СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ СКОРОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННИКА Российский патент 2022 года по МПК C08F2/01 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Это раскрытие в целом относится к системам и способам уменьшения скорости загрязнения теплообменника.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Газофазные полиолефиновые реакторные системы, такие как реакторные системы с псевдоожиженным слоем, часто выполнены с возможностью рециркуляции по меньшей мере части газов из реактора. В частности, газофазные полиолефиновые реакторные системы часто отделяют твердые полиолефиновые частицы от выходящего газового потока, пропускают отделенный газовый поток через один или большее количество теплообменников для охлаждения отделенного газового потока и рециркулируют охлажденный газовый поток в полиолефиновый реактор. Однако со временем твердые полиолефиновые частицы имеют тенденцию скапливаться в одном или большем количестве теплообменников. Скопление твердых полиолефиновых частиц загрязняет один или большее количество теплообменников и увеличивает падение давления в одном или большем количестве теплообменников, а также снижает эффективность одного или большего количества теплообменников. Как только падение давления на теплообменнике (теплообменниках) превышает определенное значение, производительность единицы оборудования ограничивается этим падением давления, при этом более высокие падения давления приводят к снижению производительности. В связи со снижением производства единицы оборудования, вызванным загрязнением теплообменника, часто приходится останавливать всю реакторную систему, например, раз в 6 месяцев на 7 и более дней, для очистки теплообменников и восстановления их оптимальной эффективности со значительными затратами для оператора.

[0003] Соответственно, необходимы усовершенствованные реакторные системы и способы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Согласно настоящему раскрытию предоставлены системы и способы, имеющие конструкцию, которая уменьшает эту проблему загрязнения теплообменника. Таким образом, это раскрытие предоставляет способ снижения скорости загрязнения теплообменника, включающий: подачу первого газового потока, содержащего газ и увлеченные тонкодисперсные полиолефиновые частицы, в газоотводную линию; преимущественное удаление части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке; подачу байпасного потока в байпасную линию, содержащую вход байпасной линии и выход байпасной линии, при этом вход байпасной линии расположен выше по потоку от первого теплообменника, и при этом выход байпасной линии расположен ниже по потоку от первого теплообменника; подачу по меньшей мере части первого газового потока в первый теплообменник, в котором получают первый охлажденный газовый поток; и объединение байпасного потока и второго газового потока на выходе байпасной линии с образованием объединенного газового потока, содержащего один или большее количество олефинов или парафинов, при этом температура объединенного газового потока является ниже точки росы объединенного газового потока.

[0005] В соответствии с дополнительным аспектом это раскрытие предоставляет систему снижения скорости загрязнения теплообменника, содержащую: газоотводную линию, выполненную с возможностью пропускания первого газового потока, содержащего газ и увлеченные тонкодисперсные полиолефиновые частицы; первый теплообменник, выполненный с возможностью приема по меньшей мере части первого газового потока и получения первого охлажденного газового потока; и байпасную линию, выполненную с возможностью преимущественного удаления части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке; причем байпасная линия содержит вход байпасной линии и выход байпасной линии, при этом вход байпасной линии расположен выше по потоку от первого теплообменника, при этом выход байпасной линии расположен ниже по потоку от первого теплообменника, и при этом байпасная линия выполнена таким образом, что байпасный поток объединяют со вторым газовым потоком на выходе байпасной линии с образованием объединенного газового потока, содержащего один или большее количество олефинов или парафинов, и причем температура объединенного газового потока является ниже точки росы объединенного газового потока.

[0006] В соответствии с дополнительным аспектом это раскрытие предоставляет способ полимеризации олефинов, включающий: приведение в контакт одного или большего количества олефинов с катализатором в условиях полимеризации в полимеризационном реакторе с образованием первого газового потока, содержащего твердые тонкодисперсные частицы и непрореагировавшие олефины; подачу первого газового потока в газоотводную линию; преимущественное удаление части твердых тонкодисперсных частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию твердых тонкодисперсных частиц, чем присутствует в первом газовом потоке; подачу байпасного потока в байпасную линию, содержащую вход байпасной линии и выход байпасной линии, при этом вход байпасной линии расположен выше по потоку от первого теплообменника, и при этом выход байпасной линии расположен ниже по потоку от первого теплообменника; подачу по меньшей мере части первого газового потока в первый теплообменник, в котором получают первый охлажденный газовый поток; и объединение байпасного потока и второго газового потока на выходе байпасной линии с образованием объединенного газового потока, содержащего один или большее количество олефинов или парафинов, при этом температура объединенного газового потока является ниже точки росы объединенного газового потока.

[0007] В соответствии с дополнительным аспектом это раскрытие предоставляет систему полимеризации олефинов, содержащую: полимеризационный реактор для приведения в контакт одного или большего количества олефинов с катализатором в условиях полимеризации с образованием первого газового потока, содержащего твердые тонкодисперсные частицы и непрореагировавшие олефины; газоотводную линию, выполненную с возможностью приема первого газового потока; первый теплообменник, выполненный с возможностью приема по меньшей мере части первого газового потока и получения охлажденного газового потока; байпасную линию, выполненную с возможностью преимущественного удаления части твердых тонкодисперсных частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию твердых тонкодисперсных частиц, причем байпасная линия содержит вход и выход, при этом вход расположен выше по потоку от первого теплообменника, при этом выход расположен ниже по потоку от первого теплообменника, и при этом байпасная линия выполнена таким образом, что байпасный поток объединяют со вторым газовым потоком на выходе байпасной линии с образованием объединенного газового потока, содержащего один или большее количество олефинов или парафинов, и причем температура объединенного газового потока является ниже точки росы объединенного газового потока.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЖЕЙ

[0008] Файл патента или заявки содержит по меньшей мере один графический материал, выполненный в цвете. Копии этого патента или патентной заявки с цветным графическим(и) материалом(ами) будут предоставлены патентным ведомством по запросу и после уплаты необходимой пошлины.

[0009] Следующие графические материалы являются частью настоящей спецификации и включены для дополнительной демонстрации определенных аспектов настоящего раскрытия. Изобретение может быть более понятным со ссылками на один или большее количество из этих графических материалов в комбинации с детальным описанием конкретных аспектов, представленных в данном документе.

[0010] На фиг. 1 проиллюстрирована схема системы и способа полимеризации олефинов в соответствии с аспектом настоящего раскрытия.

[0011] На фиг. 2 проиллюстрирована схема системы и способа полимеризации олефинов в соответствии с другим аспектом настоящего раскрытия.

[0012] На фиг. 3А проиллюстрирован частичный вид по существу полусферического изгиба в газоотводной линии, входа байпасной линии и байпасной линии в соответствии с аспектом настоящего раскрытия.

[0013] На фиг. 3В проиллюстрирован вид в поперечном разрезе частичного вида в соответствии с фиг. 3А.

[0014] На фиг. 4 проиллюстрирована температура технологического газа вдоль первого и второго теплообменников в системе согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

[0015] На фиг. 5 проиллюстрирована производительность по холоду вдоль первого и второго теплообменников в системе согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

[0016] На фиг. 6 проиллюстрированы траектории частиц полимера в системе согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[0017] На фиг. 7 проиллюстрированы траектории частиц полимера в системе согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[0018] На фиг. 8 проиллюстрированы векторы скорости частиц полимера на входе байпасной линии в системе согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

[0019] На фиг. 9 проиллюстрированы векторы скорости частиц полимера на входе байпасной линии в системе согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.

[0020] На фиг. 10 проиллюстрирован частично прозрачный вид по существу полусферического изгиба в газоотводной линии, входа байпасной линии и байпасной линии в соответствии с аспектом настоящего раскрытия.

[0021] Хотя раскрытые в данном документе изобретения допускают различные модификации и альтернативные формы, только несколько конкретных вариантов осуществления показаны в качестве примера на графических материалах и подробно описаны ниже. Графические материалы и подробные описания этих конкретных вариантов осуществления никоим образом не предназначены для ограничения широты или объема идей изобретения или прилагаемой формулы изобретения. Скорее, графические материалы и подробные письменные описания предоставлены для иллюстрации изобретательских концепций специалисту в данной области техники и для того, чтобы дать возможность такому специалисту создавать и использовать изобретательские концепции.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

[0022] Следующие определения приведены для того, чтобы помочь специалистам в данной области техники в понимании подробного описания настоящего изобретения. Если в данном документе не указано иное, научные и технические термины, используемые в связи с настоящим изобретением, имеют значения, которые традиционно подразумеваются обычными специалистами в данной области техники, к которой принадлежит это изобретение, и если не указано иное или контекст не требует иного, эти определения применимы во всем этом раскрытии. Кроме того, если контекст не требует иного, термины, употребляемые в единичном числе, включают множественное число, а термины, употребляемые во множественном числе, включают единичное число.

[0023] Если термин используется в этом раскрытии, но не определен в данном документе конкретно, то может применяться определение из IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2-е издание (1997), при условии, что это определение не противоречит любому другому раскрытию или применяемому в данном документе определению, или не делает неопределенным или не запрещает любой пункт формулы изобретения, к которому применяется это определение. В той степени, в которой любое определение или применение, предоставленное в любом документе, включенном в данный документ посредством ссылки, противоречит определению или применению, предоставленному в данном документе, определение или применение, предоставленное в данном документе, имеет преимущественную силу.

[0024] Если явно не указано иное в определенных обстоятельствах, все проценты, части, отношения и подобные количества, используемые в данном документе, определяются по массе.

[0025] Кроме того, в этой связи некоторые признаки изобретения, которые для ясности описаны в данном документе в контексте отдельных вариантов осуществления, также могут быть предоставлены в комбинации в одном варианте осуществления. И наоборот, различные признаки изобретения, которые для краткости описаны в контексте одного варианта осуществления, также могут быть предоставлены отдельно или в любой подкомбинации.

