БЛОКИРОВКА И СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ Российский патент 2015 года по МПК C08F6/00 C08F6/10 B01J8/00 B01J19/00 F26B25/00 G05B17/00 G05B9/00 C08F10/02 C08F10/06 

Настоящее изобретение относится к дегазации полимерного порошка.

Хорошо известно получение полимерного порошка по реакциям полимеризации мономеров в присутствии катализаторов. Например, известны и широко применяются в промышленности способы, в которых применяют реакторы с псевдоожиженным слоем и реакторы с суспензионной фазой.

Газофазную полимеризацию олефинов в псевдоожиженном слое проводят в реакторе с псевдоожиженном слоем, в котором слой полимерных частиц поддерживают в псевдоожиженном состоянии с помощью восходящего потока газа, содержащего газообразный мономер для реакции. В процессе полимеризации при каталитической полимеризации мономера образуется свежий полимер, и полимерный продукт выгружают с целью поддержания более или менее постоянного объема слоя. В предпочтительном для промышленности процессе применяют псевдоожижающую решетку с целью распределения псевдоожижающего газа по слою, она также служит в качестве поддержки для слоя, если подачу газа прекращают. Полученный полимер обычно выгружают из реактора через разгрузочный трубопровод, расположенный в нижней части реактора, вблизи псевдоожижающей решетки.

Процесс суспензионной полимеризации проводят в емкости с перемешиванием или, предпочтительно, в реакторе с непрерывным контуром, в котором содержатся в основном полиолефин, углеводородный разбавитель и катализатор полимеризации. Полимерный продукт удаляют из реактора в виде суспензии в разбавителе.

Полимерный продукт, выгружаемый из реактора процессов полимеризации, может содержать непрореагировавшие мономеры и другие углеводородные молекулы (например, водород, этан, метан, пропан, пентан, гексан, бутан), и эти мономеры и другие углеводороды необходимо удалять из полимерного продукта, поскольку неэффективное удаление может привести к следующим последствиям: (а) возрастанию содержания углеводородов в расположенном ниже по потоку оборудовании до взрывоопасных уровней; или (б) превышению ограничений, вызванных экологическими соображениями; или (в) неприемлемому качеству продукта, например запаху продукта.

Удаление мономера и других остаточных углеводородов, которые могут находиться в газообразном или жидком виде, обычно называют «дегазацией». Один из способов, которые можно применять, состоит в контактировании получаемого полимера с газом в продувочном сосуде, обычно с противоточным инертным газом, например азотом. Такой способ обычно называют «продувкой». Другой способ, который можно применять, заключается в подаче полимера в зону сниженного давления, обычно на входе в подходящий сосуд, при этом по меньшей мере часть любых углеводородов, находящихся в жидком виде, испаряется. Эту стадию можно назвать «испарением». Такие способы можно также комбинировать, например, снижение давления и продувку газом можно осуществлять в одном сосуде для дегазации.

В данной области техники существует ряд патентов, которые описывают способы удаления таких углеводородов из продуктов процессов полимеризации в газовой фазе и в фазе суспензии, включающих одну или более таких стадий, например, US 4372758, EP 127253, US 5376742 и WO 02/88194.

В патенте US 4372758, например, описан способ, в котором применяют инертный газ, например азот, с целью удаления непрореагировавшего газообразного мономера из полимерного продукта. Твердый полимер подают в верхнюю часть продувочного сосуда с помощью системы инертного газа, поток инертного газа подают в нижнюю часть продувочного сосуда, и твердый полимер в противотоке контактирует с потоком инертного газа с целью удаления не прореагировавших газообразных мономеров из твердого полимерного продукта. Затем не прореагировавшие мономеры можно смешать с потоком инертного газа, который часто подают на факел с целью утилизации или выпускают в атмосферу.

В ЕР 127253 описан способ удаления остаточных мономеров из сополимеров этилена путем подачи сополимера в зону сниженного давления, достаточного для того, чтобы десорбировать мономер, очистить сополимер с помощью реакторного газа, который не содержит инертных газов, и возвратить полученный газ, содержащий десорбированный мономер, в зону полимеризации.

На скорость удаления мономеров и других компонентов, которые могут присутствовать в полимере, влияет несколько факторов. В патенте US 4372758 описано несколько из них, включая температуру и давление в продувочном сосуде, размер частиц смолы, их морфологию, концентрацию мономера в смоле, состав продувочного газа (содержание мономера) и скорость потока продувочного газа, но воздействие оказывают также и другие факторы.

