Способ газофазной полимеризации альфа-олефинов в псевдоожиженном слое в реакторной системе Российский патент 2024 года по МПК C08F2/01 C08F2/34 B01J8/26 C08F210/16 

Анализ российского рынка полиэтилена и полиэтиленовой продукции, проведенный NeoAnalytics в декабре 2022 года, показал, что общий объем производства полиэтилена (ПЭ) в России в 2021 г. составил более 3300 тыс. тонн и увеличился на 18,1 %, при этом за последние 5-7 лет объемы производства полиэтилена в России возросли примерно на 40 % (Анализ российского рынка полиэтилена и полиэтиленовой продукции: итоги 2021 г., прогноз до 2025 г. [Электронный ресурс] URL: https://marketing.rbc.ru/articles/13989/, дата обращения 14.07.2023 г.). Ввиду неблагоприятной обстановки на мировом рынке в последние годы был сделан акцент на развитие собственных технологий, что позволило в итоге расширить марочный ассортимент полимерной продукции отечественных производителей и сократить импорт ряда марок ПЭ. По результатам анализа объем импорта ПЭ в Россию по итогам 2021 г. составил более 600 тыс. тонн и увеличился на 4,3 %, объем экспорта ПЭ за тот же период составил более 1000 тыс. тонн и вырос на 26,3 %. По итогам 2020 и 2021 гг. Россия стала чистым экспортером двух самых популярных видов полиэтилена - линейного полиэтилена низкой плотности и полиэтилена высокой плотности (Анализ российского рынка полиэтилена и полиэтиленовой продукции: итоги 2021 г., прогноз до 2025 г. [Электронный ресурс] URL: https://marketing.rbc.ru/articles/13989/, дата обращения 14.07.2023 г.). В России самый большой ассортимент базовых полимеров выпускает «СИБУР Холдинг», его совокупные производственные мощности составляют 2,5 млн тонн полимеров в год. Также среди ключевых игроков отрасли - ГК «Титан», «Саянскхимпласт», «РусВинил», «Каустик», «БСК» и «Лукойл» («Ставролен») (Современные полимерные материалы: потенциал и возможности [Электронный ресурс] URL: https://sber.pro/publication/sovremennye-polimernye-materialy-potentsial-i-vozmozhnosti, дата обращения 14.07.2023 г.).

Мировой спрос на самый распространенный на полиэтиленовом рынке полимер полиэтилен высокой плотности ПЭВП в 2015 г. находился на уровне 40,1 млн тонн в год, что составило на тот момент 45 % от мирового спроса на все виды полиэтиленов. В настоящее время ПЭВП, отличающийся своими высокими эксплуатационными характеристиками и получаемый по технологии низкого давления, уже составляет больше половины спроса на полиэтилены всех известных видов.

Традиционные технологии получения ПЭВП для выдувного формования изделий осуществляют с использованием одного катализатора в однореакторном процессе, в результате чего получают полимеры с достаточно широким молекулярно-массовым распределением, состоящие как из молекул с низкой молекулярной массой, влияющих на эксплуатационные характеристики (в частности, возможность обработки), так и из молекул с высокой молекулярной массой, воздействующих на механические свойства образуемого полимера [И.А. Макарян, И.В. Седов. На мировом рынке бимодальных полиэтиленов и базовых технологий их получения. Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. общества им. Д.И. Менделеева), 2019, т. LXIII, №3–4]. Ведущие мировые лицензиары полиэтиленовых технологий обладают широким спектром разных типов реакторов полимеризации и их комбинаций, используемых в базовых процессах. Одним из лидирующих в этой области является газофазный процесс, осуществляющийся при температуре 70–110 °С и давлении 15–30 бар в реакторах с псевдоожиженным слоем с использованием разных типов катализаторов (хромовый, Циглера, металлоценовый), характеризуется длительным временем пребывания реакционной смеси в реакторе. Газофазная технология полимеризации этилена отличается низкими капиталовложениями и эксплуатационными расходами. К существенным преимуществам этой технологии относятся возможность получения, помимо ПЭВП, также линейного ПЭНП и возможность создания бимодальности в системе с двумя реакторами [И.А. Макарян, И.В. Седов. На мировом рынке бимодальных полиэтиленов и базовых технологий их получения. Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. общества им. Д. И. Менделеева), 2019, т. LXIII, №3–4].

