顆粒在進(jìn)入過(guò)渡區(qū)域之前首先必須在上部側(cè)區(qū)域中上升。
根據(jù)這些回轉(zhuǎn)的螺距，自由側(cè)空間中的顆粒下降流和螺旋回轉(zhuǎn)(71.1)的對(duì)的向下螺旋槽相當(dāng)于在其向上槽的上部區(qū)域中上升的流，或?yàn)槔?5t/h。進(jìn)入螺旋回轉(zhuǎn)(71.2)的對(duì)的高度為0.08m的向下螺旋槽部分的僅僅一部分，例如100t/h的60％，和由湍流傳送并通過(guò)其自由中心空間的一部分，例如150t/h的40％，可以到達(dá)反應(yīng)器的下部空間，或者對(duì)于25bar的壓力以及被兩倍于由進(jìn)口(6.1)和(6.2)進(jìn)料的55t/h流體所推動(dòng)的6-7t/h的流體，由它們所夾帶的約120t/h可以到達(dá)反應(yīng)器的下部空間。
如果聚乙烯生產(chǎn)能力為60t/h，則在(84)處加入的純乙烯量超過(guò)了加進(jìn)管(6.2)的量55t/h。其差額進(jìn)入了管(6.1)，并且純化的乙烯(95)的量例如20t/h也進(jìn)入了管(6.1)。含有少量共聚單體和流體流(92)的未純化部分的流體流(87)在(89)處被加入以補(bǔ)充管(6.1)的進(jìn)料，其差額通過(guò)流量控制閥(112.1)進(jìn)入了上部區(qū)域。
為了避免含有更多共聚單體的流(92)稀釋流體流(87)，則其通過(guò)圖8中的旁路(97.1)從反應(yīng)器輸出時(shí)，該差額可以直接加至上部區(qū)域的循環(huán)回路。如果純化的流體(95)的量為零，并且如果純乙烯(84)的流(87)的量足以進(jìn)料中心區(qū)域，此處如單獨(dú)的進(jìn)口(6.1)和(6.2)所示，則整個(gè)流(92)能夠被送至主要的上部回路。
如果下降流顆粒在過(guò)渡區(qū)域的停留時(shí)間不足以從它們中充分除去它們的共聚單體，則過(guò)渡區(qū)域可以如圖8所示那樣被放大。
由于主要的下部區(qū)域沒(méi)有用純乙烯進(jìn)料，因此在該區(qū)域中存在流體短缺，其可以僅由流體流(115)填充，所述約30t/h的流體流(115)落至自由中心區(qū)域，并以約0.5m/sec的速度在自由中心區(qū)域中生成向下流動(dòng)的流體流(115)，這有利于顆粒在該自由中心空間的下落。該向下流動(dòng)的流體流可以由圖8所示的流量控制器(112)來(lái)保持直至反應(yīng)器底部。其可以類似地在反應(yīng)器上部獲得。
圖11中兩個(gè)主要區(qū)域的螺旋回轉(zhuǎn)(71)的中心邊緣被提升以便能夠使聚合物顆粒流落進(jìn)自由中心空間并沿著這些邊緣的內(nèi)表面流動(dòng)，由此防止其中出現(xiàn)無(wú)顆粒區(qū)域，這會(huì)有利于聚乙烯表皮的形成。還應(yīng)注意的是向下螺旋通道已經(jīng)在(26.1)和(26.2)處封閉了，其位于進(jìn)料管(6.1)或(6.2)和相鄰區(qū)域的管(6)之間的中部，以便在過(guò)渡區(qū)域的通道中以不同的壓力運(yùn)行，由此在不改變相鄰區(qū)域中流速的情況下增加或減少流體流動(dòng)。
如果發(fā)生了主要故障，例如，壓縮機(jī)的停工，則可以將不反應(yīng)的氣體(如氮?dú)?注入出現(xiàn)故障的壓縮機(jī)的下游，并可以將旋風(fēng)分離器(109)出口連接至安全照明燈(safety flare)，以便在用不反應(yīng)的氣體對(duì)其清洗(purge)時(shí)使反應(yīng)器減壓。通過(guò)將催化劑毒物注入每個(gè)循環(huán)回路，可以在幾秒鐘內(nèi)停止反應(yīng)。最后，如果反應(yīng)器必須完全并且非?？焖俚胤趴?，則可以提供更多的顆粒出口(20)，且在過(guò)渡區(qū)域中包括至少一個(gè)出口并且其它的出口接近反應(yīng)器的頂部。