[0026] Что касается переходных терминов или фраз формулы изобретения, переходный термин "содержащий", который является синонимом терминов "включающий", "имеющий в составе" или "характеризующийся", является включительным или неограниченным, и не исключает дополнительные, не перечисленные элементы или стадии способа. Переходное выражение "состоящий из" исключает любой элемент, стадию или ингредиент, не указанный в пункте формулы изобретения. Переходное выражение "состоящий по существу из" ограничивает объем пункта формулы изобретения до указанных материалов или стадий и тех, которые не оказывают существенного влияния на основные и новые характеристики заявленного изобретения. Пункт формулы изобретения «состоящий по существу из» занимает промежуточное положение между закрытыми пунктами формулы, написанными в формате «состоящий из», и полностью открытыми пунктами формулы изобретения, составленными в формате «содержащий». При отсутствии указания на обратное при описании соединения или композиции термин «состоящий по существу из» не должен толковаться как «содержащий», а предназначен для описания указанного компонента, включающего материалы, которые существенно не изменяют состав или способ, к которому относится применяемый термин. Например, исходное сырье, состоящее по существу из материала А, может включать примеси, обычно присутствующие в коммерчески получаемом или коммерчески доступном образце указанного соединения или композиции. Когда заявка включает в себя разные признаки и/или классы признаков (например, стадия способа, признаки исходного сырья, и/или признаки продукта, среди прочих возможностей), переходные термины, содержащие, состоящие по существу из и состоящие из, применяются только к классу признаков, к которому они применяются, и в формуле изобретения могут использоваться разные переходные термины или фразы с различными признаками. Например, способ может включать несколько перечисленных стадий (и другие неперечисленные стадии), но использовать приготовление каталитической системы, состоящее из конкретных стадий, и использовать каталитическую систему, содержащую перечисленные компоненты и другие неперечисленные компоненты. Хотя композиции и способы описываются как «содержащие» различные компоненты или стадии, композиции и способы также могут «состоять по существу из» или «состоять из» различных компонентов или стадий.

[0027] Артикли «a» и «an» могут использоваться в связи с различными элементами и компонентами композиций, процессов или конструкций, описанных в данном документе. Это сделано для удобства и для того, чтобы дать общее представление о композициях, процессах или конструкциях. Такое описание включает «один или по меньшей мере один» из элементов или компонентов. Более того, как используется в данном документе, артикли в единственном числе также включают описание множества элементов или компонентов, если только из конкретного контекста не следует, что множественное число исключено.

[0028] Термины «необязательный» или «необязательно» означают, что описанное впоследствии событие или обстоятельство может или не может произойти, и что описание включает случаи, когда событие или обстоятельство имеет место, и случаи, когда они не происходят.

[0029] Термины «выполненный с возможностью использования» или «выполненный для использования» и аналогичные формулировки используются в данном документе для отражения того, что конкретная перечисленная конструкция или процедура используется в системе или способе полимеризации олефинов, как раскрыто в данном документе. Например, если не указано иное, конкретная конструкция, «выполненная с возможностью использования», означает, что она «выполнена с возможностью использования в реакторной системе полимеризации олефинов» и, следовательно, спроектирована, сформирована, скомпонована, сконструирована, и/или предназначена для осуществления полимеризации олефинов, как это должно быть понятно специалисту в данной области техники.

[0030] Термины «тонкодисперсные частицы», «твердые тонкодисперсные частицы», «тонкодисперсные полиолефиновые частицы» и т.п. используются в данном документе взаимозаменяемо для обозначения твердых полиолефиновых частиц. В одном аспекте полиолефиновые тонкодисперсные частицы могут иметь аэродинамический диаметр, составляющий около или менее чем 250 мкм (микрон), 5 микрон, 10 микрон, 20 микрон, 50 микрон, 75 микрон или 200 меш. Несмотря на то, что термин «полимер» может быть связан с термином «тонкодисперсные частицы», этот термин предназначен для охвата любых твердых частиц в рассматриваемом газовом потоке, включая частицы катализатора или форполимера, которые могут быть загружены в реактор, растущие частицы полимера, агломерированные полимерные частицы и чешуйки или отслаивание полимерных частиц. В некоторых вариантах осуществления размер полимерных частиц в процессе может включать, но не ограничиваться ими, следующие размеры: Группа А, 30-100 микрон; Группа В, 100-1000 микрон; Группа С, 0-30 микрон. Полимер не следует рассматривать как ограниченный каким-либо конкретным распределением частиц по размерам.

[0031] Термин «олефин» используется в данном документе в соответствии с определением, данным IUPAC: ациклические и циклические углеводороды, имеющие одну или большее количество углерод-углеродных двойных связей помимо формальных связей в ароматических соединениях. Класс «олефины» включает алкены и циклоалкены и соответствующие полиены. Этилен, пропилен, 1-бутен, 2-бутен, 1-гексен и т.п. являются неограничивающими примерами олефинов. Термин «альфа-олефин» (α-олефин) относится к олефину, который имеет двойную связь между первым и вторым атомами углерода самой длинной непрерывной цепочки атомов углерода. Термин «альфа-олефин» включает линейные и разветвленные альфа-олефины, если прямо не указано иное.

[0032] При описании диапазона измерений, таких как углы и т.п., заявитель намеревается раскрыть каждое отдельное число, которое такой диапазон может разумно охватывать, например, каждое отдельное число, которое имеет по меньшей мере на одну значащую цифру больше, чем в раскрываемой конечной точке диапазона. Например, когда речь идет об угле, составляющем от 60° до 70°, подразумевается, что угол может составлять 60°, 61°, 62°, 63°, 64°, 65°, 66°, 67°, 68°, 69° или 70°, включая любые поддиапазоны или комбинации поддиапазонов, входящие в этот более широкий диапазон. Намерение заявителя состоит в том, чтобы эти два метода описания диапазона были взаимозаменяемыми. Более того, когда раскрывается или заявляется диапазон значений, заявитель также намеревается, чтобы раскрытие диапазона отражало и было взаимозаменяемым с раскрытием любых и всех поддиапазонов и комбинаций поддиапазонов, охватываемых им. Соответственно, заявитель оставляет за собой право оговаривать или исключать любые отдельные члены любой такой группы, включая любые поддиапазоны или комбинации поддиапазонов внутри группы, или любой выбор, признак, диапазон, элемент или аспект, которые могут быть заявлены, если по какой-либо причине заявитель решит претендовать на меньшее, чем полное раскрытие, например, для учета ссылки, о которой заявитель мог не знать во время подачи заявки. Кроме того, указанные в данном документе диапазоны включают их конечные точки, если прямо не указано иное. Кроме того, когда количество, концентрация или другое значение или параметр указаны в виде диапазона, одного или большего количества предпочтительных диапазонов или списка верхних предпочтительных значений и нижних предпочтительных значений, это следует понимать как конкретное раскрытие всех диапазонов, образованных из любой пары любого верхнего предела диапазона или предпочтительного значения и любого нижнего предела диапазона или предпочтительного значения, независимо от того, раскрыты ли такие пары отдельно. Объем изобретения не ограничивается конкретными значениями, указанными при определении диапазона.

[0033] Термин «около» означает, что количества, размеры, составы, параметры и другие величины и характеристики не являются и не обязательно должны быть точными, но могут быть приблизительными и/или более или менее, по желанию, отражая допуски, коэффициенты преобразования, округление, погрешности измерения и т.п., а также другие факторы, известные специалистам в данной области техники. В целом, количество, размер, состав, параметр или другая количественная величина или характеристика являются «около» или «приблизительными», независимо от того, указано ли это явным образом или нет. Термин «около» также охватывает количества, которые отличаются из-за различных условий равновесия для композиции, получаемой из конкретной исходной смеси. Независимо от того, модифицирована ли термином «около», формула изобретения включает эквиваленты для указанных количественных величин. Термин «около» может означать в пределах 10% от сообщаемого числового значения, или в пределах 5% от сообщаемого числового значения, или в пределах 2% от сообщаемого числового значения.

[0034] При использовании в настоящей заявке термины «содержит», «содержащий», «включает в себя», «включающий в себя», «имеет», «имеющий», «содержит в себе» или «содержащий в себе» или любые другие их варианты, предназначены для того, чтобы охватить неисключительные включения в изобретение. Например, композиция, смесь, процесс, способ, изделие или аппарат, которые содержат список элементов, не обязательно ограничены только этими элементами, но могут включать другие элементы, не указанные явно или присущие такой композиции, смеси, процессу, способу, изделию или аппарату. Также, если иное не оговорено в явном виде, "или" относится к включающему "или", но не к исключающему "или". Например, условие А или В удовлетворяется любым из следующих условий: А истинно (или присутствует) и В ложно (или отсутствует), А ложно (или отсутствует) и В истинно (или присутствует), и оба А и В истинны (или присутствуют).

[0035] Используемый в данном документе термин «приведение в контакт» относится к процессу приведения в контакт по меньшей мере двух различных видов, чтобы они могли реагировать. Однако следует понимать, что конечный продукт реакции может быть получен непосредственно в результате реакции между добавленными реагентами или из промежуточного продукта из одного или большего количества добавленных реагентов, которые могут быть получены в реакционной смеси.

[0036] Термины «существенный» и «по существу», используемые в данном документе, предназначены для придания их обычному и общепринятому значению специалисту в данной области техники (и не должны ограничиваться специальным или индивидуальным значением), включая, без ограничений, относящийся к по существу перпендикулярному расположению, которое отличается от перпендикулярного расположения вплоть до ±10°.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0037] Графические материалы, описанные выше, и письменное описание конкретных конструкций и функций, представленное ниже, не предназначены для ограничения объема изобретенного Заявителями или объема приложенной формулы изобретения. Напротив, эти графические материалы и письменное описание предоставлены для обучения любого среднего специалиста в области техники выполнять и использовать настоящее изобретение, для которого испрашивается патентная защита. Специалистам в данной области техники будет понятно, что в целях ясности и понимания описаны или показаны не все признаки коммерческого варианта осуществления изобретений. Специалистам в этой области техники также будет понятно, что разработка действительного коммерческого варианта осуществления, включающего аспекты в соответствии с настоящим изобретением, потребует многочисленных решений, связанных с конкретной реализацией, для достижения конечной цели разработчика для указанного коммерческого варианта осуществления. Такие решения, связанные с реализацией, могут включать, и, вероятно, не ограничиваются соблюдением системных, деловых, правительственных и других ограничений, которые могут различаться в зависимости от конкретной реализации, местоположения и время от времени. Несмотря на то, что усилия разработчика могут быть сложными и трудоемкими в абсолютном смысле, такие усилия, тем не менее, будут рутинной задачей для специалистов в данной области техники, пользующихся этим раскрытием. Следует понимать, что изобретения, раскрытые и изложенные в настоящем документе, восприимчивы к многочисленным и разнообразным модификациям и альтернативным формам. В заключение, использование термина в единственном числе, такого как среди прочего неопределенного артикля единственного числа "а", не предназначено в качестве ограничения количества элементов. Кроме того, использование относительных терминов, таких как среди прочего "верх", "низ", "левый", "правый", "верхний", "нижний", "вниз", "вверх", "сбоку" и тому подобное, применено в настоящем описании для ясности в конкретной ссылке на графических материалах и не предназначено для ограничения объема настоящего изобретения или приложенной формулы изобретения.