В процессе газофазной полимеризации этилена реакция полимеризации протекает в псевдоожиженном слое реактора. В качестве реактора обычно используется грушевидный полый внутри аппарат, в нижней части которого установлена распределительная решетка, которая одновременно служит опорой для затравочного слоя и обеспечивает равномерное распределение подаваемого циркуляционного газа. В реактор непрерывно подаются этилен, сомономер, водород, модификаторы, катализаторный комплекс, сокатализатор и др. В результате реакции полимеризации образуется полиэтиленовый порошок, который выводится из реактора, отделяется от непрореагировавшего этилена и направляется в систему хранения и транспортирования. Такие процессы имеют ряд преимуществ, благодаря которым они очень широко применяются в промышленности. Газофазный процесс считается менее сложным по сравнению с процессом в суспензии, т.к. не требуется дополнительного оборудования для отделения растворителя, при этом наличие высоко- и низкомолекулярных компонентов обеспечивает более высокое качество получаемого продукта. В газофазном процессе часто используется однореакторная схема, что существенно удешевляет этот процесс, упрощает систему контроля за процессом, процедуру запуска и останова технологического процесса, а также упрощает и ускоряет переход с марки на марку.

Известен способ газофазной полимеризации олефинов, использующий реактор, имеющий взаимосвязанные полимеризационные зоны. Способ осуществляют в газофазном реакторе, в котором растущие полимерные частицы движутся вверх через первую полимеризационную зону, представляющую вертикальную трубу, идущую вверх в условиях быстрого псевдоожижения или переноса. После выхода из указанной вертикальной трубы полимерные частицы поступают во вторую полимеризационную зону, представляющую собой вертикальную трубу, идущую вниз, через которую они движутся вниз под действием силы тяжести. После чего их повторно вводят в вертикальную трубу, идущую вверх. Рециклируемый газовый поток выводят из первой полимеризационной зоны, подвергают охлаждению ниже его температуры конденсации от 0,05 до 3 °C и затем возвращают в первую полимеризационную зону. Способ по изобретению позволяет улучшить отвод тепла в вертикальной трубе, идущей вверх, и снизить энергопотребление (патент RU 2485138, МПК C08F 10/00, C08F 2/34, B01J 19/24, C08F 110/02, C08F 110/06, заявл. 15.05.2009 г., опубл. 20.06.2013 г.). Недостатками данного изобретения являются:

- возрастающее гидравлическое сопротивление локальных струй потока при движении по вертикальным трубам, что может приводить к увеличению времени полимеризации и созданию зон перегрева, что приводит к ухудшению текучести полимера и нарушению циркуляции и, как следствие, неконтролируемому ММР;

- необходимость создания барьерной среды (дополнительных линий питания) для регулирования распределения температуры в вертикальной трубе;

- сложность конструкции, связанная с исполнением многозонного реактора с переменными диаметрами и созданием условий для псевдоожижения реакционной среды;

- невысокая производительность реактора.

Известен способ получения полиэтилена с широким молекулярно-массовым распределением путем полимеризации этилена в присутствии катализатора полимеризации, причем способ включает следующие стадии в любом общем порядке: а) полимеризацию этилена необязательно вместе с одним или более α-олефиновых сомономеров, имеющих от 3 до 12 углеродных атомов, в газофазном реакторе в присутствии водорода, b) сополимеризацию этилена с одним или более α-олефиновых сомономеров, имеющих от 3 до 12 углеродных атомов, в другом газофазном реакторе в присутствии количества водорода, меньшего, чем на стадии а), где, по меньшей мере, в одном из указанных газофазных реакторов растущие полимерные частицы текут вверх через первую полимеризационную зону в условиях быстрого псевдоожижения или транспортирования, выходят из указанной первой полимеризационной зоны и поступают во вторую полимеризационную зону, через которую они текут вниз под действием силы тяжести. Технический результат – получение полиэтилена с улучшенными механическими свойствами и улучшенным сопротивлением растрескиванию при напряжении (патент RU 2337925, МПК C08F 10/02, C08F 2/34, C08F 4/64, C08F 4/6592, C08F 4/654, B01J 8/18, заявл. 19.07.2004 г., опубл. 10.11.2008 г.). Недостатками данного изобретения являются:

- возрастающее гидравлическое сопротивление локальных струй потока при движении по вертикальным трубам, что может приводить к увеличению времени полимеризации и созданию зон перегрева, что приводит к ухудшению текучести полимера и нарушению циркуляции и, как следствие, неконтролируемому ММР;

- необходимость создания барьерной среды (дополнительных линий питания) для регулирования распределения температуры в вертикальной трубе;

- сложность конструкции, связанная с исполнением многозонного реактора с переменными диаметрами и созданием условий для псевдоожижения реакционной среды;

- повышенное энергопотребление.