第二實(shí)施例在稀釋劑存在下的乙烯共聚合如果反應(yīng)速度太高的話，則可以通過(guò)用不反應(yīng)的流體稀釋乙烯而使其降低。
圖12顯示了和圖8中反應(yīng)器同樣的反應(yīng)器，并且在中心堆的主要下部區(qū)域，向其中加入了用于進(jìn)料比共聚單體輕的液態(tài)稀釋劑(118)的中心管(22.1)，所述稀釋劑例如丙烷或異丁烷，且該中心管與用于將其微細(xì)液滴噴射在流化床上的注射管(23.1)相連。
從主要下部管(8.2)離開(kāi)的流體流(105)含有稀釋劑。這是為什么在其循環(huán)之前可以使用分離器(119)將其從冷凝物(120)中分離的原因，該冷凝物中除了稀釋劑和乙烯外還吸收了少量存在于反應(yīng)器主要下部區(qū)域中的共聚單體。該冷凝物(120)的一部分和新稀釋劑(118)一起經(jīng)由中心進(jìn)料管(28.1)進(jìn)行循環(huán)，其余將要除去共聚單體的部分被送至分離柱(93)。該柱也可以進(jìn)料含有由稀釋劑和乙烯飽和的共聚單體的冷凝物(104)的一部分以降低存在于上部區(qū)域中的稀釋劑的量。在柱(93)頂部回收的氣態(tài)餾分(95)是由稀釋劑飽和的乙烯，并且其被送至下部中心區(qū)域。液態(tài)餾分(121)和新稀釋劑(118)一起經(jīng)由下部進(jìn)料管(22.1)進(jìn)行循環(huán)。在柱(93)底部回收的液態(tài)餾分(94)是混合了大量稀釋劑和乙烯的共聚單體，這取決于共聚單體的操作條件。該餾分(100)和新共聚單體(85)一起經(jīng)由中心進(jìn)料管(22)進(jìn)行循環(huán)。
主要的下部區(qū)域通過(guò)所有區(qū)域中的稀釋劑對(duì)共聚單體的吸收而進(jìn)行純化，由此達(dá)到相對(duì)高的純度。
關(guān)于流體的數(shù)據(jù)取決于壓力、稀釋劑的類型和循環(huán)液體的量，通過(guò)冷卻流化床其實(shí)質(zhì)上降低了必須循環(huán)的液體的量，并因此降低了提高注射速度以獲得足夠高的聚乙烯顆粒旋轉(zhuǎn)速度的需求。反應(yīng)器可以被加長(zhǎng)或中心堆直徑可以被縮短。其主要缺點(diǎn)是由加入稀釋劑而帶來(lái)的額外費(fèi)用。
如果稀釋劑濃度提高，則乙烯可以在循環(huán)流體注射溫度下完全溶解，從而進(jìn)料至反應(yīng)器的循環(huán)流體可以是液體。流體向反應(yīng)器中的注射速度必須適應(yīng)其密度的提高及其體積流速的明顯下降。如果反應(yīng)器完全處于液相中，則離心力必須足以使液體流在流化床的出口處與聚合物顆粒分離，盡管其密度較高。
然而，反應(yīng)器中的壓力可以是這樣的，以使其中流體處于沸點(diǎn)，并允許自由中心空間充滿由流體沸騰而產(chǎn)生的氣態(tài)流體。在這種情況下，仍然可以通過(guò)改變各個(gè)區(qū)域中的稀釋劑濃度而在各個(gè)區(qū)域中具有不同的溫度。然而，在開(kāi)始階段，流體的蒸發(fā)不足以為合適的流化床旋轉(zhuǎn)提供必需的流速。因此，必須在完全液相中開(kāi)始或通過(guò)注射氣體開(kāi)始以促進(jìn)共聚單體的移除，并且可能適宜使用比共聚單體重的稀釋劑以優(yōu)先蒸餾出共聚單體。
第三實(shí)施例丙烯共聚合為了制備丙烯和乙烯的嵌段共聚物，其反應(yīng)器的特點(diǎn)必須考慮到對(duì)主要區(qū)域之間良好分離的需要以及使足夠比例丙烯聚合的需要，盡管其反應(yīng)速度較低，這證明了使用很長(zhǎng)的反應(yīng)器是合適的，此反應(yīng)器任選在反應(yīng)器中部經(jīng)過(guò)徑向管包含流體移除裝置?？紤]到其長(zhǎng)度，可以適宜地使用水平反應(yīng)器。
