以开槽方式引出悬浮体的制作方法

专利名称：以开槽方式引出悬浮体的制作方法
背景技术：
本发明涉及从一流动的悬浮体液流中引出液体中的固态悬浮体。
加成聚合经常在一种液体中进行，该液体是一种用于合成聚合物的溶剂。当高密度(线性)乙烯聚合物在1950年代首次变成市场上可以买到时，这是常用的方法。很快就发现，生产这类聚合物的更有效方法，是在悬浮体状态下进行聚合。更准确地说，精选的聚合技术变成在一管道回路反应器中的连续悬浮体聚合，同时利用沉降支管引出产品，上述沉降支管根据分批原理操作，以便回收产品，上述沉降支管根据分批原理操作，以便回收产品。这项技术已经享有具有每年那样生产数以十亿磅计乙烯聚合物的国际成果。对一规定的设备生产能力来说，与较大量的小反应器相反，获得这种成果已变成需要建造较小数量的大反应器。
然而，沉降支管存在两个问题。首先，它们显示将一种“分批式”技术强加到一种基本上连续的过程上。每次沉降支管达到它“倾倒”或“排放”累积的聚合物悬浮体的阶段，它都造成干扰上游回路反应器和下游回收系统中悬浮体的扰动。另外，必须周期性密封上游反应器和下游回收系统中沉降支管的阀机构，由于大直径阀需要自始至终，例如每年20万次循环密封支管的情况下，难以保持紧密封，所以阀机构需要经常维护。
其次，当反应器已经变得更大(例如，目前每年10亿磅)时，由沉降支管产生一些逻辑问题。因为反应器的体积增加，则需要更多的抽出能力。然而，由于包括阀机构，所以沉降支管的尺寸不能很容易地进一步增加。因此所需的支管数开始超过实际可用的空间。
尽管有这些限制，沉降支管还继续应用，此处烯烃聚合物作为液体稀释剂中的悬浮体形成。这是由于，不象本体悬浮体聚合(亦即，这里单体是稀释剂)，此处常规得到超过60％的固体浓度，一般在乙烯均聚作用和乙烯/高级1-烯烃共聚作用中，低得多的固体浓度是可能的。因此相信沉降支管必须在通向足够高固体浓度的沉降支管出口处产生最终的悬浮体产品是工业上可行的。这是由于，顾名思义，沉降在支管中发生，以便这样增加最终作为产品悬浮体回收的悬浮体中固体浓度。压缩和/或冷却大量稀释剂用于再循环到反应区，简直在工业上是不可行的。
已知通过加热悬浮体流出物使稀释剂汽化并使产生的固/汽悬浮体转到高压闪蒸区，来减少价格昂贵的稀释剂压缩作用，在上述高压闪蒸区，大部分稀释剂在高压下过热回收，以便能够冷凝。然后将这种过热通过冷却和再循环冷凝。然后从高压闪蒸区底部转到低压闪蒸区，上述高压闪蒸区包括固体聚合物和进入的液体。这是十分有效的，但需要两个分开的闪蒸操作，这种情况加到设备的投资费用上，并且还采用两个分开的闪蒸系统额外的空间考虑和操作费用。
影响最大实际反应器固体的另一个因素是循环速度，同时对规定的反应器直径，较高的速度可供较高的固体用。然而，由沉降支管“排放”所引起的周期性扰动限制了可以利用的速度。
发明概述希望在固体浓度显著高于流动液流中固体浓度时，从流动的液流中引出悬浮体；另外希望简化稀释剂回收和再循环；及另外还希望提供一种具有连续引出装置的回路反应器装置。
按照本发明，利用一种通向连续引出装置的槽形入口，从流动的液流中连续地提取悬浮体。
按照本发明一种更特殊的情况，在烯烃聚合过程中一部分循环的悬浮体在槽形出口区中浓缩，并连续地提取和转到一个闪蒸分离区。
附图的简要说明在构成本说明书一部分的各附图中，

图1是一种回路反应器的示意透视图，该回路反应器具有一个连续引出装置和一个下游聚合物回收系统；图2是图1回路反应器的侧视图，该图更详细示出连续引出机构；图3是沿着图2的线段3-3所作的断面图，该图更详细示出槽形的区域(沟槽)；图4是一个槽或沟槽结构的剖视图；图5是一种可供选择的沟槽结构的剖视图；图6是另一种可供选择的沟槽结构的剖视图，该图示出数个平行的沟槽；图7a-7d是一种沟槽形状逐渐改变的剖视图；图8a是用于连续引出机构引出圆筒体切向定位的断面图；图8b是类似于图8a的断面图，该图示出数个引出圆筒体；图9是回路反应器其中一个肘形弯管的侧视图，该图示出沉降支管和连续引出圆筒体二者；图10是沿着图2中线段10-10所作的断面图，该图示出连续引出机构中的柱塞阀配置；图11是装在循环泵中的叶轮机构剖视图；图12是示出回路另一种结构的示意图，其中上面的管段14a是直的水平管段，并且其中垂直管段至少比水平管段长一倍，而图13是示出水平设置的较长轴线示意图。
