Система отбора проб из жидко-твердой смеси для петлевого суспензионного реактора



Система отбора проб из жидко-твердой смеси для петлевого суспензионного реактора
Система отбора проб из жидко-твердой смеси для петлевого суспензионного реактора
B01J19/2435 - Химические, физические или физико-химические способы общего назначения (физическая обработка волокон, нитей, пряжи, тканей, пера или волокнистых изделий, изготовленных из этих материалов, отнесена к соответствующим рубрикам для такого вида обработки, например D06M 10/00); устройства для их проведения (насадки, прокладки или решетки, специально предназначенные для биологической обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод C02F 3/10; разбрызгивающие планки или решетки, специально предназначенные для оросительных холодильников F28F 25/08)

Владельцы патента RU 2712952:

ШЕВРОН ФИЛЛИПС КЕМИКАЛ КОМПАНИ ЭлПи (US)

Изобретение относится к способу и системе измерения характеристик жидкости в двухфазной смеси жидкой и твердой фаз. Описан способ эксплуатации системы, содержащей единственный петлевой суспензионный реактор-полимеризатор или два или более петлевых суспензионных реактора-полимеризатора с интегрированными системами отбора проб смеси жидкой и твердой фаз. Также описаны система и способ измерения характеристик смеси жидкой и твердой фаз жидкости в сосуде. Технический результат - быстрое и эффективное разделение твердой и жидкой фаз с обеспечением потока жидкости, свободного от твердых частиц, которые могут закупоривать или отрицательно влиять на аналитическое оборудование. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к способам и системам измерения характеристик жидкости в двухфазной смеси жидкой и твердой фаз и, более конкретно, относится к измерению характеристик жидкости в петлевом суспензионном реакторе-полимеризаторе или в аналогичном устройстве.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Существуют различные технологии, которые можно использовать для отделения потока жидкости от смеси жидкой и твердой фаз, такие как центрифугирование, фильтрация или выпаривание. Тем не менее, эти способы часто имеют недостатки в случаях, когда требуется быстрый и частый отбор проб потока жидкости для аналитического исследования, кроме того, могут выделяться избыточные отходы. Следовательно, будет востребован способ быстрого и эффективного разделения твердой и жидкой фаз, не требующий центрифугирования, фильтрации, выпаривания и т.п., причем минимизирующий генерирование отходов. Соответственно, именно на эти цели ориентировано настоящее изобретение.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В данном документе раскрыты и описаны способы измерения характеристик жидкости в сосуде, содержащем смесь жидкой и твердой фаз. В одном варианте реализации настоящего изобретения, способ может включать следующие этапы: (i) отбор образца смеси жидкой и твердой фаз из сосуда, (ii) пропускание образца смеси жидкой и твердой фаз через вертикальную осадительную трубку, (iii) периодическая остановка потока образца смеси жидкой и твердой фаз на время, достаточное для осаждения твердой фазы в донной части трубки и накопления жидкости в верхней части трубки, (iv) отбор небольшой части жидкости из верхней части трубки и перенос небольшой части жидкости в аналитический прибор для измерения характеристик жидкости, (v) возобновление потока через трубку и (vi) возврат неиспользованной части образца смеси жидкой и твердой фаз в сосуд. Хотя возможности этим не ограничиваются, сосуд может представлять собой петлевой суспензионный реактор-полимеризатор.

В другом варианте реализации настоящего изобретения, раскрыт и описан способ эксплуатации системы с реактором-полимеризатором. Этот способ может включать следующие этапы: (I) приведение в контакт каталитической системы на основе переходного металла с олефиновым мономером и необязательным олефиновым сомономером в петлевом суспензионном реакторе в системе реакторов-полимеризаторов в условиях реакции полимеризации для получения олефинового полимера, причем петлевой суспензионный реактор содержит смесь жидкой и твердой фаз, (II) измерение характеристик жидкости в петлевом суспензионном реакторе, и (III) в случаях, когда характеристики жидкости в петлевом суспензионном реакторе достигают предварительно заданного уровня, корректировка условий реакции полимеризации. Характеристики жидкости в петлевом суспензионном реакторе можно определять с применением способа, включающего следующие этапы: (i) отбор образца смеси жидкой и твердой фаз из петлевого суспензионного реактора, (ii) пропускание образца смеси жидкой и твердой фаз через вертикальную осадительную трубку, (iii) периодическая остановка потока образца смеси жидкой и твердой фаз в трубке на время, достаточное для осаждения твердой фазы в донной части трубки и накопления жидкости в верхней части трубки, (iv) отбор небольшой части жидкости из верхней части трубки и перенос небольшой части жидкости в аналитический прибор для измерения характеристик жидкости, (v) возобновление потока через трубку, и (vi) возврат неиспользованной части образца смеси жидкой и твердой фаз в петлевой суспензионный реактор.

В еще одном варианте реализации настоящего изобретения, раскрыта и описана система отбора проб смеси жидкой и твердой фаз. Эта система отбора проб может содержать (а) впускной клапан и впускную трубку для отбора смеси жидкой и твердой фаз из сосуда, (b) вертикальную осадительную трубку расположенную за впускной трубкой (и связанную с ней), трубку, выполненную с возможностью накапливать твердую фазу в донной части трубки и накапливать жидкость в верхней части трубки (например, в отсутствие потока), (с) выпускной клапан и выпускную трубку для возврата в сосуд неиспользованной части смеси жидкой и твердой фаз, причем выпускная трубка расположена после осадительной трубки (и соединена с ней), (d) пробоотборный клапан и пробоотборную трубку, причем пробоотборный клапан расположен в верхней части осадителыюй трубки и выполнен с возможностью отбора небольшой части жидкости в верхней части трубки, (е) аналитический прибор, расположенпосле пробоотборной трубки (и соединен с ней), причем аналитический прибор выполнен с возможностью измерения характеристик (одной или более) жидкости, и (f) регулятор (f1), для открывания впускного клапана и выпускного клапана, чтобы создавать возможность протекания (например, непрерывного) потока смеси жидкой и твердой фаз из сосуда через впускную трубку и осадительную трубку, и возвращения в сосуд через выпускную трубку; и (f2), выполненный с возможностью периодически останавливать течение смеси жидкой и твердой фаз закрытием впускного клапана и выпускного клапана на время, достаточное для осаждения твердой фазы в донной части трубки и накопления жидкости в верхней части трубки, и впоследствии открывать пробоотборный клапан для отбора небольшой части жидкости из верхней части трубки.

