183315. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés polimerizáló reaktorból történő hőelvonására.
1 183 315 2 pedig olyan elrendezést mutat, melyben a mosóberendezést magában foglaló függőleges típusú hűtő van közvetlenül a polimerizáló reaktorra szerelve. A 2.A—2.C rajzok mindegyike olyan kiviteli alakot ábrázol, amelynél mosófolyadékként a polimerizációs reaktorba táplált oldószert használjuk. A 2.A rajz azt a változatot szemlélteti, melynél egy függőleges típusú visszafolyató hűtő van kombinálva egy különálló mosóberendezéssel, a 2.B rajz azt, melynél vízszintes típusú visszafolyató hűtő van kombinálva különálló mosóberendezéssel, a 2.C rajz pedig azt, melynél függőleges típusú visszafolyató hűtő van kombinálva egy, közvetlenül a polimerizáló reaktorra szerelt mosóberendezéssel. Megjegyezzük, hogy a találmányt a fenti változatok nem korlátozzák. A találmányt az alábbiakban a 3. és 4. rajzok kapcsán részletesebben írjuk le. A 3. rajz a polimerizáló reaktor egész hőelvonási rendszerének folyamatábrája, a 4. rajz pedig a 3. rajzon 3-mal jelzett mosóberendezést magában foglaló (l.D rajznak megfelelő) függőleges csőköteges visszafolyató hűtő metszete látható. Az 1 polimerizáló reaktorban egy 2—8 szénatomos telítetlen szénhidrogén monomer, egy 3—8 szénatomos iners szénhidrogén vagy cseppfolyósított monomer, mint oldószer, egy olefin polimerizációs katalizátor, és molekulasúly szabályozóként hidrogén van jelen. 2—8 szénatomos telítetlen szénhidrogén monomerként alkalmas etilén, propilén, n-butén-1, n-pentén-1, n-hexén-1,4-metilpentén-1, n-oktén-1 és hasonlók. A monomerek egymagukban vagy egymással képezett elegyük alakjában használhatók. Oldószerként alkalmasak a 3—8 szénatomos iners szénhidrogének, mint propán, n-bután, izobután, izobutilén, n-hexán, n-heptán, xilol és hasonlók. Ezen túlmenően abban az esetben, ha az etiléntől eltérő polimerizálandó telítetlen szénhidrogén a polimerizáló reaktorban folyadék alakban van jelen, akkor az etiléntől eltérő monomer is használható oldószerként. Olefin polimerizáló katalizátorként használhatók az olyan katalizátorok, amelyek egy átmeneti fémvegyületet, mint halogénezett titánvegyületet (pl. titántetrakloridot, titántetrabromidot, titántrikloridot, titántribromidot stb.), valamely halogénezett vanádiumvegyületet (pl. vanadilkloridot, vanádium tetrakloridot stb.), krómoxidot vagy hasonlót, és valamely a periódusos rendszer la, Ha vagy Illa csoportjába tartozó fém fémorganikus vegyületet (pl. dietilalumínium-kloridot, trietilalumíniumot stb.), valamely magnéziumorganikus vegyületet (pl. dietilmagnéziumot) vagy hasonlót tartalmaznak. A molekulasúly-szabályozó hidrogén nem kell szükségszerűen mindig jelen legyen. A polimerizáció előrehaladtával polimerizációhő képződik, amely az oldószer és/vagy monomer párolgását idézi elő. A polimerizáló reaktor gázfázisa az oldószergőz mellett monomert és hidrogént tartalmaz. A gázfázisból elvont gázelegyet kondenzáltatás céljából a 4 csővezetéken át a mosóberendezést magában foglaló 3 visszafolyató hűtőbe vezetjük. Ebben az időpontban a gázelegy aktív katalizátor részecskéket és polimer részecskéket tartalmaz. Amikor a gázelegy a mosóberendezést magában foglaló 3 visszafolyató hűtőbe lép, akkor először ellenáramban a 12 hűtő hőcserélő