发明的详细说明通过简单地连续式引出一种悬浮体液流的产品，能够引起反应器中固体浓度小而显著的增加，因为在由周期性“排放”分批式沉降支管所引起的流动悬浮体液流中没有扰动。这种没有扰动也允许在较高的循环速度下工作，在较高的循环速度下工作产生一个附加的小但显著的反应器固体浓度的增加。
然而，通过采用一种通向连续引出的槽形入口(沟槽)，能引起固体浓度引人注目的增加。
在利用沉降支管的异丁烷稀释剂中，历史上把主要是乙烯聚合物的工业生产限制到在反应器中一个最大的固体浓度，对密度为0.936-0.970(更典型的是0.945-0.960)的高密度聚乙烯来说，反应器中最大固体浓度为37-40重量百分数，最大的过程增加可能具有高达24-26重量百分数的数值。在较低(0.900-0.935)密度聚合物情况下，过程增加可能高达36-39重量百分数的数值(但仍然采用沉降支管)。对一给定的处理条件组来说，无论什么最大值，简单地通过连续引出悬浮体改善固体浓度都是可能的。然而，按照本发明，通过利用一通向连续引出的槽形入口，可以得到显著的额外改善。
必须强调，在工业操作中，固体浓度少至增加一个百分点都具有重要意义。然而，若用槽形入口，已经算出，用别的方法是在42-46重量百分数范围内的悬浮体密度，可以增加到55-58％。如果利用简单地通过采用连续引出本身可能形成的所有好处(如较高的循环速度)，则高达65重量百分数是可能的。因此，增加至少10个，或甚至20个百分点是可能的。在较低密度的乙烯聚合物的情况下，此处起点是反应器中36-39重量百分数的固体，可以达到同样的增加(亦即，至少10个，或甚至15个百分点)。
现在参见附图，在图1中示出一种回路反应器10，该回路反应器10具有若干垂直的管段12，上面的管段14和下面的管段16。这些上面和下面的横向管段限定了上部和下部水平或一般横向(与直的垂直流动相反)的流动区。反应器用双管热交换器冷却，该双管热交换器由管道12和套管18形成。每个管段都通过一个平滑的弯管或肘形弯头20连接到下一个管段上，因此提供一个基本上设有内部障碍的连续流路。如此处所示，所有的上面管段和下面管段的其中两个是连续地弯曲，而剩下两个下面的管段是直的管道，这两个下面的直管道在每一端处都通过平滑的弯管或肘形弯头连接到一垂直管段上。连续弯曲的管段可以是简单地连接在一起的两个肘形弯头。此处涉及的横向管道打算包括两个固定在一起的90°肘形弯头，一个平滑弯曲的管段或一个直管道，该直管道在每一端处通过一肘形弯头连接到一垂直管道上。涉及的空心抽出附件与横向管段“弯曲”部分的连接打算包括整个横向管段弄弯曲的情况，就象两个肘形弯头连接在一起那样，及一根直管道在每一端处都通过一弯曲的肘形弯头连接到垂直管段的情况。聚合反应混合物通过叶轮22(在图11中示出)循环，该叶轮22用电动机24驱动。单体，共聚用单体，即使有的话也极少，及补充稀释剂分别通过管线26和28加入，它们可以在一个或多个地点处直接进入反应器，或者可以与如图所示的冷凝稀释剂再循环管线30相结合。通过催化剂加入装置32将催化剂加入，该催化剂加入装置32提供用于催化剂加入的区域(或地点)。用于连续引出中间产品悬浮体的细长空心附件概括地用标号34表示。
图2更详细示出连续引出附件，并示出它位于一连续弯曲的管段中，该连续弯曲的管段是优选的地点。然而，连续引出附件可以设置在任何管段或任何肘形弯头上。
