203490. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a fluidizált ágy hőmérsékletének szabályozására folyamatos fluidizált ágyas polimer előállítási eljárásnál
1 HU 203 490 B 2 landó ágyhőmérsékletet tudunk biztosítani. Felszerelhetjük a hőmérsékletváltozás ellenőrzésére szolgáló műszerekkel is a fluidizált ágyat és a visszavezetett áramot hőtő rendszert is, és így az ágy hőmérsékletének megfelelően változtathatjuk a visszavezetett áram hőmérsékletét. Megfelelő feltételek megválasztásával a fluidizált ágyat állandó magasságon tarthatjuk, mégpedig úgy, hogy a polimertermék keletkezésének megfelelő sebességgel az ágy egy részét elvezetjük. Mivel a reakcióhő a tennék keletkezésének arányában nő, a reaktorban lévő folyadék hőmérsékletének mérése (a bevezetett és elvezetett folyadék hőmérsékletének különbsége) jellemző a polimerképződés állandó folyadéksebesség melletti sebességére, abban az esetben, ha a bevezetett folyadékban elpárolgásra képes folyadék nincsen jelen. Amikor a 10 reaktorból a polimer-terméket elvezetjük, a folyadékot célszerűen elválasztjuk a termékétől és a 22 vezetéken át visszavezetjük. Ennek kivitelezésére számos megoldás ismert az irodalomból. Egyik előnyös rendszert az 1. ábrán mutatjuk be. Ennek megfelelően a folyadék és a tennék a 10 reaktort a 44 ponton hagyja el és lép be a 48 szelepen keresztül a 46 ürítőtartályba. A 48 szelep a golyósszelephez hasonlóan nyitott állapotban minimálisan gátolja az áramlást. A 46 ürítőtartály felett és alatt az 50 és 52 általánosan alkalmazott szelepek vannak. Az 52 szelepet azért alkalmazzuk, hogy elősegítsük a terméknek az 54 termék-túlfolyótartályba való áthaladását. Az 54 terméktúlfolyótartály az 56 szellőzőegységgel és az 58 gázbevezető-egységgel van felszerelve. Az 54 tennék- túlfolyótartály alján a 60 kivezetőszelep helyezkedik el, amely nyitott állapotban lehetővé teszi a tennék eltávolítását, melyet a továbbiakban tárolunk. Ha az 50 szelep nyitott állapotban van, folyadékot enged a 62 túlfolyótartályba. A 62 túlfolyótartályban lévő folyadékot a 64 szőfőabszorberen, majd a 66 kompresszoron át, a 68 vezetéken vezetjük a 22 visszavezetésre szolgáló vezetékbe. A találmányunk szerinti eljárás egyik módja szerint a 48 szelep nyitott, az 50 és 52 szelep zárt állapotban van. A termék és a folyadék a 46 ürítőtartályba lép be. A 48 szelep zár, a tennék a 46 ürítőtartályban van. Az 50 szelepet ezután kinyitjuk és így a folyadék a 46 ürítőtartályból a 62 túlfolyótartályba kerül, innen folyamatosan a 22 visszavezetésre szolgáló vezetékbe nyomjuk. Az 50 szelepet zárjuk és az 52 szelepet nyitjuk és a 46 ürítőtartályban lévő összes terméket az 54 termék-túlfolyótartályba juttatjuk. Ezután az 52 szelepet zárjuk. A terméket inert gázzal előnyösen nitrogénnel öblítjük át, ezt az 58 vezetéken át vezetjük az 54 termék-túlfolyótartályba és az 56 vezetéken át távolijuk el. A terméket ezt követően a 60 szelepen át távolijuk el a termék-túlfolyótartályból és a 20 vezetéken át vezetjük a tárolás helyére. A szelepek működésének egymásutániságát megfelelő ismert programozható szabályozókkal állítjuk be. A szelepeken időnként gázáramot vezethetünk át és így megakadályozzuk, hogy agglomerált részecskéket tartalmazzanak. Hasonlóan előnyösen alkalmazható termékkiürítő rendszert ismertet a 287 815 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás. Ez a rendszer legalább egy pár (párhuzamosan elhelyezett) tartályt alkalmaz, egy ülepítőtartályt és egy továbbítótartályt, melyeket egymás után kapcsolnak. Az ülepítőtartály tetejéről elvezetett gázfázist a fluidizált ágy tetejéhez közel vezetik be a reaktorba. Ennek a rendszernek az alkalmazása esetén nincs szükség az 1. ábra szerinti 64,66 és 68 vezetékekre. A fluidizált ágyas reaktor megfelelő szellőzőberendezéssel (az ábrán ezt nem tüntettük fel) is rendelkezik, így biztosítva van az ágy szellőzése a reakció megindításától annak befejeződéséig. A reaktorban keverőés/vagy a falat lekaparó egységeket nem kell alkalmazni. A 22 visszavezetésre szolgáló vezeték és az ehhez tartozó elem 30 kompresszor és 24 hőcserélő sima felületűek és nem tartalmaznak szükségtelen kiemelkedéseket és így nem akadályozzák a visszavezetett folyadék és az ebben lévő részecskék áramlását. A találmány szerinti eljárással előállítható polimerek például etilén, propilén vagy butén homopolimerek vagy nagyobb mól%-ú etilén, propilén vagy butén kopolimerek, kisebb mól%-ú egy vagy több 2r-8 szénatomos a-olefin kopolimerek. A 2-8 szénatomos a-olefinek harmadik szénatomig előnyösen nem tartalmaznak elágazó szénláncot. Előnyös 2-8 szénatomos a-olefinek az etilén, propilén, butén-1, pentén-1, hexén-1, 4-metil-pentén és oktén-1. Az etilénpolimerek ömledékfolyás aránya például nagyobb 22-nél. Az ömledékfolyás arány a polimer molekulatömeg eloszlására jellemző érték. A 22-es ömledékfolyás arány (MFR) például mintegy 2,7 Mw/Mn átlag (molekulatömeg/számátlag molekulatömeg) értéknek felel meg (szokásos méretű kiszorításos kromatográfiával határozzuk meg). Az etilén homopolimerek sűrűsége >0,958 és <0,972 g/cm3 közötti. Az etilén kopolimerek sűrűsége legfeljebb mintegy 0,96 g/cm3. Az etilén kopolimer sűrűségét, a kopolimer adott ömledékfolyás arányánál elsősorban az etilénnek kopolimerizált 3-8 szénatomos komonomerek mennyisége határozza meg. Ha az etilént komonomerek nélkül homopolimerizáljuk, mintegy <0,96 g/cm3 sűrűségű polimereket kapunk. Ha a kopolimerhez nagyobb mennyiségű komonomert adunk, a kopolimer sűrűsége csökken. Az azonos körülmények között azonos eredmény eléréséhez szükséges 3-8 szénatomos komonomer-mennyiség monomerenként változó. Azonos sűrűségű és azonos ömledékfolyás arányú etilén kopolimer előállításához a következő sorrendnek megfelelően nagyobb mennyiségű komonomer szükséges C3<C4<Cj<C6<C7<C8. A találmány szerinti eljárással előállított etilén polimerek granulátumok, térfogatsűrűségük mintegy 41,5*104-88,6#104 kg/m3, átlagos szemcseméretük mintegy 12,7*10'3-15,24*10^ m. A szemcseméret a fluidizált ágyas reaktorban való fluidizálhatóság szempontjából fontos. A találmányunk szerinti eljárással fluidizált ágyas reaktorban exoterm polimerizációs reakció esetén 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 t S 60, 6