В еще одном варианте реализации настоящего изобретения, раскрыта и описана система реакторов-полимеризаторов. Эта система реакторов может содержать (А) петлевой суспензионный реактор, выполненный с возможностью приводить в контакт каталитическую систему на основе переходного металла с олефиновым мономером и необязательным олефиновым сомономером в условиях реакции полимеризации для получения олефинового полимера, и (В) систему отбора проб смеси жидкой и твердой фаз. Как описано в данном документе, система отбора проб смеси жидкой и твердой фаз может содержать (а) впускной клапан и впускную трубку для отбора смеси жидкой и твердой фаз из петлевого суспензионного реактора, (b) вертикальную осадительную трубку, расположенную после впускной трубки, причем осадительная трубка выполнена с возможностью накапливать твердую фазу в донной части трубки и накапливать жидкость в верхней части трубки, (с) выпускной клапан и выпускную трубку для возврата в петлевой суспензионный реактор неиспользованной части смеси жидкой и твердой фаз, причем выпускная трубка расположена после осадительной трубки, (d) пробоотборный клапан и пробоотборную трубку, причем пробоотборный клапан расположен в верхней части осадительной трубки и выполнен с возможностью отбора небольшой части жидкости в верхней части трубки, (е) аналитический прибор, расположенный после пробоотборной трубкой, причем аналитический прибор выполнен с возможностью измерения характеристик жидкости, и (f) регулятор (f1), для открывания впускного клапана и выпускного клапана, чтобы создавать возможность протекания потока смеси жидкой и твердой фаз из петлевого суспензионного реактора через впускную трубку и осадительную трубку и возвращения в петлевой суспензионный реактор через выпускную трубку; и (f2), выполненный с возможностью периодически останавливать поток смеси жидкой и твердой фаз закрытием впускного клапана и выпускного клапана на время, достаточное для осаждения твердой фазы в донной части трубки и накопления жидкости в верхней части трубки и впоследствии открывать пробоотборный клапан для отбора небольшой части жидкости из верхней части трубки.

В изложенной выше сущности изобретения и в следующем далее подробном описании представлены только примеры и пояснения. Соответственно, изложенную выше сущность изобретения и следующее далее подробное описание не следует рассматривать как ограничивающие. Далее, дополнительно к изложенным выше, могут быть представлены другие особенности или изменения. Например, определенные варианты реализации изобретения могут быть ориентированы на различные комбинации и подкомбинации особенностей, описанных в подробном описании.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Фиг. 1 иллюстрирует технологическую схему системы реакторов-полимеризаторов с интегрированной в нее системой отбора проб смеси жидкой и твердой фаз, подходящую для вариантов реализации настоящего изобретения.

Фиг. 2 иллюстрирует общую блок-схему управления в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения, с регулятором, задействованным на клапаны, показанные на Фиг. 1.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Для более ясного определения терминов, используемых в данном документе, приведены следующие определения. В случаях, когда не указано иное, в данном раскрытии применимы следующие определения. В случаях, когда термин используется в данном раскрытии, но не определен специально в данном документе, можно применять его определение из IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2nd Ed (1997), до тех пор, пока это не вступает в противоречие с любым другим раскрытием или определением, используемым в данном документе, или делает неопределенным или невозможным любой пункт формулы изобретения, к которому применяется это определение. В тех случаях, когда любое определение или применение термина, приведенное в любом документе, введенном в данный документ посредством ссылки, вступает в противоречие с определением или применением, приведенным в данном документе, следует использовать определение или применение, приведенное в данном документе.

В отношении переходных терминов или выражений формулы изобретения, следует понимать, что переходный термин «имеющий в своем составе», который является синонимом терминов «включающий», «содержащий», «имеющий» или «характеризуемый» является содержащим или не имеющим четких границ, и не исключает дополнительных, неперечисленных элементов или этапов способа. Переходное выражение «состоящий из» исключает любой элемент, этап или ингредиент, не конкретизированный в пункте формулы изобретения. Переходное выражение «состоящий по существу из» ограничивает объем формулы изобретения конкретно оговоренными материалами или этапами и теми, которые не оказывают существенного влияния на основные и дополнительные особенности пункта. Пункт «состоящий по существу из» занимает промежуточное положение между закрытыми пунктами, которые выражены в формате «состоящий из», и полностью открытыми пунктами, которые выражены в формате «имеющий в своем составе». Отсутствие указаний на противоположное, например, описание соединения или композиции как «состоящей по существу из» не должно трактоваться как «имеющий в своем составе», но предназначено для описания упомянутого компонента, включающего материалы, которые не изменяют существенным образом композицию или способ, либо систему, к которой применен термин. Например, сырье, состоящее по существу из материала А, может включать примеси, которые обычно присутствуют в образце упомянутого соединения или композиции, производимый в промышленном масштабе или имеющихся в продаже. В случаях, когда пункт включает различные особенности и/или группы особенностей (например, этап способа, особенности сырья и/или особенности системы, среди других возможностей), переходные термины «имеющий в своем составе», «состоящий по существу из» и «состоящий из» применяют только к группе особенностей, для которой они использованы, и внутри пункта могут быть использованы различные переходные термины или выражения, использованные применительно к разным особенностям. Например, способ может включать некоторые перечисленные этапы (и другие, неперечисленные этапы), но использовать каталитическую систему, состоящую из конкретных компонентов; альтернативно, состоящую по существу из конкретных компонентов; или альтернативно, имеющую в своем составе конкретные компоненты и другие неперечисленные компоненты.

В случаях, когда конкретно не указано иное, термины «период» и «периодически» не предназначены для ограничения любым конкретным периодом времени или для ограничения строго определенным периодом времени, связанным с ними, и, следовательно, не ограничены одинаковыми, циклическими или по иным параметрам равными периодами времени.

В настоящем изобретении, хотя системы, процессы и способы часто описаны в терминах «содержащий» различные компоненты, устройства или этапы, системы, процессы и способы могут также «состоять по существу из» или «состоять из» различных компонентов, устройств или этапов, в тех случаях, когда не указано иное.

Термины, обозначающие единственное число, предназначены для охвата многих альтернатив, например, «по меньшей мере один». Например, описание «реактор» или «характеристика» предназначено для охвата одного или комбинаций более чем одного реактора или одной, или более чем одной характеристики, в тех случаях, когда не указано иное.

Для любого конкретного соединения или группы, раскрытых в данном документе, любое представленное название или структура (общее или конкретное) предназначено для охвата всех конформационных изомеров, региоизомеров, стереоизомеров и их смесей, которые могут быть созданы из конкретного набора заместителей, в тех случаях, когда не указано иное. Название или структура (общее или конкретное) также охватывают все энантиомеры, диастереомеры и другие оптические изомеры (если они существуют) независимо от того, существуют они в энантиомерной или рацемической формах, а также смеси стереоизомеров, что должно быть понятно специалистам в данной области техники, в тех случаях, когда не указано иное. Например, общая ссылка на пентан включает н-пентан, 2-метил-бутан и 2,2-диметилпропан; и общая ссылка на бутиловую группу включает н-бутиловую группу, сек-бутиловую группу, изо-бутиловую группу и т-бутиловую группу.

