[发明专利]用于烯烃尤其乙烯的气相聚合反应的装置

说明书

本发明涉及用于烯烃，尤其是乙烯的聚合反应的装置，包括气相流化床反应器、连接到反应器上用于卸出和循环包括未聚合的烯烃的循环气体流的循环气体管路，和位于循环气体管路内用于减少和沉淀在来自反应器的循环气体内夹带的固体粒子的旋风分离器，其中旋风分离器包括一个具有基本垂直的中心轴的上部分，它的壁沿轴对称体延伸和它带有一个相对于中心轴偏心排布的旋风分离器入口、一个连接上部分和其壁沿着向下逐渐变细的轴对称体延伸的中间部分、一个连接中间部分和它的壁沿轴对称体延伸的、用于卸出由循环气体沉淀的固体粒子的下部分，和一个基本轴对称向下延伸到上部分和如果恰当中间部分内的用于放出粒子减少的循环气体的管。

气相聚合反应法是用于乙烯和丙烯聚合反应或用于乙烯或丙烯与其它C₂-C₈-α-烯烃的共聚合反应的经济的方法。该气相聚合反应法可以被设计为气相流化床法或者搅拌气相法。例如在EP-A-0 475603、EP-A-0 089 691、EP-A-0 571 826和WO 99/29736中描述了此类方法。

气相流化床法的一个特征是通过从下面引入气体混合物使包括正在聚合的聚合物粒子的床保持在流化态。此外，该气体混合物去除了由反应器放出的聚合反应热。在位于反应器外面的热交换器内冷却反应气体并通过分气盘将反应气体循环到反应器内(循环气体)。  但是，通过循环的循环气体会从反应器携带一定量的细碎的聚合物并将其带入循环气体体系。这些聚合物粒子包含活泼的催化剂和因此能够在循环气体体系中继续聚合。如果这些粒子沉积在循环气体体系内，那么会在这些点形成沉积物和块状材料。这些沉积物自身首先会产生故障(冷却器的阻塞、粘连在压缩器上)，和其次部分这些沉积物会再被分开。由于两个原因，这是不希望的。反应器的分气盘的孔会迅速地被分离的沉积物阻塞和要求停工和昂贵的清洗。如果这些沉积物块通过分气盘进入反应器，那么产物质量会受这些形成斑点的粒子的影响。特别地在产物用于薄膜应用的情况下，这会导致得到不合规格的材料。

原则上已知在烯烃聚合反应设备及其设计中旋风分离器的使用。但是，迄今为止必须串连连接许多旋风分离器以确保满意去除细粒子或者接受将细粉尘引入到循环气体管路中和因此更多的停工期。有关这个问题，可以参见例如Kunii等人，Fluidization Engineering(流化工程)，Butterworth-Heinemann，1991，391-392页和MatthiasStieβ，Mechanische Verfahrenstechnik 2，Springer Verlag 1994，8-17页。

因此本发明的一个目的是提供一种在开始提及的类型的装置，利用它甚至在高的循环气体速度和高细粉尘含量而不使用阶联旋风分离器下，也可以确保将细粉尘从循环气体中满意的去除，和同时避免旋风分离器内细粉尘的附聚。

根据本发明，通过从向下延伸到旋风分离器内的管的下端到向下延伸的管的壁的假想延长线与中间部分的壁的交叉点的距离h_i与向下延伸的管的直径d_i的比率H_i为3-8实现此目的。距离h_i也可以被看作是旋风分离器的有效分离高度。

因此根据本发明的旋风分离器包括

-具有基本垂直的中心轴的上部分，它的壁沿轴对称体延伸和它带有一个相对中心轴偏心排布的旋风分离器入口，

-连接上部分和它的壁沿向下逐渐变细的轴对称体延伸的中间部分，

-用于卸出从循环气体沉淀的固体粒子的下部分，其连接中间部分和它的壁沿轴对称体延伸和

-基本轴对称向下延伸到上部分内和，如果恰当，中间部分内的管，用于卸出粒子减少的循环气体，

其中从向下延伸到旋风分离器内的管的下端到向下延伸的管的壁的假想延长线与中间部分的壁的交叉点的距离h_i与向下延伸的管的直径d_i的比率H_i为3-8，尤其是4-7。

以此方式，获得细粒子与循环气体的良好分离和同时防止热的细聚合物粒子附聚。

优选使用4-7，特别优选4.5-6.5，尤其是5-6的比率H_i。

在本发明的一个有利的实施方案中，高度h_i与下部分的最大直径d_i的比率为4-12，优选5-11，特别优选6-10。