cső felületén kondenzált folyadékkal érintkezik a 13 (tálcás) mosóberendezésben. Az ellenáramú érintkeztetés kimossa a gázelegyből a benne foglalt aktív katalizátor és polimer részecskéket. Ezután a gázelegy a 12 hőcserélő cső felületével érintkezik, ahol olyan mennyiség kondenzál belőle, ami megfelel a polimerizáló reaktorból elvonandó hőmennyiségnek. A kondenzált folyadék a 13 mosóberendezésbe csurog, ahol — mint ezt a fentiekben leírtuk — ellenáramban érintkezik a polimerizáló reaktorból kilépő gázeleggyel, majd a 8 csővezetéken át az 1 polimerizáló reaktorba jut és magával viszi az aktív katalizátor és polimer részecskéket. A 12 hőcserélő cső felületén nem kondenzált monomert és hidrogént tartalmazó gázelegyet a 6 csővezeléken keresztül vezetjük el és a 15 kompresszor segítségével az 1 polimerizáló reaktor folyadékfázisába cirkuláltatjuk vissza. Mint ez a szakemberek előtt jól ismert, az elvont hő mennyiségét a visszafolyató hűtő kondenzmennyiségének beállításával szabályozzuk. A kondenzálandó folyadékmennyiség azzal a vízmennyiséggel szabályozható, melyet a 10 csővezetéken át a hűtő 12 hőcserélő csövének belsejébe juttatunk. A hűtővíz mennyiségét a 11 szabályozó szeleppel állítjuk be. Az elvont hőmennyiség közelítően az 1 polimerizáló reaktorban végbemenő polimerizáció polimerizációhőjének felel meg. Ily módon a hő elvonását a hűtővíz mennyiségének szabályozásával hajtjuk végre úgy, hogy az 1 polimerizáló reaktor hőmérsékletét állandó értéken tartjuk. Noha a fenti, részletes leírás függőleges típusú olyan csőköteges visszafolyató hűtő alkalmazására vonatkozik, amely a mosóberendezést is magában foglalja, a találmányt ez az elrendezési változat nem korlátozza. Az 1. és 2. rajzok által szemléltetett konstrukciós változatok is könnyen alkalmazhatók a találmány keretén belül. A találmányt nagyobb részletességgel az alábbi példa és összehasonlító példa írja le. Példa Polimerizációt végeztünk a 3. rajzon bemutatott folyamatábra szerint. A polimerizációhő elvonását a 4. rajzon szemléltetett berendezéssel hajtottuk végre. A polimerizáló reaktor 30m3-es, keverővei ellátott reaktor volt. Visszafolyató hűtőként függőleges típusú U-csőköteges, 40 m3 hőcserélő felületű hűtőt használtunk. A mosóberendezés 1 lépcsős turbórács tálcás „down comer”-el ellátott mosó volt, ez utóbbi a visszafolyató bűtő alsó részében volt elrendezve. A monomer és az oldószer propilén volt. Polimerizáló katalizátorként titántrikloridot és dietilalumíniumkloridot használtunk (a betáplált mennyiség 150 g/óra, ill. 1000 g/óra volt). Molekulasúly szabályozóként hidrogént alkalmaztunk. A polimerizáló reaktor hőmérséklete 70 °C volt. A polimerizáló reaktor nyomása 31 kg/cm2 volt. A műveletet 8 hónapon át a fenti körülmények között folytattuk. Ilyen körülmények között a reaktorból 2350 kg/óra átlagos sebességgel ürítettük a termelt polimeriszapot. Az iszap 1250 kg/óra átlagos mennyiségű szilárd polimerből és 1100 kg/óra átlagos mennyiségű ataktikus polimert és oldott katalizátort tartalmazó folyékony propilénből állt. A visszafolyató hűtővel elvont hőmennyiség körülbelül 40 000 Kcal/óra volt. 8 hónapi üzem után a visszafolyató hűtőt leszereltük és megvizsgáltuk. Az ellenőrzés azt mutatta, hogy csak-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