В данном документе раскрыты различные численные диапазоны. В случаях, когда диапазон любого типа раскрыт или заявлен в данном документе, это предназначено для раскрытия или заявления прав отдельно на каждое возможное число, которое такой диапазон может достоверно охватывать, включая конечные точки диапазона, также как любые находящиеся в нем поддиапазоны и комбинации поддиапазонов, в тех случаях, когда не указано иное. В качестве типичного примера, в настоящей заявке раскрыто, что условия реакции полимеризации могут включать, в определенных вариантах реализации изобретения, температуру реакции полимеризации в диапазоне от около 60°С до около 115°С. Раскрытие, что температура может находиться в диапазоне от около 60°С до около 115°С, предназначено для указания, что она может быть любой температурой из диапазона и, например, может составлять около 60°С, около 65°С, около 70°С, около 75°С, около 80°С, около 85°С, около 90°С, около 95°С, около 100°С, около 105°С, около 110°С, или около 115°С. Кроме того, температура может находиться внутри любого диапазона от около 60°С до около 115°С (например, температура может находиться в диапазоне от около 70°С до около 110°С), и это также включает любую комбинацию диапазонов между около 60°С и около 115°С. Аналогично, все остальные диапазоны, раскрытые в данном документе, должны интерпретироваться таким же образом, как в данном примере.

Термин «полимер» используется в данном документе, в общем случае, для охвата олефиновых гомополимеров, сополимеров, терполимеров и т.д. Сополимер может быть получен из олефинового мономера и одного олефинового сомономера, тогда как терполимер может быть получен из олефинового мономера и двух олефиновых сомономеров. Соответственно, «полимер» охватывает сополимеры и терполимеры, полученные из любых олефинового мономера и сомономера(ов), раскрытых в данном документе. Аналогично, этиленовый полимер должен включать этиленовые гомополимеры, этиленовые сополимеры, этиленовые терполимеры и т.п. Например, олефиновый сополимер, такой как этиленовый сополимер, может быть получен из этилена и сомономера, такого как 1-бутен, 1-гексен или 1-октен. В случаях, когда мономер и сомономер представляют собой этилен и 1-гексен, соответственно, полученный полимер можно классифицировать как сополимер этилен/1-гексен. Термин «полимер» означает также включение полимеров со всеми молекулярными массами и включает полимеры с более низкими молекулярными массами или олигомеры. В данном документе принято, что термин «полимер» предназначен для охвата олигомеров (включая димеры и тримеры), полученных из любого олефинового мономера, раскрытого в данном документе (также как из олефинового мономера и одного олефинового сомономера, олефинового мономера и двух олефиновых сомономеров и т.д).

Аналогичным образом, объем охвата термина «полимеризация» включает гомополимеризацию, сополимеризацию и тримеризацию, также как процессы, которые могут также упоминаться как процессы олигомеризации. Следовательно, для получения олефинового сополимера, процесс сополимеризации должен включать приведение в контакт олефинового мономера (например, этилена) и олефинового сомономера (например, 1-гексена).

Термины «продукт контакта», «приведение в контакт» и т.п. используются в данном документе для описания композиций, в которых компоненты приведены в контакт друг с другом в любом порядке, любым образом и на любой период времени, в тех случаях, когда не указано иное. Например, компоненты могут быть приведены в контакт смешиванием или перемешиванием. Далее, в тех случаях, когда не указано иное, приведение в контакт любого компонента может происходить в присутствии или в отсутствие любого другого компонента композиций, описанных в данном документе. Объединение дополнительных материалов или компонентов можно осуществлять с использованием любой подходящей методики. Далее, термин «продукт контакта» охватывает композиции, смеси, растворы, суспензии, продукты реакции и т.п., или их комбинации. Хотя «продукт контакта» может охватывать, и часто охватывает продукты реакции, соответствующим компонентам не требуется вступать в реакцию друг с другом. Аналогично, «приведение в контакт» двух или более компонентов может приводить к появлению продукта реакции или реакционной смеси. Следовательно, в зависимости от обстоятельств, «продукт контакта» может представлять собой смесь, реакционную смесь или продукт реакции.

В данном документе принято, что термин «по существу не содержащий твердых частиц» означает, что образец содержит менее чем 5% мас. твердых частиц и часто менее чем 3% мас. твердых частиц, менее чем 2% мас. твердых частиц, менее чем 1% мас. твердых частиц, менее чем 0,5% мас. твердых частиц, или менее чем 0,1% мас. твердых частиц (или нерастворимых частиц).

Хотя на практике или при испытании изобретения могут использоваться любые способы, устройства и материалы, аналогичные или эквивалентные описанным в данном документе, типичные способы, устройства и материалы в данном документе описаны.

Все публикации и патенты, упомянутые в данном документе, включены в данный документ посредством ссылки, для описания и раскрытия, например, концепций и методик, описанных в публикациях, которые могут быть использованы в связи с настоящим изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В данном документе раскрыты способы определения характеристик жидкости в смеси жидкой и твердой фаз и связанные с этим способы эксплуатации систем реакторов-полимеризаторов, содержащих петлевой суспензионный реактор. В данном документе раскрыты также системы реакторов-полимеризаторов с интегрированными системами отбора проб смеси жидкой и твердой фаз для определения характеристик жидкости в смеси жидкой и твердой фаз.

Без привязки к теории, считается, что такие реакторные системы (и связанные с ними способы/процессы) могут обеспечивать быстрое и эффективное разделение жидкой и твердой фаз, которое не требует центрифугирования, фильтрации, выпаривания или любый аналогичных методик, но при этом обеспечивает поток жидкости, свободный или по существу свободный от твердых частиц, которые могут закупоривать или отрицательно влиять на аналитическое оборудование. Более того, для анализа отбирается только небольшая часть жидкости, а остаток смеси жидкой и твердой фаз возвращается в реакционный сосуд, что полезно в аспекте снижения количества генерируемых отходов, особенно твердых отходов. Далее, благодаря быстрому разделению и минимальному количеству отбираемой жидкости, частота тестирования может быть увеличена без значительного увеличения количества генерируемых отходов, что обеспечивает более своевременное получение данных для улучшения управления и стабильности процесса полимеризации внутри реакторной системы.

