203490. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a fluidizált ágy hőmérsékletének szabályozására folyamatos fluidizált ágyas polimer előállítási eljárásnál
1 HU 203 490 B 2 ül. Dién típusú (konjugált vagy nemkonjugált) monomerek: butadién, l,4-hexadién,izoprén,etilidén-norbemén. IV. Acetilén típusú monomerek: acetilén, helyettesített acetilén, például metil-acetilén. V. Aldehid típusú monomerek: formaldehid. Az említett monomerek fluidizált ágyas polimerizációjánál alkalmazható katalizátorok a fenti számozásnak megfelelően általában a következők: l. Koordinált anionos katalizátorok. II. Etilén-kopolimerek esetén kationos katalizátor, egyéb esetben szabadgyökős katalizátorok. m. Szabadgyökős vagy koordinált anionos katalizátorok. IV. Koordinált anionos katalizátorok. V. Anionos katalizátorok. Bár találmányunkat nem korlátozzuk semmilyen speciális polimerizációs reakcióra, az eljárás műveleti lépéseit az olefin típusú monomerek polimerizációjánál mutatjuk be, melyeknél a találmány szerinti eljárás különösen előnyös. Gyanták, különösen monomerekből előállított polimerek előállítására alkalmazott ismert fluidizált ágyas eljárásokban az egy vagy több monomert tartalmazó gázáramot a reakciónak megfelelő körülmények között katalizátor jelenlétéban folyamatosan vezetik át a fluidizált ágyas reaktoron. A reagálatlan monomereket tartalmazó gázáramot folyamatosan távolítják el a reaktorból, komprimálják, lehűtik és visszavezetik a reaktorba. A terméket a reaktorból vezetik el. A visszavezetésre kerülő áramba további monomert adagolnak. A polimeiképzési reakció exoterm, ezért a gázáram hőmérsékletét a reaktoron belül nemcsak a gyanta és a katalizátor bomlási hőmérsékleténél alacsonyabb hőmérsékleten, hanem a polimerizációs reakcióban előállított gyanta olvadáspontjánál, illetve összetapadási pontjánál is alacsonyabb hőmérsékleten kell tartani. Ez azért szükséges, hogy megakadályozzuk a reaktor eltömődését, ami a polimercsomók gyors növekedésének a következménye, melyek nem távolíthatók el folyamatosan a reaktorból. A fluidizált ágyas reaktorban meghatározott idő alatt előállított meghatározott méretű polimerek mennyisége függ a fluidizált ágyból elvezetett hőmennyiségtől. A találmányunk szerint a visszavezetett gázáramot annak harmatpontja alá hűtjük, így olyan kétfázisú gáz/folyadék elegyet kapunk, amelynél a gázfázis legalább a fluidizált ágyas reaktorba való belépéstől az elpárologtatásig vagy a fluidizált ágyon való áthaladásig magával viszi a folyadékfázist A találmányunk szerint a tér/idő kitermelésben elért növekedés csak kicsit vagy egyáltalán nem változtatja meg a kapott tennék tulajdonságát és minőségét. A találmányunk szerinti eljárás folyamatos és nem lépnek fel az eljárás során a szokásos nehézségek. Bizonyos esetekben célszerű lehet, hogy növeljük a visszavezetett gázáram harmatpontját és így tovább növeljük a hőelvezetést. A visszavezetett gáz harmatpontját a következők szerint növelhetjük: (1) a reakciórendszer nyomásának növelésével; (2) a visszavezetett áramban a kondenzálásra kerülő folyadék koncentrációjának a növelésével: és/vagy (3) a visszavezetett gázáramban a nemkondenzálható gázok koncentrációjának a csökkentésével. A találmányunk szerinti eljárás egyik módjánál a visszavezetett gázáram haimatpontját úgy növeljük meg, hogy a visszavezetett rendszerhez a katalizátorral, a reakciópartnerekkel és a végtermékkel szemben inert kondenzálható folyadékot adunk. Ezt a folyadékot bevezethetjük a visszavezetett gázáramban vagy a reaktor egyéb részein keresztül. Ily módon alkalmazható folyadékok például a szénhidrogének, így a butánok, a pentánok és a hexánok. Azt a hőmérsékletet, amelyre a visszavezetett gázáram a harmatpontja alá lehűthető, elsődlegesen az határozza meg, hogy ezen a hőmérsékleten a folyadékfázist a kétfázisú folyékony elegy magával kell vigye, illetve a folyadékfázis abban szuszpendált állapotban kell legyen mindaddig, míg elpárologtatásra kerül. A felfelé mozgó folyékony áram sebessége ugyanakkor csak olyan lehet, hogy a fluidizált ágy szuszpendált állapotban maradjon. Míg a visszavezetésre kerülő kétfázisú áram folyadéktartalma egészen magas lehet, a gázfázisban lévő kondenzált folyadék tömege legfeljebb 20 tömeg%, előnyösen legfeljebb mintegy 10 tömeg% lehet, feltéve, hogy a visszavezetésre kerülő kétfázisú áram sebessége elég nagy ahhoz, hogy a folyadék a gázban szuszpenzió alakjában maradjon és biztosítsa a reaktorban a fluidizált ágyat. A visszavezetésre kerülő kétfázisú áramot a fluidizált ágy (polimerizációs zóna) alatt vezetjük vissza, hogy állandó felfelé mozgó gázáramot biztosítsunk és az ágyat szuszpendált állapotban tartsuk. A folyadékot magával vivő visszavezetett áramot a reaktor alsó részén, előnyösen a legalján vezetjük be, hogy a fluidizált ágy irányában felfelé mozgó, állandó folyadékáramot biztosítsunk. Kisebb gázsebességű részek kialakulása céljából terelőlemezt építhetünk be a visszavezetett gáz belépési pontjának közelében és így elérhetjük, hogy a felfelé haladó áram a szilárd és folyékony anyagokat magával vigye. Bár különösebb előnyt nem jelent, a visszavezetett áramot két vagy több kisebb áramra oszthatjuk, amelyek közül egyet vagy többet közvetlenül a polimerizációs zónába vezetünk be, feltéve, hogy a gáz sebessége az ágy alatt és azon keresztül olyan, hogy az szuszpendált állapotban marad. Általában a gázáram összetételét állandó értéken tartjuk és az átvezetést úgy végezzük, hogy ne legyen holt hely az ágyban, ahol eltávolíthatatlan szilárd anyag képződik. Úgy is előállíthatunk kétfázisú rendszert a reaktorban, hogy a gázt és a folyadékot két külön helyen injektáljuk be úgy, hogy kétfázisú rendszer keletkezzen. Ennek, figyelembe véve a gáz- és a folyadékfázis elválasztásának költségeit, kis jelentősége van. Ilyen módon célszerűen monomert adagolunk a reaktorba. Találmányunk szerint a visszavezetett áramba is- beinjektálhatjuk a folyadék- vagy gázhalmazállapoté monomert x; 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