圖13的頂部說(shuō)明了這種水平反應(yīng)器的下部橫截面，其包含使顆粒從左向右移動(dòng)的第一系列螺旋回轉(zhuǎn)(71)，和螺旋通道(26)，該螺旋通道的一側(cè)由第二系列螺旋回轉(zhuǎn)(122)進(jìn)行延長(zhǎng)，所述第二系列螺旋回轉(zhuǎn)使顆粒從右向左移動(dòng)。這些系列回轉(zhuǎn)各自限制了中心或內(nèi)部的槽以及側(cè)部或外部的槽，這些槽的橫截面被設(shè)計(jì)為近似地使聚合物顆粒分別向右和向左的流速相等，同時(shí)保持了輕微的差別以便提高流化床的厚度，流化床表面(72)的橫截面已顯示，其中中心堆是最窄的。
在插入物(37)左側(cè)的過(guò)渡區(qū)域被連接至兩個(gè)同心出口管(11.1)和(11.2)，并終止于喇叭形錐形(35)和(36)。由進(jìn)口(6.1)進(jìn)料的純乙烯(84)通過(guò)喇叭形錐形(36)移除，該錐形由管(11.2)延長(zhǎng)。該純乙烯被仍存在于從右邊流出的聚合物顆粒中的丙烯輕微地污染了。將流體(87)在旋風(fēng)分離器(88)中與任何聚合物顆粒分離，在(89)中壓縮，在(90)中冷卻并通過(guò)進(jìn)口(6.2)循環(huán)，以便清除從右邊流出的聚合物顆粒中它們所帶出的丙烯。通過(guò)由管(11.1)延長(zhǎng)的喇叭形錐形(35)移除，并且實(shí)質(zhì)上含有大量丙烯的流體流(92)被除去了任何的固體顆粒(92.1)，冷卻并被送至分離柱(93)。將從柱頂部離開(kāi)的乙烯(95)在(96)中壓縮并由壓縮機(jī)(108)循環(huán)至主要的左邊區(qū)域中。
該區(qū)域用于使在(84)中進(jìn)料的乙烯聚合，考慮到乙烯的較高反應(yīng)速度和嵌段共聚物中通常較低的聚乙烯含量，其僅包括三個(gè)進(jìn)口管(6)。從該區(qū)域中流出的流體(105)通過(guò)主管8.2移除，在(106)中冷卻，在(107)中與任何聚合物顆粒分離并通過(guò)壓縮機(jī)(108)經(jīng)由三個(gè)進(jìn)口管(6)進(jìn)行循環(huán)。
分離柱(96)的底部含有除去了其中乙烯的液態(tài)丙烯(94)。其和新丙烯(85)通過(guò)管(22)和(22.1)傳送至反應(yīng)器，并通過(guò)注射器(23)噴射至其中。通過(guò)進(jìn)口管(6.4)注入的丙烯氣體被少量從左邊流出的聚合物顆粒所帶出的乙烯污染了。通過(guò)連接至徑向管(53)的中心下部管(11.3)將其移除，該徑向管用于移除在反應(yīng)器中部橫向的流體(126)。被乙烯輕微污染的流體流(126)在(127)中除去任何固體顆粒，在(128)中壓縮，在(129)中冷卻并通過(guò)進(jìn)口管(6.3)循環(huán)到進(jìn)口管(6.4)的左側(cè)，以便清除從左邊流出的聚合物顆粒中被帶出的乙烯。負(fù)載有乙烯的丙烯通過(guò)管(11.1)移除，同時(shí)負(fù)載有丙烯的乙烯在分離柱(93)中被分離。
右側(cè)的主反應(yīng)區(qū)域用于使在(85)中進(jìn)料的丙烯聚合。為了除去丙烯氣體，此很長(zhǎng)的區(qū)域除經(jīng)過(guò)主要中心管(8.1)至反應(yīng)器右側(cè)的出口外，還包括側(cè)部出口，該出口由一組徑向管(54)組成，該徑向管(54)和徑向管(53)位于同一平面上，并且僅顯示了其中之一。位于相同平面但在圖中未顯示的其它的徑向管進(jìn)料液態(tài)丙烯至管(22.1)中。分別通過(guò)主管(8.1)和徑向管(54)除去的丙烯氣體(98)和(98.1)在(99)中被除去任何固體顆粒，在(100)中冷卻，在(101)中除去其冷凝物，并通過(guò)壓縮機(jī)(103)經(jīng)由進(jìn)口管(6)進(jìn)行循環(huán)。