СИСТЕМЫ ОТБОРА ЖИДКО-ТВЕРДЫХ ПРОБ И РЕАКТОРНЫЕ СИСТЕМЫ

В данном документе раскрыты и описаны различные системы реакторов-полимеризаторов, системы отбора проб смеси жидкой и твердой фаз и связанные с ними способы эксплуатации или управления такими системами. Например, в одном варианте реализации изобретения, предложена система отбора проб смеси жидкой и твердой фаз, и в этом варианте реализации система отбора проб может содержать (а) впускной клапан и впускную трубку для отбора смеси жидкой и твердой фаз из сосуда, (b) вертикальную осадительную трубку расположенную за впускной трубкой (и соединенную с ней), трубку, выполненную с возможностью накапливать твердую фазу в донной части трубки и накапливать жидкость в верхней части трубки (например, в отсутствие потока), (с) выпускной клапан и выпускную трубку для возврата в сосуд неиспользованной части смеси жидкой и твердой фаз, причем выпускная трубка расположена за осадительной трубкой (и соединена с ней), (d) пробоотборный клапан и пробоотборную трубку, причем пробоотборный клапан расположен в верхней части осадительной трубки и выполнен с возможностью отбора небольшой части жидкости в верхней части трубки, (е) аналитический прибор, расположенный после пробоотборной трубки (и соединен с ней), причем аналитический прибор выполнен с возможностью измерения характеристик (одной или более) жидкости, и (f) регулятор (f1), выполненный с возможностью открывать открывания впускного и выпускного клапанов, чтобы создавать возможность протекания (например, непрерывного) потока смеси жидкой и твердой фаз из сосуда, через впускную трубку и осадительную трубку, и возвращения в сосуд через выпускную трубку; и (f2), выполненный с возможностью периодически останавливать течение смеси жидкой и твердой фаз закрытием впускного клапана и выпускного клапана на время, достаточное для осаждения твердой фазы в донной части трубки и накопления жидкости в верхней части трубки, и впоследствии открывать пробоотборный клапан для отбора небольшой части жидкости из верхней части трубки. В общем случае, особенности любых систем отбора проб смеси жидкой и твердой фаз, раскрытые в данном документе (например, сосуд, осадительная трубка, аналитический прибор, конфигурация регулятора, помимо прочего) описаны в данном документе независимо, и эти особенности могут быть объединены в любой комбинации для дополнительного описания раскрытых систем отбора проб смеси жидкой и твердой фаз. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения, сосуд, из которого производят отбор смеси жидкой и твердой фаз, может представлять собой петлевой суспензионный реактор. Более того, если не указано иное, в раскрытых системах отбора проб могут присутствовать другие устройства или системы.

В другом варианте реализации настоящего изобретения, предложена система реакторов-полимеризаторов, и в этом варианте реализации система реакторов может содержать (А) петлевой суспензионный реактор (один или более), выполненный с возможностью приводить в контакт каталитическую систему на основе переходного металла с олефиновым мономером и необязательным олефиновым сомономером в условиях реакции полимеризации для получения олефинового полимера, и (В) систему отбора проб смеси жидкой и твердой фаз. Как описано в данном документе, система отбора проб смеси жидкой и твердой фаз может содержать (а) впускной клапан и впускную трубку для отбора смеси жидкой и твердой фаз из петлевого суспензионного реактора, (b) вертикальную осадительную трубку, расположенную после впускной трубки, причем осадительная трубка выполнена с возможностью накапливать твердую фазу в донной части трубки и накапливать жидкость в верхней части трубки, (с) выпускной клапан и выпускную трубку для возврата в петлевой суспензионный сосуд неиспользованной части смеси жидкой и твердой фаз, причем выпускная трубка расположена за осадительной трубкой, (d) пробоотборный клапан и пробоотборную трубку, причем пробоотборный клапан расположен в верхней части осадительной трубки и выполнен с возможностью отбора небольшой части жидкости в верхней части трубки, (е) аналитический прибор, расположенный после пробоотборной трубки, причем аналитический прибор выполнен с возможностью измерения характеристик жидкости, и (f) регулятор (f1), для возможности открывать впускной клапан и выпускной клапан, чтобы создавать возможность протекания потока смеси жидкой и твердой фаз из сосуда через впускную трубку и осадительную трубку, и возвращения в петлевой суспензионный реактор через выпускную трубку; и (f2), выполненный с возможностью периодически останавливать течение смеси жидкой и твердой фаз закрытием впускного клапана и выпускного клапана на время, достаточное для осаждения твердой фазы в донной части трубки и накопления жидкости в верхней части трубки, и впоследствии открывать пробоотборный клапан для отбора небольшой части жидкости из верхней части трубки. В общем случае, в данном документе независимо описаны особенности любых систем реакторов-полимеризаторов, раскрытых в данном документе (например, петлевой суспензионный реактор, каталитическая система, олефиновый мономер (и олефиновый сомономер, в случаях, когда он присутствует), условия полимеризации, олефиновый полимер, осадительная трубка, аналитический прибор, конфигурация регулятора, помимо прочего), и эти особенности могут быть объединены в любой комбинации для дополнительного описания раскрытых систем реакторов-полимеризаторов. Более того, если не указано иное, в раскрытых системах реакторов-полимеризаторов могут присутствовать другие устройства или компоненты реакторной системы. Кроме того, в определенных вариантах реализации изобретения, рассматриваемых в данном документе, каталитическую систему можно приводить в контакт с олефиновым мономером и олефиновым сомономером (например, приводить в контакт с этиленом и α-олефиновым сомономером, таким как 1-гексен) в петлевом суспензионном реакторе.

В одном варианте реализации изобретения, система реакторов-полимеризаторов может содержать единственный петлевой суспензионный реактор, тогда как в другом варианте реализации, система реакторов-полимеризаторов может содержать два или более реакторов, по меньшей мере один из которых представляет собой петлевой суспензионный реактор (например, множественные петлевые суспензионные реакторы, петлевой суспензионный реактор и газофазный реактор, петлевой суспензионный реактор и реактор растворной полимеризации и т.д). Типичные суспензионные реакторы-полимеризаторы и процессы раскрыты, например, в патентах США №№3248179, 4501885, 5565175, 5575979, 6239235, 6262191, 6833415 и 8822608, каждый из которых во всей полноте введен в данный документ посредством ссылки.

Подходящие разбавители, применяемые в суспензионной полимеризации, включают, но не ограничиваются этим, мономеры, подлежащие полимеризации, и углеводороды, которые в условиях реакции представляют собой жидкости. Примеры подходящих разбавителей включают, но не ограничиваются этим, углеводороды, такие как пропан, циклогексан, изобутан, н-бутан, н-пентан, изопентан, неопентан и н-гексан. Некоторые реакции полимеризации в петлевом реакторе могут происходить в насыпных условиях, в которых разбавитель не используется.

В некоторых вариантах реализации изобретения, система реакторов-полимеризаторов может содержать любую комбинацию системы подачи сырья, системы подачи катализатора и/или компонентов катализатора и/или системы извлечения полимера. В других вариантах реализации изобретения, подходящие реакторные системы могут содержать системы для очистки сырья, хранения и приготовления катализатора, экструзии, охлаждения реактора, извлечения полимера, фракционной перегонки, переработки для вторичного использования, хранения, выгрузки, лабораторного анализа и управления процессом.

Условия полимеризации, которые можно наблюдать, регулировать и/или которыми можно управлять для повышения эффективности и придания полимеру нужных свойств, могут включать, но не ограничиваются этим, температуру в реакторе, давление в реакторе, скорость потока каталитической системы в реакторе, скорость потока мономера (и сомономера, если он используется) в реакторе, концентрацию мономера в реакторе, скорость олефинового полимера на выходе, скорость утилизации, скорость потока водорода (в случаях, когда он используется), состояние охлаждения реактора и т.п. Температура полимеризации может влиять на производительность катализатора, молекулярную массу полимера и распределение молекулярной массы. Подходящей температурой полимеризации может быть любая температура ниже температуры деполимеризации в соответствии с уравнением свободной энергии Гиббса. Обычно это включает диапазон от около 60°С до около 280°С, например, от около 60°С до около 185°С, от около 60°С до около 115°С, или от около 130 до около 180°С, в зависимости от типа реактора-полимеризатора, сорта полимера и т.д. В некоторых реакторных системах, температура в реакторе-полимеризаторе, в общем случае, может находиться в диапазоне от около 70°С до около 110°С, или от около 125°С до около 175°С.

