霧化噴嘴、氣相流化床反應器及聚烯烴生產裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于漿液或液體催化劑進料的霧化噴嘴，以及包含有霧化噴嘴的氣相流化床反應器和聚烯烴生產裝置。
【背景技術】
[0002]氣相中的烯烴均聚和共聚的方法是本領域公知的。例如可以將氣態(tài)單體引入包含聚合用的催化劑和聚烯烴的攪拌或流化床中來實施所述方法。
[0003]在烯烴的流化床反應器聚合中，聚合是在流化床反應器中進行的，聚合物顆粒床是借助于上升的含有氣態(tài)反應單體的氣體物流保持流化狀態(tài)的。這種聚合開始時一般使用類似于所欲制造的聚合物的預制的聚合物顆粒床。在聚合過程中，通過單體的催化聚合產生新的聚合物，并且取出聚合產物以保持床層基本不變。一種工業(yè)生產上有利的方法使用分布板來分布進入床的流化氣體，并且在供氣終止時用作床的支撐。所制造的聚合物一般經由配置在反應器下部、流化床附近的排放管排出反應器。流化床包括生長的聚合物顆粒床。該床通過流化氣體從反應器底部向上連續(xù)流動保持流化狀態(tài)。
[0004]氣相法乙烯聚合用漿液或液體催化劑是一種分散在粘性液體中的懸浮液或溶液狀態(tài)催化劑，固體含量在20%左右，固體物的顆粒直徑小于50微米。與硅膠負載的固體催化劑相比，漿液催化劑具有活性高、成本低、聚合產物質量好等優(yōu)點，大有取代傳統(tǒng)固體催化劑的趨勢。
[0005]聚合工藝要求漿液或液體催化劑連續(xù)穩(wěn)定、精確控制其流量并以霧狀形式加入聚合反應器內，否則就會造成聚合反應不穩(wěn)定，導致產品質量波動或反應器結片或結塊。
[0006]中國專利02269754.3中提供的漿液或液體催化劑加料裝置，其中包括有霧化噴嘴，該霧化噴嘴徑向上設置氮氣入口，軸向上設置催化劑入口，氮氣入口與催化劑入口的直徑比為(2?4):1，通過調節(jié)氮氣的輸送壓力，可實現不同壓力反應器催化劑的霧化添加，但是該霧化噴嘴本體內部是文丘里狀，設置于反應器外部，容易造成漿液催化劑的沉積，管線堵塞，達不到理想的霧化效果。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的在于提供一種漿液或液體催化劑進料霧化噴嘴及其應用裝置，用于使?jié){液或液體催化劑在氣相流化床反應器中充分霧化，分散均勻，聚合反應可以穩(wěn)定控制。
[0008]為了實現上述目的，本實用新型提供一種霧化噴嘴，用于氣相流化床反應器內部，包括噴嘴主體、分別位于噴嘴主體兩端的入料口和出料口，所述噴嘴主體內形成一連通入料口和出料口的空腔，所述空腔的內壁光滑，所述空腔靠近出料口一側的橫截面呈寬口朝外的喇叭狀。
[0009]所述出料口為一開口沿噴嘴主體的軸線斜向下30?60°的切面。
[0010]所述出料口為一開口沿噴嘴主體的軸線斜向下45°的切面。
[0011]所述空腔中部的內壁上至少一側設有波浪形的凸起。
[0012]所述空腔中部的內壁上兩側均設有波浪形的凸起，所述每個凸起與對面的凸起相互對稱或相互交錯。
[0013]所述凸起的橫截面為半圓形或半橢圓形。
[0014]所述霧化噴嘴的材質為不銹鋼、合金或陶瓷。
[0015]為了實現上述目的，本實用新型還提供一種氣相流化床反應器，該反應器包含如權利要求1-8任一項所述的霧化噴嘴，所述霧化噴嘴的出料口伸入氣相流化床反應器的內部。
[0016]為了實現上述目的，本實用新型還提供一種氣相流化床工藝聚烯烴生產裝置，該生產裝置包含一氣相流化床反應器，該反應器包含如權利要求1-8任一項所述的霧化噴嘴，所述霧化噴嘴的入料口與生產裝置的催化劑注入管的出口端以可拆卸方式連接，所述可拆卸連接方式為螺紋連接、卡套連接或卡扣連接。
[0017]與現有技術相比，本實用新型有益技術效果是:
[0018]本實用新型所提供的霧化噴嘴，增強液體或漿液催化劑進入反應器的霧化效果，避免在液體或漿液催化劑進入反應器的入口處形成催化劑堆積，以致堵塞，使?jié){液或液體催化劑在氣相流化床反應器中充分霧化，分散均勻，聚合反應可以穩(wěn)定控制。
[0019]本實用新型所提供的氣相流化床反應器，可以保證漿液或液體催化劑在本反應器平穩(wěn)長效的運行，避免因霧化不均勻、催化劑入口堵塞造成的反應器局部溫度過高和爆聚等嚴重后果，對設備造成損傷。
[0020]本實用新型所提供的氣相流化床工藝聚烯烴生產裝置，可以保證漿液或液體催化劑在本裝置平穩(wěn)長效的運行，可以節(jié)省大量人力、物力資源，為生產裝置效益最大化提供保障。
【附圖說明】
:
[0021]圖1為本實用新型實施例1霧化噴嘴的結構示意圖；
[0022]圖2為本實用新型實施例2霧化噴嘴的結構示意圖；
