[发明专利]喷动流化床反应器及其聚合物制备方法

权利要求书

1.一种喷动流化床反应器，其特征在于包括封闭外壳（1）、出料管线（2）、催化剂进料口（3）、扩大段（4）、锥形挡板（5）、气体出口（6）、第一管线（7）、旋风分离器（8）、压缩机（9）、换热器（10）、气液分离器（11）、第二管线（12）、液体喷射器（13）、分流器（14）、第三管线（15）、第四管线（16）、直筒段（17）、第一阀门（18）、第二阀门（19）、缩径段（20）、辅助流化气入口（21）、喷动流化气入口（22）、第一反应区域（23）、第二反应区域（24）；

封闭外壳（1）设有相连接的扩大段（4）、直筒段（17），扩大段（4）顶部设有气体出口（6），扩大段（4）内部设有锥形挡板（5），直筒段（17）内部为聚合反应区域，直筒段（17）的侧壁上设有催化剂进料口（3），直筒段（17）下部设有缩径段（20），缩径段（20）上设有出料管线（2）、辅助气体入口（21），缩径段（20）底部设有喷动流化气入口（22），出料管线（2）上设有第一阀门（18）、第二阀门（19）；气体出口（6）、第一管线（7），旋风分离器（8）、压缩机（9）、换热器（10）、气液分离器（11）、分流器（14）、第四管线（16）与喷动流化器入口（22）顺次相连，旋风分离器（8）底部与直筒段（17）相连，气液分离器（11）、第二管线（12）、液体喷射器（13）、直筒段（17）顺次相连，通过液体喷射器（13）向喷动流化床内喷入冷凝液体，使反应器形成有液体存在的第一反应区域（23）和无液体存在的第二反应区域（24）。

2.根据权利要求1所述的一种喷动流化床反应器，其特征在于，所述的第一反应区域（23）和第二反应区域（24）的高度比为1:8～8：1。

3.根据权利要求1所述的一种喷动流化床反应器，其特征在于，所述的液体喷射器（13）与缩径段（20）底端距离占直筒段（17）高度的10～80%。

4.根据权利要求1所述的一种喷动流化床反应器，其特征在于，所述的液体喷射器（13）排布的数量为1～32个。

5.一种使用权利要求1所述喷动流化床反应器的聚合物制备方法，其特征在于：反应循环气从喷动流化床扩大段（4）顶部气体出口（6）导出，经旋风分离、压缩后、经换热器（10）冷凝后形成气液混合物，其中液相的质量分数为5-80%，所述的气液混合物通过气液分离器（11）进行分离，其中所分离出的液相经液体喷射器（11）进入喷动流化床第一反应区域（23），而分离出的气体通过分流，从反应器底部经由辅助气体入口（21）和喷动流化气入口（22）进入反应器单元，在催化剂进料口（3）通入的催化剂作用下反应生成第一固体聚合物质，第一反应区域（23）为气-液-固三相反应区域，操作温度范围为60～80℃；所述分离出的液相吸收反应热量蒸发为气态，与进入第一反应区域（23）未反应的气体共同进入第二反应区域（24），在此反应生成第二固体聚合物质，第二反应区域（24）为气-固两相反应区域，操作温度范围为80～95℃；第一固体聚合物之和第二固体聚合物质在第一反应区域和第二反应区域之间不断交换进而反应及混合，形成最终聚合物，从出料管线（2）出料，烯烃单体、冷凝介质均可以向第三管线（15）和第四管线（16）加入。

6.根据权利要求5中所述的聚合物制备方法，其特征在于，所述第一反应区域（23）内的温度比所述第二反应区域（24）内的温度至少低10℃。

7.根据权利要求5中所述的聚合物制备方法，其特征在于，所述反应循环气经换热器（10）冷凝后形成气液混合物，其中液相的质量分数为10～70%。

8.根据权利要求5中所述的聚合物制备方法，其特征在于，所述气液分离器（11）出口气体通过喷动气体入口（22）和辅助气体（21）进入反应器，流量比率在1:10～10:1可调。