Подходящие давления тоже могут изменяться в зависимости от типа реактора и процесса полимеризации. Давление для жидкофазной полимеризации в петлевом реакторе обычно может быть менее чем 6,89 МПа (1000 фунт/кв. дюйм). Давление для газофазной полимеризации обычно может находиться в диапазоне от 1,38 МПа до 3,45 МПа (от 200 фунт/кв. дюйм до 500 фунт/кв. дюйм). Высокое давление полимеризации в трубчатом или автоклавном реакторах обычно составляет от 138 МПа до 517 МПа (от около 20000 фунт/кв. дюйм до 75000 фунт/кв. дюйм). Реакторы-полимеризаторы могут также эксплуатироваться в закритической области, обычно возникающей при более высоких температурах и давлениях. Эксплуатация выше критической точки на диаграмме давление/температура (закритическая фаза) может предоставлять преимущества.

Для производства смол с определенными физическими и механическими свойствами, можно управлять концентрациями реагентов, поступающих в реактор. Предложенный конечный продукт, который будет сформирован из полимерной смолы, и способ формирования этого продукта могут, в конечном итоге, определять нужные свойства и особенности полимера. Механические свойства включают прочность при растяжении, гибкость, ударопрочность, ползучесть, релаксацию напряжений и твердость по Бринеллю. Физические свойства включают плотность, молекулярную массу, молекулярно массовое распределение, температуру плавления, температуру стеклования, температуру кристаллизации, стереорегулярность, рост трещин, длину цепной разветвленности и реологические свойства.

Варианты реализации изобретения, рассматриваемые в данном документе, ориентированы также на и охватывают полимеры (или олигомеры), произведенные в любой системе реакторов-полимеризаторов и способами, которые раскрыты в данном документе. Детали для производства изделий можно формировать из и/или они могут содержать полимеры (или олигомеры), произведенные в соответствии с системами и способами, описанными в данном документе.

Обратимся теперь к системе отбора проб смеси жидкой и твердой фаз, описанной в данном документе. Эта система может содержать (а) впускной клапан и впускную трубку для отбора смеси жидкой и твердой фаз из сосуда. Смесь жидкой и твердой фаз может иметь различные формы, например, форму суспензии твердых частиц в жидком разбавителе. Для систем реакторов-полимеризаторов, содержащих петлевой суспензионный реактор, характерно, что сосуд, из которого отбирают смесь жидкой и твердой фаз, может быть петлевым суспензионным реактором, хотя возможности этим не ограничиваются. Смесь жидкой и твердой фаз может отбираться из любого подходящего сосуда, устройства или места внутри системы реакторов-полимеризаторов, в котором может быть полезным измерение характеристик жидкости в двухфазной смеси жидкой и твердой фаз. Например, впускной клапан может быть соединен с разгрузочной стороной циркуляционного насоса реактора, присутствующего в системе реакторов-полимеризаторов. Кроме того, выпускной клапан может быть соединен со всасывающей стороной циркуляционного насоса реактора, хотя возможности этим не ограничиваются. Следовательно, неиспользованная часть может быть возвращена к всасывающей стороне циркуляционного насоса реактора.

В случаях, когда это требуется, система реакторов-полимеризаторов может дополнительно содержать систему промывки разбавителем, выполненную с возможностью предотвращать закупоривание смесью жидкой и твердой фаз внутри системы отбора проб. Система промывки разбавителем может содержать, например, сосуд, содержащий разбавитель, и насос для транспортировки разбавителя. Обычно эту систему промывки разбавителем можно использовать при давлениях, более высоких чем в сосуде (например, в петлевом суспензионном реакторе), из которого отбирают образцы смеси жидкой и твердой фаз.

Как описано в данном документе, система отбора проб смеси жидкой и твердой фаз может содержать (b) вертикальную осадительную трубку за впускной трубкой (т.е., соединенную с впускной трубкой). Осадительная трубка может быть выполнена с возможностью накапливать твердую фазу смеси жидкой и твердой фаз в донной части трубки и накапливать жидкость в верхней части трубки. Осадительная трубка описана как вертикальная трубка, и обычно она ориентирована вертикально (отклонение от вертикали составляет не более около 5°), хотя это не является обязательным требованием. Вертикальная осадительная трубка может быть ориентирована с отклонением от вертикали до около 10°, до около 20°, до около 30° или до около 45°, при условии, что твердые частицы осаждаются в донной части осадительной трубки за приемлемый период времени. Соответственно, действие вертикальной осадительной трубки, в общем случае, основано на разнице в плотности между жидкой и твердой фазами (в смеси жидкой и твердой фаз), которая дает возможность достигать отделения жидкости от твердой фазы в случаях, когда поток через осадительную трубку отсутствует (или сведен к самому минимуму). Хотя к отделению жидкости от твердой фазы может приводить любая подходящая разница плотностей, быстрее и проще разделения можно достичь, когда эта разница составляет по меньшей мере 0,1 г/см3, например, по меньшей мере 0,2 г/см3, по меньшей мере 0,3 г/см3 или по меньшей мере 0,5 г/см3, например, разница в плотности может находиться в диапазоне от около 0,1 г/см3 до около 3 г/см3, или от около 0,2 г/см3 до около 1 г/см3, и т.п.

Конкретные размеры, геометрия и угол ориентации осадительной трубки не имеют особых ограничений, и могут быть подобраны применительно к реакторной системе и нужной смеси жидкой и твердой фаз. Соответственно, осадительная трубка может быть ориентирована под любым удобным углом, и может иметь любой подходящий размер и длину, любую подходящею геометрию или форму (например, цилиндр, куб, сфера, конус, пирамида или призма), которая приводит к отделению жидкости от твердой фазы, как описано в данном документе.

В общем случае, вертикальная осадительная трубка может быть выполнена с возможностью эксплуатации под давлением, эквивалентным давлению в сосуде (или в петлевом суспензионном реакторе), из которого отбирают смесь жидкой и твердой фаз, хотя это не является обязательным требованием. Термин «эквивалентное» охватывает давление в сосуде (или реакторе) +/- 5%. Например, давление может находиться в диапазоне от около 0,69 МПа (100 фунт/кв. дюйм) до около 6,89 МПа (1000 фунт/кв. дюйм), от около 2,41 МПа (350 фунт/кв. дюйм) до около 5,52 МПа (800 фунт/кв. дюйм) или от около 3,45 МПа (500 фунт/кв. дюйм) до около 4,83 МПа (700 фунт/кв. дюйм). Альтернативно, давление в вертикальной осадительной трубке может быть меньшим, при условии, что более низкое давление не приводит в вымыванию или испарению жидкого компонента смеси жидкой и твердой фаз, когда она находится в осадительной трубке.

