158136. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés olefinek polimerizációjára gázfázisban

3 158136 4 tartanak fluidizációs szuszpenzió állapotban. A képződő durva polimerizátum a reaktorból a vivőgáz irányával szemben gyűjtőtérbe hullik, amelyből további feldolgozás végett folyamatosan elvezetik. A polinierizátumot oldószerrel oldják le a katalizátorról, amelyet ismét visszavezetnek a reaktorba. A folyékony fázisban való munkának a hátrányai azonban ezzel csupán egy későbbi eljárási lépésbe helyeződnek át. A gázfázisban és katalizátor-tartalmú polimer részecskék jelenlétében végzett olefinpolimerizáció előnye a folyékony fázisban és valamely oldószer jelenlétében végrehajtott polimerizációval szemben abban áll, hogy az oldószer elválasztása, visszanyerése és feldolgozása, különösen pedig a polimerizátumból való eltávolítása elmarad. Ahhoz, hogy ez az előny valóban érvényre jusson, az szükséges, hogy a végtermékben a katalizátortartalmat olyan alacsonyan tartsuk, hogy a katalizátor elválasztása a végtermék tisztítása végett elmaradhasson. Az ehhez szükséges munkaráfordítás a gázfázisban történő polimerizáció előnyeit ismét megszüntetné. A gázfázisban történő olefinpolimerizációra szolgáló ismert eljárásoknál rendkívül nagy nehézségeket okoz a reakciótermékből csak olyan polimer-részecskéket elkülöníteni, amelyek gyakorlatilag reakcióképes katalizátort már nem tartalmaznak. Sűrű fludizációs réteggel történő munkánál a polimer részecskéket gyors mozgásban kell tartani azért, hogy a gyors átforgatással és átkeveréssel megakadályozzák nagy katalizátorkoncentrációval rendelkező rétegek és zónák képződése következtében a részecskék osztályokra válását. A különböző nagyságú és katalizátorkoncentrációjú polimerizátumrészecskék átkeverése útján a felszabaduló reakcióhő jól elvezethető úgy, hogy nem kerül sor helyi túlmelegedésekre. Ezek a helyi túlmelegedések ugyanis a polimerizátum lágyuláspontjának túllépésénél a részecskék összesüléséhez vezetnének. Ez a nem polimerizáció által okozott részecskenövekedés tovább rontja a hőelvezetést és végül megállítja a folyamatot. A részecskék szemcsenagyság szerinti szétválása a fluidizációs rétegben általában oda vezet, hogy a legnagyobb katalizátorkoncentráció a legmagasabb vivőgázhőmérséklet tartományába esik és ezért nem kívánatos, továbbá a keletkező polimer-részecskék alakjánál és nagyságánál nem is érhető el. Fluidizációs szuszpenzióval történő munkánál sem kerülhetők el ezek a nehézségek. Ismeretes, hogy egy kúpos reakciótérben szabadon lebegő fluidizációs szuszpenziónál nem következik be a szemcsenagyság szerinti szétválás, éshogy maguk a részecskék a fluidizációs szuszpenzióból, a vivőgőz áramlási irányával szemben lefelé eltávolíthatók még akkor is, ha a részecskék esési sebessége a legszűkebb áramlási keresztmetszetnél csak a fele a vivőgáz áramlási sebességének. Nem lehet tehát megakadályozni, hogy a fluidizációs szuszpenzióból kisebb, katalizátorban gazdag, polimer részecskék ne váljanak ki. Ennek következtében önmagában sem a fluidizációs réteg, sem a fluidizációs szuszpenzió nem tesz eleget a gázfázisban történő olefinpolimerizációhoz szükséges feltételeknek. Azt találtuk, hogy lehetséges a mindenkor legdurvább szemcsék egy szűk frakciójának éles elkülönítése vivőgázárammal örvénylő mozgásban tartott, tetszés szerinti szemcsenagyság-eloszlással rendelkező szemcsés szilárdanyagok keverékéből, ha fluidizációs reaktorban megfelelő keresztmetszetek megválasztása által a felső részben viszonylag sűrű fluidizációs réteg állapotot és az alsó részben erősen fellazított, híg fluidizációs reaktorban megfelelő keresztmetszetek megválasztása által a felső részben viszonylag sűrű fluidizációs réteg állapotot és az alsó részben erősen fellazított, híg fluidizációs szuszpenzió állapotot tartunk fenn', miközben a reaktor két tartománya között a vivőgáz áramlási sebességét hirtelen megnöveljük. Ez oly módon történhet, hogy a két állapot közötti határzónában a keresztmetszetet leszűkítjük és így oly mértékben emeljük a vivőgáz sebességét, hogy az a kezdődő szállítás és ezzel a durvább részek lebegési sebessége felett lesz. A találmány tárgya eljárás gáz alakú és/vagy gőz alakú olefin jellegű telítetlen szénhidrogének és/vagy ezek származékainak szabályozott polimerizációs fokú katalitikus polimerizálására vagy kopolimerizálására, mimellett a katalizátort és a polinierizátumot monomer-tartalmú vivőgáz segítségével fluidizált állapotban tartjuk és a durva granulátummá alakult polinierizátumot a folyamatból eltávolítjuk. A találmány szerinti eljárást az jellemzi, hogy vivőgáz segítségével szemcsés polinierizátumot és katalizátort a reaktor felső zónájában nagy áramlási keresztmetszet mellett sűrű fluidizációs réteg állapotban, a reaktor alsó zónájában pedig kis áramlási keresztmetszet mellett híg fluidizációs szuszpenzió állapotban tartjuk, éshogy a két réteg közötti határkeresztmetszétben a vivőgáz áramlási sebességét az áramlási keresztmetszet szűkítése által a fluid zónában levő áramlási sebesság fölé emeljük, éshogy a durva polimerizátum-rés^ecskéket a fluidizációs szuszpenzió tartományából eltávolítjuk, és a reakciót hűtéssel szabályozzuk. Találmányunk szerint a sűrű fluidizációs réteg alsó tartománya és a híg fluidizációs szuszpenzió felső tartománya közötti határkeresztmetszetben a vivőgáz áramlási sebességét az áramlási keresztmetszet szűkítése útján a fluidizációs szuszpenzió tartományában uralkodó áramlási sebességhez mérten megnöveljük, éspedig a fluidizációs szuszpenzióban uralkodó áramlási sebesség legkevesebb 1,2-szeresére. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2