[0038] В одном аспекте настоящего раскрытия предоставлен способ снижения скорости загрязнения теплообменника, включающий: подачу первого газового потока, содержащего газ и увлеченные тонкодисперсные полиолефиновые частицы, в газоотводную линию; преимущественное удаление части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке; подачу байпасного потока в байпасную линию, содержащую вход байпасной линии и выход байпасной линии, при этом вход байпасной линии расположен выше по потоку от первого теплообменника, и при этом выход байпасной линии расположен ниже по потоку от первого теплообменника; подачу по меньшей мере части первого газового потока в первый теплообменник, в котором получают первый охлажденный газовый поток; и объединение байпасного потока и второго газового потока на выходе байпасной линии с образованием объединенного газового потока, содержащего один или большее количество олефинов или парафинов, при этом температура объединенного газового потока является ниже точки росы объединенного газового потока.

[0039] В другом аспекте настоящего раскрытия предоставлена система снижения скорости загрязнения теплообменника, содержащая: газоотводную линию, выполненную с возможностью пропускания первого газового потока, содержащего газ и увлеченные тонкодисперсные полиолефиновые частицы; первый теплообменник, выполненный с возможностью приема по меньшей мере части первого газового потока и получения первого охлажденного газового потока; и байпасную линию, выполненную с возможностью преимущественного удаления части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке; причем байпасная линия содержит вход байпасной линии и выход байпасной линии, при этом вход байпасной линии расположен выше по потоку от первого теплообменника, при этом выход байпасной линии расположен ниже по потоку от первого теплообменника, и при этом байпасная линия выполнена таким образом, что байпасный поток объединяют со вторым газовым потоком на выходе байпасной линии с образованием объединенного газового потока, содержащего один или большее количество олефинов или парафинов, и причем температура объединенного газового потока является ниже точки росы объединенного газового потока.

[0040] В другом аспекте настоящего раскрытия предоставлен способ полимеризации олефинов, включающий: приведение в контакт одного или большего количества олефинов с катализатором в условиях полимеризации в полимеризационном реакторе с образованием первого газового потока, содержащего твердые тонкодисперсные частицы и непрореагировавшие олефины; подачу первого газового потока в газоотводную линию; преимущественное удаление части твердых тонкодисперсных частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию твердых тонкодисперсных частиц, чем присутствует в первом газовом потоке; подачу байпасного потока в байпасную линию, содержащую вход байпасной линии и выход байпасной линии, при этом вход байпасной линии расположен выше по потоку от первого теплообменника, и при этом выход байпасной линии расположен ниже по потоку от первого теплообменника; подачу по меньшей мере части первого газового потока в первый теплообменник, в котором получают первый охлажденный газовый поток; и объединение байпасного потока и второго газового потока на выходе байпасной линии с образованием объединенного газового потока, содержащего один или большее количество олефинов или парафинов, при этом температура объединенного газового потока является ниже точки росы объединенного газового потока.

[0041] В соответствии с другим аспектом настоящего раскрытия предоставлена система полимеризации олефинов, содержащая: полимеризационный реактор для приведения в контакт одного или большего количества олефинов с катализатором в условиях полимеризации с образованием первого газового потока, содержащего твердые тонкодисперсные частицы и непрореагировавшие олефины; газоотводную линию, выполненную с возможностью приема первого газового потока; первый теплообменник, выполненный с возможностью приема по меньшей мере части первого газового потока и получения охлажденного газового потока; байпасную линию, выполненную с возможностью преимущественного удаления части твердых тонкодисперсных частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию твердых тонкодисперсных частиц, причем байпасная линия содержит вход и выход, при этом вход расположен выше по потоку от первого теплообменника, при этом выход расположен ниже по потоку от первого теплообменника, и при этом байпасная линия выполнена таким образом, что байпасный поток объединяют со вторым газовым потоком на выходе байпасной линии с образованием объединенного газового потока, содержащего один или большее количество олефинов или парафинов, и причем температура объединенного газового потока является ниже точки росы объединенного газового потока.

[0042] В некоторых вариантах осуществления первый газовый поток содержит одно или большее количество из непрореагировавших олефинов, азота, водорода и одного или большего количества парафинов. Например, в некоторых вариантах осуществления первый газовый поток включает непрореагировавшие олефины, такие как этилен, пропилен, 1-бутен, 2-бутен, 1-гексен или любые их комбинации. В некоторых вариантах осуществления первый газовый поток включает парафины, такие как этан, пропан, бутан, пентан, изопентан, гексан или любые их комбинации. В некоторых вариантах осуществления тонкодисперсные полиолефиновые частицы содержат гомополимеры, сополимеры, терполимеры и т.п. В некоторых вариантах осуществления тонкодисперсные полиолефиновые частицы содержат полиэтилен. В некоторых вариантах осуществления тонкодисперсные полиолефиновые частицы содержат гомополимеры этилена и сополимеры этилена и по меньшей мере один альфа-олефин, в которых содержание этилена составляет по меньшей мере около 50% по массе от общего количества задействованных мономеров. Примерами альфа-олефинов, которые могут быть использованы, являются пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-гептен, 1-октен, 4-метил-1-пентен, 1-децен, 1-додецен, 1-гексадецен и тому подобное. Также в данном документе могут быть использованы полиены, такие как 1,3-гексадиен, 1,4-гексадиен, 1,5-гексадиен, циклопентадиен, дициклопентадиен, 4-винилциклогекс-1-ен, 1,5-циклооктадиен, 5-винилиден-2-норборнен, 5-винил-2-норборнен и олефины, образующиеся in situ в полимеризационной среде. Когда олефины образуются in situ в полимеризационной среде, может происходить образование полиэтиленов, содержащих длинноцепочечные разветвления.

[0043] В некоторых вариантах осуществления полиолефиновые частицы получают с использованием катализатора. В настоящем раскрытии может быть использован любой катализатор, подходящий для полимеризации олефинов. Например, катализатор полимеризации олефинов может включать по меньшей мере один металл, выбранный из групп 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 и 13 Периодической таблицы элементов. Примерами металлов являются титан, цирконий, гафний, скандий, ванадий, железо, хром, никель и алюминий. Катализатор полимеризации олефинов может быть нейтральным или катионным.

[0044] Примеры таких катализаторов полимеризации включают, но не ограничиваются ими:

[0045] [1] каталитические соединения и композиции, содержащие элемент группы 6, такой как хром, примеры которых включают, но не ограничиваются ими, катализаторы на основе оксида хрома и хроморганические катализаторы, которые могут быть поддержаны и/или активированы;

[0046] [2] катализаторы Циглера-Натта и композиции всех типов, которые обычно содержат компонент переходного металла и сокатализатор, такой как алюминийорганическое соединение;

[0047] [3] металлоценовые катализаторы всех типов, которые используются в данном документе для обозначения замещенных и незамещенных катализаторов на основе моно(циклопентадиенила) и бис(циклопентадиенила) переходных металлов и аналогов таких соединений, таких как пентадиенил, пиррол, боратабензол и т.п., обычно также включающий металлоорганический сокатализатор, такой как алюмоксан (такой как метилалюмоксан), алкил- или арил-алюминиевое соединение или алкил- или арилзамещенное соединение бора;

[0048] [4] любое каталитическое соединение, содержащее элемент группы 13, такое как соединения, содержащие алюминий;

[0049] [5] каталитические соединения и композиции, содержащие элемент группы 10, например, никельсодержащий катализатор, такой как катионные комплексы никель-алкилдиимин, часто используемые в сочетании с металлоорганическим сокатализатором;

[0050] [6] каталитические соединения и композиции, содержащие элемент группы 8, такие как железосодержащие соединения, которые также необязательно могут включать металлоорганический сокатализатор, такой как алкилалюмоксан или другое алюминийорганическое или борорганическое соединение;

[0051] [7] любое соединение, содержащее элемент группы 4, такое как соединения, содержащие титан и цирконий, примеры которых включают катионные или нейтральные соединения титана и циркония, а также которые могут включать металлоорганический сокатализатор, такой как алкилалюмоксан или другое алюминийорганическое или борорганическое соединение; и

[0052] [8] катализатор полимеризации олефинов, который полимеризует олефины с получением интерполимеров олефинов, имеющих молекулярно-массовое распределение (MWD) от 1 до 2,5.

[0053] В некоторых вариантах осуществления вышеуказанные катализаторы могут быть нанесены на любые носители в виде частиц, известные в данной области техники.

[0054] В некоторых аспектах тонкодисперсные полиолефиновые частицы имеют средний диаметр, составляющий менее чем около 200 мкм, менее чем около 150 мкм, менее чем около 100 мкм, менее чем около 50 мкм, менее чем около 10 мкм или любые комбинации этих диапазонов или любые диапазоны между ними. Например, в некоторых аспектах тонкодисперсные полиолефиновые частицы имеют средний диаметр, составляющий около 200 мкм, около 195 мкм, около 190 мкм, около 180 мкм, около 175 мкм, около 170 мкм, около 165 мкм, около 160 мкм, около 155 мкм, около 145 мкм, около 140 мкм, около 135 мкм, около 130 мкм, около 125 мкм, около 120 мкм, около 115 мкм, около 110 мкм, около 105 мкм, около 100 мкм, около 95 мкм, около 90 мкм, около 85 мкм, около 80 мкм, около 75 мкм, около 70 мкм, около 65 мкм, около 60 мкм, около 55 мкм, около 50 мкм, около 45 мкм, около 40 мкм, около 35 мкм, около 30 мкм, около 25 мкм, около 20 мкм, около 15 мкм, около 10 мкм, около 9 мкм, около 8 мкм, около 7 мкм, около 6 мкм, около 5 мкм, около 4 мкм, около 3 мкм, около 2 мкм, около 1 мкм или любые диапазоны между ними.

[0055] В некоторых аспектах способ дополнительно включает подачу первого охлажденного газового потока во второй теплообменник, в котором получают второй охлажденный газовый поток. В некоторых аспектах система дополнительно содержит второй теплообменник ниже по потоку от первого теплообменника, и при этом второй теплообменник выполнен с возможностью получения второго охлажденного газового потока. То есть в некоторых аспектах второй теплообменник расположен ниже по потоку от первого теплообменника.

[0056] В некоторых аспектах выход байпасной линии расположен выше по потоку от второго теплообменника, и второй газовый поток представляет собой первый охлажденный газовый поток. То есть в некоторых аспектах байпасная линия выполнена с возможностью байпасирования тонкодисперсных полиолефиновых частиц вокруг первого теплообменника. В некоторых аспектах способ дополнительно включает подачу второго охлажденного газового потока в компрессор для образования сжатого газового потока.

[0057] В некоторых аспектах выход байпасной линии расположен ниже по потоку от второго теплообменника, и второй газовый поток представляет собой второй охлажденный газовый поток. То есть в некоторых аспектах байпасная линия выполнена с возможностью байпасирования тонкодисперсных полиолефиновых частиц вокруг как первого, так и второго теплообменников. В некоторых аспектах способ дополнительно включает подачу первого охлажденного газового потока в компрессор для образования сжатого газового потока; и подачу сжатого газового потока во второй теплообменник. В некоторых аспектах система дополнительно содержит компрессор, выполненный с возможностью сжатия первого охлажденного газового потока с образованием сжатого газового потока, который подают во второй теплообменник.