Система отбора проб смеси жидкой и твердой фаз может содержать (с) выпускной клапан и выпускную трубку для возврата в сосуд неиспользованной части смеси жидкой и твердой фаз. Неиспользованной является та часть смеси жидкой и твердой фаз, которая не отобрана для аналитического исследования. Выпускная трубка расположена после вертикальной осадительной трубки (и соединена с вертикальной осадительной трубкой).

Система отбора проб смеси жидкой и твердой фаз может содержать (d) пробоотборный клапан и пробоотборную трубку. Пробоотборный клапан может быть расположен в верхней части вертикальной осадительной трубки и может быть выполнен с возможностью отбора небольшой части жидкости из верхней части вертикальной осадительной трубки. Поскольку более плотные твердые частицы скапливаются на дне вертикальной осадительной трубки, пробоотборный клапан, в общем случае, расположен на или около самого верха вертикальной осадительной трубки, таким образом, чтобы отбирался образец жидкости, который по существу не содержит твердых частиц (менее чем 5% мас. твердых частиц). В некоторых вариантах реализации изобретения, небольшая часть жидкости, отобранная из верхней части осадительной трубки, содержит менее чем 2% мас. твердых частиц, менее чем 1% мас. твердых частиц, менее чем 0,5% мас. твердых частиц или менее чем 0,1% мас. твердых частиц, и визуально не содержит твердой фазы или частиц.

Преимущество заключается еще и в том, что небольшая часть жидкости, отбираемая из верхней части осадительной трубки, составляет очень маленький процент общего количества смеси жидкой и твердой фаз в осадительной трубке. Например, небольшая часть жидкости, удаленная из осадительной трубки, может составлять менее чем 10 мл, менее чем 5 мл, менее чем 3 мл или менее чем 1 мл. Таким образом, минимизированы затраты, связанные с отходами и их удалением, а также другими факторами, которые необходимо учитывать. В соответствии с вариантами настоящего изобретения, количество удаляемой небольшой части жидкости может быть менее чем 5% мас., менее чем 2% мас., менее чем 1% мас. или менее чем 0,5% мас., относительно общего количества смеси жидкой и твердой фаз в осадительной трубке.

Система отбора проб смеси жидкой и твердой фаз может содержать (е) аналитический прибор за пробоотборной трубкой, соединенный с пробоотборной трубкой. Аналитический прибор может быть выполнен с возможностью измерения характеристик жидкости. С помощью аналитического прибора можно измерять или определять любые характеристики жидкой фракции или комбинации свойств жидкой фракции в сосуде (или петлевом суспензионном реакторе), которые требуется знать. В соответствии с определенными вариантами реализации настоящего изобретения, выбор аналитического прибора не имеет особых ограничений, хотя этот прибор может представлять собой газовый хроматограф, жидкостный хроматограф или спектрометр (например, УФ-спектрометр, ИК-спектрометр (включая инфракрасный (ИК) спектрометр с Фурье-преобразованием), спектрометр комбинационного рассеяния, масс-спектрометр или спектрометр ядерного магнитного резонанса (ЯМР)) или их комбинацию (например, GC-GC времяпролетный (TOF) масс-спектрометр (GC-GC TOFMS)).

Необязательно, система отбора проб смеси жидкой и твердой фаз может дополнительно содержать узел фильтра, размещенный или расположенный перед аналитическим прибором. Узел фильтра может фильтровать жидкую фракцию небольшого образца для удаления твердой фазы или частиц, если они присутствуют, перед исследованием характеристик жидкости с помощью аналитического прибора. Дополнительно или альтернативно, система отбора проб смеси жидкой и твердой фаз может содержать вход для газа-носителя, который находится в пробоотборной трубке за пробоотборным клапаном и перед аналитическим прибором. Газ-носитель, такой как любой инертный газ, из входа для газа-носителя может переносить небольшую часть жидкости к аналитическому прибору.

Как описано в данном документе, система отбора проб смеси жидкой и твердой фаз может содержать (f) регулятор. Регулятор может быть (f1) выполнен с возможностью открывать впускной клапан и выпускной клапан, чтобы пропускать (например, непрерывно) поток смеси жидкой и твердой фаз, который проходит из сосуда (или реактор) через впускную трубку и вертикальную осадительную трубку и возвращается в сосуд (или реактор) через выпускную трубку. Кроме того, регулятор может быть (f2) выполнен с возможностью периодически перекрывать поток смеси жидкой и твердой фаз закрытием впускного клапана и выпускного клапана на период времени, достаточный для осаждения твердых частиц в донную часть вертикальной осадительной трубки и для накопления жидкости в верхней части вертикальной осадительной трубки, и последующего открытия пробоотборного клапана для отбора небольшой части жидкости из верхней части вертикальной осадительной трубки.

Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что регулятор, который может содержать любой подходящий процессорный модуль или компьютерную систему, можно использовать для управления последовательностями открытия и закрытия клапанов, например, для пропускания смеси жидкой и твердой фаз через осадительную трубку, для отбора образца смеси жидкой и твердой фаз из осадительной трубки и т.д. Например, регулятор может выполнять функцию (f1) непрерывно в течение периода времени - например, по меньшей мере 1 мин, по меньшей мере 2 мин, по меньшей мере 5 мин, от 1 до 30 мин, от 2 до 15 мин или от 3 до 10 мин - перед осуществлением функции (f2). Таким образом, регулятор может быть выполнен с возможностью производить отбор образцов по мере необходимости или в течение любого подходящего заданного временного интервала, в зависимости от требований, обусловленных аналитическим прибором и сосудом или реакторной системой.

Регулятор или вычислительное устройство может быть реализован с использованием персонального компьютера, сетевого компьютера, сервера, универсальной ЭВМ или другой аналогичной микрокомпьютерной рабочей станции. Регулятор или вычислительное устройство может содержать любую компьютерную операционную систему, а также переносные устройства, мультипроцессорные системы, микропроцессорные устройства или электронные устройства с программируемым передатчиком, миникомпьютеры, универсальные ЭВМ и т.п.

Также можно практиковать контроллер или вычислительное устройство в вычислительных системах, где задачи выполняются удаленными устройствами обработки.

Кроме того, регулятор или вычислительное устройство может включать мобильный терминал, такой как смартфон, мобильный телефон, мобильный телефон, использующий протокол беспроводных приложений (WAP), карманный персональный компьютер (PDA), интеллектуальный пейджер, портативный компьютер, карманный компьютер, обычный телефон, через точку доступа к Wi-Fi или факсимильный аппарат. Вышеупомянутые системы и устройства представляют собой примеры, а регулятор или вычислительное устройство может содержать другие системы или устройства. Регулятор или вычислительное устройство также может быть реализовано через систему на кристалле (SOC), где каждый и/или многие из проиллюстрированных выше компонентов могут быть интегрированы в одной интегральной схеме. Такие устройства SOC могут включать один или более процессорных модулей, графические модули, модули связи, модули виртуализации систем и различные прикладные функциональные возможности, причем все они могут быть интегрированы (или «запрограммированы») в подложку кристалла как единая интегральная схема. Другие методы регулирования и устройства, подходящие для достижения целей данного изобретения, должны быть очевидны для специалистов в данной области техники.