為了避免阻斷流化床向右和向左的流動(dòng)，徑向管(53)和(54)之間的空間包括翼片，所述翼片將顆粒流引導(dǎo)至適當(dāng)?shù)姆较颉?br> 因此位于兩個(gè)主要區(qū)域之間的過(guò)渡區(qū)域包括四個(gè)進(jìn)口管(6.1)至(6.4)。該區(qū)域被分成三個(gè)過(guò)渡部分，其中連接至錐形(35)的出口管(11.1)的中心部分通過(guò)壓縮流(87)和(126)的壓縮機(jī)(89)和(128)經(jīng)由進(jìn)口(6.2)和(6.3)進(jìn)料，其中流(87)和(126)分別僅具有低的丙烯或乙烯含量并且由其它兩個(gè)過(guò)渡部分流出，所述其它兩個(gè)過(guò)渡部分連接至錐形(36)的出口管(11.2)和(11.3)，并終止于徑向管(53)。僅來(lái)自于中心部分的流(92)在循環(huán)之前在分離柱(93)中純化并分離，所述流(92)是乙烯和丙烯的混合物。
具有三個(gè)部分的過(guò)渡區(qū)域裝置適于提高在兩個(gè)主要區(qū)域之間的分離，同時(shí)限定了必須在分離柱(93)中分離的流體的量，其中過(guò)渡區(qū)域在中心部分和其它兩個(gè)部分之間具有交叉循環(huán)。因?yàn)橥ǔ１┑募兌缺仨毟哂谝蚁┑募兌?，所以在此?shí)施例中2/3的過(guò)渡區(qū)域進(jìn)料丙烯而1/3進(jìn)料乙烯。
由于反應(yīng)器是水平的，因此中心堆可以是噴嘴，其具有幾排位于其側(cè)壁和下部的側(cè)部開(kāi)口(9)，并且裝配有將流體流(133)引導(dǎo)至出口管的翼片。還應(yīng)注意的是在反應(yīng)器直徑約為2m以及平均顆粒旋轉(zhuǎn)速度為10m/sec的情況下，反應(yīng)器底部流化床的厚度僅約為反應(yīng)器頂部厚度的2/3，這是由于不可忽視的位能差異以及因此導(dǎo)致的顆粒度差異而引起的。因此，適宜將中心堆偏離中心并任選改變兩組螺旋回轉(zhuǎn)的圓柱形對(duì)稱以更好地適應(yīng)流化床的形狀。此外，由于聚合物顆粒的橫向移動(dòng)不能抵抗重力，因此可以增加螺旋回轉(zhuǎn)(71)和(122)之間的間隔以降低摩擦阻力。這有助于避免過(guò)高的流體注射速度。
由于丙烯的反應(yīng)速度和反應(yīng)熱較低并且流化床的冷卻部分地是由通過(guò)中心管(22)和(22.1)噴射的液態(tài)丙烯的蒸發(fā)所提供的，因此丙烯氣體流速低，從而允許反應(yīng)器主要的右手邊區(qū)域加長(zhǎng)以便使更多的丙烯聚合。如果該區(qū)域的體積必須進(jìn)一步提高的話，則反應(yīng)器可以稍微加寬，并同時(shí)將流化床表面(72)近似保持在同一水平上。
其它的操作性能與前述實(shí)施例相似并且可以近似地評(píng)估。這些多種的實(shí)施例證明了該聚合方法的適應(yīng)性，其可以應(yīng)用于大部分的氣體或液體流化床催化聚合。
權(quán)利要求
1.一種在流化床中進(jìn)行聚合的方法，該流化床包括垂直圓筒形反應(yīng)器；用于注射聚合催化劑的裝置，該催化劑在氣態(tài)或液態(tài)反應(yīng)流體存在下使聚合物顆粒形成；至少一個(gè)設(shè)置在所述反應(yīng)器壁上的出口，其用于取出懸浮在所述流化床中的所述聚合物顆粒；用于檢測(cè)所述流化床表面的檢測(cè)裝置，且所述出口由所述檢測(cè)裝置伺服控制以便調(diào)整所述聚合物顆粒的輸出流速，從而將所述表面保持在離用于除去所述反應(yīng)流體的裝置的一定距離處；用于將由所述移除裝置除去的所述反應(yīng)流體通過(guò)進