Недавно в WO 2008/024517 описаны способ и прибор для управления содержанием летучих органических веществ в полиолефинах. В этом патенте описана модель продувочной колонны, которая основана на теории массопереноса, и которую применяют для регулирования процесса дегазации таким образом, что скорость продувки можно изменять в зависимости от полимера, подвергающегося дегазации.

Общее представление об описанных выше процессах состоит в том, что удаление более значительных количеств остаточных мономеров может происходить при увеличении температуры полимерного порошка (пыли), поступающей в продувочный сосуд, и/или температуры продувочного газа, повышения времени пребывания полимера в сосуде и/или повышении скорости потока продувочного газа.

Сосуды для дегазации обычно работают для того, чтобы снизить содержание остаточного мономера в полимере до желаемых уровней перед происходящей ниже по потоку обработкой. Конкретно, дегазация необходима для того, чтобы убедиться, что по окончании любой из стадий дегазации остаточное содержание углеводородов ниже опасных и экологически неприемлемых для дальнейшей переработки уровней. Хотя требования к дегазации можно определить экспериментально или на основании опыта, возникшего при проведении аналогичных способов для любого конкретного полимера, соотношения обычно сложные, и, следовательно, необходима определенная форма измерений, чтобы обеспечить нужную степень дегазации.

В общем, сосуд для дегазации будет включать защитную блокировку, которая вызывает остановку процесса, если происходят существенные нарушения, например, полная остановка потока продувочного газа.

Хотя они потенциально серьезны, такие проблемы обычно относительно легко определить. Более трудно бывает определить более тонкие отклонения в общем процессе, например, тот факт, что полимерный порошок, выходящий из сосуда для дегазации, включает больше, чем требуется, остаточных углеводородов.

Можно проанализировать состав газа над полимером в расположенных ниже по потоку бункерах с целью определения количества остаточных углеводородов для того, чтобы убедиться, что их концентрация находится в безопасных пределах. Однако при этом обязательно возникает существенный промежуток времени после удаления полимера из системы дегазации и до определения возникших проблем. Это приводит к возникновению потенциально опасной ситуации (высокое содержание остаточных углеводородов) в емкостях для хранения, а, кроме того, это означает, что необходимо дополнительно дегазировать большое количество полимера. Поскольку в обычных системах вряд ли имеется дополнительный сосуд для дегазации, такая дополнительная обработка может включать направление полимера обратно в первый сосуд для дегазации, что часто просто физически невозможно, или препятствует дегазации «текущего» производимого полимера.

Кроме того, такая система не пригодна, если дегазированный полимер направляют непосредственно на дальнейшую обработку, например, экструзионную обработку, а не на хранение, и это может привести к опасности превышения безопасных уровней содержания остаточных углеводородов в таком оборудовании.

По перечисленным выше причинам, как известно, выходящий из сосуда для дегазации газ анализируют с применением газовой хроматографии с целью определения в нем содержания летучих веществ.

Однако газовые хроматографы представляют собой дорогостоящее оборудование, и оно не всегда надежно. Следовательно, необходимо иметь резервные газовые хроматографы, несмотря на их стоимость. Далее, ГХ анализ все еще требует значительных затрат времени (типичное время между отбором анализов может составлять от 5 до 10 мин), что также приводит к задержке в потенциальном времени реагирования. При осуществлении полимеризации с промышленной производительностью при таких задержках значительные количества полимера, которые могли не подвергнуться эффективной дегазации, могут покидать сосуд для дегазации до того момента, когда в таких системах обнаружат какие-либо проблемы.

Авторы настоящего изобретения создали улучшенную систему, определяющую повышение остаточного содержания углеводородов в полимере, выходящем из сосуда для дегазации. Улучшенная система обеспечивает надежное определение повышения содержания углеводородов, выходящих из сосуда для дегазации, действующую быстро и простую в применении.

Так, в первом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ блокировки для применения в процессе дегазации полимерного порошка в сосуде для дегазации, блокировка включает следующие стадии:

1) измерение температуры полимерного порошка внутри сосуда для дегазации или на выходе из него;

2) сравнение указанной измеренной величины с пороговым значением, чтобы выяснить, превышает или не превышает измеренная величина пороговое значение; и

3) если измеренная температура ниже, чем указанное пороговое значение, совершение одного или более действий, направленных на снижение концентрации углеводородов в полимерном порошке, выходящем из сосуда для дегазации, и/или на прекращение выгрузки полимерного порошка из сосуда для дегазации.