[0058] В некоторых аспектах система может дополнительно включать один или большее количество регулируемых клапанов на входе байпасной линии или на выходе байпасной линии, выполненных с возможностью управления расходом байпасного потока. Например, в некоторых аспектах система включает в себя регулируемый клапан на выходе байпасной линии, выполненный с возможностью управления расходом байпасного потока. В некоторых аспектах способ может дополнительно включать регулирование одного или большего количества клапанов на входе байпасной линии или на выходе байпасной линии для управления расходом байпасного потока. Например, в некоторых аспектах способ может включать регулирование клапана на выходе байпасной линии для управления расходом байпасного потока. В некоторых аспектах клапан может быть дисковым затвором, задвижкой или шаровым клапаном.

[0059] В некоторых аспектах стадия преимущественного удаления части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке, включает удаление от около 5 мас. % до около 75 мас. % первого газового потока, например, около 5 мас. %, около 10 мас. %, около 15 мас. %, около 20 мас. %, около 25 мас. %, около 30 мас. %, около 35 мас. %, около 40 мас. %, около 45 мас. %, около 50 мас. %, около 55 мас. %, около 60 мас. %, около 65 мас. %, около 70 мас. %, около 75 мас. %, или любые диапазоны между ними.

[0060] Неожиданно, в некоторых аспектах стадия преимущественного удаления части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газовыводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке, приводит к общей потере производительности по холоду от около 1% до около 20%, например, около 1%, около 2%, около 3%, около 4%, около 5%, около 10%, около 15%, около 20%, или любые диапазоны между ними. Не желая быть связанными какой-либо конкретной теорией, предполагается, что байпасирование части газоотводной линии вокруг первого теплообменника приводит к потере производительности по холоду первого теплообменника. После того, как байпасная часть рекомбинируется с выходом газа, более высокая температура объединенного газа приводит к увеличению производительности по холоду второго теплообменника, так что общая производительности по холоду не уменьшается настолько, как это было бы без байпаса.

[0061] В некоторых аспектах стадия преимущественного удаления части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке, приводит к потере производительности по холоду первого теплообменника от около 5% до около 150%, например, около 5%, около 10%, около 15%, около 20%, около 25%, около 30%, около 35%, около 40%, около 45%, около 50%, около 55%, около 60%, около 65%, около 70%, около 75%, около 80%, около 85%, около 90%, около 95%, около 100%, около 105%, около 110%, около 115%, около 120%, около 125%, около 130%, около 135%, около 140%, около 145%, около 150%, или любые диапазоны между ними. Не желая быть связанными какой-либо конкретной теорией, полагают, что путем байпасирования части газоотводной линии вокруг первого теплообменника приходят к потере производительности по холоду первого теплообменника.

[0062] В некоторых аспектах стадия преимущественного удаления части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газовыводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке, приводит к уменьшению производительности по холоду второго теплообменника от около 5% до около 50%, например, около 5%, около 10%, около 15%, около 20%, около 25%, около 30%, около 35%, около 40%, около 45%, около 50%, или любые диапазоны между ними. Не желая быть связанными какой-либо конкретной теорией, предполагается, что байпасирование части газоотводной линии вокруг первого теплообменника и объединение байпасной части ниже по потоку от первого теплообменника при более высокой температуре перед подачей во второй теплообменник приводит к повышенной производительности по холоду второго теплообменника.

[0063] В некоторых аспектах стадия преимущественного удаления части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке, приводит к уменьшению загрязнения в первом теплообменнике. Не желая быть связанными какой-либо конкретной теорией, предполагается, что байпасирование части газоотводной линии со связанными с ней тонкодисперсными полиолефиновыми частицами вокруг первого теплообменника приводит к меньшему количеству тонкодисперсных частиц, достигающих первого теплообменника, что, в свою очередь, приводит к уменьшенному загрязнению.

[0064] В некоторых аспектах стадия преимущественного удаления части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке, приводит к отсутствию изменения загрязнения во втором теплообменнике. Без намерения быть связанными какой-либо конкретной теорией считается, что значительно уменьшенное загрязнение во втором теплообменнике может быть связано с «промывающим» действием, которое первый охлажденный газовый поток или второй охлажденный газовый поток может оказывать на любые твердые полиолефиновые частицы. В частности, считается, что некоторая часть первого охлажденного газового потока и/или второго охлажденного газового потока может выходить из первого теплообменника и/или второго теплообменника в жидкой форме, и что некоторые из этих жидкостей могут удалять или вымывать тонкодисперсные полимерные частицы из теплообменника и связанных с ним трубопроводов. Например, известно, что жидкий пентан и гексен промывают твердые полиэтиленовые частицы. При работе без байпаса в трубопроводе ниже по потоку от первого теплообменника и во втором теплообменнике наблюдается «промывка», что свидетельствует о незначительном скоплении полимера на любой поверхности между очистками. И наоборот, на всех поверхностях трубопроводов выше по потоку от первого теплообменника и в первом теплообменнике до определенного момента, подверженных воздействию технологического газа, наблюдается значительное накопление полимера между очистками. Таким образом, без намерения быть связанными какой-либо конкретной теорией, считается, что если температура объединенного газового потока, поступающего во второй теплообменник, является ниже точки росы газа, то этот поток будет служить для вымывания любых тонкодисперсных полиолефиновых частиц из второго теплообменника или последующего трубопровода и систем. Таким образом, промывка служит для того, чтобы теплообменник ниже по потоку оставался чистым, чтобы его производительность (особенно падение давления) не ухудшалась со временем значительно, даже если теплообменник выше по потоку загрязняется и большее количество газа байпасирует теплообменник выше по потоку.

[0065] В некоторых аспектах байпасный поток выполнен с возможностью приема или преимущественного удаления или содержит до около 80 мас. % увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц в первом газовом потоке, например, от около 5 мас. % до около 75 мас. % первого газового потока, например, около 5 мас. %, около 10 мас. %, около 15 мас. %, около 20 мас. %, около 25 мас. %, около мас. %, около 35 мас. %, около 40 мас. %, около 45 мас. %, около 50 мас. %, около 55 мас. %, около 60 мас. %, около 65 мас. %, около 70 мас. %, около 75 мас. %, около 80 мас. % или любые диапазоны между ними.

[0066] В некоторых аспектах газоотводная линия содержит по существу полусферический изгиб. Под «по существу полусферическим» подразумевается, что газоотводная линия содержит изгиб, который проходит по всей дуге полукруга, то есть составляет 180° или в пределах ±10° от полной дуги полукруга. Не желая быть связанными какой-либо конкретной теорией, полагают, что прохождение газового выходящего потока через по существу полусферический изгиб может способствовать преимущественному отделению увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц с образованием байпасного потока. То есть считается, что центростремительная сила, действующая на тонкодисперсные полиолефиновые частицы, когда они проходят через по существу полусферический изгиб, может преимущественно отделить тонкодисперсные полиолефиновые частицы к внутренней поверхности газоотводной линии, которая находится на самой внешней части изгиба. Преимущественно, располагая вход байпасной линии вблизи самой внешней части изгиба, эти частицы могут затем преимущественно отделяться от газоотводной линии с образованием байпасного потока. Например, в некоторых аспектах байпасная линия проходит по касательной к полусферическому изгибу. То есть в некоторых аспектах байпасная линия проходит по касательной к самой внешней части изгиба. В некоторых аспектах байпасная линия находиться под углом к полусферическому изгибу. Например, в некоторых аспектах байпасная линия находится под углом, составляющим от около 30 градусов до около 90 градусов от линии, разделяющей пополам по существу полусферический изгиб, например, около 30 градусов, около 35 градусов, около 40 градусов, около 45 градусов, около 50 градусов, около 55 градусов, около 60 градусов, около 65 градусов, около 70 градусов, около 75 градусов, около 80 градусов, около 85 градусов, около 90 градусов или любой диапазон между ними.

[0067] В некоторых аспектах вход байпасной линии содержит заборник, проходящий в газоотводную линию. То есть, в некоторых аспектах, вход байпасной линии содержит выступ, проходящий в газоотводную линию, чтобы способствовать удалению тонкодисперсных полиолефиновых частиц.

[0068] В некоторых аспектах байпасная линия имеет внутренний диаметр, который составляет от около 10% до около 40% от внутреннего диаметра газоотводной линии, например, около 10%, около 15%, около 20%, около 25%, около 30%, около 35%, около 40% или любые диапазоны между ними. Например, в некоторых аспектах байпасная линия имеет внутренний диаметр, который составляет около 33% от внутреннего диаметра газоотводной линии, например, байпасная линия может иметь внутренний диаметр 12 дюймов, в то время как газоотводная линия имеет внутренний диаметр, составляющий 36 дюймов.

[0069] В некоторых аспектах вход байпасной линии имеет внутренний диаметр, который составляет от около 5% до около 50% больше, чем внутренний диаметр байпасной линии, например, около 5%, около 10%, около 15%, около 20%, около 25%, около 30%, около 35%, около 40%, около 45%, около 50% или любые диапазоны между ними. Например, в некоторых аспектах вход байпасной линии имеет внутренний диаметр, который на 50% больше, чем внутренний диаметр байпасной линии, например, вход байпасной линии может иметь внутренний диаметр, составляющий 18 дюймов в самом широком месте, а затем уменьшаться до внутреннего диаметра байпасной линии, составляющего 12 дюймов. Без намерения быть связанными какой-либо конкретной теорией считается, что больший внутренний диаметр входа байпасной линии может привести к повышению эффективности преимущественного отделения полиолефиновых частиц по сравнению с входом байпасной линии, имеющим тот же диаметр, что и байпасная линия.

[0070] В некоторых аспектах способ дополнительно включает подачу первого газового потока в сепаратор тонкодисперсных частиц, сообщающийся по текучей среде с полимеризационным реактором и газоотводной линией, для отделения первой части твердых тонкодисперсных частиц от непрореагировавших олефинов перед подачей первого газового потока в газоотводную линию; и подачу первой части твердых тонкодисперсных частиц в эдуктор, сообщающийся по текучей среде с сепаратором тонкодисперсных частиц, для перемещения первой части твердых тонкодисперсных частиц обратно в полимеризационный реактор. В некоторых аспектах система дополнительно включает сепаратор тонкодисперсных частиц, сообщающийся по текучей среде с полимеризационным реактором, и газоотводную линию, выполненную с возможностью отделения первой части твердых тонкодисперсных частиц от непрореагировавших олефинов перед подачей первого газового потока в газоотводную линию. В некоторых аспектах система дополнительно включает эдуктор, сообщающийся по текучей среде с сепаратором тонкодисперсных частиц для транспортировки первой части твердых тонкодисперсных частиц обратно в полимеризационный реактор. Например, в некоторых аспектах эдуктор может представлять собой эдуктор, как описано в заявке на патент США №15/730,314, который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.