Известен способ полимеризации этилена или этилена с другими 1-олефинами, в соответствии с которым этилен полимеризуется в присутствии катализатора в газофазном реакторе (1) с образованием частиц полимера, при этом для отведения теплоты полимеризации организована циркуляция реакционного газа, содержащего пропан и неполимеризованный этилен, в котором частицы полимера непрерывно или дискретно выводят из реактора (1), отделяют частицы полимера от большей части выводимого попутно газа и производят дегазацию частиц полимера, освобождают газ от захваченных тонкодисперсных частиц, отделяют газ от низкокипящей фракции, включающей этилен, или от высококипящей фракции, содержащей другие 1-олефины или алканы с числом атомов углерода от 4 до 12, на первой ступени разделения отделяют фракцию пропана, на второй ступени разделения используют эту фракцию пропана для дегазации частиц полимера, выводимых из реактора, причем парциальное давление этилена во фракции пропана, используемого для дегазации, составляет в условиях дегазации менее чем 6000 Па, а парциальное давление суммы других 1-олефинов и алканов с числом атомов углерода от 4 до 12 во фракции пропана составляет менее чем 10000 Па. Также описаны установки для осуществления указанного выше способа (варианты), и описано применение пропана, доля этилена в котором, выраженная через парциальное давление, составляет в условиях дегазации менее чем 6000 Па, а доля 1-олефинов и алканов с числом атомов углерода от 4 до 12, выраженная через парциальное давление, составляет в условиях дегазации менее чем 10000 Па, и который был получен из газа, выводимого из газофазного реактора полимеризации вместе с частицами полимера, для дегазации частиц гомополимеров этилена или сополимеров этилена в указанном выше способе. Технический результат – отведение большого количества тепла от реактора, достаточная дегазация выводимых частиц полимера, высокая степень извлечения реакционного газа (патент RU 2394842, МПК C08F 2/34, C08F 10/02, C08F 6/10, заявл.30.01.2006 г., опубл. 20.07.2010 г.). Недостатком данного изобретения является высокая энергозатратность процесса, связанная с необходимостью отделения частиц полимера от большей части выводимого попутно газа и дегазации частиц полимера, освобождение газа от захваченных тонкодисперсных частиц, отделение газа от низкокипящей фракции, включающей этилен, или от высококипящей фракции, содержащей другие 1-олефины или алканы.

Известен способ для газофазной полимеризации α-олефинов в реакторе с псевдоожиженным слоем в присутствии катализатора полимеризации. Реактор 1 псевдоожиженного слоя оборудован решеткой для псевдоожижения 3, циркуляционной петлей R и трубопроводом выгрузки твердых веществ 13. Циркуляционная петля R включает практически вертикальный стояк 10 и трубу пневматического конвейера 11. Стояк 10 соединяет решетку для псевдоожижения 3 с верхней областью реактора 1 псевдоожиженного слоя. Трубопровод выгрузки твердых веществ 13 соединён со стояком 10 посредством регулирующего устройства 12. Изобретение позволяет уменьшить количество газа, выводимого из установки полимеризации вместе с полимером (патент RU 2427418, МПК B01J 8/24, C08F 2/34, заявл. 27.11.2006 г., опубл. 27.08.2011 г.). Недостатками данного изобретения являются:

- вероятность неконтролируемого сужения зоны уплотнения в стояке циркуляционной петли за счет забивания порошком полимера, что приведет к нарушению непрерывной выгрузки части порошка полимера, текущего внутри циркуляционной петли;

- введение в реактор псевдоожиженного слоя порошка полимера, который проходит в обход клапана выгрузки в верхнюю область указанного реактора псевдоожиженного слоя, может привести к ухудшению качества готового полимера за счет изменения ММР полимерных частиц.