Настоящее изобретение также обеспечивает способ дегазации полимерного порошка в сосуде для дегазации с применением такой блокировки.

Таким образом, во втором аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ дегазации полимерного порошка в сосуде для дегазации, включающий следующие стадии:

а) измерение температуры полимерного порошка внутри или на выходе из сосуда для дегазации;

б) сравнение указанной измеренной величины с пороговым значением, чтобы выяснить, превышает или не превышает измеренная величина пороговое значение; и

в) если измеренная величина ниже указанного порогового значения, совершение одного или более действий с целью снижения концентрации углеводородов в полимерном порошке, выходящем из сосуда для дегазации, и/или прекращение выгрузки полимерного порошка из сосуда для дегазации.

Как указано выше, концепция блокировки известна. В общем смысле, блокировку можно обеспечивать как для безопасности, так и по другим операционным основаниям в способе. Настоящее изобретение, однако, относится к «блокировке», которая важна для безопасности, и как таковое, выражение «способ блокировки» или «блокирующее устройство» в настоящем описании означает инструментальную систему, которая сконструирована для действия в ответ на условия в процессе, которые указывают на потенциально опасную ситуацию или последовательность, и, следовательно, для предотвращения или смягчения воздействия такой ситуации или последовательности.

Таким образом, блокировочное устройство отслеживает протекание процесса во времени и определяет, указывают ли условия на потенциально опасную ситуацию или последовательность, и если условия указывают на такую ситуацию или последовательность, блокирующее устройство будет действовать с целью предотвращения или смягчения указанной ситуации или последовательности.

Также следует отметить, что блокировочное устройство предназначено для действия только в том случае, когда определенное условие выполняется, т.е. отслеживаемое условие или указывает на существование потенциально опасной ситуации или последовательности, в этом случае блокировочное устройство действует или указывает на отсутствие такой ситуации, в этом случае блокировочное устройство не действует. Таким образом, хотя в целом блокирующее устройство может влиять на условия процесса, например температуру или давление, такое влияние осуществляется в дополнение, и обычно будет доминировать, при необходимости, к более общему «стационарному» регулированию процесса, основанному на таких параметрах. Кроме того, определенные условия будут обычно условиями, которые превышают интервалы обычной работы. Например, в настоящем изобретении пороговая величина будет вне (и ниже) обычного интервала температуры, ожидаемого для полимерного порошка во время его дегазации.

Другая особенность блокирующих устройств состоит в том, что они обычно требуют возврата в исходное положение, обычно в ручном режиме, после их включения. Так, после включения блокирующего устройства, даже в том случае, когда условия, вызвавшие такое включение, более не существуют, необходим возврат блокирующего устройства в исходное положение до того, как действие блокирующего устройства может быть остановлено. В качестве примера, в настоящем изобретении, если выгрузка полимерного порошка из сосуда для дегазации прекратилась, она не возобновится автоматически, даже если измеренная температура увеличится до значений, превышающих пороговое значение.

В настоящем изобретении степень дегазации в сосуде для дегазации определяют путем измерения температуры полимерного порошка внутри или на выходе из сосуда для дегазации.

Сосуд для дегазации может представлять собой любой сосуд, в котором протекает отделение мономера и/или других газообразных углеводородов от полимера. В одном из примеров он может представлять собой сосуд, который обычно называют «испарительным сосудом», в котором углеводороды, которые находятся в жидком виде в реакторе, подвергаются снижению давления после выгрузки из реактора, что вызывает испарение углеводородов, и затем их отделяют в испарительном сосуде от твердого полимера. В другом примере сосуд для дегазации может представлять собой сосуд, который называют обычно «продувочный сосуд», в котором углеводороды отделяют от получаемого полимера путем контактирования полимера с газом в продувочном сосуде, обычно в противотоке с инертным газом, например азотом.

Температуру можно измерять внутри сосуда для дегазации. Если осуществляют измерение температуры внутри сосуда для дегазации, предпочтительно следует проводить измерения в той части сосуда для дегазации, которая находится максимально близко к отверстию для выгрузки полимерного порошка.

