174632. lajstromszámú szabadalom • Eljárás monomerek folytonos üzemű gőzfázisú polimerizálására és kopolimerizálására valamint fekvő elrendezésű polimerizáló reaktor
3 174632 4 amelyek az energia fogyasztásban, nyersanyagokban és beruházási költségekben elérhető megtakarítások révén jelentős gazdasági előnyöket nyújtanak. A 2,502,953 lajstromszámú USA szabadalmi leírásban (Jahnig) bukógátas, lefelé irányuló elrendezésű készüléket ismertetnek fluidizált szilárd részecskék érintkeztetésére gázáramokkal abból a célból, hogy a szilárd anyagokból az illó anyagokat eltávolítsák illetve kihajtsák. A 2,936,303 lajstromszámú amerikai szabadalom (Goins) szerint etilént, propilént vagy ezek elegyeit ellenáramban, fluidizált ágyban, inert hígító gáz jelenlétében polimerizálják. Az itt leírt eljárásnál a szilárd halmazállapotú katalizátor lefelé halad a reaktorban, és a polimerizálni kívánt monomert, például etilént, a hígító gázzal keverve, ellenáramban vezetik át egy sor, függőlegesen fluidizált ágyú reakciószakaszon. Ennél az eljárásnál a különböző reakciószakaszok egymástól függetlenül azáltal szabályozhatók, hogy az utolsó reakciószakaszból elvett véggázt lehűtik és annak egyes részeit visszavezetik az egyes reakciószakaszokba. Minthogy azonban hígítógázt és fluidizált ágyat alkalmaznak, a termelt polimer súlyegységére vonatkoztatva nagymennyiségű gázt kell a reaktoron átvezetni. A 3,023,203 lajstromszámú amerikai szabadalomban (Dye) olefinek szuszpendált, gázfázisú polimerizációját írják le, három koncentrikusan és egymás fölött elhelyezett, függőleges elrendezésű szakaszokkal ellátott reaktorban, a belépő gázban szuszpendált, finoman aprított katalizátor adagolással és gázhűtéses hőmérsékletszabályozással. Az eljárásban a polimert a nyomás leejtése nélkül távolítják el. A 3,254,070 lajstromszámú amerikai szabadalomban (Roelen) módszert ismertetnek etilén gázfázisú polimerizálására hagyományos hűtés alkalmazásával, ahol a reakciótermékek és a szüárd vagy cseppfolyós katalizátorok keverékét állandóan mechanikusan osztják fel. Ez a szabadalom kiegészítőleg arról is kitanít, hogy a reagáló anyag keverő hatása egy sor, egymástól eltérő polimerizációs viszonyokat jelentő fokozaton vezethető át. Az e szabadalomban ismertetett kiegészítő módszer szerint az első néhány fokozatban cseppfolyós fázisú polimerizációt alkalmazhatunk, amelyet gőzfázisú polimerizációval fejezhetünk be. A különböző reaktorokban eltérő polimerizációs hőmérsékletek alkalmazhatók. A 3,256,263 lajstromszámú amerikai szabadalomban (Wisseroth és munkatársai) módszert írnak le olefinek keverős, álló elrendezésű, fluidizált ágyas reaktorban végrehajtott gázfázisú polimerizálása közben keletkezett hő elvezetésére, és a termelt polimer termék erőteljes mozgásának előidézésére, amit mechanikus keverés alkalmazásával és azzal érnek el, hogy a polimerizálandó monomert mozgó gáz- vagy folyadéksugarak alakjában végrehajtott expanziós hűtés után közvedenül vezetik be. A 3,300,457 lajstromszámú amerikai szabadalom (Schmid és munkatársai) szerint monoolefinek, különösen az etilén és a propilén polimerizálását fluidizált ágyban, keverős, álló elrendezésű reaktorban valósítják meg. A katalizátorokat és a polimert a reaktorban a keverés mozgatja a monoolefin áramlásának irányában, míg a hőt a készülék falának hűtésével, hővezetés útján, a