[实用新型]聚丙烯反应器抗振结构

说明书

本实用新型提供一种聚丙烯反应器抗振结构，所述反应器具有提升管、下降管、气固旋风分离器、“L”段以及“J”段，在反应器的“J”段的180°弯头端部、在气固旋风分离器的切向入口下方提升管与下降管的壳体上、在下降管内的阻隔液体分布器下方提升管与下降管的壳体上、以及在下降管的排料口上方提升管与下降管的壳体上各设有一组导向支撑结构；在气固旋风分离器的180°弯头靠近切向入口处及所述“L”段靠近循环气入口处各设置有一组阻尼结构。当反应器发生低频高幅振动时，位于振动方向上的导向块会与相应的固定板发生干涉，以减小振幅，改变振动频率，避免发生共振。当反应器发生高频振动时，通过两组粘滞阻尼器能够予以控制。

技术领域

本实用新型涉及一种聚丙烯反应器抗振结构。

背景技术

目前世界上能转让的气相法聚丙烯生产技术主要有Grace公司的Unipol工艺、JPP公司的Horizone工艺、NTH公司的Novolen工艺以及Basell公司的Spherizone工艺。

Spherizone工艺采用的是比利时Lyondellbasell公司开发的多区循环反应器(MZCR：Multi-Zone Circulation Reactor)技术，是目前世界上最新颖、最先进的聚丙烯生产工艺，是近20年来聚烯烃生产工艺最重大的突破。1996年，美国Montell公司开始MZCRT的研究，1997年获得专利授权，1998年建立了多区循环反应器(MZCR)的中试生产装置。2002年8月，Lyondellbasell公司在意大利Brindisi的工厂对采用Spheripol(环管)工艺的年产16万吨的聚丙烯装置进行改造，建成了世界上第一套使用MZCR工艺的工业化生产装置。2002年10月，Lyondellbasell公司在意大利公开了MZCRT工艺，注册商标为Spherizone。

Spherizone工艺采用特殊的多区循环反应器，借鉴了炼油过程成熟的流化催化裂化(FCC)技术，反应器由提升管、气固旋风分离器、向下流的下降管以及底部“J”段和“L”段组成，结构示意图如图1所示。随着聚合物粒子的形成，它们连续地在两个相互联贯的反应区之间循环。每个反应区都有明显不同的聚合环境和流体动力学条件。在提升管中，固体粒子被高速单体气流以流态化的形式向上带走，这个反应区的特点是具有高的氢分压，且整个提升管底部、中部以及顶部温度基本不变，可看成提升管为恒温状态；在下降管中，一种内部阻隔流体(Barrier Fluid)用于将粒子与传输气体分开，使其跨跃到向下流的反应区。在这一区域，粒子在重力作用下以堆积床的模式向下移动，这一反应区的特点是具有低的氢分压，且由于密度高以及聚合反应的持续进行，下降管的温度相比于提升管要高，同时从顶部到底部的温差也较大。在提升管和下降管的顶部之间有一个气固旋风分离器用于气固分离。因此，这种独特设计的反应器在两个不同的反应区内可存在不同的气体组成，用一个MZCR反应器就可以生产具有宽的双峰相对分子质量分布或宽组分分布的树脂。

然而现有的聚丙烯反应器的振动问题非常严重，主要原因是由于多区循环反应器从提升管到顶部旋风弯头因管径急骤缩小，导致聚合物浓度升高、气-固相流速增大，由此使得聚合物与管壁产生强烈碰撞，从而造成反应器振动；同时，由于顶部旋风分离器内部旋转流存在旋转不稳定性的问题，主要表现在旋转流的旋转中心围绕几何中心摆动，被分离下来的聚合物颗粒在反应器壁形成不均匀的颗粒流螺旋下降，使得反应器内的压力发生脉动变化，形成了诱导反应器振动的激振力。由于激振力的存在，使得多区循环反应器发生比较严重的机械振动，振动有时会造成反应器系统(包括相连的管路)的疲劳损坏。当由于反应器内压力脉动变化而导致的激振力频率靠近反应器系统的固有频率时，即激振力频率为0.8～1.2倍反应器系统固有频率时，反应器系统对激振力的响应达到最强烈，造成整个反应器系统的超常振动，即形成共振，可能由此引起严重的安全生产事故。另外，反应物料由下降管经底部蝶阀(蝶阀用来控制反应器下料速度以及调节物料停留时间，周期性地开启)及“L”段进入提升管，由于蝶阀周期性的开启而导致的瞬时流体冲击力也会引起反应器的振动。

实用新型内容