Реактор сополимеризации изобутилена с бутиленами

 

Изобретение относится к устройствам, используемым в технологии получения сополимеров бутиленов, в частности в процессах сополимеризации изобутилена с н-бутиленами. Цель - повышение конверсии бутиленов и уменьшение индекса полидисперсности полимера. Для этого реактор сополимеризации изобутилена с бутиленами снабжен насадком в виде винтовой направляющей, жестко закрепленным между внутренней поверхностью трубы и наружной поверхностью патрубка для ввода катализатора. Отношение диаметра трубы реактора к диаметру патрубка для ввода катализатора выбрано равным от 2,3 до 3,6. Отношение шага винтовой направляющей насадки к диаметру трубы выбрано равным от 0,5 до 3,0. Вращательно-поступательное движение потока обеспечивает большую эффективность перемещения сырья и катализатора. Радиальное движение частиц интенсифицирует перенос тепла из зоны реакции к стенке трубы, в результате чего выравнивается градиент температур по сечению потока. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. , 1 табл.

Изобретение относится к устройствам, используемым в технологии получения сополимеров бутиленов, в частности в процессах сополимеризации изобутилена с н-бутиленами. Целью изобретения является повышение конверсии бутиленов и уменьшение индекса полидисперсности полимера. На чертеже изображен реактор сополимеризации изобутилена с бутиленами, продольный разрез. Реактор содержит пробу 1 диаметром, например, 50-80 мм и длиной 3000-5000 мм, расположенный на входе трубы 1 перпендикулярно ее оси патрубок 2 для ввода сырья, размещенный на входе трубы 1 по ее оси патрубок 3 для ввода катализатора с перпендикулярными к его оси отверстиями 4, и патрубок 5 для вывода полимеризата. Кроме того, реактор снабжен насадкой 6 в виде винтовой направляющей, жестко закрепленной между внутренней поверхностью трубы 1 и наружной поверхностью патрубка 3 для ввода катализатора. Отношение диаметра трубы 1 к диаметру патрубка 3 для ввода катализатора выбрано равным от 2,3 до 3,6, а отношение шага винтовой направляющей насадка 6 к диаметру трубы 1 выбрано равным от 0,5 до 3,0. Для замера температуры реактор оборудован штуцером 7 для термопары в верхней части трубы 1. Для отбора проб полимеризата предусмотрен пробоотборник 8, расположенный в нижней части трубы 1 непосредственно вблизи патрубка 5 для ввода полимеризата. Реактор сополимеризации изобутилена с бутиленами работает следующим образом. Сырье - бутиленсодержащая фракция - через патрубок 2 поступает в реактор, где попадает в спиральный канал, образованный наружной стенкой патрубка 3, внутренней стенкой трубы 1 и смежными витками направляющей насадка 6. Двигаясь по спиральному каналу, сырьевой поток приобретает вращательно-поступательное движение. Катализатор подается через патрубок 3 и вводится в реакционную зону через отверстия 4. Подхваченный потоком сырья катализатор диспергируется в нем, что необходимо для эффективного протекания реакции. Полимеризат выходит через патрубок 5. В потоке полимеризата, совершающем вращательно-поступательное движение, имеет место центробежная сепарация массивных частиц образовавшегося полимера в периферические области реактора. При этом в реакционной зоне, имеющей форму "факела", повышается концентрация мономеров, в результате чего их конверсия существенно увеличивается. Степень превращения мономеров определяется как продолжительностью их контакта с катализатором, так и интенсивностью перемешивания. С другой стороны, качество сополимера - его полидисперсность - определяется автотермичностью процесса полимеризации и отсутствием в потоке полимеризата градиентов температур. При вращательно-поступательном движении потока соседняя длина пути, пробегаемого частицей полимеризата, значительно больше, чем при поступательном движении, и определяется выражением L₁= L где L₁ - средняя длина пути, пробегаемого частицей полимеризата при вращательно-поступательном движении потока; L - длина реактора; t - шаг винтовой направляющей насадка 6; R и r - соответственно внутренний радиус трубы и наружный радиус патрубка 3 для ввода катализатора. Кроме того, вращательно-поступательное движение потока обеспечивает большую эффективность перемешивания сырья и катализатора. Тангенциальная составляющая скорости обусловливает наличие в потоке центробежных сил, под действием которых массивные частицы образовавшегося полимера отбрасываются к стенке трубы реактора, за счет чего зона реакции обогащается мономером. Это способствует достижению высоких конверсий как изобутилена, так и н-бутиленов при их сополимеризации. Радиальное движение частиц интенсифицирует перенос тепла из зоны реакции к стенке трубы 1, через которую оно рассеивается в окружающую среду. В результате выравнивается градиент температур по сечению потока, что обеспечивает условия получения однородного по составу полимерного продукта. В таблице приведены 14 примеров способа, в которых варьируются технологические параметры и параметры устройства.

Формула изобретения

1. РЕАКТОР СОПОЛИМЕРИЗАЦИИ ИЗОБУТИЛЕНА С БУТИЛЕНАМИ, содержащий трубу, расположенный на входе трубы перпендикулярно ее оси патрубок для ввода сырья и размещенный на входе трубы по ее оси патрубок для ввода катализатора с перпендикулярными к его оси отверстиями, отличающийся тем, что, с целью повышения конверсии бутиленов и уменьшения индекса полидисперсности полимера, он снабжен насадкой в виде винтовой направляющей, жестко закрепленным между внутренней поверхностью трубы и наружной поверхностью патрубка для ввода катализатора. 2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что отношение диаметра трубы к диаметру патрубка для ввода катализатора выбрано равным от 2,3 до 3,6, а отношение шага винтовой направляющей насадки к диаметру трубы выбрано равным от 0,5 до 3,0.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 14-2002

Извещение опубликовано: 20.05.2002        

---