图3示出沿着图2中线段3-3的剖视图，同时示出沟槽(槽)63。
图4示出管段16的断面，同时还示出槽或沟槽63的相对深度(x)和宽度(y)。如此处所示，槽具有一弯曲的形状，此处垂直壁和底部横向壁接合，如半径“r”所示。尽管垂直壁和底部横向壁可以成直角接合(r等于零)，但这是较少优选的。
图5是类似于图4的断面，其中槽的底部是一个连续的曲线。垂直壁和管道内表面的接合处用半径“r”表示。
因此，“r”通常具有一个在0y-0.5y，优选的是从0.01y-0.25的数值。垂直壁和管道内表面的接合处，可以是如图8所示的直角，或者是一条如图9所示的曲线。半径“r”可以具有一个在对“r”所述相同范围内的数值。然而，不象“r”，这个接合处一般是直角，亦即，“r”是0。
y值可以在1-6英寸(2.5-15cm)，优选的是在2-3英寸(5-7.6cm)范围内变化。x值可以在0.1y-4y，优选的是在0.5y-1y，最优选的是在约0.6-0.7y之间改变。在一个实施例中，r等于0.5y，亦即，槽63是个半圆(假定x至少是0.5y)。槽63底壁的弯曲部分不必是实际半径，但可以简单地是任何平滑的弯曲表面。相对于悬浮体在其中流动的管道而言，y可以是管道直径的0.02-0.5倍，优选的是0.04-0.25倍，更优选的是0.08-0.13倍。
沟槽越宽，则该沟槽可以提供的流动或容量越多。沟槽越深，则施加在固体上的挤压力或分离力相对于较轻的液体越多。
图6示出一种可供选择的沟槽配置，此处设置多个(这里是两个)沟槽63a和63b。它们不是具有多个围绕管道成径向角设置的沟槽，而优选的是处在管道通常平坦的部分，平坦部分的中心线与纵向管段中心平面呈0°的径向角，如该图所示。
图7a、7b、7c和7d示出另一种可供选择的沟槽结构，此处沟槽63形成为一个平缓的凹坑(图7a)，逐渐进展到一个类似于图5中的沟槽(图7b)，然后进展到一个部分闭合的沟槽(图7c)。最后，如图7d所示，沟槽63变成管状抽出管线(引出圆筒体)52。
图8a示出引出圆筒体52，该圆筒体52沿切线方向固定到肘形弯头20的弯曲部分上(该肘形弯头20与另一个肘形弯头20结合形成一弯曲的下面管段)，并且固定在刚好悬浮体流体向上转弯之前的那一点处。槽63刚好在管道开始弯曲时开始，并可以随着它接近引出圆筒体52而逐渐增加深度，或者可以在一比较短距离范围内增加深度，如图中所示。
图8b与图8a类似，其中平滑弯曲的下面管段16由两个邻近的肘形弯头20形成。在图8b中示出数个引出圆筒体52、52b和52c，用于数个引出机构，槽63通过弯管的底部延伸，并且刚好在第一连续引出机构的上游深度向后逐渐减少。
图9示出三种情况。首先，它示出引出圆筒体52c与一平面呈一个方位角α，上述平面是(1)垂直于下面管段的中心线和(2)如果管段16是直的，则位于管段16的下游端处或者在连续弯曲的管段16情况下位于曲线的最下面点处。与该平面的角度在下游方向上取自该平面。角度的顶点是肘形弯头半径的中点。该平面可以说成是水平或横向管段横断面平面。此处示出的角度约为24°。其次，图9示出这个引出圆筒体52c定向在下面管段16的垂直中心线平面上。最后，图9示出连续引出机构和普通沉降支管64的组合，用于分批排出，如果希望的话。优选的是，在这种配置中，一个或多个连续引出机构设置在沉降支管的上游，以免沉降支管造成通向上述一个或多个连续引出机构的沟槽中产生湍流。
正如从相对尺寸可以看出的，连续引出圆筒体比普通的沉降支管小很多。可是3个5cm(2英寸)内径(ID)的连续引出附件可以比6个20.3cm(8英寸)ID的沉降支管排出更多的产品悬浮体。这是很重要的，因为在目前的56,700-68,040升(15,000-18000加仑)容积(或甚至120,960升(32000加仑)或更大)容积的大工业回路反应器情况下，需要6个20.3cm(8英寸)的沉降支管。不希望增加沉降支管的尺寸，因为对于更大的直径难以制造可靠的阀。如前所述，管道直径加一倍使体积增加4倍，并且简直没有足够用于许多沉降支管4倍的房间使定位方便。因此，本发明使得操纵更大、更有效的反应器成为可能。通过本发明能制造113,400升(30,000加仑)或更大的反应器。一般连续引出圆筒体将具有一在2.5cm(1英寸)到少于20.3cm(8英寸)范围内的标称内径。优选的是它们将具有约5-7.6cm(约2-3英寸)的内径。