В настоящем описании выражение «измерение температуры полимерного порошка внутри или на выходе из сосуда для дегазации» также включает измерение температуры, которая непосредственно коррелирует с температурой полимерного порошка. В конкретном примере, в котором применяют дегазирующий сосуд (продувочный сосуд), в котором полимерный порошок контактирует с продувочным газом, можно также измерять температуру порошка полимера в основании сосуда для дегазации путем измерения температуры продувочного газа немедленно после контакта с полимерным порошком в основании сосуда для дегазации; лица, квалифицированные в данной области техники, знают, что поскольку слой гранулированных полимерных частиц в таком сосуде для дегазации обеспечивает очень большую удельную поверхность полимерного порошка, этот слой действует как очень эффективный теплообменник, и температура продувочного газа быстро сравнивается с температурой порошка после нескольких сантиметров контакта. Предпочтительно измеряют температуру самого полимерного порошка.

Предпочтительно сосуд для дегазации ориентирован вертикально, причем отверстие для выгрузки полимерного порошка находится в основании, и температуру измеряют в нижней части сосуда, на высоте от 0 до 0,5 Н, где Н представляет собой высоту сосуда для дегазации, измеренную от отверстия для выгрузки полимера до отверстия для входа полимера.

Точное расположение могут выбрать лица, квалифицированные в данной области техники, чтобы обеспечить надежное измерение температуры полимерного порошка после дегазации. Например, вертикально расположенный сосуд для дегазации обычно включает цилиндрическую часть с конической частью в основании цилиндра, между цилиндрической частью и отверстием для выгрузки полимера. Измерения температуры внутри сосуда можно проводить в некоторой точке конической части или в нижней части цилиндрической секции. Если применяют продувочный газ, можно использовать измерение ниже отверстия для подачи продувочного газа, хотя можно измерять температуру и выше входного отверстия.

В общих словах, предпочтительное расположение находится на высоте от 0,1 до 0,4 Н, более предпочтительно от 0,15 до 0,25 Н. Предпочтительно проводить измерение на высоте внутри сосуда для дегазации, но немного выше выходного отверстия, чтобы гарантировать, что прибор для измерения температуры, например, карман для термопары, выступающий внутрь сосуда, не воздействует на поток полимерного порошка на выходе из сосуда.

Альтернативно температуру можно измерять на выходе из сосуда для дегазации, под этим выражением понимают место на выходе или ниже по потоку от сосуда для дегазации. Предпочтительно температуру измеряют непосредственно сразу после выхода, хотя можно также измерять температуру далее ниже по потоку от выхода, если измеренная температура непосредственно коррелирует с температурой порошка на выходе из сосуда для дегазации. Здесь также точное расположение места измерения могут выбрать лица, квалифицированные в данной области техники, чтобы обеспечить надежное измерение температуры полимерного порошка, покидающего сосуд для дегазации.

Настоящее изобретение основано на том факте, что испарение летучих углеводородов, захваченных полимерным порошком, приводит к снижению его температуры. Следовательно, ожидается, что для порошка конкретного полимера снижение температуры на выходе из сосуда для дегазации по сравнению с температурой на входе в него указывает на увеличение количества удаленных углеводородов. При регулируемых остальных условиях (таких, как скорость потока продувочного газа, давление, температура, время пребывания полимера в реакторе) это снижение также указывает, что количество нуждающихся в удалении углеводородов, поступающих в сосуд для дегазации, должно было возрасти. Далее, при прочих одинаковых условиях, более низкая температура порошка сдвигает равновесие между испаренными и не испаренными углеводородами в сторону не испаренных углеводородов. Хотя при этом в процессе дегазации удаляется больше углеводородов, более низкая температура порошка указывает на увеличение содержания остаточных углеводородов в полимерном порошке, покидающем сосуд для дегазации.

Далее, увеличение удаления углеводородов из полимера в сосуде для дегазации также указывает на увеличение концентрации газообразных летучих веществ на выходе из этого сосуда, которые также требуют осторожного обращения (например, их удаляют из продувочного газа, чтобы обеспечить возможность его повторного применения).