[0023]圖3為本實用新型實施例3霧化噴嘴的結構示意圖；
[0024]圖4為本實用新型實施例4霧化噴嘴的結構示意圖；
[0025]圖5為本實用新型氣相流化床工藝聚烯烴生產裝置的結構示意圖；
[0026]圖中:1.入料口，2.出料口，3.噴嘴主體，4.空腔，5.凸起，6.氣體流量計，7.催化劑配置罐，8.容積流量計，9.輸送栗，10.背壓閥，11.催化劑注入管；12.氣相流化床反應器；13.氣體減壓閥。
【具體實施方式】
[0027]以下通過實施例進一步詳細描述本實用新型，但這些實施例不應認為是對本實用新型的限制。
[0028]實施例1
[0029]參見圖1和圖5所示，本實用新型提供的霧化噴嘴，用于氣相流化床反應器內部漿液或液體催化劑的進料，霧化噴嘴包括噴嘴主體3、分別位于噴嘴主體3兩端的入料口 1和出料口 2，噴嘴主體3內形成一連通入料口和出料口的空腔4，空腔4靠近入料口 1 一側的內壁平直光滑，空腔中部的內壁的一側設有波浪形的凸起5，凸起5的橫截面為半圓形或半橢圓形，空腔4靠近出料口 2 —側的橫截面呈寬口朝外的喇叭狀。
[0030]所述入料口 1與催化劑注入管11的出口端以可拆卸方式連接，可拆卸連接方式為卡套連接，為了便于安裝，卡套連接部分在氣相流化床反應器12的外部。出料口 2為一開口沿噴嘴主體的軸線斜向下45°的切面，且出料口 2伸入氣相流化床反應器的內部，使得進入氣相流化床反應器12的漿液或液體催化劑與氣相流化床反應器12中垂直向上的氣流迎面接觸，增強霧化效果。
[0031]該霧化噴嘴的材質為不銹鋼，能夠承受一定的壓力，且不易碎。
[0032]本實用新型還提供了一種氣相流化床反應器，該反應器包含本實施例所述的霧化噴嘴。
[0033]本實用新型還提供一種氣相流化床工藝聚烯烴生產裝置，該生產裝置包含一氣相流化床反應器，該反應器包含本實施例所述的霧化噴嘴。
[0034]該生產裝置的催化劑配制罐7為一密封的鋼制壓力容器，該壓力容器設內有三葉斜槳攪拌器，其外壁布有電伴熱線，并設有保溫層。生產時，攪拌轉速控制在170轉/分鐘，電伴熱線的溫度控制在60°C，催化劑配制罐7內為0.4?0.6MPa的氮氣正壓氣氛，漿液催化劑配制濃度為10?100g/L。
[0035]催化劑配制罐7從底部出料，經過容積流量計8到輸送栗9，把漿液或液體催化劑輸送到設定值為2.1MPa的背壓閥10處，同時，氣體流量計6將經過氣體減壓閥13的高壓氮氣以10Nm3/h的流量把漿液或液體催化劑通過催化劑注入管11送入霧化噴嘴的噴嘴主體3中。
[0036]按照聚合工藝要求把霧化噴嘴插入氣相流化床反應器12內部，霧化噴嘴的入料口 1與催化劑注入管11的出口相連接，連接方式為可拆卸連接，此處選擇螺紋連接，霧化噴嘴的出料口 2伸入氣相流化床反應器4中，漿液或液體催化劑在高壓氮氣的輸送下通過催化劑注入管11，并在催化劑注入管11中進行氣液混合后，進入霧化噴嘴的噴嘴主體3，并在空腔4中進行充分氣液混合后，由于氣液混合物的壓力高于氣相流化床反應器12，通過霧化噴嘴的出料口 2噴出，在氣相流化床反應器12中充分霧化，分散均勻，達到穩(wěn)定控制聚合反應的目的。
[0037]實施例2
[0038]參見圖2和圖5所示，本實用新型提供的霧化噴嘴，用于氣相流化床反應器內部漿液或液體催化劑的進料，霧化噴嘴包括噴嘴主體3、分別位于噴嘴主體3兩端的入料口 1和出料口 2，噴嘴主體3內形成一連通入料口和出料口的空腔4，空腔4靠近入料口 1 一側的內壁平直光滑，空腔中部的內壁的兩側均設有波浪形的凸起5，每個凸起5與對面的凸起相互對稱，凸起5的橫截面為半圓形或半橢圓形，空腔4靠近出料口 2 —側的橫截面呈寬口朝外的喇叭狀。出料口的形狀能夠增強霧化效果，同時防止催化劑在噴嘴前端口沉積，且霧化噴嘴管壁有一定的厚度，保證能夠形成喇叭口狀。
[0039]所述入料口 1與催化劑注入管的出口端以可拆卸方式連接，便于更換清理，可拆卸連接方式為螺紋連接。出料口 2伸入氣相流化床反應器的內部。
[0040]該霧化噴嘴的材質為合金，能夠承受一定的壓力，且不易碎。
[0041]空腔內壁上波浪形的凸起5，使得漿液或液體催化劑和輸送氮氣充分混合，在進入氣相流化床反應器4時形成霧狀。并且，空腔內壁是經過多次研磨拋光，以保證內壁足夠光滑，可以避免堵塞。凸起為半球狀或半橢球狀，防止有沉積物堆積，造成堵塞。
[0042]本實用新型還提供了一種氣相流化床反應器，該反應器包含本實施例所述的霧化噴嘴。
[0043]本實用新型還提供一種氣相流化床工藝聚烯烴生產裝置，參見圖5所示，該生產裝置包含一氣相流化床反應器，該反應器包含本實施例所述的霧化噴嘴。
[0044]該生產裝置的催化劑配制罐7為一密封的鋼制壓力容器，該壓力容器設內有三葉斜槳攪拌器