气相聚合系统及其喷嘴装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤化工领域，具体而言，涉及一种气相聚合系统及其喷嘴装置。
【背景技术】
[0002]在煤化工领域，通过雾化喷嘴将液体催化剂注入反应器形成均匀的催化剂雾滴以引发聚合反应被广泛用于气相聚合技术。典型的浆液催化剂如齐格勒-纳塔催化剂、茂金属催化剂、铬系、钒系，镍系及其混合物等，这些催化剂可以单独加入反应器中引发反应，也可以和助催化剂(三乙基铝、正己基铝等)一起加入反应器引发聚合反应以提高反应活性。
[0003]然而，通过雾化喷嘴将上述金属基浆液催化剂加入反应器面临催化剂堵塞喷头问题，喷嘴堵塞使得催化剂进料中断，干扰聚合反应，频繁的堵塞可能引起重大事故，反应器停车，影响装置产量和经济效益。
[0004]其次，喷嘴被堵塞或者部分堵塞，将引起催化剂进料不稳，在反应器中形成大小不均一、粒径不可控的催化剂雾滴，这些催化剂雾滴将引发反应生成大量块料，增加了废料产量，同时块料有可能堵塞振动筛，造成造粒机组停车。
[0005]另外，催化剂一旦堵塞喷嘴，使得已经混合备用的催化剂不能及时注入反应器导致活性降低或者失效，造成了催化剂浪费。堵塞扩大到整个催化剂进料系统时，可能损坏催化剂进料通道、阀门以及相应设备，引起昂贵的维护成本，降低设备和雾化喷嘴的寿命。催化剂在喷头和通道中堆积造成堵塞后，需用有机溶剂进行清理，清理过程中将释放有机毒性气体，将引起环境污染，形成潜在人身危险，加了大生产风险。引起催化剂堵塞喷嘴的原因有很多，其中一个原因是浆液催化剂中含有金属成分，长时间不间断进料过程中，金属成分会逐渐在雾化喷嘴注射管、喷头以及管道内沉积，从而诱发喷嘴堵塞。在冬季，随着温度的降低，浆液催化剂变稠，流动性减弱，也可能诱发催化剂堵塞雾化喷嘴。
[0006]此外，在气相聚合反应中，由于反应器中存在粉料树脂，当催化剂通过雾化喷嘴注入反应器内部时，在喷嘴周围存在大量树脂粉料，循环气携带着树脂粉料不断撞击喷头，然后粘结在喷头上。粘结在喷头上的树脂影响催化剂雾滴粒径的均一性，改变了催化剂雾滴喷射方向和角度，减少了催化剂雾滴的生成量，破坏了催化剂进料的连续性和均一性。
[0007]在工业界，通常通过控制催化剂进料温度、增加辅助气体速度、控制浆液催化剂速度以及在系统中加入防堵添加剂以解决上述问题，这些方法只能一定程度减轻堵塞，并不能彻底根除浆液催化剂进料雾化喷嘴堵塞这一难题。
[0008]目前，还没有一个可以从根本上彻底消除堵塞问题的方法。如上文所述，喷嘴堵塞将引起反应中断，严重情况下需要对反应器停车清理，在反应过程中形成大量废料和块料，从而造成经济损失。定期对雾化喷嘴进行清理以避免堵塞问题将引起高昂的运营和维修成本，同时反应器产量因此而降低。
【发明内容】
[0009]本发明的主要目的在于提供一种气相聚合系统及其喷嘴装置，以解决现有技术中的喷嘴装置容易被阻塞的问题。
[0010]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种喷嘴装置，包括喷嘴本体和沿其轴向延伸的喷射孔，喷嘴装置还包括与喷射孔连通的催化剂进料孔和第一气体通入孔，喷嘴装置还包括第二气体通入孔，催化剂进料孔的出口和第一气体通入孔的出口与喷射孔的进料口连通，且第二气体通入孔的出口设置在喷嘴本体的出口端。
[0011 ] 优选地，第二气体通入孔沿喷嘴本体的轴向延伸，且第二气体通入孔的进口设置在喷嘴本体的入口端。
[0012]优选地，第二气体通入孔的为环形孔，且喷射孔位于第二气体通入孔的内侧。
[0013]优选地，喷嘴本体的出口端为锥体端，且第二气体通入孔包括沿锥体端的延伸方向设置的窄道增速孔段。