Настоящее изобретение также основано на том факте, что регулирование ключевых параметров, которые должны гарантировать хорошую дегазацию (например, время пребывания полимерного порошка в сосуде для дегазации, скорость потока продувочного газа, его чистота и подобные) само по себе недостаточно для того, чтобы гарантировать, что полимерный порошок по окончании стадии дегазации будет иметь желаемую степень дегазации. Естественно, нарушения процесса могут происходить выше по потоку от сосуда для дегазации, конкретно в реакторе полимеризации, что будет приводить к повышенному поглощению углеводородов полимером, поступающим в сосуд для дегазации. Концентрация углеводородов может быть значительно выше, чем конструкционная емкость сосуда для дегазации. Конкретным примером такого нарушения в реакторе является дрейф показаний средств измерения, обычно газовых хроматографов, применяемых для регулирования концентрации углеводородов в реакторе. Этот дрейф может быть почти неопределимым, и, особенно для более тяжелых углеводородов (включающих 6 или более, предпочтительно 8 или более атомов углерода), для которых очень маленькие изменения могут обеспечить большую разницу, к тому моменту времени, когда операторы процесса обнаружат дрейф, значительное количество полимера уже будет получено и пройдет через сосуд для дегазации.

В общем, при получении конкретного полимерного продукта температуру в реакторе поддерживают на конкретном уровне, или по меньшей мере насколько возможно близкой к этому уровню. Для различных полимерных продуктов могут быть желательными различные температуры реакции. В определенных предпочтительных вариантах температура полимерного порошка, поступающего в сосуд для дегазации, примерно постоянна, независимо от температуры выше по потоку. Этого можно достичь, например, если перед подачей в сосуд для дегазации полимер нагревают, чтобы гарантировать, что он поступает в сосуд, имея конкретную температуру.

В других предпочтительных вариантах температуру полимера, поступающего в сосуд для дегазации, можно изменять в зависимости от процесса выше по потоку, и конкретно ее можно менять в зависимости от температуры реакции полимеризации.

В любом случае, можно также измерять температуру полимерного порошка, поступающего в сосуд для дегазации, и применять величины измеренной температуры на входе и выходе с целью определения разности температур, возникающей при дегазации.

Пороговое значение по настоящему изобретению представляет собой величину температуры, указывающую на желаемую степень дегазации полимера. При осуществлении настоящего изобретения измеренную температуру сравнивают с пороговым значением, чтобы определить, превышает она пороговое значение или нет.

Пороговое значение для полимерного порошка, выходящего из сосуда для дегазации, могут рассчитать лица, квалифицированные в данной области техники. Этот расчет может основываться, например, на известных из опыта работы при предыдущих прогонах типичных изменениях температуры при дегазации конкретного полимерного порошка и/или допустимых для оператора содержаниях остаточных углеводородов.

Изменения, приемлемые для конкретного оператора, могут также зависеть от относительной эффективности и емкости расположенных ниже по потоку стадий процесса, которые могли бы использовать повышенные количества углеводородов, выходящие из дегазатора.

В одном из примеров пороговое значение можно определить на основе минимальной разницы ожидаемой температуры при нормальных рабочих условиях, например, ниже 10°C.

Ожидаемую температуру полимера, выходящего из сосуда для дегазации, можно рассчитать для температуры конкретного полимерного порошка, поступающего в сосуд для дегазации, на основе количества и состава удаляемых летучих компонентов, и других параметров, например, времени пребывания в дегазаторе, скорости потока и чистоты продувочного газа, и/или падения давления. Величину можно определить, например, с применением модели, описанной в WO 2008/024517, или основанной на опыте предыдущей работы. Альтернативно пороговое значение может представлять собой величину, определенную на стадии конструирования, ниже которой, как было показано, она соответствует избыточному содержанию углеводородов в полимере, поступающем в сосуд для дегазации, что, следовательно, указывает на дрейф условий при регулировании установки, расположенной выше по потоку от сосуда для дегазации (например, дрейф показаний хроматографов, регулирующих условия в реакторе, как описано выше).

Пороговое значение можно регулировать в зависимости от полимера, подвергающегося дегазации. Например, пороговое значение может меняться в зависимости от условий реакции, включая состав углеводородов, присутствующих при проведении реакции полимеризации.

В одном из предпочтительных вариантов пороговое значение можно задать как фиксированную разность температур между условиями расположенного выше по потоку процесса (например, температуры реакции полимеризации или температуры полимерного порошка, поступающего в сосуд для дегазации) и температурой полимерного порошка внутри или на выходе из сосуда для дегазации. Например, пороговое значение можно регулировать, если температура реакции изменилась, чтобы поддержать на заданном уровне разность с температурой реакции. В этом сценарии, если измеренная разность температур выше желаемой (заданной) разности, это непосредственно указывает, что температура полимерного порошка ниже, чем пороговое значение, и необходимо предпринять корректирующие действия. Этот подход упрощает применение блокировки.