gázáram felhasználásával, vagy pedig a cseppfolyósított monoolefin bevezetésével vonják el. A 3,469,948 lajstromszámú amerikai szabadalomban (Anderson és munkatársai) a polimerizálható olefint tartalmazó tisztító-hajtógázokkal dolgozó fekvő elrendezésű, lapátos típusú polimerizáló reaktort írnak le. E szabadnom kitanításának lényege a hosszirányú lapátok alkalmazása, amelyek olyan alakúak, hogy azok a gőzfázisú polimerizációból keletkező szüárd halmazállapotú polimert előre mozgassák. A 3,652,527 lajstromszámú amerikai szabadalom (Trieschmann és munkatársai) eljárást ismertet propüén gázfázisú polimerizálására kevertágyas, álló elrendezésű reaktorban, a reakció elpárologtatásos hűtésével. E szabadalom kitanítása szerint lényeges, hogy a katalizátor kombináció egyik alkotóját közvetlenül a polimerizációban keletkezett szüárd polimerből álló ágyon kell elhelyezni, míg a második katalizátor alkotót az ágy fölött, a gázfázisba kell bevezetni. Végül, az 1,354,020 lajstromszámú brit szabadalomban (Badische) gőzfázisú olefin polimerizáló eljárást ismertetnek, amelyben a polimerizáció során fejlődött hőt a polimerizáló szakaszba, térbe gáz- vagy cseppfolyós állapotban bevezetett monomer és hőátvivő anyagok segítségével vonják el. E szabadalom kitanításai között azonban nem szerepel több, különböző polimerizációs hőmérséklet alkalmazása az álló elrendezésű, keveréses, fluidizált ágyas reaktorban és nehéz megérteni, hogyan volna lehetséges üyen egyedi szabályozást a berendezésben megvalósítani. Az alábbiakban röviden ismertetjük a leírásunkhoz csatolt ábrákat. Az 1. sz. ábra a találmány szerinti reaktor egyik kiviteli alakjának oldalnézetét mutatja be. A 2. sz. ábra ugyanezen reaktort szemlélteti az 1. sz. ábra 2-2 vonala mentén, keresztmetszetben. A 3. sz. ábra az 1. sz. ábrán bemutatott reaktornak az 1. sz. ábra 3—3 vonala mentén felvett keresztmetszete. A 4.SZ. ábra a találmány szerinti, lényegében izobár eljárás egy foganatosítási módjának folyamatvázlatát mutatja be, amelyben a találmány szerinti reaktort lényegében teljes reaktor véggáz visszavezetéssel alkalmazzuk. A találmány tárgya tehát új, fekvő elrendezésű reaktor és eljárás polimerizálható monomerek lényegében izobár, gőzfázisú polimerizálására, lényegében teljes reaktor-véggáz visszavezetéssel és hirtelenhűtéses, kevertágyas üzemmel. Mindkettő különösen alkalmas olyan polimerizációs katalizátorok használata esetén, amelyek polimerizációs hatásfoka, hozama elegendően nagy ahhoz, hogy szükségtelenné váljék a katalizátor maradványok eltávolítása a polimer termékből a polimer kikészítő folyamatában. Általában úgy járunk el, hogy a reaktor két vagy több polimerizáló rekeszébe szabályozott módon vezetjük be a katalizátor összetevőket és a hirtelenhűtő folyadékot, mégpedig közvetlenül arra és abba a keletkezett polimerből áló kevert, szubfluidizált ágyra illetve ágyba, amelyben és amely fölött a monomer polimerizálódása és a polimer keletkezése a gőzfázisból végbe megy. A szilárd halmazállapotú polimert a rendesen a reaktor egyik végén elhelyezett elvételi gáton át folyamatosan vezetjük el a szedő vagy elvevő edénybe. A reaktorba a monomer vagy a monomerelegy és - kívánt esetben - a hidrogén főtömegében vagy egészében a polimer ágy alatt, míg a hirtelenhűtő folyadék az ' 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