(jìn)料裝置循環(huán)至所述反應(yīng)器中的循環(huán)裝置；用于在將所述聚合物顆粒與所述反應(yīng)流體分離后回收從所述反應(yīng)器中取出的所述聚合物顆粒的裝置；該方法的特征在于-所述進(jìn)料裝置設(shè)計(jì)為以均勻分布的方式，沿著所述反應(yīng)器側(cè)壁在其方向接近水平面及所述側(cè)壁切線的方向上將所述反應(yīng)流體注入所述反應(yīng)器中，并以轉(zhuǎn)動(dòng)的形式夾帶所述反應(yīng)流體和所述聚合物顆粒，其中離心力將所述聚合物顆粒推向所述側(cè)壁；-所述移除裝置圍繞著所述反應(yīng)器的圓柱形對(duì)稱軸并且在其底部和頂部之間具有均勻分布的開(kāi)口，其設(shè)計(jì)為在所述反應(yīng)器底部和頂部之間以均勻分布的方式除去所述反應(yīng)流體；-所述反應(yīng)器包括至少一系列的固定螺旋回轉(zhuǎn)(turns)，其沿著所述反應(yīng)器的所述側(cè)壁運(yùn)轉(zhuǎn)，并分布在所述反應(yīng)器的底部和頂部之間，并且其在離所述移除裝置一定距離處圍繞著所述移除裝置，所述螺旋回轉(zhuǎn)定位在一定的方向上以用于將在螺旋空間和自由中心空間中旋轉(zhuǎn)的所述聚合物顆粒夾帶向所述反應(yīng)器頂部，其中所述螺旋空間處于所述螺旋回轉(zhuǎn)壁之間，所述自由中心空間處于所述螺旋回轉(zhuǎn)之間，并且所述移除裝置能夠使所述聚合物顆粒落回至所述自由中心空間中而不會(huì)進(jìn)入所述移除裝置，旋轉(zhuǎn)速度和由此產(chǎn)生的所述離心力防止所述聚合物顆粒被所述移除裝置中的所述反應(yīng)流體夾帶出，由此在所述離心力和所述螺旋回轉(zhuǎn)的作用下，所述反應(yīng)流體和所述聚合物顆粒形成了旋轉(zhuǎn)的垂直流化床。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于-所述進(jìn)料裝置被分成至少兩個(gè)不同的部分，用于向所述反應(yīng)器的至少兩個(gè)不同區(qū)域加入所述反應(yīng)流體的至少兩種不同的混合物；-所述移除裝置被分成至少三個(gè)不同的部分，其各自連接至離開(kāi)所述反應(yīng)器的出口管并適合獨(dú)立地將進(jìn)入各個(gè)所述不同部分的所述不同的所述反應(yīng)流體混合物從所述反應(yīng)器中除去，所述不同部分之一是位于其它兩個(gè)之間的分離部分并且其適合將所述反應(yīng)流體從所述反應(yīng)器中除去，所述反應(yīng)流體已經(jīng)在位于所述反應(yīng)器兩個(gè)不同區(qū)域之間的分離區(qū)域中混合在一起；-所述循環(huán)裝置能夠獨(dú)立地處理并循環(huán)所述反應(yīng)流體的所述不同的混合物。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于將所述移除裝置的所述分離部分分成至少兩個(gè)分部，以便在對(duì)另一個(gè)所述分部進(jìn)料的所述應(yīng)器區(qū)域的水平處將從所述分部之一流出的所述混合反應(yīng)流體循環(huán)至所述反應(yīng)器中。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于將所述移除裝置的所述分離部分分成三個(gè)分部，以便將從中心分部流出的所述混合反應(yīng)流體進(jìn)行純化，分成兩個(gè)不同的流，并在對(duì)所述中心分部進(jìn)料的所述反應(yīng)器區(qū)域的水平處通過(guò)所述循環(huán)裝置循環(huán)至所述反應(yīng)器，其中所述中心分部位于其它兩個(gè)所述分部之間，而從其它兩個(gè)所述分部流出的所述混合反應(yīng)流體在不通過(guò)純化和分離裝置的情況下被循環(huán)。