Настоящее изобретение особенно подходит при удалении из полимерного порошка относительно тяжелых компонентов, конкретно сомономеров, содержащих 6 или более атомов углерода, или инертных углеводородов, содержащих 5 или более атомов углерода. Такие «тяжелые» материалы относительно более трудно удалить при дегазации, и небольшие изменения их содержания в полимере, поступающем в сосуд для дегазации, могут обусловить относительно большую разницу в содержании остаточных углеводородов на выходе из этого сосуда.

Если измеренная температура ниже порогового значения, предпринимают одно или более действий, направленных на снижение концентрации углеводородов в полимерном порошке, выходящем из сосуда для дегазации, и/или на прекращение выгрузки полимерного порошка из сосуда для дегазации.

В одном из предпочтительных вариантов выгрузку полимерного порошка из сосуда для дегазации прекращают. Удаление полимерного порошка из сосуда для дегазации обычно возобновляют, когда увеличение поглощения углеводорода полимером, поступающим в сосуд для дегазации, сменилось на снижение, например, путем регулирования того условия процесса выше по потоку, которое вызвало увеличение. В общем случае, выгрузку можно прекратить на короткое время без остановки подачи потока в сосуд для дегазации. Если причину исходного изменения скорректировали в течение достаточно короткого времени, тогда отсутствует необходимость в прекращении подачи потока в сосуд для дегазации. Однако содержание полимерного порошка в сосуде для дегазации будет увеличиваться, поскольку его выгрузка не происходит, и если исходное изменение нельзя скорректировать в течение достаточно короткого интервала времени, тогда становится необходимым прекращение подачи полимера в сосуд для дегазации. Этого можно достичь путем прекращения выгрузки полимера из расположенных выше по потоку сосудов, например, расположенных выше по потоку сосудов для дегазации, если они имеются, или из реактора.

В настоящем описании выражение «предпринять одно или более действий для прекращения выгрузки полимерного порошка из сосуда для дегазации» означает, что полимер не выходит из сосуда для дегазации в расположенное ниже по потоку оборудование. Обычно выгрузку полимера из сосуда для дегазации прекращают полностью, однако в некоторых предпочтительных вариантах, в которых выгрузку в расположенное ниже по потоку оборудование можно в ином случае прекратить на значительный период времени, может быть предпочтительным поддерживать движение полимера в дегазирующий сосуд путем выгрузки части полимера из нижней части сосуда для дегазации и возвращения его в верхнюю часть этого сосуда.

Подходящие действия, направленные на снижение концентрации углеводородов в полимерном порошке, выходящем из сосуда для дегазации, включают любые действия, в которых будет дополнительно снижаться количество углеводородов, которые необходимо удалять в сосуде для дегазации, с целью повторного достижения желаемой концентрации углеводородов в полимерном порошке, выходящем из сосуда для дегазации, и действия, которые корректируют изменения условий выше по потоку, которые привели к возникновению такой ситуации.

Не ограничивающие объем настоящего изобретения примеры способов, которые будут дополнительно увеличивать содержание в полимере углеводородов, удаляемых в сосуде для дегазации, включают повышение скорости потока и/или температуры продувочного газа, поступающего в сосуд для дегазации, увеличение времени пребывания полимерного порошка в сосуде для дегазации, и увеличение температуры полимерного порошка, поступающего в этот сосуд. Такие способы обычно применяют до тех пор, пока увеличение поглощения углеводородов полимером, поступающим в сосуд для дегазации, не сменится на снижение, например, в результате коррекции изменения условий выше по потоку.

Не ограничивающие объем настоящего изобретения примеры способов, которые могли бы скорректировать изменения условий выше по потоку, включают изменение состава реакционной среды в реакторе и перекалибровку расположенных выше по потоку хроматографов, или замену хроматографа, используемого для регулирования, на запасной (если он доступен).

В одном из предпочтительных вариантов увеличение поглощения углеводородов полимером, поступающим в сосуд для дегазации, может происходить потому, что температура реакции ниже желаемой. Это будет приводить к увеличению содержания абсорбированного углеводорода, который необходимо удалить, в полимерных частицах, и, следовательно, в полимере, поступающем в сосуд для дегазации. В этом случае корректировка может заключаться в увеличении температуры реакции.