[0071] В некоторых аспектах эдуктор содержит первое трубчатое тело, имеющее полую внутреннюю часть и содержащее первый вход и первый выход, отстоящий от первого входа вдоль центральной оси, и боковую стенку, окружающую центральную ось и определяющую смесительную камеру; и второе трубчатое тело, имеющее полую внутреннюю часть и содержащее второй вход и отстоящий от него второй выход, при этом второе трубчатое тело проходит в смесительную камеру через боковую стенку первого трубчатого тела между первым входом и первым выходом, при этом второй вход ориентирован по существу перпендикулярно оси первого трубчатого тела, при этом второе трубчатое тело содержит первый изгиб, составляющий менее чем 90° от перпендикуляра к первому выходу перед прохождением в смесительную камеру, и при этом второе трубчатое тело содержит второй изгиб, составляющий менее чем 90° к первому выходу после прохождения в смесительную камеру.

Проиллюстрированные варианты осуществления

[0072] На фиг. 1 проиллюстрирована схема системы и способа полимеризации олефинов в соответствии с аспектом настоящего раскрытия. Входящий поток 101, содержащий олефины, подается в полимеризационный реактор 103, где олефины полимеризуются с образованием выходного потока 105 полимеризационного реактора, который содержит твердые полиолефиновые частицы и непрореагировавшие олефины, и поток 137 твердых полиолефиновых продуктов. Входящий поток 101 и выходящий поток 105 могут включать любой подходящий олефин, комбинацию олефинов, а в некоторых вариантах осуществления могут включать дополнительные компоненты, такие как катализаторы, инициаторы полимеризации, агенты, регулирующие длину цепи, и т.п., как будет понятно специалисту.

[0073] Выходящий поток 105 полимеризационного реактора затем подают в циклон 107, где он разделяется на газовый поток 113, который содержит увлеченные тонкодисперсные твердые полиолефиновые частицы, и поток 116 твердых тонкодисперсных частиц. Затем поток 116 твердых тонкодисперсных частиц вводят в эдуктор 109 вместе с движущим газом 131. В некоторых вариантах осуществления вход эдуктора 301 находится непосредственно рядом с выходом для твердых частиц в нижней части циклона, хотя это и не требуется.

[0074] Часть газового потока 113 проходит к первому теплообменнику 115, в то время как часть газового потока 113, которая включает преимущественно отделенную часть твердых полиолефиновых частиц, отделяется в байпасную линию 117. В первом теплообменнике получают первый охлажденный газовый поток 119, а байпасный поток 117 объединяется с первым охлажденным газовым потоком 119 с образованием объединенного потока 121, который подается во второй теплообменник 123 для получения второго охлажденного газового потока 125. Температура объединенного потока 121 является ниже точки росы объединенного газового потока 121. Второй охлажденный газовый поток 125 подают в компрессор 127, в котором получают сжатый газовый поток 129. Часть сжатого газового потока подается в эдуктор 109 в качестве движущего газа 131, как обсуждалось выше. Часть сжатого газового потока 129 подается в емкость 133 для отделения жидкости, в которой получают жидкий поток 137 и газовый поток 135, который рециркулируют в полимеризационный реактор 103.

[0075] На фиг. 2 проиллюстрирована схема системы и способа полимеризации олефинов в соответствии с другим аспектом настоящего раскрытия. Входящий поток 201, содержащий олефины, подается в полимеризационный реактор 203, где олефины полимеризуются с образованием выходного потока 205 полимеризационного реактора, который содержит твердые полиолефиновые частицы и непрореагировавшие олефины, и поток 237 твердых полиолефиновых продуктов. Входящий поток 201 и выходящий поток 205 могут включать любой подходящий олефин, комбинацию олефинов, а в некоторых вариантах осуществления могут включать дополнительные компоненты, такие как катализаторы, инициаторы полимеризации, агенты, регулирующие длину цепи, и т.п., как будет понятно специалисту.

[0076] Выходящий поток 205 полимеризационного реактора затем подают в циклон 207, где он разделяется на газовый поток 213, который содержит увлеченные тонкодисперсные твердые полиолефиновые частицы, и поток 216 твердых тонкодисперсных частиц. Затем поток 216 твердых тонкодисперсных частиц вводят в эдуктор 209 вместе с движущим газом 231. В некоторых вариантах осуществления вход эдуктора 201 находится непосредственно рядом с выходом для твердых частиц в нижней части циклона, хотя это и не требуется.

[0077] Часть газового потока 213 проходит к первому теплообменнику 215, в то время как часть газового потока 213, которая включает преимущественно отделенную часть твердых полиолефиновых частиц, отделяется в байпасную линию 217. В первом теплообменнике получают первый охлажденный газовый поток 225, который подают в компрессор 227 для получения сжатого газового потока 219, который подают во второй теплообменник 223 для получения второго охлажденного газового потока 221. Байпасный поток 217 объединяется со вторым охлажденным газовым потоком 221 с образованием объединенного потока 229, имеющего температуру, которая является ниже точки росы объединенного газового потока 121. Часть объединенного газового потока 229 подается в эдуктор 209 в качестве движущего газа 231, как обсуждалось выше. Часть объединенного газового потока 229 подается в емкость 233 для отделения жидкости, в которой получают жидкий поток 237 и газовый поток 235, который рециркулируют в полимеризационный реактор 203.

[0078] На фиг. 3А и 3В проиллюстрированы частичные виды по существу полусферического изгиба в газоотводной линии и входа байпасной линии в соответствии с аспектом настоящего раскрытия. Фиг. 3В представляет собой вид в поперечном разрезе по существу полусферического изгиба, в соответствии с фиг. 3А, выполненный в плоскости изгиба вдоль линии b-b. На этих фигурах показан полусферический изгиб газоотводной линии 314 и байпасной линии 319, включающей вход 317 байпасной линии, внутренний диаметр которой больше, чем у байпасной линии 319. Вход 317 байпасной линии дополнительно включает в себя заборник 318, который проходит во внутренний диаметр газоотводной линии 313, для дополнительной помощи в преимущественном отделении твердых полиолефиновых частиц 314 из газоотводной линии 313 и в байпасную линию 319 дополнительно, как проиллюстрировано на этих фигурах, вход байпасной линии расположен под углом θ от линии а, которая делит пополам по существу полусферический изгиб.

[0079] На фиг. 10 проиллюстрирован частично прозрачный вид по существу полусферического изгиба в газоотводной линии 1013, вход 1017 байпасной линии и байпасная линия 1019 в соответствии с аспектом настоящего раскрытия. В частности, на этой фигуре проиллюстрирован вход 1017 байпасной линии, который находится под углом θ к линии а, которая параллельна линии, разделяющей пополам по существу полусферический изгиб, но не является касательной к внешней поверхности по существу полусферического изгиба. Вход 1017 байпасной линии дополнительно включает в себя заборник 1018, который проходит во внутреннюю часть газоотводной линии 1013. Как показано на этой фигуре, заборник может просто иметь форму продолжения входа 1017 байпасной линии. Например, вход байпасной линии может быть образован путем обрезания трубы под углом и присоединения указанной трубы к газоотводной линии таким образом, чтобы один конец трубы находился по существу на одном уровне с газоотводной линией, а другая сторона газоотводной линии проходила во внутреннюю часть газоотводной линии. Например, в некоторых вариантах осуществления газоотводная линия может иметь внутренний диаметр, который составляет около 50% от внутреннего диаметра газоотводной линии, а заборник может проходить во внутреннюю часть газоотводной линии на около 1/9^ю внутреннего диаметра. Например, в одном варианте осуществления вход байпасной линии может иметь внутренний диаметр, составляющий около 18 дюймов, газоотводная линия может иметь внутренний диаметр, составляющий около 36 дюймов, а заборник может проходить во внутреннюю часть газоотводной линии на около 4 дюйма.

ПРИМЕРЫ

[0080] Изобретение дополнительно проиллюстрировано приведенными ниже примерами, которые никоим образом не должны толковаться как налагающие ограничения на объем этого изобретения. Различные другие аспекты, варианты осуществления, модификации и их эквиваленты, которые после прочтения настоящего описания могут прийти в голову специалисту в данной области, не выходя за рамки сущности настоящего изобретения или объема прилагаемой формулы изобретения.

Пример 1: Математическое моделирование системы уменьшения загрязнения теплообменника

[0081] Программное обеспечение ASPEN EDR, доступное от ApenTech, и программное обеспечение ANSYS® FLUENT использовались для моделирования системы с двойным теплообменником с байпасной линией, байпасирующей первый теплообменник. В этом исследовании два идентичных кожухотрубных теплообменника были расположены последовательно, при этом технологический газ протекал по трубной стороне, а охлаждающая вода текла противотоком по межтрубной стороне. Оба теплообменника имели 2229 трубок диаметром 1 дюйм, которые составляли длину 38 футов. В этом примере расход технологического газа, поступающего в теплообменник, составлял 1800000 фунтов в час (фунт/час) при температуре 206,5°F. Расход охлаждающей воды составляет 24000 галлонов в минуту (GPM) при температуре 100,6°F. Технологический газ имел следующий состав: 5,0 мол. % водорода, 28,3 мол. % этилена, 18,4 мол. % изопентана, 48,0 мол. % азота и 0,3 мол. % 1-гексена. В начале работы падение давления в первом теплообменнике составляет 2,5 фунт/кв. дюйм, а во втором теплообменнике - 2,0 фунт/кв. дюйм.

[0082] На фиг. 4 проиллюстрирована температура технологического газа по длине первого теплообменника с левой стороны и второго теплообменника с правой стороны для различных мас. % байпаса. На фиг. 5 проиллюстрирована производительность по холоду в млн.БТЕ/час в первом теплообменнике с левой стороны и втором теплообменнике с правой стороны для различных мас. % байпаса. Как видно из этих фигур, байпас оказывает относительно небольшое влияние на общую температуру технологического газа или общую производительность по холоду в конце второго теплообменника. Данные дополнительно показаны в Таблице 1 ниже. Эта таблица показывает, что модель предсказывает только 8,8%-ное снижение общей производительность по холоду при 50%-м байпасе. Кроме того, при байпасе 50% объединенный поток, поступающий во второй теплообменник, находится ниже точки росы, поскольку прогнозируется 3,3 мас. % жидкости. Не желая связывать себя какой-либо конкретной теорией, предполагается, что это должно позволить второму теплообменнику оставаться чистым при 50% байпасе, поскольку он все еще «промывается» конденсированной жидкостью.