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述進(jìn)料裝置包括至少一個(gè)螺旋通道，其沿著所述反應(yīng)器內(nèi)部的所述側(cè)壁運(yùn)轉(zhuǎn)并定位在與所述螺旋回轉(zhuǎn)相對(duì)的方向上，所述螺旋通道適合將進(jìn)料至所述螺旋通道的所述反應(yīng)流體通過(guò)沿其壁均勻分布的注射裝置注入所述反應(yīng)器中，其中所述反應(yīng)流體是通過(guò)沿所述通道均勻分布并穿過(guò)所述反應(yīng)器所述側(cè)壁的進(jìn)料管進(jìn)料的。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其中所述反應(yīng)器是水平的，其特征在于其包括第二系列螺旋回轉(zhuǎn)，該回轉(zhuǎn)與所述第一系列螺旋回轉(zhuǎn)是同心的，并且所述第二系列螺旋回轉(zhuǎn)定位在與所述第一系列螺旋回轉(zhuǎn)相對(duì)的方向上，以便將所述聚合物顆粒夾帶至所述反應(yīng)器的相對(duì)端，由此所述聚合物顆粒從所述反應(yīng)器的一端流動(dòng)至另一端。
7.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于其包括位于所述螺旋回轉(zhuǎn)和所述反應(yīng)器的所述側(cè)壁之間的自由側(cè)空間，通過(guò)該自由側(cè)空間，所述聚合物顆?？梢砸蛑亓Χ湎蛩龇磻?yīng)器底部，所述自由側(cè)空間是足夠窄的，以使僅僅一部分已經(jīng)在所述反應(yīng)器中上升的所述聚合物顆粒落回至其中，并且其余部分必須通過(guò)所述自由中心空間下落。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于不存在位于所述反應(yīng)器的所述側(cè)壁和所述螺旋回轉(zhuǎn)之間并沿著至少一個(gè)所述螺旋回轉(zhuǎn)的所述自由側(cè)空間，以便防止所述聚合物顆粒沿所述螺旋回轉(zhuǎn)落回至所述自由側(cè)空間中，并且強(qiáng)迫所述聚合物顆粒全部落回至所述自由中心空間中，該自由中心空間位于所述螺旋回轉(zhuǎn)和所述移除裝置之間。
9.如權(quán)利要求7和8之一所述的方法，其特征在于其包括沿至少一個(gè)所述足夠?qū)挼穆菪剞D(zhuǎn)的足夠?qū)挼乃鲎杂蓚?cè)空間，以便能夠使所述聚合物顆粒沿著所述螺旋回轉(zhuǎn)全部落回至該自由側(cè)空間中，并防止所述聚合物顆粒沿著所述螺旋回轉(zhuǎn)下落至所述自由中心空間中。
10.如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于至少一部分所述螺旋回轉(zhuǎn)為中空形狀，其中所述螺旋回轉(zhuǎn)通過(guò)管連接至所述反應(yīng)器的所述側(cè)壁以便向其中加入反應(yīng)流體或冷卻劑。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中通過(guò)所述進(jìn)料裝置注入的所述反應(yīng)流體的至少相當(dāng)部分(significant part)為氣態(tài)形式，并且所述反應(yīng)流體或冷卻劑是液體，其特征在于其包括沿所述中空螺旋回轉(zhuǎn)分布的注射裝置，并且該注射裝置適合將所述液體以微細(xì)液滴的形式噴射至所述反應(yīng)器中。