Блокировка по настоящему изобретению может обеспечиваться также с временным превышением заданного предела, что будет обеспечивать возможность действия, если в ином случае были бы достигнуты условия запуска. Например, в настоящем изобретении блокировка может быть отменена так, что выгрузка может быть разрешена после продолжительного выключения, когда полимерный порошок охладился в дегазаторе (и поэтому значения температуры ниже порогового значения).

Настоящее изобретение применимо к любому процессу, в котором требуется дегазация частиц полимерного порошка. Например, и предпочтительно, частицы полимерного порошка, которые подвергают дегазации, можно получить из процесса газофазной полимеризации или процесса суспензионной полимеризации. Предпочтительно частицы полимерного порошка представляют собой полиэтилен или полипропилен, полученный при полимеризации этилена или пропилена, соответственно, с одним или более сомономерами, наиболее предпочтительно, сомономерами, содержащими 6 или более атомов углерода.

Пример газофазного процесса полимеризации в расположенном горизонтально реакторном сосуде можно найти в патенте US 4921919. Предпочтительными газофазными процессами являются газофазные процессы в псевдоожиженном слое, проводимые в вертикально расположенных реакторах, например, описанных в US 5376742.

Пример подходящего суспензионного процесса приведен в WO 2008/024517.

Настоящее изобретение предпочтительно применимо к сосуду для дегазации, в котором полимер в противотоке контактирует с продувочным газом, обычно с инертным газом, например азотом, с целью удаления мономеров и других захваченных углеводородов. Такой сосуд в настоящем описании называют «продувочным сосудом». Удаление углеводородов в таком сосуде для дегазации можно также облегчать путем снижения давления по отношению к расположенной выше по потоку части процесса.

Настоящее изобретение особенно применимо к двухстадийному процессу дегазации, в котором применяют первый сосуд для дегазации, работающий при относительно повышенном давлении по сравнению с расположенным далее вторым сосудом для дегазации, работающим при относительно более низком давлении. Большая часть захваченных мономеров и других углеводородов, включая разбавители процессов суспензионной полимеризации, предпочтительно удаляют в первом сосуде для дегазации при повышенном давлении, и, следовательно, требуется меньшая степень компримирования при возврате продувочного газа в процесс полимеризации. В таком предпочтительном варианте предпочтительно по меньшей мере один, более предпочтительно оба сосуда представляют собой продувочные сосуды. В таком предпочтительном варианте настоящее изобретение можно применять в одном или обоих сосудах для дегазации. Наиболее предпочтительно способ осуществляют в первом сосуде для дегазации, который предпочтительно представляет собой продувочный сосуд в такой системе, и он включает измерение температуры полимерного порошка на выходе из первого сосуда для дегазации. Низкая температура указывает на более высокое количество углеводорода, удаленного при дегазации в первом сосуде, чем ожидалось, но также и на более высокое по сравнению с ожидавшимся содержание остаточных углеводородов в полимере и парах, покидающих первый сосуд для дегазации, как описано выше.

Изобретение будет далее проиллюстрировано с помощью приведенных ниже примеров.

Примеры

Пример 1

Этилен и 1-бутен реагировали в реакторе полимеризации с псевдоожиженным слоем, имеющем диаметр 5 м, в псевдоожиженном слое, имеющим высоту 20 м, с применением доступного в продаже катализатора Циглера-Натта, с получением полиэтиленового продукта, имеющего плотность в неотпущенном состоянии 0,918 и индекс расплава (MI_2,16), составляющий 0,9. Температура в реакторе составляла 88°C.

Полимерный продукт выгружали из реактора со скоростью, эквивалентной 49 т/ч полимерного порошка, его подавали в процесс дегазации, включающий два отдельных сосуда для дегазации.

Система регулирования процесса содержала предохранительную систему блокировки, основанную на измерении температуры на выходе из второго сосуда для дегазации. На основе модели процесса, которая сама по себе базируется на опыте предыдущей работы, ожидали, что температура полимерного порошка на выходе из второго сосуда для дегазации будет составлять 74,7°C.

На основании этой ожидаемой величины, пороговое значение для температуры во втором сосуде для дегазации было установлено на уровне 63°C, и работу процесса осуществляли при отслеживании контрольной системой того факта, что измеренная температура не уменьшилась ниже порогового значения.