[0083] Модели вычислительной гидродинамики (CFD) использовались для определения объемов байпаса, соответствующих различным условиям загрязнения в первом теплообменнике, с использованием программного обеспечения ANSYS® FLUENT. Были выполнены три случая, представляющие условия загрязнения в начале цикла, в середине цикла и в конце цикла в исходной системе теплообменника (без байпаса), при условии, что второй теплообменник остается относительно чистым. Те же самые условия загрязнения были также смоделированы с использованием 12-дюймовой байпасной линии с 18-дюймовым байпасным входом. Частицы, используемые для моделирования полимерных частиц, представляли собой частицы размером 100 мкм с плотностью 0,85 г/см³. Результаты этих моделирований приведены в Таблице 2. Эти результаты подтверждают, что конструкция байпасного входа увеличивает содержание частиц в байпасном потоке. Эти результаты также подтверждают, что падение давления в системе значительно ниже для заданного состояния загрязнения, поскольку количество байпаса увеличивается по мере загрязнения первого теплообменника. Кроме того, эти результаты показывают, что при определенной скорости загрязнения первого теплообменника ожидается увеличение длины участка, поскольку падение давления в системе ниже при заданных условиях загрязнения.

[0084] На фиг. 6 и 7 проиллюстрированы траектории полимерных частиц, смоделированные с использованием CFD. В частности, на фиг. 6 проиллюстрированы траектории частиц полимера в начале цикла и показывает 33 мас. % байпаса частиц, а на фиг. 7 проиллюстрированы траектории полимерных частиц в конце цикла и показывает 49 мас. % байпаса частиц. Частицы увлекаются газовым потоком и входят сверху этих фигур, следуя по существу полусферическому изгибу, и часть частиц преимущественно удаляется через тангенциальную байпасную линию.

[0085] На фиг. 8 и 9 проиллюстрированы векторы скорости на входе байпасной линии. В частности, на фиг. 8 проиллюстрированы векторы скорости газа на входе байпасной линии в начале цикла и показывает 18% байпаса газа, в то время как на фиг. 9 проиллюстрированы векторы скорости полимерных частиц на входе байпасной линии в конце цикла и показывает байпаса газа 42%. Как проиллюстрировано на этих фигурах, поток, поступающий в байпасную линию, увеличивается по мере увеличения загрязнения первого теплообменника, что приводит к меньшему расходу и меньшему падению давления в первом теплообменнике.

АСПЕКТЫ

[0086] Изобретение описано выше со ссылкой на многочисленные аспекты и варианты осуществления, а также конкретные примеры. Многие варианты будут предложены специалистам в данной области техники в свете приведенного выше подробного описания. Все такие очевидные варианты находятся в полном объеме прилагаемой формулы изобретения. Другие варианты осуществления изобретения могут включать, помимо прочего, следующее (варианты осуществления обычно описываются как «содержащие», но, в качестве альтернативы, могут «по существу состоять из» или «состоять из», если специально не указано иное).

[0087] В соответствии с первым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ снижения скорости загрязнения теплообменника, включающий: подачу первого газового потока, содержащего газ и увлеченные тонкодисперсные полиолефиновые частицы, в газоотводную линию; преимущественное удаление части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке; подачу байпасного потока в байпасную линию, содержащую вход байпасной линии и выход байпасной линии, при этом вход байпасной линии расположен выше по потоку от первого теплообменника, и при этом выход байпасной линии расположен ниже по потоку от первого теплообменника; подачу по меньшей мере части первого газового потока в первый теплообменник, в котором получают первый охлажденный газовый поток; и объединение байпасного потока и второго газового потока на выходе байпасной линии с образованием объединенного газового потока, содержащего один или большее количество олефинов или парафинов, при этом температура объединенного газового потока является ниже точки росы объединенного газового потока.

[0088] В соответствии со вторым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с первым аспектом, отличающийся тем, что первый газовый поток содержит одно или большее количество из непрореагировавших олефинов, азота, водорода и одного или большего количества парафинов.

[0089] В соответствии с третьим аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из первого или второго аспектов, отличающийся тем, что первый газовый поток содержит одно или большее количество из пентана, изопентана, гексена, 1-гексена, этилена, азота и водорода.

[0090] В соответствии с четвертым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с первого по третий, отличающийся тем, что тонкодисперсные полиолефиновые частицы содержат полиэтилен.

[0091] В соответствии с пятым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с первого по четвертый, дополнительно включающий подачу первого охлажденного газового потока во второй теплообменник, в котором получают второй охлажденный газовый поток.

[0092] В соответствии с шестым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с первого по пятый, отличающийся тем, что выход байпасной линии расположен выше по потоку от второго теплообменника, и при этом второй газовый поток представляет собой первый охлажденный газовый поток.

[0093] В соответствии с седьмым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с первого по шестой, дополнительно включающий подачу второго охлажденного газового потока в компрессор для образования сжатого газового потока.

[0094] В соответствии с восьмым аспектом настоящего раскрытия предложен способ в соответствии с любым из аспектов с первого по седьмой, отличающийся тем, что выход байпасной линии расположен ниже по потоку от второго теплообменника, и при этом второй газовый поток представляет собой второй охлажденный газовый поток.

[0095] В соответствии с девятым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с первого по восьмой, дополнительно включающий подачу первого охлажденного газового потока в компрессор для образования сжатого газового потока; и подачу сжатого газового потока во второй теплообменник.

[0096] В соответствии с десятым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с первого по девятый, дополнительно включающий регулирование клапана на выходе байпасной линии для управления расходом байпасного потока.

[0097] В соответствии с одиннадцатым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с первого по десятый, отличающийся тем, что стадия преимущественного удаления части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке, включает удаление от около 5 мас. % до около 75 мас. % первого газового потока.

[0098] В соответствии с двенадцатым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с первого по одиннадцатый, отличающийся тем, что стадия преимущественного удаления части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке, приводит к потере производительности по холоду от около 5% до около 20%.

[0099] В соответствии с тринадцатым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с первого по двенадцатый, отличающийся тем, что стадия преимущественного удаления части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке, приводит к потере производительности по холоду первого теплообменника от около 1% до около 50%.

[0100] В соответствии с четырнадцатым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с первого по тринадцатый, отличающийся тем, что стадия преимущественного удаления части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке, приводит к увеличению производительности по холоду второго теплообменника, составляющей от около 5% до около 150%.

[0101] В соответствии с пятнадцатым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с первого по четырнадцатый, отличающийся тем, что байпасный поток содержит до около 80 мас. % увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц в первом газовом потоке.

[0102] В соответствии с шестнадцатым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с первого по пятнадцатый, отличающийся тем, что тонкодисперсные полиолефиновые частицы имеют средний диаметр, составляющий менее чем около 200 мкм.

[0103] В соответствии с семнадцатым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с первого по шестнадцатый, отличающийся тем, что тонкодисперсные полиолефиновые частицы имеют средний диаметр, составляющий менее чем около 150 мкм.

[0104] В соответствии с восемнадцатым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с первого по семнадцатый, отличающийся тем, что тонкодисперсные полиолефиновые частицы имеют средний диаметр, составляющий менее чем около 10 мкм.

[0105] В соответствии с девятнадцатым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с первого по восемнадцатый, отличающийся тем, что газоотводная линия содержит по существу полусферический изгиб.

[0106] В соответствии с двадцатым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с первого по девятнадцатый, отличающийся тем, что байпасная линия проходит по касательной к полусферическому изгибу.

[0107] В соответствии с двадцать первым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с первого по двадцатый, отличающийся тем, что байпасная линия находится под углом, составляющим от около 30 градусов до около 90 градусов от линии, разделяющей пополам по существу полусферический изгиб.

[0108] В соответствии с двадцать вторым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система снижения скорости загрязнения теплообменника, содержащая: газоотводную линию, выполненную с возможностью пропускания первого газового потока, содержащего газ и увлеченные тонкодисперсные полиолефиновые частицы; первый теплообменник, выполненный с возможностью приема по меньшей мере части первого газового потока и получения первого охлажденного газового потока; и байпасную линию, выполненную с возможностью преимущественного удаления части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке; причем байпасная линия содержит вход байпасной линии и выход байпасной линии, при этом вход байпасной линии расположен выше по потоку от первого теплообменника, при этом выход байпасной линии расположен ниже по потоку от первого теплообменника, и при этом байпасная линия выполнена таким образом, что байпасный поток объединяют со вторым газовым потоком на выходе байпасной линии с образованием объединенного газового потока, содержащего один или большее количество олефинов или парафинов, и причем температура объединенного газового потока является ниже точки росы объединенного газового потока.

[0109] В соответствии с двадцать третьим аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с двадцать вторым аспектом, отличающаяся тем, что первый газовый поток содержит одно или большее количество из непрореагировавших олефинов, азота, водорода и одного или большего количества парафинов.

[0110] В соответствии с двадцать четвертым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с двадцать второго по двадцать третий, отличающаяся тем, что первый газовый поток содержит одно или большее количество из пентана, изопентана, гексена, 1-гексена, этилена, азота и водорода.

[0111] В соответствии с двадцать пятым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с двадцать второго по двадцать четвертый, отличающаяся тем, что тонкодисперсные полиолефиновые частицы содержат полиэтилен.

[0112] В соответствии с двадцать шестым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с двадцать второго по двадцать пятый, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит второй теплообменник ниже по потоку от первого теплообменника, и при этом второй теплообменник выполнен с возможностью получения второго охлажденного газового потока.

[0113] В соответствии с двадцать седьмым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с двадцать второго по двадцать шестой, отличающаяся тем, что выход байпасной линии расположен выше по потоку от второго теплообменника, и при этом второй газовый поток представляет собой первый охлажденный газовый поток.

[0114] В соответствии с двадцать восьмым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с двадцать второго по двадцать седьмой, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит компрессор, выполненный с возможностью сжатия второго охлажденного газового потока с образованием сжатого газового потока.

[0115] В соответствии с двадцать девятым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с двадцать второго по двадцать шестой, отличающаяся тем, что выход байпасной линии расположен ниже по потоку от второго теплообменника, и при этом второй газовый поток представляет собой второй охлажденный газовый поток.

[0116] В соответствии с тридцатым аспектом настоящего раскрытия предоставлен система в соответствии с двадцать девятым аспектом, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит компрессор, выполненный с возможностью сжатия первого потока охлажденного газа с образованием потока сжатого газа, который подают во второй теплообменник.