12.如權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的方法，其中所述反應(yīng)流體的至少相當(dāng)部分(significant part)為氣態(tài)形式，其特征在于其包括至少一個(gè)穿過(guò)所述移除裝置的管，并且該管裝備有用于將反應(yīng)流體或冷卻劑的微細(xì)液滴噴射在至少部分所述流化床的所述表面上的注射器。
13.如權(quán)利要求1-12任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于至少部分所述移除裝置包括一系列的喇叭形噴嘴，它們彼此配合并通過(guò)翼片或折流板而彼此分離，其中所述翼片或折流板將在所述反應(yīng)器中旋轉(zhuǎn)的所述反應(yīng)流體引導(dǎo)向至少一個(gè)所述出口管中。
14.如權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于至少部分所述移除裝置包括穿有許多開(kāi)口的圓柱形或錐形噴嘴，該噴嘴裝備有翼片或折流板，其中所述翼片或折流板將在所述反應(yīng)器中旋轉(zhuǎn)的所述反應(yīng)流體引導(dǎo)向至少一個(gè)所述出口管中。
15.如權(quán)利要求1-14任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于至少部分所述移除裝置包括至少一個(gè)纏繞其自身的螺旋帶，并且其中該系列回轉(zhuǎn)通過(guò)翼片或折流板而彼此分離，所述翼片或折流板將在所述反應(yīng)器中旋轉(zhuǎn)的所述流體引導(dǎo)向至少一個(gè)所述出口管中。
16.如權(quán)利要求1-15任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于對(duì)于沿著所述反應(yīng)器的至少一些所述螺旋回轉(zhuǎn)來(lái)說(shuō)，所述螺旋回轉(zhuǎn)的尺寸彼此不同，以便根據(jù)聚合目標(biāo)調(diào)整所述聚合物顆粒在所述反應(yīng)器中的流動(dòng)。
17.如權(quán)利要求1-16任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于其包括至少一個(gè)用于在所述流化床的至少一個(gè)位置中產(chǎn)生湍流的裝置，以便在所述位置提高流入靠近所述反應(yīng)器的所述側(cè)壁的空間中的所述聚合物顆粒和流入靠近所述流化床表面的空間中的那些聚合物顆粒之間的混合。
18.如權(quán)利要求1-5和7-17任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于至少一些所述螺旋回轉(zhuǎn)具有升高的內(nèi)部邊緣，以限制中心傾斜壁，以便能夠使所述聚合物顆粒落回至所述自由中心空間，沿著所述中心傾斜壁流動(dòng)。
19.如權(quán)利要求1-18任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于至少一種所述反應(yīng)流體含有烯烴。
全文摘要
一種在流化床中進(jìn)行的催化聚合方法，其中反應(yīng)流體通過(guò)沿圓筒形反應(yīng)器(2)的側(cè)壁(3)分布的孔(7)成切線方向注射，并通過(guò)沿中心堆(8)分布的開(kāi)口(9)除去，以便使聚合物顆粒旋轉(zhuǎn)地足夠快，從而通過(guò)離心力將它們向上推向沿著反應(yīng)器壁運(yùn)轉(zhuǎn)的系列靜止線圈(13)，并然后沿著線圈壁落回到其邊緣上且不會(huì)進(jìn)入中心堆中。
文檔編號(hào)B01J8/38GK1968740SQ200580019562
公開(kāi)日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月14日
發(fā)明者阿克塞爾·德布羅克維爾 申請(qǐng)人:阿克塞爾·德布羅克維爾