Реактор для суспензионной полимеризации этилена Советский патент 1985 года по МПК B01J19/18 

Изобретение относится к реакторам для проведения экзотермических реакций в системе твердое тело - жидкость, в частности к реакторам для суспензионной полимеризации.

Цель изобретения - повышение производительности, надежности, а также снижение энергозатрат.

На фиг. 1 изображен реактор; на фиг. 2- цилиндрический насадок; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 2.

Реактор содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, мешалку 2 и кожухотрубный теплообменник 3, установленный вертикально на крышке 4 реактора, который снабжен полым кольцевым цилиндрическим насадком 5 с поперечными перегородками 6 в кольцевом пространстве, установленными под трубной решеткой 7, и дополнительной лопастной мешалкой 8, размещенной в циркуляционной трубе 9, установленной над верхней трубной решеткой 10 теплообменника 3, отверстия в которой выполнены расширяющимися в сторону циркуляционной трубы 9. Реактор имеет рубашку 11 и внутренний теплообменник {2, выполненный, например, в виде змеевика.

Реактор работает работает следующим образом.

При вращении мешалки 2 твердая фаза (частицы полиэтилена) равномерно распределена во всем реакционном объеме. Температурное поле в емкостной части реактора однородно, поскольку аппарат емкостного типа с мешалкой является аппаратом идеального смешения. При подаче в реактор (предпочтительно под мешалку) газообразного этилена, последний частично растворяется в углеводородном растворителе, а остальной этилен попадает в газовую подушку, образующуюся в верхней части объема реактора вне наружного цилиндрического насадка 5. Растворенный этилен в присутствии катализатора полимеризуется (полиэтилен образуется в виде твердых частиц

диаметром 0,05-2 мм), а газ по каналам поступает в объем внутри кольцевого пространства, образованный под трубной решеткой 7, откуда вместе с суспензией, подсасываемой в эту область из емкостной части реактора, поступает в теплообменные трубки, расположенные в центральной части теплообменника 3. Над верхней трубной доской газожидкостный поток разделяется. Газовая фаза удаляется из реактора (и при необходимости вновь подается на полимеризацию) а суспензия поступает в периферийные трубки теплообменника 3, опускаясь по которым попадает в кольцевое пространство, откуда, обтекая перегородку 6, поступает в емкостную часть реактора.

Скорость циркуляции возрастает при включении дополнительной перемешивающей лопастной мешалки 8 устройства, расположенной в циркуляционной трубе 9, установленной на верхней трубной решетке 10 теплообменника 3. При этом повышается надежность работы реактора, поскольку циркуляция реакционной среды через теплообменник 3 может поддерживаться и при прекращении подачи этилена (прекрашение же циркуляции привело бы к перегреву реактора).

В случае внезапного прекращения работы реактора твердая фаза, находящаяся в трубках теплообменника 3 и над его трубной решеткой 10, оседает на днище емкостной части реактора и может быть легко взвешена при включении мешалки 2. Осаждение твердой фазы на верхней трубной решетке 10 теплообменника 3 практически отсутствует благодаря расширению отверстий трубной решетки 10, что уменьшает площадь горизонтальных поверхностей. В предельном случае отверстия соединяются, образуя на входе трубной решетки 10 острые кромки. Тепло реакции полимеризации отводится через поверхность рубашки 11 и теплообменников 3 и 12, в которые подается оборотная вода или другой теплоноситель.

1. РЕАКТОР ДЛЯ СУСПЕНЗИОННОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, мешалку и кожухотрубный теплообменник, установленный вертикально на крышке реактора, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, надежности и снижения энергозатрат, теплообменник снабжен полым кольцевым цилиндрическим насадком с поперечными перегородками в кольцевом пространстве, установленным под нижней трубной решеткой, и расположенной над верхней трубной решеткой циркуляционной трубой с размеш,енной в ней мешалкой. 2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что отверстия в верхней решетке теплообменника выполнены расширяющимися в сторону циркуляционной трубы.