[0117] В соответствии с тридцать первым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с двадцать второго по тридцатый, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит регулируемый клапан на выходе байпасной линии для управления расходом байпасного потока.

[0118] В соответствии с тридцать вторым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с двадцать второго по тридцать первый, отличающаяся тем, что вход байпасной линии содержит заборник, проходящий в газоотводную линию.

[0119] В соответствии с тридцать третьим аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с двадцать второго по тридцать второй, отличающаяся тем, что байпасная линия выполнена с возможностью приема от около 5 мас. % до около 75 мас. % первого газового потока.

[0120] В соответствии с тридцать четвертым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с двадцать второго по тридцать третий, отличающаяся тем, что газоотводная линия содержит по существу полусферический изгиб.

[0121] В соответствии с тридцать пятым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с тридцать четвертым аспектом, отличающаяся тем, что байпасная линия проходит по касательной к полусферическому изгибу.

[0122] В соответствии с тридцать шестым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с тридцать четвертым аспектом, отличающаяся тем, что байпасная линия находится под углом, составляющим от около 30 градусов до около 90 градусов от линии, разделяющей пополам по существу полусферический изгиб.

[0123] В соответствии с тридцать седьмым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с двадцать второго по тридцать шестой, отличающаяся тем, что байпасная линия выполнена с возможностью преимущественного удаления до около 80 мас. % увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц в газоотводную линию.

[0124] В соответствии с тридцать восьмым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с двадцать второго по тридцать седьмой, отличающаяся тем, что тонкодисперсные полиолефиновые частицы имеют средний диаметр, составляющий менее чем около 200 мкм.

[0125] В соответствии с тридцать девятым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с двадцать второго по тридцать восьмой, отличающаяся тем, что тонкодисперсные полиолефиновые частицы имеют средний диаметр, составляющий менее чем около 150 мкм.

[0126] В соответствии с сороковым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с двадцать второго по тридцать девятый, отличающаяся тем, что тонкодисперсные полиолефиновые частицы имеют средний диаметр, составляющий менее чем около 10 мкм.

[0127] В соответствии с сорок первым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с двадцать второго по сороковой, отличающаяся тем, что байпасная линия имеет внутренний диаметр, который составляет от около 10% до около 40% от внутреннего диаметра газоотводной линии.

[0128] В соответствии с сорок вторым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с двадцать второго по сорок первый, отличающаяся тем, что вход байпасной линии имеет внутренний диаметр, который составляет от около 5% до около 50% больше, чем внутренний диаметр байпасной линии.

[0129] В соответствии с сорок третьим аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ полимеризации олефинов, включающий: приведение в контакт одного или большего количества олефинов с катализатором в условиях полимеризации в полимеризационном реакторе с образованием первого газового потока, содержащего твердые тонкодисперсные частицы и непрореагировавшие олефины; подачу первого газового потока в газоотводную линию; преимущественное удаление части твердых тонкодисперсных частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию твердых тонкодисперсных частиц, чем присутствует в первом газовом потоке; подачу байпасного потока в байпасную линию, содержащую вход байпасной линии и выход байпасной линии, при этом вход байпасной линии расположен выше по потоку от первого теплообменника, и при этом выход байпасной линии расположен ниже по потоку от первого теплообменника; подачу по меньшей мере части первого газового потока в первый теплообменник, в котором получают первый охлажденный газовый поток; и объединение байпасного потока и второго газового потока на выходе байпасной линии с образованием объединенного газового потока, содержащего один или большее количество олефинов или парафинов, при этом температура объединенного газового потока является ниже точки росы объединенного газового потока.

[0130] В соответствии с сорок четвертым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с сорок третьим аспектом, дополнительно включающий: подачу первого газового потока в сепаратор тонкодисперсных частиц, сообщающийся по текучей среде с полимеризационный реактором и газоотводной линией, для отделения первой части твердых тонкодисперсных частиц от непрореагировавших олефинов перед подачей первого газового потока в газоотводную линию; и подачу первой части твердых тонкодисперсных частиц в эдуктор, сообщающийся по текучей среде с сепаратором тонкодисперсных частиц, для перемещения первой части твердых тонкодисперсных частиц обратно в полимеризационный реактор.

[0131] В соответствии с сорок пятым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с сорок четвертым аспектом, отличающийся тем, что эдуктор содержит: первое трубчатое тело, имеющее полую внутреннюю часть и содержащее первый вход и первый выход, отстоящий от первого входа вдоль центральной оси, и боковую стенку, окружающую центральную ось и определяющую смесительную камеру; и второе трубчатое тело, имеющее полую внутреннюю часть и содержащее второй вход и отстоящий от него второй выход, при этом второе трубчатое тело проходит в смесительную камеру через боковую стенку первого трубчатого тела между первым входом и первым выходом, при этом второй вход ориентирован по существу перпендикулярно оси первого трубчатого тела, при этом второе трубчатое тело содержит первый изгиб, составляющий менее чем 90° от перпендикуляра к первому выходу перед прохождением в смесительную камеру, и при этом второе трубчатое тело содержит второй изгиб, составляющий менее чем 90° к первому выходу после прохождения в смесительную камеру.

[0132] В соответствии с сорок шестым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с сорок третьего по сорок пятый, отличающийся тем, что первый газовый поток содержит одно или большее количество из непрореагировавших олефинов, азота, водорода и одного или большего количества парафинов.

[0133] В соответствии с сорок седьмым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с сорок третьего по сорок шестой, отличающийся тем, что первый газовый поток содержит одно или большее количество из пентана, изопентана, гексена, 1-гексена, этилена, азота и водорода.

[0134] В соответствии с сорок восьмым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с сорок третьего по сорок седьмой, отличающийся тем, что тонкодисперсные полиолефиновые частицы содержат полиэтилен.

[0135] В соответствии с сорок девятым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с сорок третьего по сорок восьмой, дополнительно включающий подачу первого охлажденного газового потока во второй теплообменник, в котором получают второй охлажденный газовый поток.

[0136] В соответствии с пятидесятым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с сорок третьего по сорок девятый, отличающийся тем, что выход байпасной линии расположен выше по потоку от второго теплообменника, и при этом второй газовый поток представляет собой первый охлажденный газовый поток.

[0137] В соответствии с пятьдесят первым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с пятидесятым аспектом, дополнительно включающий подачу второго охлажденного газового потока в компрессор для образования сжатого газового потока.

[0138] В соответствии с пятьдесят вторым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с сорок третьего по сорок девятый, отличающийся тем, что выход байпасной линии расположен ниже по потоку от второго теплообменника, и при этом второй газовый поток представляет собой второй охлажденный газовый поток.

[0139] В соответствии с пятьдесят третьим аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с пятьдесят вторым аспектом, дополнительно включающий подачу первого охлажденного газового потока в компрессор для образования сжатого газового потока; и подачу сжатого газового потока во второй теплообменник.

[0140] В соответствии с пятьдесят четвертым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с сорок третьего по пятьдесят третий, дополнительно включающий регулирование клапана на выходе байпасной линии для управления расходом байпасного потока.

[0141] В соответствии с пятьдесят пятым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с сорок третьего по пятьдесят четвертый, отличающийся тем, что стадия преимущественного удаления части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке, включает удаление от около 5 мас. % до около 75 мас. % первого газового потока.

[0142] В соответствии с пятьдесят шестым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с сорок третьего по пятьдесят пятый, отличающийся тем, что стадия преимущественного удаления части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке, приводит к потере производительности по холоду от около 1% до около 20%.

[0143] В соответствии с пятьдесят седьмым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с сорок третьего по пятьдесят шестой, отличающийся тем, что стадия преимущественного удаления части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газовой линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке, приводит к потере производительности по холоду первого теплообменника от около 1% до около 50%.

[0144] В соответствии с пятьдесят восьмым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с сорок третьего по пятьдесят шестой, отличающийся тем, что стадия преимущественного удаления части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газовой линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке, приводит к потере производительности по холоду первого теплообменника от около 5% до около 150%.

[0145] В соответствии с пятьдесят девятым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с сорок третьего по пятьдесят восьмой, отличающийся тем, что байпасный поток содержит до около 80 мас. % увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц в первом газовом потоке.

[0146] В соответствии с шестидесятым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с сорок третьего по пятьдесят девятый, отличающийся тем, что тонкодисперсные полиолефиновые частицы имеют средний диаметр, составляющий менее чем около 200 мкм.

[0147] В соответствии с шестьдесят первым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с сорок третьего по шестидесятый, отличающийся тем, что тонкодисперсные полиолефиновые частицы имеют средний диаметр, составляющий менее чем около 150 мкм.

[0148] В соответствии с шестьдесят вторым аспектом настоящего раскрытия предоставлен способ в соответствии с любым из аспектов с сорок третьего по шестьдесят первый, отличающийся тем, что тонкодисперсные полиолефиновые частицы имеют средний диаметр, составляющий менее чем около 10 мкм.

[0149] В соответствии с шестьдесят третьим аспектом настоящего раскрытия предоставлена система полимеризации олефинов, содержащая: полимеризационный реактор для приведения в контакт одного или большего количества олефинов с катализатором в условиях полимеризации с образованием первого газового потока, содержащего твердые тонкодисперсные частицы и непрореагировавшие олефины; газоотводную линию, выполненную с возможностью приема первого газового потока; первый теплообменник, выполненный с возможностью приема по меньшей мере части первого газового потока и получения охлажденного газового потока; байпасную линию, выполненную с возможностью преимущественного удаления части твердых тонкодисперсных частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию твердых тонкодисперсных частиц, причем байпасная линия содержит вход и выход, при этом вход расположен выше по потоку от первого теплообменника, при этом выход расположен ниже по потоку от первого теплообменника, и при этом байпасная линия выполнена таким образом, что байпасный поток объединяют со вторым газовым потоком на выходе байпасной линии с образованием объединенного газового потока, содержащего один или большее количество олефинов или парафинов, и причем температура объединенного газового потока является ниже точки росы объединенного газового потока.

[0150] В соответствии с шестьдесят четвертым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с шестьдесят третьим аспектом, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит: сепаратор тонкодисперсных частиц, сообщающийся по текучей среде с полимеризационным реактором, для отделения твердых тонкодисперсных частиц от непрореагировавших олефинов; и эдуктор, сообщающийся по текучей среде с сепаратором тонкодисперсных частиц, для перемещения твердых тонкодисперсных частиц обратно в полимеризационный реактор.