应该注意，这里有三个取向概念。第一个是固定角，亦即，如图1、2、8a、8b和10中的相切线，或是如图9中的垂直线，或者是在0°和90°这两个极限之间的任何角度。
第二个是相对于沿着设置引出的管段曲线有多远的方位角，正如用方位角α(图9)所表示的。该方位角可以是从约-30°到+90°，但优选的是0°到+90°之间的任何角度。如果在一特定的管段上只用一个连续引出机构，则该方位角优选的是约0°到+90°，如由图8b的引出圆筒体52、52b或52c所示。如果在一特定的180°肘形弯头上应用数个连续引出机构，则一个处于约0°的角度，如图8b中引出圆筒体52所示，而别的圆筒体处于+20°～+90°之间的角度，如图8b的引出圆筒体52b和/或52c所表示的。三个以上的引出机构可以存在，不过三个或少于三个引出机构一般是优选的。尽管如此，多达六个以上的引出机构可以存在。
第三个是从纵向管段中心平面开始的径向角，β。这个角度优选的是0°或接近0°。即使希望在特定的弯曲管段上以相同的方位角，α，利用数个连续的取出机构，沟槽区域优选的是如图8所示成形。也就是说，各沟槽将沿着弯曲管段平坦的最外面(一般是底部)区域平行延伸。因此平行沟槽区域(或者在一个沟槽情况下的沟槽)中心的径向角优选的是0。
现在参见图10，图10是沿着图2的剖面线10-10作出，它示出下面管段16的平滑曲线，该管段16具有与其相关的连续引出机构34，此处更详细示出该连续引出机构。如图所示，该机构34包括一个引出圆筒体52，在这种情况下，引出圆筒体52沿着弯曲管段16外表面的切线固定。离开圆筒体52的是悬浮体抽出管线54。设置在引出圆筒体52内的是一个柱塞阀62，该柱塞阀62达到两个目的。首先，它提供一种简单而可靠的冲洗机构用于引出圆筒体，如果该圆筒体总是弄脏聚合物的话。其次，它可以用作一种简单而可靠的截止阀用于整个连续引出组件。图10示出下面的管段16，该下面的管段16扩展到足以看到形成沟槽63的下面管道部分16中隆起部分的横断面65。另外示出的是沟槽63的壁与下面管道部分16底表面一般外形接合处的阴影线67。
图11详细示出用于使悬浮体沿着悬浮体的流路连续地运动的反应器循环泵装置。正如可以看到的那样，在这个实施例中，叶轮22处于管道稍微放大的部分，该稍微放大的部分用作循环反应剂的推进区。优选的是，操纵该系统以便在标称61cm(2英尺)直径的反应器中推进区的上游端和下游端之间，产生至少225kPa(18psi)，优选的是至少239kPa(20psi)，更优选的是至少253kPa(22psi)的压差，上述反应器具有总流路长度约为289m(约950英尺)，同时用异丁烷来制造主要是乙烯聚合物。高达446kPa(50psi)或更高的压差是可能的。这可以通过控制叶轮的旋转速度，减少叶轮和泵壳内壁之间的容隙，或是通过使用如该技术中已知的主动叶轮设计来做到。这种较高的压差也可以通过使用至少一个附加泵来产生。
另外，与采用沉降支管的系统相比，可以应用更不怕阻力的循环和/或更大直径的反应器。一般操纵该系统，以便产生一个至少0.07的压差，该压差以每单位反应器长度的压力损耗表示，对于标称61cm(24英寸)直径的反应器，一般每英尺反应器长度产生0.07-0.15英尺的压降。优选的是，对于61cm(24英寸)直径的反应器，这个每单位长度的压降是0.09-0.11。对于更大的直径，必须有更高的悬浮体速度和更高的每单位反应器长度的压降。压力的单位是ft/ft，二者抵消。这假定悬浮体的密度一般约为0.45-0.6g/cc。