Известен также наиболее близкий к заявляемому изобретению способ газофазной полимеризации альфа-олефинов в реакторе с псевдоожиженным слоем, содержащим псевдоожиживающую решетку, в котором газовая смесь выходит из верхней части реактора и возвращается в нижнюю часть реактора, расположенную ниже псевдоожиживающей решетки, с помощью рециркуляционного трубопровода, соединяющего верхнюю часть реактора с его нижней частью, расположенной ниже псевдоожиживающей решетки твердый каталитический компонент, сокатализатор, активатор и ингибитор активности непрерывно или периодически вводят в реактор вместе с газом-носителем через питающий трубопровод, выпускное отверстие которого находится у верхней поверхности или немного выше верхней поверхности псевдоожиживающей решетки и располагается по направлению к центру поперечного сечения реактора. Способ предлагаемого изобретения позволяет преодолеть или, по крайней мере, частично разрешить проблемы, связанные с добавлением в газофазный реактор с псевдоожиженным слоем твердых каталитических компонентов и некоторых других компонентов, которые должны быть быстро и однородно диспергированы в псевдоожиженном слое (патент RU 2050364, МПК C08F 2/34, B01J 8/18, заявл. 31.01.1992 г., опубл. 20.12.1995 г.). Недостатками изобретения являются периодичность процесса и малая производительность реактора.

Общими недостатками рассмотренных способов газофазной полимеризации альфа-олефинов в псевдоожиженном слое являются:

- низкая производительность единичных реакторов;

- затраты времени на переход с одной марки полимера на другую марку и наличие некондиционного продукта, вырабатываемого в период переходов с марки на марку;

- высокие энергозатраты на стадии дегазации полимера, отделение, очистку и компримирование циркуляционного газа.

Задачей заявляемого изобретения является разработка гибкой реакторной системы для газофазной полимеризации альфа-олефинов в псевдоожиженном слое, позволяющей вырабатывать различные марки полимера, изменять молекулярно-массовое распределение полимеров и производительность, сохраняя качество продукции, снизить энергозатраты на реализацию процесса.

Поставленная задача решается за счет разработки способа газофазной полимеризации альфа-олефинов в псевдоожиженном слое в реакторной системе, включающей основной секционированный реактор с псевдоожиженными слоями катализатора, один и более вспомогательных реакторов с псевдоожиженными слоями катализатора и контур циркуляции газовой смеси, вспомогательные реакторы соединяются с основным реактором двумя патрубками перетока катализатора так, что первый патрубок соединяет нижнюю часть одной из секций основного реактора и верхнюю часть вспомогательного реактора, второй патрубок соединяет нижнюю часть вспомогательного реактора с верхней частью нижестоящей секции основного реактора, при этом циркулирующий газ отводится с верха реакторов, смешиваясь при необходимости со свежим альфа-олефином, водородом, азотом, и подаётся на линию всасывания компрессора, после сжатия циркулирующий газ охлаждается, смешивается, катализатор и аддитивы подаются в каждую секцию основного реактора и вспомогательных реакторов, индуцированный конденсатор подаётся в слой зернистого затравочного материала во все секции основного реактора и в секции вспомогательных реакторов; готовый полимер отводится через штуцеры вывода готового полимера, установленные в нижней части цилиндрических корпусов основного и вспомогательных реакторов.

Рационально использовать реакторную систему газофазной полимеризации альфа-олефинов для получения гомополимеров и/или сополимеров за счет изменения количества и качества реагентов при наличии спроса на различные марки полимеров.

Целесообразно в зависимости от требований по качеству полимерного продукта, в частности по изменению ММР, постоянно или периодически подпитывать циркулирующий газ свежими компонентами в необходимых соотношениях.

В случае снижения спроса на производимый полимерный продукт возможен вариант выключения из системы в разные периоды времени одного и более вспомогательных реакторов, что позволяет сохранять качество вырабатываемого продукта за счет обеспечения необходимой продолжительности реакции.

