158136. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés olefinek polimerizációjára gázfázisban

158136 7 H Ilyen nagy vivőgázsebességnél a finom részecskéket a vivőgáz az alsó zónából magával ragadja és visszaviszi a fluidizációs rétegbe a felső zónába. A fluidizációs szuszpenzió nagy viszonylagos sebessége miatt a durva részecskék egymáshoz dörzsölődnek, aminek következtében a rájuk tapadó katalizátor leoldódik. A ledörzsölődött rész egyéb finom részekkel együtt visszajut a felső zónában levő fluidizációs rétegbe. Ebben . a nagyobb áramlási keresztmetszet miatt a vivőgáz sebessége annyira lecsökken, hogy finom szemcséjű részből lényeges mennyiséget a reaktorból nem visz" magával. A fluidizációs szuszpenziót tartalmazó alsó zónában összegyűlnek a durvább polimer-részecskék, amelyekben a még bennük levő katalizátor aktivitása a fluidizációs szuszpenzióban történő további tartózkodási idő alatt teljesen kihasználódik. Ezáltal lehetővé válik, hogy a reaktor alsó zónájában egységes és a kívánt — körülbelül 0,5 és 5 mm közötti — szemcsenagysággal rendelkező polimerizátum keletkezzék, amelynek katalizátortartalma olyan csekély, hogy az a további feldolgozásnál elhanyagolható. A mindenkor elérhető szem-" csenagyság a polimer-részecskéknek a reaktorban való tartózkodási ideje és az alkalmazott katalizátor típusa szerint változik. A keresztmetszetszűkület a reaktor felső és alsó zónája között éles határt alkot a sűrű fluidizációs réteg és a híg fluidizációs szuszpenzió között. Sem a fluidizációs rétegek, sem a fluidizációs szuszpenziók tulajdonságainak és viselkedésének ismerete alapján nem volt előrelátható, hogy ilyen keresztmetszetszűkület beiktatásával ugyanazon vivőgázáramban és egyetlen reaktorban fluidizációs szuszpenzió- és fluidizációs réteg alakítható ki egymás felett. A találmány szerinti eljárás minden, polimerizációhoz alkalmas katalizátorral, például olefin-polimerizációnál oxid- vagy szilikáthordozóra felvitt krómoxiddal kivitelezhető. Előnyösek mindenesetre az olefinpolimerizációnál a „Ziegler-típusú" vagy „Ziegler-Natta" típusú kombinált katalizátorok. A katalizátorokat a felső reakciózónában levő sűrű fluidizációs réteg-tartományba visszük be, például merülő cső segítségével vagy a vivőgáz egy részével, esetleg könnyen illó oldószerben oldatként vagy szuszpenzióként. Kombinált katalizátor alkalmazása esetén az illékony komponens a vivőgázba vagy annak egy részáramába begőzölögtethető. A vivőgáz állhat a polimerizálandó gáz alakú vagy gőz alakú monomerből vagy monomerekből azonkívül inert gázt is tartalmazhat. A reaktorban fel nem használt monomereket magában a vivőgázkörforgalomban vezetjük vissza a reaktorba. Ebben a körforgalomban a polimerizáció következtében elhasznált monomereket friss gáz hozzávezetése útján pótoljuk. Tisztátalanságok eltávolításai úgy történhet, hogy a körforgalomból elvezetjük a vivőgáz egy részáramát és azt már nem használjuk fel újból. A körforgalomban levő gázt a reaktoron kívül hűtőrendszeren vezetjük át, amelyben a vivőgázból elvonjuk a reaktorból magával hozott melegménnyiséget. A találmány szerinti eljárás normál nyomáson és 100 átt-ig megnövelt nyomáson vitelezhető ki. A felesleges reakcióhőnek a reaktorból való elvezetése végett a felső zónában levő fluidizációs rétegbe könnyen párolgó inert hűtőanyagot, pl. pentánt, hexánt vagy hasonlókat permetezünk be. Ennek a közvetlen hűtőanyagnak a gőzei a vivőgázkörforgalomban levő hűtőrendszerben ismét kondenzálnak. A reakcióhő pótlólagos elvezetése céljából a reaktor hűtőköpennyel lehet ellátva. A monomertartalmú, körforgalomban levő gáz maximális hőmérséklete a reaktorból való kilépésnél ne lépje túl a polimerizátum lágyuláspontját. A találmány szerinti eljárásban olefineket, mint etilént, propilént, butilént, sztirolt, vagy diolefineket, mint butadiént, izoprént vagy olefinszármazékokat, mint vinikloridot, akrilsavat, akrilnitrilt önmagukban polimerizáljuk, vagy megfelelően keverve kopolimerizáljuk, mimellett mód nyílik arra, hogy ezeket az anyagokat egymagukban vagy közülük egyszerre többet epivegyületekkel, így epoxidokkal, episzulfidokkal vagy epiiminekkel kopolimerizáljuk. A találmányt közelebbről a melléklet rajzok segítségével világítjuk meg, amelyek ,egy reaktort és anak részeit, valamint egy — a találmány szerinti eljárás kivitelezéséhez szükséges — berendezést példaképpen ábrázolnak. Az 1. ábra egy reaktor sematikus függőleges metszete, a 2. ábra az 1. ábra szerinti reaktor A'—A" vonal mentén való metszete, a 3. ábra a reaktor egy más kialakítása a felső és alsó zóna közötti határkeresztmetszet tartományában. A 4. ábra ennek egy más változata. Az 5. ábra a 4. ábra szerinti berendezés B'—B" vonal menti metszete. A 6. ábra egy további változat. A 7. ábra egy, a találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas üzem folyamatábrája a találmány szerinti reaktorral. Az eljárás kivitelezéséhez alkalmazhatunk például egy, az 1. ábra szerinti.berendezést. A gáz alakú olefin vagy olefintartalmú vivőgáz az 1 csonkon lép be a 2 szélkamrába és onnan az ismert felépítésű 3 bfeömlőtányéron — pl. szűrőlap, szinterezett fém- vagy porózus műanyaglap stb. — át hengeres tartályba jut. A hengeres tartály lényegében három egymás fölé helyezett 4, 5, 6 különböző átmérőjű, ill. keresztmetszetű szakaszból áll. A tartály az át nem alakult vivőgáz elvezetésére legalább egy 7 csonkkal, legalább egy — az előállított polimerizátum elvételét szolgáló — 8 kivezetővel, valamint egy vagy több — a katalizátor bevezetésére alkalmas 8 csonkkal van ellátva. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4