现在参见图12，各上面的管段显示为直的水平管段14a，这些水平管段14a通过肘形弯头20连接到垂直管段上。垂直管段长度至少是水平管段长度的一倍，一般约为7-8倍。例如，垂直流路可以是57.7m-68.4m(190-225英尺)而水平(或一般是横向)管段流路长度是7.6m-9.1m(25-30英尺)。除了此处所示的4个和图1所示的8个回路之外，任何数目的回路都可以用，但一般使用4或6个回路。涉及的标称61cm(2英尺)直径意思是指约55.6cm(约21.9英寸)的内径。流动长度一般大于152m(500英尺)，一般大于274m(900英尺)，在约286m-410m(约940-1350英尺)情况下是十分令人满意的。
图13示出较长轴线水平设置的可供选择的方法。
在整个本说明书中，在涉及管段时，作为与“垂直”相对的术语“横向”打算一般包括连接垂直管段的上面或下面的直水平管段或者上面或下面的弯曲管段。
供如在闭合回路反应器中使反应剂循环用的工业泵常规由它们的制造厂家试验，并且避免成穴作用的必要压力方便而常规测定。
沟槽63可以看作是一个小的横向浓缩区，用于浓缩在一较大流动区如聚合作用反应器管道部分16或者概括地说一种转移管道中流动的悬浮体固体。在沉降支管中的简单横向流动或者静止状态情况下，有1g使较重固体与较轻液体分离的力。然而，当这类分离通常用静止系统进行时，快速流动的液流有很少时间让固体浓缩，并且必须克服湍流悬浮体。但通过将引出装置安放在一弯曲部分处或者靠近该弯曲部分，随着主区域降落和然后弯曲到一个一般是横向方向上，并且然后向上朝后弯曲，则由于向心力的结果，可以得到高达5g或更多的力。因此较快的流速增强，而不是限制分离。在0.94-0.95密度乙烯聚合物(聚合物密度用ASTMD 1505-68测量)情况下，在标称200F(93℃)温度下，异丁烷液体只具有约0.45g/cc的密度。这种差别，被可以产生的若干g力扩大，形成极好的固体浓缩。这个浓缩区一般从主流区开始弯曲的那点延伸并延伸到一个出口区，例如如图8a和8b中所示。这个区域从起点开始，很缓慢地成锥形到出口区域的那一点，或者如有一个以上的出口区域，如图8b中所示，则成锥形到第一出口区域，在该处达到它的最大深度。宽度也可以成锥形(在下游方向上变得更宽)，但一般宽度保持固定不变或基本上固定不变。可供选择地，该区域可以快速成锥形到它的最终深度，例如在它的宽度0.5-5倍的距离范围内。这个区域的长度可以高达象图8b中那样的是浓缩区半径的π倍到象图8a中那样的半径的0.5π倍。概括地说，长度可以是半径的0.01-1π倍。
这个浓缩区与整个反应器相比十分小，一般具有总容积为0.076-18.9升(0.02-5加仑)，优选的是1.9-3.78升(0.5-1加仑)。对反应区域容积而言，浓缩区容积将只占反应区容积的约0.00005-0.05％，优选的是占0.0001-0.025％。一般在悬浮体穿过反应区一次循环期间，只有约0.5-10，优选的是只有约1-2％的反应器循环体积通过连续引出区域抽出。
反应器的悬浮体流速一般是在37,800-151,200升/min，优选的是在94,500-132,300升/min(10,000-40,000，优选的是25,000-35,000加仑/分钟)范围内。用于使悬浮体一次完全通过反应区的平均时间，一般是在20-90秒，优选的是在30-60秒范围内。
