155848. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a polimerizációs folyamat szabályozására etilénpolimérek előállításánál nagy nyomáson
3 ségében bekövetkező szabálytalan változások kiiktathatók, a reakciófolyamatot az említett impulzusok szabályozzák és így a reaktor tartósan stabilan üzemeltethető. A nyomásesést — amelyet a továbbiakban „gerjesztésnek" nevezünk — célszerű minden percben, ill. minden 3—10 másodpercben előidézni. A fenti eljárásnak is számos hátránya van. Alacsony gerjesztési frekvenciáknál, pl. 100 másodpercenként bekövetkező impulzusokkal a gerjesztési szünetekben — amikor a reaktor normál nyomáson üzemel — káros hőmérsékletemellkedése'k következnek be és így a reaktorban bomlás és puffogás lép fel. Ha pedig a gerjesztési frekvenciát megnöveljük, akkor ugyian a káros elbomlás nem következik be, azonban a kompresszorok a túl gyakori nyomási ingadozások miatt erős mechanikai igénybevételnek vannak kitéve. Emellett a kitermelés nem optimális, mivel a gerjesztés utáni nyomáseséstől, a reaktor térfogatától és a kompresszor teljesítményétől függően minden egyes gerjesztés után meghatározott idő telik el, míg a reakciórendszer nyomása ismét a kívánt munkianyomásra emelhető. Túl magas gerjesztési frekvenciáknál tehát viszonylag hosszú időtartamon keresztül a reakciórendszer nem optimális körülmények között üzemel. Az 1 396 308 számú francia szabadalmi leírásból ismeretessé vált, hogy a reaktorban bekövetkező hőmérsékletváltozás a reaktor mindenkori állapotától függ. A reaktor állapota megváltozik akkor, ha a reaktor falán polimerizátuim rakódik le, ezáltal a reaktor bizonyos mértékben eltömődik. A reaktor eltömődése a reaktor köpenyben levő hűtőközeg és a reaktorban levő reakciókeverék közötti hőcserét befolyásolja és így a reakció hőmérsékleti értéke megváltozik. Ebből a tényből adódik a szabadalomban leírt szabályozásmód, amely az integrált hőmérsékletfüggvény figyelembevételén alapszik. A felsorolt eljárások hátránya a következő: Ha a reakciórendszer állapotjellemzőjeként a reaktor eltömődési mértékét, vagyis az ennék megfelelő belépő nyomást választják, akikor a reaktorban erős helyi túlhevülésak és ezáltal elpuffogás és gázfejlődés következhet be anélkül, hogy a belépő nyomás mértéke megváltozna, vagyis ez a szabályozási technika nem alkalmas a fellépő hibák kiküszöbölésére. Ha pedig a reaktor eltömődési mértékeként az integrált hőmérséklet-függvényt választják, akkor a gerjesztési szünetekben bekövetkező kiugró hőmérsékletemelkedések itt sem befolyásolják a szabályozómechanizmust, mivel a szabályzás az utolsó és ezt megelőző gerjesztési időközben történik. Így ennél a módszernél is bekövetkezhet elpuffogás és gázfejlődés a reaktorban. A beállított értékektől lefelé vagy felfelé történő, rövid ideig tartó erős hőmérsékletingadozások — amelyek az instabil reakciórendszerékre jellemzők — az integrált hőmérséklet-függvény következtében a szabályozási technikára nem gyakorolnak kellő befolyást 4 ahhoz, hogy a gerjesztési szünetek időtartama megváltozzon, jóllehet ez vezetne éppen eredményre. A találmány célja a fentemlített hátrányok 5 kiküszöbölése. A találmány feladata abban foglalható öszsze, hogy a gyökösen iniciált nagynyomásokon és emelt hőmérsékleten csőreaktorban végzett etilénpolimerizációs eljárás olyan irányban fejlü lessze tovább, mely szerint teljesen stabilis reakcióvezetés és ezáltal optimális kitermelés legyen elérhető. A kitűzött feladat megoldására célzó kísérleteink során azt találtuk, hogy etilénpolimerek 15 vagy etilénnel kopolimerizálható vegyületeket tartalmazó etilénkopolimerek 500 at feletti nyomáson, 50—400 C° közötti hőmérséklettartományban, az említett hőmérsékleti értékeken gyökképző iniciátorok jelenlétében és adott 20 esetben koreagensek beadagolásával csőreaktorokban végzett polimerizációs eljárás szabályozhatóvá válik, ha a csőreaktor mentén tetszés szerinti mennyiségű termoelemet helyezünk el, .a polimerizációt a reaktornyomás 25 5—25%^ának megíelelő impulzusszerű nyomásesés mellett végezzük, a találmány szerint a csőreaktor mentén elhelyezett termoelemeket pedig előre meghatározott, a normál reakciólefutásnak megfelelő hőmérsékleti értékre ál-SG Htjuk be, és ha a mért hőmérsékleti értékek a megszabott hőmérsékleti értéktől 5—30 C°, célszerűen 5—10 C°-kal eltérnek, akikor nyomásesést foganatosítunk. A termoelemek megszabott hőmérsékleti ér-S5 tékei olyan stacioner hőmérsékletprofilnak feleljenek meg, amely polimer lerakódásoktól mentes tiszta reaktor falai mentén kialakul. A találmány szerinti eljárás előnyös kiviteli módja szerint a nyomáscsökkentő szabályzóját 40 csak 20—60 másodperccel, előnyösen 30—40 másodperccel az előző nyomásesés után visszaálló üzemi nyomás elérése után kapcsoljuk össze ismét a termoelemmel, mivel a nyomásesést követő ilyen rövid időtartamon belül a 45 tapasztalatok szerint a reakciókeverék instabil állapotával, amely automatikusan nem szabályozható, nem kell számolni. A szabályozás megoldható o7 y módon, hogy a reaktor mentén elhelyezett összes tenmo-50 elem a megszabott, megengedett hőmérsékleti eltérésnél, vagyis a hőmérsékleti határértékek mind felfelé, mind lefelé történő túllépése esetén a szabályzóra hatást fejt ki. ETőnyösebb azonban az a megoldás, ha a fűtőzónában levő 55 termoelemek csak a hőmérsékleti határértékek . alá történő süllyedésnél, a hűtőzónában elhelyezett termoeleímek pedig a megengedett hőmérsékleti határértékek túllépésénél váltanak ki nyomásesést, mivel a reaktorban fellépő 60 ilyen mértékű eltérések már arra utalnák, hogy a hőátadás gyenge és ezzel a reaktor falain nem kívánt nagy polimerlerakódások történhetnek. A találmány szerinti eljárás előnye az is-65 mertékkel szemben abban foglalható össze, 2