В целях проведения процесса газофазной полимеризации альфа-олефинов в псевдоожиженном слое в непрерывном режиме целесообразно предусмотреть непрерывный ввод в контур реакторной системы этилена, бутена, водорода, азота, индуцированного конденсатора, модификаторов, сокатализатора и катализаторной суспензии, обеспечивающий необходимую порозность слоя зернистого затравочного материала.

Рационально использовать в качестве индуцированного конденсатора изопентан, обладающий температурой кипения 27,8°С, что позволяет эффективно поддерживать низкий температурный режим в реакторе, который способствует снижению энергоемкости процесса.

Для организации эффективного теплосъема по всему объему реакторов реакторной системы индуцированный конденсатор целесообразно подавать в слой зернистого затравочного материала в нескольких точках по всей его высоте во все секции основного реактора и в секции вспомогательных реакторов, что позволяет выравнивать температуру в реакционной зоне, стабилизируя необходимое качество полимера.

В целях расширения марочного ассортимента выпускаемой полимерной продукции рационально организовать работу реакторной системы таким образом, чтобы основной и вспомогательные реакторы работали без перетока зернистого затравочного материала. В таком варианте реализации изобретения обеспечивается одновременная выработка до трех различных марок полиэтилена в основном и вспомогательных реакторах.

Целесообразно предусмотреть в основном и вспомогательных реакторах реакторной системы дополнительные штуцера вывода готового полимера различного качества из основного реактора и вспомогательных реакторов.

Целесообразно предусмотреть в одном из вариантов реализации изобретения возможность работы основного и вспомогательных реакторов с перетоком зернистого затравочного материала в связке «предполимеризатор-полимеризатор», при этом существует возможность выбора, какая из секций основного реактора или какой из вспомогательных реакторов будет работать в качестве предполимеризатора или полимеризатора.

В целях расширения марочного ассортимента полимерной продукции рационально в основной и вспомогательные реакторы вводить различные катализаторные системы, сомономеры, модификаторы и т.д.

Целесообразно использовать один компрессор для компримирования циркулирующего газа, поступающего во все реакторы системы, что снижает как капитальные затраты, так и энергозатраты.

Целесообразно на линии ввода зернистого затравочного материала в каждую секцию основного реактора и во вспомогательные реакторы устанавливать датчики расхода зернистого затравочного материала, что упрощает регулирование работы системы в целом.

Циркуляционный газ представляет собой смесь газов из основного реактора и вспомогательных реакторов. Для анализа состава циркулирующего газа рационально на линии вывода циркуляционного газа из каждой секции основного реактора и из вспомогательных реакторов устанавливать поточные газоанализаторы. Система анализа состава циркуляционного газа позволит оценивать качество протекания процесса полимеризации в каждой отдельной секции основного реактора и вспомогательных реакторах и точно рассчитывать количества этилена, сополимера и т.д. для подпитки циркулирующего газа.

На фигуре 1 представлена принципиальная схема одного из возможных вариантов реализации способа газофазной полимеризации альфа-олефинов в реакторной системе с использованием следующих обозначений:

100 – цилиндрическое днище;

101-102 – эллиптические днища;

103-105 – цилиндрические корпуса;

106-108 – эллиптические крышки;

109-111 – верхние части цилиндрических корпусов большего диаметра;

112-116 – зернистый затравочный материал;

117-119 – переливные распределительные решетки;

120-121 – распределительные решетки;

122-125 – патрубки;

200 – основной реактор;

201-202 – вспомогательные реакторы.

Реакторная система, предназначенная для полимеризации альфа-олефинов и сополимеров в псевдоожиженном слое, включает в себя основной реактор 200 и два вспомогательных реактора 201 и 202. Основной реактор имеет грушевидную форму и состоит из цилиндрического днища 100, цилиндрического корпуса 103, верхней части цилиндрического корпуса большего диаметра 109, эллиптической крышки 106, при этом цилиндрический корпус имеет три раздельные секции, образованные тремя переливными распределительными решетками 117-119, которые расположены равноудаленно друг от друга в цилиндрической части корпуса. На каждой из распределительных решеток располагается слой зернистого затравочного материала 112-114. Для каждой секции основного реактора предусмотрены штуцера (на фигуре не показаны) для ввода слоя зернистого затравочного материала, индуцированного конденсатора, катализатора, аддитивов и пара, а также штуцера вывода (на фигуре не показаны) готового полимера.