现在回过头参见图1，使连续抽出的中间产品悬浮体经由管道36进入一个高压闪蒸室38中。管道36包括一个环绕的管道40，该管道40装有热的流体，该热的流体对闪蒸管线的管道36中的悬浮体材料提供间接加热。高压闪蒸室可以在100-1500psia(7-105kg/cm2)，优选的是在100-275psia(7-19kg/cm2)，更优选的是在125-200psia(8.8-14kg/cm2)范围内的压力下工作。高压闪蒸室可以在100-250°F(37.8-121℃)，优选的是在130-230°F(54.4-110℃)，更优选的是在150-210°F(65.6-98.9℃)范围内的温度下工作。较窄的范围特别适合于用1-己烯共聚用单体和异丁烷稀释剂的聚合作用，在较宽的范围情况下，一般适合于高级的1-烯烃共聚用单体类和烃类稀释剂。
低压闪蒸室可以在1-50psia(0.07-3.5kg/cm2)，优选的是在5-40psia(0.35-2.8kg/cm2)，更优选的是在15-20psia(1.1-1.4kg/cm2)范围内的压力下工作。低压闪蒸室区可以在100-250°F(37.8-121℃)，优选的是在130-230°F(54.4-110℃)，更优选的是在150-210°F(65.6-98.9℃)范围内的温度下工作。一般在低压闪蒸室区中的温度与高压闪蒸室区中的温度相同或者低1-20°F(0.6-11℃)，不过在更高温度下工作也是可能的。较窄的范围特别适合于用1-己烯共聚用单体和异丁烷稀释剂的聚合作用，在较宽范围情况下，一般适合于高级的1-烯烃共聚用单体类和烃类稀释剂。
汽化了的稀释剂通过管道42排出闪蒸室38，用于进一步处理，这些处理包括用再循环冷凝器50通过简单的热交换冷凝，并且在不必压缩情况下，通过再循环稀释剂管线30返回系统。再循环冷凝器50可以在该技术已知的任何条件下利用任何在该技术中已知的任何合适的热交换流体。然而优选的是使用一种能低成本提供温度的流体。这种流体的合适温度范围是4.4℃-54.4℃(40°F-130°F)。将聚合物微粒和进入的液体通过管线44从高压闪蒸室38中抽出用于用该技术中已知的工艺作进一步处理。优选的是将它们转到低压闪室蒸46，并在此后通过管线48作为聚合物产品回收。进入的液体(主要是稀释剂)闪蒸过热并穿过压缩机47转到管线42，因此形成联合的管线49。这种高压/低压闪蒸设计在Hanson和Sherk的美国专利US 4,424,341(1984.1.3)中概括地公开了，其公开内容此处作为参考文献一并参考。
因此，按照本发明的其中一个实施例，通向连续引出装置的槽形入口与高压/低压闪蒸系统相结合工作。连续引出不仅可供反应器中较高的固体浓度用，而且还能更好的操作高压闪蒸，因此能让大部分抽出的稀释剂闪蒸出来，并且在没有压缩作用情况下再循环。这是由于有许多因素。首先，由于流动是连续的而不是间断的，所以闪蒸管线加热器工作更好。另外，随后的压降更有效，因为这样连续流动得到更好的冷却。
按照本发明的另一个实施例，反应器流出物通过管线45直接转到低压闪蒸室46。当用两个闪蒸室工作时，关闭阀37并打开阀41，43和51。然而按照本发明这个可供选择的实施例，关闭阀41，43和51并打开阀37，或者根本没有高压闪蒸室。通向连续引出的槽形入口允许这样高的固体浓度，以致只用低压闪蒸并压缩存在的小量稀释剂是可行的。在这个单个闪蒸实施例中，由管道40所形成的闪蒸管线加热器可以取消，然而，如果希望的话，闪蒸管线加热器可以和单个闪蒸室(亦即，闪蒸室46)结合使用，上述单个闪蒸室可以在反应器压力下或者在低压区的典型压力下操作。
现在再参见图2，图2示出一个平滑弯曲的管道部分，该管道部分具有更详细示出的连续引出机构34。连续引出机构包括一个引出圆筒体52，一个悬浮体抽出管线54，一个备用的截止阀55，一个比例电动机阀58，以便调节流量和闪蒸管线60。反应器是使全部“液体”运转。由于溶解的单体，液体具有轻微的可压缩性，因此能用阀进行整个液体系统的压力控制。稀释剂输入一般保持固定不变，利用比例电动机阀58来控制连续抽出的速度，以保持在指定的固定点内的总反应器压力。
在整个这种应用中，没有考虑催化剂的重量，因为生产率(尤其是用二氧化硅载体上的氧化铬)极高。
