155848. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a polimerizációs folyamat szabályozására etilénpolimérek előállításánál nagy nyomáson
155848 5 6 hogy a szabályzómechanizmus csak akkor befolyásolja a polimerizációs folyamatot, vagyis akkor vált ki nyotnásesést, ha a termoelemek a reaktor fal'ain nagyobb polimerlerakódást jeleznek. Ezáltal optimális kitermelés valósítható meg, mivel a polimerizáció megszakítása minimális, és egyben feltétlenül szükséges mértékre van korlátozva. Ezenkívül a reaktor hőmérsékletvezetése megjavítható, mivel a találmány szerinti eljárásnál minden egyes a megszabott hatáértékefctől eltérő, meg nem engedett helyi ingadozás nyomásesést vált ki, így a reaktor falain történő lerakódások kiküszöbölhetők és a stacioner hőmérsékletprofil gyorsan visszaáll. Ennek előnyös következménye az, hogy egyenletesebb, tehát jobb minőségű polimerek nyerhetők, a reaktorban pedig az elbomlás és gázfejlődés hatékonyan gátolva van. A találmány szerinti eljárást az alábbi kiviteli példák közelebbről szemléltetik. A csatolt ábrák közül az 1. ábrán nagynyomású polietiléngyártó berendezés polimerizációs része van vázlatosan feltüntetve. A 2. ábra a reaktor stacioner hőmérsékletprofilja, amely a megszabott hőmérsékleti értékeket ábrázolja. A 3. ábra a szabályzóval kapcsolt termoelemek hőmérsékletfüggését és a szabályzószerkezet által befolyásolt reaktornyomásfüggést az idő függvényében mutatja. Az 1. ábrán vázolt kísérleti berendezés 300 m hosszú és 20 mm belső átmérőjű 1 reaktor, amelyet 100 m hosszú 2 fűtőköpeny és 200 m hosszú 3 hűtőköpeny vesz körül. Az etilént 4 magasnyomású kompresszorral 1500 at-ra komprimáljuk. A komprimált kiinduilóanyagai az 5 visszacsapószelepen és 6 adagolószivatytyún beadagolt iniciátorral az 1 reaktorba vertjük. Az 1 reaktorban a 2 fűtőköpennyel való felfűtés után a reafcciákeverék hőmérséklete a reakciáhőmérsékletre emelkedik és a reakció megindulása után a reakcióhő egy részét a 3 hűtőköpenynek leadja és a reakciókeveréket a hűtőköpeny egészen a reaktor túlsó végéig hűti. A reaktorból távozó keveréket 7 szabályzószelepen keresztül a 8 elválasztóban nyomásmentesítjük és a polimert az át nem alakult etiléntől elválasztjuk. A reaktor mentén hat db termoélem van elhelyezve éspedig a 2 fűtőzónában a 9 és 10 termoelemek, míg a 3 hűtőzónában a 11—14 termoelemek. A termoelemek egymástól való távolsága mindenkor 50 m. A reaktor szabályozását a 15 szabályzó végzi, amely a 16 nyomásmérővel, a 9—13 termoelemekkel és a 7 szabályzószeleppel van összekapcsolva. A találmány szerinti kísérlethez szükséges előre megadott hőmérsékleti értékeket először polimerizációs kísérletben állapítjuk meg, amelyet az 1 tiszta reaktorban végzünk. E kísérletnél óránként 1800 kg 75 C° hőmérsékletű etilént, 10 kg parafinolajban oldott 0,4 kg tercier butilperbenzoátot 1500 at nyomáson folyamatosan az 1 reaktorcsőbe vezetünk. A 15 szabályzót, amely a 15 nyomásmérőszelencével és 7 szabályzószeleppel van összekapcsolva, kizárólag az 1500 at reakciónyomás fenntartására használjuk. A 2 fűtőköpenybe óránként 50 nx'5 210 Cc (T HM ) hőmérsékletű vizet ellenáramban, a 3 hűtőköpenyben óránként 60 m:! 170 C° (T K M ) hőmérsékletű vizet keringhetünk. A reakció a 10 és 11 termoelem között, kb. 100 méteres reaktorhossznál és 160—170 C° hőmérsékleten indul be,- a 12 termoelemnél 175 méteres reaktorhossználl 200 C° maximális hőmérsékletet ér el, majd a reakciókeverék hőmérséklete ismét csökken és a reaktor végén 14 termoelemnél 210 C° hőmérsékletre sülylyed. A megszabott értékeket ábrázoló hőmérsékletprofil hosszabb időn keresztül a megadott módon nem tartható fenn, hanem a hőmérsékleti határértékek beállításához a szabályzó mechanizmus működtetése szükséges. Az előbbi kísérletben nyert stacioner hőmérsékletprofilt a 2. ábrán vázoljuk. A szabályzómechanizmus működtetése nélkül megállapítható az, hogy a poliimerizácics folyamat zavarai, ezáltal a reaktor eltömődése a reaktor fűtőzónájában — ahol a reakciókeveréket a reakcióhőmérsékletre hevítik — lefelé történő hőmérsékleteltérésekből, míg a reakcióhő felszabadulása és részleges elvezetésére használt reaktorhűtőzónában felfelé történő hőmérsékletei térésekből adódnak. A 2. ábra szerinti stacioner hőmérsékletprofil szerint a 15 szabályzón a következő hőmérséklet-határértékeket állítjuk be: T9 N = 95 C", TU ,N=125 C°, T U H=188 C°, T 12 H = 266 C\ Tj3 H = 248 C° és T M H = 222 C°. Ezek a hőmérsékleti értékek a 3. ábrán mint megengedett hőmérsékleti határértékék vannak feltüntetve. A találmány szerinti kísérletnél óránként 1800 kg 75 C° hőmérsékletű etilént 10 kg paraffinolajban oldott 0,4 kg tercier-butilperbenzoáttal adagolunk. A 2 fűtőköpenyben 210 C° hőmérsékletű 60 m3 /h fűtővizet, míg a 3 hűtőzónában 170 C° hőmérsékletű, 60 m3 /!h hűtővizet keringtetünk. A 16 nyomásmérőszelencével összekapcsolt 15 szabályzó a nyomásesés közötti gerjesztési szünetekben 1500 at nyomást tart fenn. A 15 szabályzó nyomásesést szabályzó szerkezetét úgy állítjuk be, hogy ez az észlelt hőmérsékleti határértékek túllépése vagy csökkenése esetén a 7 szabályzószelep megnyitásával a reaktornyoimást 1250 at-ra csökkent. A 7 szabályozószelepet a gerjesztés után a 15 szabályzóval ismét oly mértékben zárjuk, hogy a reaktor üzemnyomása ismét 1500 at értéket elérje. A T9N és T 10 N értékek csökkenésénél, valamint a TnH — Tj/,H értékek túllépésénél így 1250 C°-r,a való nyomásesés következik be. A szabályzót ezt követően úgy állítjuk be, hogy a nyomásesés után csak 30 másodperc múlva — .miután a reaktor üzemnyomása ismét 1500 at értéket elérte — kapcsolja össze a termoelemeket ismét a szabályzóval és így csak a határértékek csökkenésével, ill. túllépésénél következik be ismét nyomásesés. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