[0151] В соответствии с шестьдесят пятым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с шестьдесят четвертым аспектом, отличающаяся тем, что эдуктор содержит: первое трубчатое тело, имеющее полую внутреннюю часть и содержащее первый вход и первый выход, отстоящий от первого входа вдоль центральной оси, и боковую стенку, окружающую центральную ось и определяющую смесительную камеру; и второе трубчатое тело, имеющее полую внутреннюю часть и содержащее второй вход и отстоящий от него второй выход, при этом второе трубчатое тело проходит в смесительную камеру через боковую стенку первого трубчатого тела между первым входом и первым выходом, при этом второй вход ориентирован по существу перпендикулярно оси первого трубчатого тела, при этом второе трубчатое тело содержит первый изгиб, составляющий менее чем 90° от перпендикуляра к первому выходу перед прохождением в смесительную камеру, и при этом второе трубчатое тело содержит второй изгиб, составляющий менее чем 90° к первому выходу после прохождения в смесительную камеру.

[0152] В соответствии с шестьдесят шестым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с шестьдесят третьего по шестьдесят пятый, отличающаяся тем, что первый газовый поток содержит одно или большее количество из непрореагировавших олефинов, азота, водорода и одного или большего количества парафинов.

[0153] В соответствии с шестьдесят седьмым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с шестьдесят третьего по шестьдесят шестой, отличающаяся тем, что первый газовый поток содержит одно или большее количество из пентана, изопентана, гексена, 1-гексена, этилена, азота и водорода.

[0154] В соответствии с шестьдесят восьмым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с шестьдесят третьего по шестьдесят седьмой, отличающаяся тем, что тонкодисперсные полиолефиновые частицы содержат полиэтилен.

[0155] В соответствии с шестьдесят девятым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с шестьдесят третьего по шестьдесят восьмой, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит второй теплообменник ниже по потоку от первого теплообменника, и при этом второй теплообменник выполнен с возможностью получения второго охлажденного газового потока.

[0156] В соответствии с семидесятым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с шестьдесят третьего по шестьдесят девятый, отличающаяся тем, что выход байпасной линии расположен выше по потоку от второго теплообменника, и при этом второй газовый поток представляет собой первый охлажденный газовый поток.

[0157] В соответствии с семьдесят первым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с семидесятым аспектом, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит компрессор, выполненный с возможностью сжатия второго охлажденного газового потока с образованием сжатого газового потока.

[0158] В соответствии с семьдесят вторым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с шестьдесят третьего по шестьдесят девятый, отличающаяся тем, что выход байпасной линии расположен ниже по потоку от второго теплообменника, и при этом второй газовый поток представляет собой второй охлажденный газовый поток.

[0159] В соответствии с семьдесят третьим аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с семьдесят вторым аспектом, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит компрессор, выполненный с возможностью сжатия первого потока охлажденного газа с образованием потока сжатого газа, который подают во второй теплообменник.

[0160] В соответствии с семьдесят четвертым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с шестьдесят третьего по семьдесят третий, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит регулируемый клапан на выходе байпасной линии для управления расходом байпасного потока.

[0161] В соответствии с семьдесят пятым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с шестьдесят третьего по семьдесят четвертый, отличающаяся тем, что вход байпасной линии содержит заборник, проходящий в газоотводную линию.

[0162] В соответствии с семьдесят шестым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с шестьдесят третьего по семьдесят пятый, отличающаяся тем, что байпасная линия выполнена с возможностью приема от около 5 мас. % до около 50 мас. % первого газового потока.

[0163] В соответствии с семьдесят седьмым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с шестьдесят третьего по семьдесят шестой, отличающаяся тем, что газоотводная линия содержит по существу полусферический изгиб.

[0164] В соответствии с семьдесят восьмым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с семьдесят седьмым аспектом, отличающаяся тем, что байпасная линия проходит по касательной к полусферическому изгибу.

[0165] В соответствии с семьдесят девятым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с семьдесят седьмым аспектом, отличающаяся тем, что байпасная линия находится под углом, составляющим от около 30 градусов до около 90 градусов от линии, разделяющей пополам по существу полусферический изгиб.

[0166] В соответствии с восьмидесятым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с шестьдесят третьего по семьдесят девятый, отличающаяся тем, что байпасная линия выполнена с возможностью преимущественного удаления до около 80 мас. % тонкодисперсных твердых частиц в газоотводную линию.

[0167] В соответствии с восемьдесят первым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с шестьдесят третьего по восьмидесятый, отличающаяся тем, что тонкодисперсные полиолефиновые частицы имеют средний диаметр, составляющий менее чем около 200 мкм.

[0168] В соответствии с восемьдесят вторым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с шестьдесят третьего по восемьдесят первый, отличающаяся тем, что тонкодисперсные полиолефиновые частицы имеют средний диаметр, составляющий менее чем около 150 мкм.

[0169] В соответствии с восемьдесят третьим аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с шестьдесят третьего по восемьдесят второй, отличающаяся тем, что тонкодисперсные полиолефиновые частицы имеют средний диаметр, составляющий менее чем около 10 мкм.

[0170] В соответствии с восемьдесят четвертым аспектом настоящего раскрытия предоставлена система в соответствии с любым из аспектов с шестьдесят третьего по восемьдесят третий, отличающаяся тем, что байпасная линия имеет внутренний диаметр, который составляет от около 10% до около 40% от внутреннего диаметра газоотводной линии.

Изобретение относится к системам и способам уменьшения скорости загрязнения теплообменника. Система снижения скорости загрязнения теплообменника содержит: газоотводную линию, выполненную с возможностью пропускания первого газового потока. Первый теплообменник выполнен с возможностью приема первого газового потока и получения первого охлажденного газового потока. Байпасная линия, выполненная с возможностью удаления части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока и объединением его со вторым газовым потоком на выходе байпасной линии. Вход байпасной линии расположен выше по потоку от первого теплообменника. Выход байпасной линии расположен ниже по потоку от первого теплообменника. Технический результат – уменьшение скорости загрязнения теплообменника. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 10 ил., 2 табл.

1. Система снижения скорости загрязнения теплообменника, содержащая:

газоотводную линию, выполненную с возможностью пропускания первого газового потока, содержащего газ и увлеченные тонкодисперсные полиолефиновые частицы;

первый теплообменник, выполненный с возможностью приема по меньшей мере части первого газового потока и получения первого охлажденного газового потока; и

байпасную линию, выполненную с возможностью удаления части увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц, чем присутствует в первом газовом потоке, причем байпасная линия содержит вход байпасной линии и выход байпасной линии,

при этом вход байпасной линии расположен выше по потоку от первого теплообменника,

при этом выход байпасной линии расположен ниже по потоку от первого теплообменника, и

при этом байпасная линия выполнена таким образом, что байпасный поток объединяют со вторым газовым потоком на выходе байпасной линии с образованием объединенного газового потока, содержащего один или большее количество олефинов или парафинов, и причем температура объединенного газового потока является ниже точки росы объединенного газового потока.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что первый газовый поток содержит одно или большее количество из непрореагировавших олефинов, азота, водорода и одного или большего количества парафинов.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит второй теплообменник ниже по потоку от первого теплообменника, и при этом второй теплообменник выполнен с возможностью получения второго охлажденного газового потока.

4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что выход байпасной линии расположен выше по потоку от второго теплообменника, и при этом второй газовый поток представляет собой первый охлажденный газовый поток.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит компрессор, выполненный с возможностью сжатия второго охлажденного газового потока с образованием сжатого газового потока.

6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что выход байпасной линии расположен ниже по потоку от второго теплообменника, и при этом второй газовый поток представляет собой второй охлажденный газовый поток.

7. Система по п. 6, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит компрессор, выполненный с возможностью сжатия первого охлажденного газового потока с образованием сжатого газового потока, который подают во второй теплообменник.

8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит регулируемый клапан на выходе байпасной линии для управления расходом байпасного потока.

9. Система по п. 1, отличающаяся тем, что вход байпасной линии содержит заборник, проходящий в газоотводную линию.

10. Система по п. 1, отличающаяся тем, что байпасная линия выполнена с возможностью приема от около 5 мас. % до около 75 мас. % первого газового потока.

11. Система по п. 1, отличающаяся тем, что газоотводная линия содержит по существу полусферический изгиб.

12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что байпасная линия проходит по касательной к полусферическому изгибу.

13. Система по п. 11, отличающаяся тем, что байпасная линия находится под углом, составляющим от около 30 градусов до около 90 градусов от линии, разделяющей пополам по существу полусферический изгиб.

14. Система по п. 1, отличающаяся тем, что байпасная линия выполнена с возможностью преимущественного удаления до около 80 мас. % увлеченных тонкодисперсных полиолефиновых частиц в газоотводную линию.

15. Система по п. 1, отличающаяся тем, что байпасная линия имеет внутренний диаметр, который составляет от около 10% до около 40% от внутреннего диаметра газоотводной линии.

16. Система по п. 1, отличающаяся тем, что вход байпасной линии имеет внутренний диаметр, который составляет от около 5% до около 50% больше, чем внутренний диаметр байпасной линии.

17. Система полимеризации олефинов, содержащая:

полимеризационный реактор для приведения в контакт одного или большего количества олефинов с катализатором в условиях полимеризации с образованием первого газового потока, содержащего твердые тонкодисперсные частицы и непрореагировавшие олефины;

газоотводную линию, выполненную с возможностью приема первого газового потока;

первый теплообменник, выполненный с возможностью приема по меньшей мере части первого газового потока и получения охлажденного газового потока;

байпасную линию, выполненную с возможностью удаления части твердых тонкодисперсных частиц из газоотводной линии с образованием байпасного потока, содержащего более высокую концентрацию твердых тонкодисперсных частиц, причем байпасная линия содержит вход и выход,

при этом вход расположен выше по потоку от первого теплообменника,

при этом выход расположен ниже по потоку от первого теплообменника, и

при этом байпасная линия выполнена таким образом, что байпасный поток объединяют со вторым газовым потоком на выходе байпасной линии с образованием объединенного газового потока, содержащего один или большее количество олефинов или парафинов, и причем температура объединенного газового потока является ниже точки росы объединенного газового потока.

18. Система по п. 17, отличающаяся тем, что дополнительно содержит второй теплообменник ниже по потоку от первого теплообменника, и при этом второй теплообменник выполнен с возможностью получения второго охлажденного газового потока.

19. Система по п. 18, отличающаяся тем, что выход байпасной линии расположен выше по потоку от второго теплообменника, при этом второй газовый поток представляет собой первый охлажденный газовый поток, и при этом система необязательно дополнительно содержит компрессор, выполненный с возможностью сжатия второго охлажденного газового потока с образованием сжатого газового потока.

20. Система по п. 18, отличающаяся тем, что выход байпасной линии расположен ниже по потоку от второго теплообменника, при этом второй газовый поток представляет собой второй охлажденный газовый поток, и при этом система необязательно дополнительно содержит компрессор, выполненный с возможностью сжатия первого охлажденного газового потока с образованием сжатого газового потока, который подают во второй теплообменник.