本发明可以从穿过弧形物流动的任何悬浮体流中除去固体(此处固体比液体重)，例如就象在浓缩砂浆时那样。术语“弧形物”此处在其最广泛的意义上使用，以便包括不仅一个圆的弧，而且还包括任何“舌状”弯曲路线。
然而，本发明主要应用在利用稀释剂的回路反应器中的烯烃聚合作用，以便产生一种聚合物和稀释剂的产品悬浮体。合适的烯烃单体是每个分子具有高达8个碳原子的1-烯烃类，并且比4-位置更靠近双键处没有分支。本发明特别适合于乙烯的均聚作用和乙烯与高级1-烯烃如丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯或1-癸烯的共聚作用。特别优选的是乙烯和占乙烯与共聚用单体总重量0.01-20，优选的是0.01-5，最优选的是0.1-4重量百分数高级烯烃。可供选择地，可以用足够的共聚物单体，以便在聚合物中产生上述量的共聚用单体混合。
一些合适的稀释剂(与溶剂或单体相反)在该技术中是众所周知的，并且包括烃类，这些烃类在反应条件下是惰性的或至少基本上是惰性的，并且是液体。合适的烃类包括异丁烷、正丁烷、丙烷、正戊烷、异戊烷、季戊烷和正己烷，同时异丁烷是特别优选的。
合适的催化剂在该技术中是众所周知的。特别合适的催化剂是在如二氧化硅载体上的氧化铬，正如例如在Hogan和Banks的美国专利US 2,285,721(1958.3)中概括公开的，其公开内容此处作为参考文献一并参考。另一些合适的催化剂是有机金属化合物催化剂，其中包括在该技术中通称为“Ziegler”或“Ziegler-Natta”催化剂的那些。
尽管为了举例说明起见，已经详细说明了本发明，但不是看作用这些说明限制本发明，而是打算包括在本发明的精神和范围内的所有改变。
权利要求
1.一种回路反应器装置，其包括数个垂直的管段；数个上面的横向管段；数个下面的横向管段；其中，每个上述垂直管段都在其一个上端处连接到上述上面的横管段其中之一上，并在其一个下端处连接到上述下面的横管段其中之一上，因此限定了适合于输送流体悬浮体的连续流路，上述反应器基本上没有内部构造；用于将单体反应剂、聚合催化剂和稀释剂加入上述反应器中的部件；用于使上述悬浮体沿着上述流路连续地运动的部件；至少一个细长的空心附件，用于连续抽出产品悬浮体；和在上述管段至少其中之一中的沟槽部件，上述沟槽部件与上述至少一个细长的空心附件成流体连通。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于上述至少一个细长的空心附件固定到上述下面的横向管段其中之一的弯曲部分上，因此产生一个承载弯曲附件的下面管段。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于上述细长的空心附件以一个0°和90°之间的固定角固定到上述承载弯曲附件的下面管段上。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于上述固定角是0°。
5.如权利要求2所述的装置，其特征在于上述细长的空心附件在0°径向角和90°固定角下固定到上述承载弯曲附件的下面管段上。
6.如权利要求2所述的装置，其特征在于上述沟槽部件具有宽度、深度、半径r、和半径r，上述宽度在上述承载附件的下面管段直径0.04-0.25倍的范围内，深度在上述宽度0.5-1倍的范围内，半径r具有一在上述宽度0.01-0.25倍范围内的数值，而半径r具有一为0的数值。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于上述方位角在0°和+90°之间。
8.如权利要求2所述的装置，其特征在于上述至少一个附件是数个个附件。