Вспомогательные реакторы 201 и 202 идентичны основному реактору, за исключением их меньшего размера и одной распределительной решетки 120 и 121, расположенной в нижней части реакторов 201 и 202 соответственно. На каждой из распределительных решеток 120 и 121 располагается слой зернистого затравочного материала 115 и 116 соответственно. Вспомогательные реакторы 201 и 202 соответственно состоят из эллиптических днищ 101 и 102, цилиндрических корпусов 104 и 105, верхней части цилиндрических корпусов большего диаметра 110 и 111, эллиптических крышек 107 и 108, штуцеров для ввода (на фигуре не показаны) слоя зернистого затравочного материала, индуцированного конденсатора, катализатора и аддитивов, пара, а также штуцеров вывода (на фигуре не показаны) готового полимера. Вспомогательный реактор 201 соединен с основным реактором 200 двумя патрубками 122 и 123, расположенными под углом 30° относительно осей реакторов таким образом, что первый патрубок 122 соединяет нижнюю часть одной из секций основного реактора 200 и верхнюю часть вспомогательного реактора 201. Второй патрубок 123 соединяет нижнюю часть вспомогательного реактора с верхней частью нижестоящей секции основного реактора 200. Вспомогательный реактор 202 соединен с основным реактором 200 двумя патрубками 124 и 125, расположенными под углом 30° относительно осей реакторов таким образом, что первый патрубок 124 соединяет нижнюю часть одной из секций основного реактора 200 и верхнюю часть вспомогательного реактора 201. Второй патрубок 125 соединяет нижнюю часть вспомогательного реактора с верхней частью нижестоящей секции основного реактора 200. Патрубки необходимы для осуществления перетока зернистого затравочного материала из основного реактора во вспомогательный и из вспомогательного в основной.

Смесь альфа-олефина, сополимеров, азота, водорода и других компонентов циркулирует по замкнутому контуру в виде циркулирующего газа. Циркулирующий газ подается в нижние части реакторов через штуцеры ввода по направлению к центру поперечного сечения реактора по трубопроводу 1. После проведения процесса полимеризации газовая смесь выходит из верхних частей реакторов 200, 201 и 202 по трубопроводам 8, 7 и 9 соответственно. Циркуляционные потоки газа, выходящие из верхних частей реакторов 200-202 по трубопроводам 7-9 смешиваются и по трубопроводу 10 подаются на линию всасывания компрессора. Подпитка циркулирующего газа свежим альфа-олефином, водородом, азотом осуществляется постоянно или периодически. После сжатия циркулирующий газ охлаждается, смешивается при необходимости со свежим сомономером и подается по трубопроводу 1 от компрессора посредством штуцеров под распределительные решетки в нижние части реакторов 200-202. Катализатор и аддитивы подаются по трубопроводу 2 в каждую секцию основного реактора 200 и в рабочие секции вспомогательных реакторов 201 и 202. Индуцированный конденсатор подается по трубопроводу 3 в слой зернистого затравочного материала 112-114 во все секции основного реактора 200 и в слои зернистого затравочного материала 115 и 116 секции вспомогательных реакторов 201 и 202 соответственно. Таким образом в слое зернистого затравочного материала может образоваться несколько зон с различными условиями протекания реакции полимеризации, что способствует образованию полимера с высоким значением молекулярно-массового распределения. Готовый полимер отводится через штуцеры вывода (на фигуре не показаны) готового полимера, установленные в нижней части цилиндрических корпусов основного и вспомогательных реакторов, и по трубопроводам 4, 5 и 6 направляется на дальнейшую обработку.

Таким образом, предложенная конфигурация реакторной системы для газофазной полимеризации альфа-олефинов в псевдоожиженном слое решает задачу выработки различных марок полимера, изменения молекулярно-массового распределения полимеров, изменения производительности с сохранением качества продукции, снижения энергозатрат на реализацию процесса.