[0014]优选地，第一气体通入孔和催化剂进料孔均沿喷嘴本体的轴向延伸，且催化剂进料孔为环形孔，第一气体通入孔位于催化剂进料孔的内侧。
[0015]优选地，催化剂进料孔的出口朝向喷嘴本体的轴线倾斜，且催化剂进料孔的两个孔壁直径之差沿靠近催化剂进料孔的出口的方向的逐渐减小。
[0016]优选地，第一气体通入孔沿喷嘴本体的轴向延伸，催化剂进料孔沿喷嘴本体的径向延伸。
[0017]优选地，第一气体通入孔为锥体孔，且第一气体通入孔的出口的孔径小于第一气体通入孔的进口的孔径。
[0018]优选地，喷射孔的与催化剂进料孔连通的一端为锥形孔段。
[0019]优选地，喷射孔内安装有混合旋流片。
[0020]根据本发明的另一个方面，提供了一种气相聚合系统，包括依次连接的压缩机、换热器和流化床反应器，流化床反应器上安装有喷嘴装置，且压缩机、换热器和流化床反应器之间形成循环流路，喷嘴装置为上述的气相聚合系统。
[0021]本发明中的喷嘴装置包括第二气体通入孔，该第二气体通入孔的出口设置在喷嘴本体的出口端，该第二气体通入孔可以吹动从喷射孔内喷出的物料，即可以增强雾化效果，又可以彻底消除该喷嘴装置的出口被阻塞的问题，维持浆液催化剂长周期、不间断地进料。
[0022]本发明中的喷嘴装置可以向反应器内喷射粒径均一、大小可控的催化剂雾滴，同时彻底消除进料过程中树脂堵塞喷头问题，维持反应长周期稳定运行，减少停车清理喷嘴次数，减少了废料和块料产率，提高了反应器产量。
【附图说明】
[0023]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0024]图1示出了本发明中的第一个实施例的喷嘴装置的结构示意图；
[0025]图2示出了本发明中的第二个实施例的喷嘴装置的结构示意图；
[0026]图3示出了本发明中的第三个实施例的喷嘴装置的结构示意图；
[0027]图4示出了本发明中的第四个实施例的喷嘴装置的结构示意图；
[0028]图5示出了图4中的混合旋流片的结构示意图；
[0029]图6示出了本发明中的气相聚合系统的结构示意图；
[0030]图7示出了图6中的A-A剖视图；以及
[0031]图8示出了喷嘴装置的注入角度示意图。
[0032]其中，上述附图包括以下附图标记:
[0033]10、喷嘴本体；11、喷射孔；12、催化剂进料孔；13、第一气体通入孔；14、第二气体通入孔；15、窄道增速孔段；16、锥形孔段；20、混合旋流片；30、压缩机；40、换热器；50、流化床反应器；61、循环气入口 ；62、进料口 ；63、分布板。
【具体实施方式】
[0034]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0035]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种喷嘴装置，请参考图1至5，该喷嘴装置包括喷嘴本体10和沿其轴向延伸的喷射孔11，喷嘴装置还包括与喷射孔11连通的催化剂进料孔12和第一气体通入孔13，喷嘴装置还包括第二气体通入孔14，催化剂进料孔12的出口和第一气体通入孔13的出口与喷射孔11的进料口连通，且第二气体通入孔14的出口设置在喷嘴本体10的出口端。
[0036]本发明中的喷嘴装置包括第二气体通入孔14，该第二气体通入孔14的出口设置在喷嘴本体10的出口端，该第二气体通入孔14可以吹动从喷射孔11内喷出的物料，即可以增强雾化效果，又可以彻底消除该喷嘴装置的出口被阻塞的问题，维持浆液催化剂长周期、不间断地进料。
[0037]本发明中的喷嘴装置可以向反应器内喷射粒径均一、大小可控的催化剂雾滴，同时彻底消除进料过程中树脂堵塞喷头问题，维持反应长周期稳定运行，减少停车清理喷嘴次数，减少了废料和块料产率，提高了反应器产量。
[0038]优选地，第二气体通入孔14沿喷嘴本体10的