В некоторых вариантах реализации изобретения, полезный аспект систем отбора проб смеси жидкой и твердой фаз и систем реакторов-полимеризаторов состоит в том, что эти системы не нуждаются в обычных устройствах разделения жидкой и твердой фаз, таких как центрифуга, испарительный аппарат или фильтр, для получения жидкой фракции для анализа, которая по существу не содержит никаких твердых фаз или частиц.

Типичная система реакторов-полимеризаторов 100 с интегрированной системой отбора проб смеси жидкой и твердой фаз, совместимая с вариантами настоящего изобретения, проиллюстрирована на Фиг. 1. Система реактора-полимеризатора 100 содержит сосуд реактора 110, осадительную трубку 115, аналитический прибор 125, систему промывки разбавителем 130, систему газа-носителя 145 и регулятор 180. С акцентом на особенности системы отбора проб, отметим, что сосуд реактора 110 показан только в виде частичных разрезов петлевого суспензионного реактора, а направление потока указано стрелками. Впускной клапан 101 и впускная трубка 112 (для отбора пробы смеси жидкой и твердой фаз из сосуда реактора 110) соединены с сосудом реактора 110 в месте, отличающемся от места соединения выпускного клапана 102 и выпускной трубки 118 (для возврата неиспользованной части смеси жидкой и твердой фаз в сосуд реактора 110), хотя это не является обязательным требованием. Система промывки разбавителем 130 может иметь первую линию промывки разбавителем 140 и вторую линию промывки разбавителем 135. Первая линия промывки разбавителем 140 соединена с впускной трубкой 112 и предотвращает закупоривание смесью жидкой и твердой фаз, и поток разбавителя в первой линии промывки разбавителем 140 регулируется первым клапаном промывки разбавителем 105. Вторая линия промывки разбавителем 135 соединена с выпускной трубкой 118 и предотвращает закупоривание смесью жидкой и твердой фаз, и поток разбавителя во второй линии промывки разбавителем 135 регулируется вторым клапаном промывки разбавителем 106.

Образец смеси жидкой и твердой фаз из сосуда реактора 110 протекает из впускной трубки 112 в осадительную трубку 115, которая ориентирована вертикально, и неиспользованная часть возвращается в сосуд реактора 100 через выпускную трубку 118. На или поблизости от верха осадительной трубки 115 находятся пробоотборная трубка 170 и пробоотборный клапан 103, которые служат для отбора небольшой части жидкости из верхней части осадительной трубки 115. Образец жидкости из пробоотборной трубки 170 поступает к проходному фильтру 120 и затем к аналитическому прибору 125 для измерения по меньшей мере одной характеристики жидкой фракции смеси жидкой и твердой фаз. В любой точке пробоотборной трубки 170, образец жидкости из осадительной трубки 115 может быть переведен в газовую фазу с помощью одного или более повышений температуры и снижений давления, или с помощью других подходящих средств.

Система газа-носителя 145 может иметь первую линию газа-носителя 150 (в которой управление потоком осуществляет первый клапан газа-носителя 107) и вторую линию газа-носителя 155 (в которой управление потоком осуществляет второй клапан газа-носителя 108). В системе газа-носителя 145 можно использовать любой подходящий инертный газ. Пробоотборный клапан 104 расположен на пробоотборной трубке 170 между точками входа первой линии газа-носителя 150 и второй линии газа-носителя 155 на пробоотборной трубке 170. Как описано ниже в данном документе, при должной последовательности срабатывания пробоотборного клапана 103, пробоотборного клапана 104, первого клапана газа-носителя 107 и второго клапана газа-носителя 108, из верхней части осадительной трубки 115 может отбираться небольшая часть жидкости, которая затем последовательно проводится через пробоотборную трубку 170 к аналитическому прибору 125 для любого нужного измерения или исследования.

На Фиг. 2 проиллюстрирован регулятор 180, причем стрелка, направленная вниз, указывает, что регулятор задействован или управляет определенными аспектами в системе реакторов-полимеризаторов 100. В частности, как схематически показано на Фиг. 2, регулятор 180 оказывает воздействие или управляет каждым из клапанов, впускным клапаном 101, выпускным клапаном 102, пробоотборным клапаном 103, пробоотборным клапаном 104, первым клапаном промывки разбавителем 105, вторым клапаном промывки разбавителем 106, первым клапаном газа-носителя 107 и вторым клапаном газа-носителя 108. Регулятор 180 открывает или закрывает соответствующие клапаны в определенном порядке или в предварительно заданной последовательности для отбора образца смеси жидкой и твердой фаз из сосуда реактора 110, чтобы отобрать небольшую часть жидкости из осадительной трубки 115 для перетекания части жидкости к аналитическому прибору 125 для анализа и т.д.

СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛЯ СМЕСИ ЖИДКОЙ И ТВЕРДОЙ ФАЗ

Варианты настоящего изобретения направлены на способы измерения характеристик жидкости в сосуде, содержащем смесь жидкой и твердой фаз. Такие способы могут включать (или состоять по существу из или состоять из) следующих этапов: (i) отбор пробы смеси жидкой и твердой фаз из сосуда, (ii) пропускание пробы смеси жидкой и твердой фаз через вертикальную осадительную трубку, (iii) периодическая остановка потока пробы смеси жидкой и твердой фаз в вертикальной осадительной трубке на время, достаточное для осаждения твердой фазы в донной части вертикальной осадительной трубки и накопления жидкости в верхней части вертикальной осадительной трубки, (iv) удаление небольшой части жидкости в верхней части вертикальной осадительной трубки и перенос небольшой части жидкости в аналитический прибор для измерения характеристик жидкости, (v) возобновление потока через вертикальную осадительную трубку и (vi) возврат в сосуд неиспользованной части пробы смеси жидкой и твердой фаз. В общем случае, особенности способов, раскрытых в данном документе (например, сосуд, осадительная трубка, аналитический прибор, помимо прочего) описаны в данном документе независимо, и эти особенности могут быть объединены в любой комбинации для дополнительного описания раскрытых способов. Например, сосуд, из которого производят отбор смеси жидкой и твердой фаз, может представлять собой петлевой суспензионный реактор. Более того, перед, в течение и/или после любого из этапов, перечисленных в раскрытых способах, могут быть проведены другие этапы процесса, если не указано иное.