Изобретение предназначено для получения полиэтилена и сополимеров полиэтилена, характеризующихся широким молекулярно-массовым распределением, и может быть использовано в области нефтехимических процессов, в частности в процессах полимеризации альфа-олефинов. Предложен способ газофазной полимеризации альфа-олефинов в псевдоожиженном слое в реакторной системе, заключающийся в том, что система включает основной секционированный реактор с псевдоожиженными слоями катализатора, один и более вспомогательных реакторов с псевдоожиженными слоями катализатора и контур циркуляции газовой смеси, вспомогательные реакторы соединяют с основным реактором двумя патрубками перетока катализатора так, что первый патрубок соединен с нижней частью одной из секций основного реактора и верхней частью вспомогательного реактора, второй патрубок соединен с нижней частью вспомогательного реактора и верхней частью нижестоящей секции основного реактора, при этом циркулирующий газ отводят с верха реакторов, смешивая при необходимости со свежим альфа-олефином, водородом, азотом, и подают на линию всасывания компрессора, после сжатия циркулирующий газ охлаждают, смешивают, катализатор и аддитивы подают в каждую секцию основного реактора и вспомогательных реакторов, индуцированный конденсатор подают в слой зернистого затравочного материала во все секции основного реактора и в секции вспомогательных реакторов; готовый полимер отводят через штуцеры вывода готового полимера, установленные в нижней части цилиндрических корпусов основного и вспомогательных реакторов. Технический результат – разработка гибкой реакторной системы для газофазной полимеризации альфа-олефинов в псевдоожиженном слое, позволяющей вырабатывать различные марки полимера, изменять молекулярно-массовое распределение полимеров и производительность, сохраняя качество продукции, снизить энергозатраты на реализацию процесса. 14 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

1. Способ газофазной полимеризации альфа-олефинов в псевдоожиженном слое в реакторной системе, отличающийся тем, что система включает основной секционированный реактор с псевдоожиженными слоями катализатора, один и более вспомогательных реакторов с псевдоожиженными слоями катализатора и контур циркуляции газовой смеси, вспомогательные реакторы соединяют с основным реактором двумя патрубками перетока катализатора так, что первый патрубок соединен с нижней частью одной из секций основного реактора и верхней частью вспомогательного реактора, второй патрубок соединен с нижней частью вспомогательного реактора и верхней частью нижестоящей секции основного реактора, при этом циркулирующий газ отводят с верха реакторов, смешивая при необходимости со свежим альфа-олефином, водородом, азотом, и подают на линию всасывания компрессора, после сжатия циркулирующий газ охлаждают, смешивают, катализатор и аддитивы подают в каждую секцию основного реактора и вспомогательных реакторов, индуцированный конденсатор подают в слой зернистого затравочного материала во все секции основного реактора и в секции вспомогательных реакторов; готовый полимер отводят через штуцеры вывода готового полимера, установленные в нижней части цилиндрических корпусов основного и вспомогательных реакторов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реакторную систему газофазной полимеризации альфа-олефинов используют для получения гомополимеров и/или сополимеров.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что циркулирующий газ подпитывают свежими компонентами постоянно или периодически.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что один и более вспомогательных реакторов выключают из системы в разные периоды времени.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этилен, бутен, водород, азот, индуцированный конденсатор, модификаторы, сокатализатор и катализаторные суспензии непрерывно подают в контур реакторной системы.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве индуцированного конденсатора используют изопентан.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что индуцированный конденсатор подают в слой зернистого затравочного материала в нескольких точках по всей его высоте во все секции основного реактора и в секции вспомогательных реакторов.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что основной и вспомогательные реакторы работают без перетока зернистого затравочного материала с одновременной выработкой различных марок полиэтилена в каждом из реакторов реакторной системы.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в реакторной системе предусматривают возможность вывода готового полимера различного качества из основного реактора и вспомогательных реакторов.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предусматривают возможность работы основного и вспомогательного реакторов с перетоком зернистого затравочного материала в связке «предполимеризатор-полимеризатор», при этом оставляя возможность выбора, какую из секций основного реактора или какой из вспомогательных реакторов подключат в качестве предполимеризатора или полимеризатора.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в основной и вспомогательные реакторы вводят различные катализаторные системы, сомономеры, модификаторы и т.д.

12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют один компрессор для компримирования циркулирующего газа, поступающего во все реакторы системы.

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на линии ввода зернистого затравочного материала в каждую секцию основного реактора и во вспомогательные реакторы устанавливают датчики расхода затравочного материала.

14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на линии вывода циркуляционного газа из каждой секции основного реактора и из вспомогательных реакторов устанавливают поточные газоанализаторы.