9.如权利要求2所述的装置，另外包括一个细长的闪蒸管线，该闪蒸管线与上述至少一个细长的空心附件成流体连通，用于把产品悬浮体从上述附件转移到一个闪蒸装置。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于上述闪蒸管线具有一个与它有关的加热器；并且上述闪蒸管线与一个第一闪蒸区域流体连通，该第一闪蒸区具有一个过热出口和一个底部出口；及上述装置另外包括一个第二闪蒸区，上述第二闪蒸区与上述第一闪蒸区的底部出口成流体连通。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于上述闪蒸装置由单个闪蒸室组成。
12.一种包括管道的装置，该管道具有一引出装置，用于连续地排出在上述管道中流动的悬浮体其中的一部分，上述管道在其中一段中具有一个沟槽，该沟槽通向上述引出装置，并与该引出装置成敞开连通，及其中上述管段其中至少一部分呈弧形形状。
13.一种聚合方法，其包括在一回路反应区中，使液体稀释剂中的至少一种烯烃单体聚合，以便产生一种流体悬浮体，该流体悬浮体包括液体稀释剂和固体烯烃聚合物微粒；使上述悬浮体穿过弧形物循环并进入小的横向浓缩区，以便产生一种浓缩的悬浮体；从上述浓缩区的至少一个区域连续地抽出上述浓缩的悬浮体，包括抽出液体稀释剂和抽出上述聚合物微粒作为上述过程的中间产品。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于上述烯烃单体包括乙烯和己烯，上述己烯占乙烯和己烯总重量的0.01-5重量百分数；并且上述液体稀释剂是环己烷。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于上述反应区保持充满液体。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于上述反应区具有大于75,600升(20,000加仑)的容积，而上述浓缩区具有0.076-11.3升(0.02-3加仑)之间的容积。
17.如权利要求13所述的方法，其特征在于把上述过程的中间产品转到一单个闪蒸区，在该闪蒸区中上述稀释剂大部分汽化并因此与上述抽出固体微粒分离，将这样分离的稀释剂再循环。
18.如权利要求13所述的方法，其特征在于使上述过程的中间产品连续地通过一个加热区，在该加热区中将上述中间产品加热，以便产生热的中间产品，并在此后将热的中间产品受到高压闪蒸区中的压降作用，上述热的中间产品加热到这种程度，以致上述抽出的液体稀释剂中大部分汽化并因此与上述抽出的固体聚合物微粒分离，然后将这样分离的抽出液体稀释剂冷凝，用于在没有任何压缩作用情况下，通过热交换再循环。
19.如权利要求13所述的方法，其特征在于上述至少一个区域正好是一个区域。
20.如权利要求13所述的方法，其特征在于上述至少一个区域是多个区域。
全文摘要
用于管道内流动的悬浮体液流中提出浓缩悬浮体的装置,其特征在于管道出口区域中的一种沟槽,该出口适合于连续地提出悬浮体。在一个特定的实施例中,显示了一种烯烃聚合装置,其中单体,稀释剂和催化剂在连续管道回路反应器中循环,而产品悬浮体用一连续的产品引出装置回收。管道具有一个通向连续的产品引出装置的沟槽或凹槽。在一个实施例中,悬浮体在闪蒸管线加热器中加热并转到一个高压闪蒸室,在这里分离大部分稀释剂,及在此之后在没有压缩作用情况下,通过简单的热交换冷凝,并且此后进行再循环,从高压闪蒸室的底部转到低压闪蒸室,聚合物在该低压闪蒸室回收并将进入的液体闪蒸过热。在另一个实施例中,闪蒸管线进入单个闪蒸室。
文档编号C08F10/02GK1361794SQ00810387
公开日2002年7月31日 申请日期2000年7月12日 优先权日1999年7月15日
发明者罗伯特·R·麦克尔文, 约翰·D·斯图尔特, 雷蒙·G·休厄尔, 罗伯特·W·伯默尔, 凯西·T·柯林斯, 特德·辛姆巴鲁克 申请人:菲利浦石油公司