Пример 2

Пример 1 повторяли, за исключением того, что получали полиэтиленовый продукт, имеющий плотность в неотпущенном состоянии 0,923 и индекс расплава (MI_2,16), составляющий 50. Температура в реакторе в этом примере составляла 85°C.

В этом примере ожидаемая температура полимерного порошка на выходе из второго сосуда для дегазации составляла 68,4°C, а пороговое значение для температуры во втором сосуде для дегазации было установлено равным 55°C.

Изобретение относится к дегазации полимерного порошка. Описана блокировка для применения в способе дегазации полимерного порошка в сосуде для дегазации. Блокировка включает измерение температуры полимерного порошка внутри или на выходе из сосуда для дегазации. Сравнение указанной измеренной величины с пороговым значением, чтобы выяснить, превышает ли измеренная величина пороговое значение или не превышает. Если измеренная температура ниже указанного порогового значения, осуществление одного или более действий, направленных на снижение концентрации углеводородов в полимерном порошке, выходящем из сосуда для дегазации, и/или прекращение выгрузки полимерного порошка из сосуда. Также описан способ дегазации полимерного порошка в сосуде для дегазации. Технический результат - обеспечение системой блокировки определения повышения содержания углеводородов, выходящих из сосуда дегазации, действующей быстро и простой в применении. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 пр.

1. Блокировка для применения в способе дегазации полимерного порошка в сосуде для дегазации, которая включает:
а) измерение температуры полимерного порошка внутри или на выходе из сосуда для дегазации;
б) сравнение указанной измеренной величины с пороговым значением, чтобы выяснить, превышает ли измеренная величина пороговое значение или не превышает;
в) если измеренная температура ниже указанного порогового значения, осуществление одного или более действий, направленных на снижение концентрации углеводородов в полимерном порошке, выходящем из сосуда для дегазации, и/или прекращение выгрузки полимерного порошка из этого сосуда.

2. Блокировка по п.1, в которой температуру порошка измеряют внутри сосуда для дегазации и в той его части, которая расположена ближе к выходному отверстию для выгрузки полимера.

3. Блокировка по п.1, в которой сосуд для дегазации представляет собой продувочный сосуд, в котором полимер контактирует с продувочным газом с целью удаления мономеров и других захваченных углеводородов, и температуру порошка определяют на основании измерения температуры продувочного газа после контакта с полимерным порошком.

4. Блокировка по любому из пп.1-3, в которой пороговое значение регулируют в зависимости от полимера, подвергающегося дегазации, и его определяют на основании фиксированной разности температуры между условиями в процессе, происходящем выше по потоку, и температурой полимерного порошка внутри или на выходе из сосуда для дегазации.

5. Блокировка по п.4, в которой пороговое значение регулируют, если температура реакции изменилась, чтобы поддержать фиксированную разность с температурой реакции.

6. Блокировка по любому из пп.1-3 и 5, в которой одно или более действий, которые предпринимают для снижения концентрации углеводородов в полимерном порошке, выходящем из сосуда для дегазации, включают увеличение скорости потока и/или температуры продувочного газа, поступающего в сосуд для дегазации, увеличение времени пребывания полимерного порошка в сосуде для дегазации и увеличение температуры полимера, поступающего в сосуд для дегазации.

7. Способ дегазации полимерного порошка в сосуде для дегазации, который включает применение блокировки в соответствии с любым из пп. 1-6.

8. Способ по п.7, в котором частицы полимерного порошка, подвергающегося дегазации, получают из процесса газофазной полимеризации или из процесса суспензионной полимеризации.

9. Способ по п.7 или 8, в котором частицы полимерного порошка представляют собой полиэтилен или полипропилен, полученные полимеризацией этилена или пропилена соответственно с одним или более сомономерами.

10. Способ по пп.7 и 8, в котором сосуд для дегазации представляет собой продувочный сосуд, в котором полимер контактирует с продувочным газом с целью удаления мономеров и других захваченных углеводородов.

11. Способ по пп.7 и 8, в котором сосуд для дегазации, в котором применяют блокировку, представляет собой один сосуд из в целом двухстадийного способа дегазации, причем первый сосуд для дегазации работает при относительно более высоком давлении по сравнению с последующим вторым сосудом для дегазации, работающим при относительно более низком давлении.

12. Способ по п.11, в котором сосуд для дегазации, в котором применяют блокировку, представляет собой первый сосуд для дегазации.