Варианты настоящего изобретения направлены также на способы эксплуатации системы реакторов-полимеризаторов. Такие способы могут включать следующие этапы: (I) приведение в контакт каталитической системы на основе переходного металла с олефиновым мономером и необязательным олефиновым сомономером в петлевом суспензионном реакторе в системе реакторов-полимеризаторов в условиях реакции полимеризации для получения олефинового полимера, причем петлевой суспензионный реактор содержит смесь жидкой и твердой фаз, (II) измерение характеристик жидкости в петлевом суспензионном реакторе, и (III) когда характеристики жидкости в петлевом суспензионном реакторе достигают предварительно заданного уровня, регулировка условий реакции полимеризации. Характеристики жидкости в петлевом суспензионном реакторе можно определять с применением способа, включающего следующие этапы: (i) отбор пробы смеси жидкой и твердой фаз из петлевого суспензионного реактора, (ii) пропускание пробы смеси жидкой и твердой фаз через вертикальную осадительную трубку, (iii) периодическая остановка потока пробы смеси жидкой и твердой фаз в вертикальной осадительной трубке на время, достаточное для осаждения твердой фазы в донной части вертикальной осадительной трубки и накопления жидкости в верхней части вертикальной осадительной трубки, (iv) удаление небольшой части жидкости в верхней части вертикальной осадительной трубки и перенос небольшой части жидкости в аналитический прибор для измерения характеристик жидкости, (v) возобновление потока через вертикальную осадительную трубку, и (vi) возврат неиспользованной части пробы смеси жидкой и твердой фаз в петлевой суспензионный реактор. В общем случае, особенности способов, раскрытых в данном документе (например, петлевой суспензионный реактор, каталитическая система, олефиновый мономер (и олефиновый сомономер, в случаях, когда он присутствует), условия полимеризации, олефиновый полимер, осадительная трубка, аналитический прибор, помимо прочего) независимо описаны в данном документе, и эти особенности могут быть объединены в любой комбинации для дополнительного описания раскрытых способов. Более того, перед, в течение и/или после любого из этапов, перечисленных в раскрытых способах, могут быть проведены другие этапы процесса, если не указано иное.

На этапе (i), из сосуда (или петлевого суспензионного реактора) может быть отобран образец смеси жидкой и твердой фаз. Образец может отбираться периодически или в непрерывном режиме. Этот отобранный образец протекает через вертикальную осадительную трубку на этапе (ii). Этот этап может осуществляться в течение периода времени любой продолжительности перед проведением этапа (iii), например, непрерывно в течение по меньшей мере 1 мин, по меньшей мере 2 мин, или по меньшей мере 5 мин, или непрерывно в течение от 1 до 30 мин, от 2 до 15 мин или от 3 до 10 мин. Периодически, на этапе (iii), поток образца смеси жидкой и твердой фаз в вертикальной осадительной трубке останавливают на время, достаточное для осаждения твердой фазы в донной части вертикальной осадительной трубки и накопления жидкости в верхней части вертикальной осадительной трубки. Для начала осаждения твердой фазы может быть использован любой подходящий период времени, и это может зависеть, например, от разницы плотностей между жидкой и твердой фазами. Кроме того, период времени не должен быть избыточным, чтобы это не привело к закупориванию в системе отбора проб смеси жидкой и твердой фаз. В некоторых вариантах реализации изобретения, используемый период времени может составлять от около 1 сек до около 5 мин, от около 1 сек до около 1 мин, от около 5 сек до около 1 мин, от около 10 сек до около 45 сек, от около 15 сек до около 2 мин, или от около 30 сек до около 90 сек, и т.п.

На этапе (iv), небольшая часть жидкости в верхней части вертикальной осадительной трубки может быть отобрана и передана в аналитический прибор для измерения любой нужной характеристики жидкости. В течение этапа передачи небольшой части жидкости, жидкость может быть переведена в паровую фазу, например, повышением температуры, снижением давления или с использованием других подходящих средств. Далее, для ускорения передачи небольшой части жидкости из вертикальной пробоотборной трубки до аналитического прибора, можно использовать газ-носитель (например, инертный газ).

Выбор аналитической аппаратуры (и, следовательно, подлежащие измерению характеристики жидкости) практически не ограничен. Тем не менее, в общем случае, аналитический прибор может представлять собой газовый хроматограф, жидкостный хроматограф или масс-спектрометр, UV спектрометр, инфракрасный спектрометр, спектрометр комбинационного рассеяния, ИК-спектрометр с Фурье-преобразованием, спектрометр ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и т.п, а также их комбинации (например, GC-GC времяпролетный (TOF) масс-спектрометр (GC-GC TOFMS)). В случаях, когда это требуется, жидкость, отобранная из вертикальной осадительной трубки может быть отфильтрована перед подачей в аналитический прибор.

После отбора небольшой части жидкости для анализа, на этапах (v) и (vi) поток через вертикальную осадительную трубку возобновляется, и неиспользованная часть образца смеси жидкой и твердой фаз (минус небольшой части жидкости, которая была отобрана) может быть возвращена в сосуд (или петлевой суспензионный реактор). Преимущество заключается еще и в том, что этот способ минимизирует количество генерируемых отходов, поскольку ликвидации подлежит только небольшая часть жидкости, которая исследовалась в аналитическом приборе.

Кроме того, выгодно, что способы и процессы, раскрытые в данном документе, не требуют осуществления обычных этапов разделения жидкой и твердой фазы, таких как центрифугирование, выпаривание или фильтрация, для адекватного отделения твердых частиц от жидкости, чтобы получить для анализа жидкую фракцию, которая по существу не содержит никаких твердых фаз или частиц.

В некоторых вариантах реализации изобретения, по меньшей мере один из этапов от (i) до (vi) проводится при давлении, эквивалентном давлению в сосуде (или реакторе), тогда как в других вариантах реализации изобретения, все этапы от (i) до (vi) проводятся при давлении, эквивалентном давлению в сосуде (или реакторе). В этих вариантах реализации изобретения, термин «эквивалентное» охватывает давление в сосуде (или реакторе) +/- 5%. Хотя этим возможности не ограничиваются, в определенных вариантах реализации настоящего изобретения, давление может находиться в диапазоне от около 100 фунт/кв. дюйм (0,69 МПа) до около 1000 фунт/кв. дюйм (6,89 МПа), от около 350 фунт/кв. дюйм (2,41 МПа) до около 800 фунт/кв. дюйм (5,52 МПа), или от около 500 фунт/кв. дюйм (3,45 МПа) до около 700 фунт/кв. дюйм (4,83 МПа).

В соответствии с конкретными вариантами настоящего изобретения, образец смеси жидкой и твердой фаз, отобранный из петлевого суспензионного реактора на этапе (i), может быть может быть отобран с разгрузочной стороны циркуляционного насоса реактора, присутствующего в системе реакторов-полимеризаторов. Дополнительно или альтернативно, неиспользованная часть смеси жидкой и твердой фаз на этапе (vi) может быть возвращена к всасывающей стороне циркуляционного насоса реактора, хотя возможности этим не ограничиваются. В случаях, когда это требуется, для предотвращения закупоривания смесью жидкой и твердой фаз в системе отбора проб, можно использовать промывку разбавителем.

Способы, раскрытые в данном документе, применимы к широкому спектру условий, в которых используется петлевой суспензионный реактор (содержащий смесь жидкой и твердой фаз), и характеристик жидкости в петлевом суспензионном реакторе, которые могут представлять интерес. Например, может представлять интерес количество мономера, присутствующего в жидкости, количество сомономера, присутствующего в жидкости, количество водорода, присутствующего в жидкости, количество компонента любой каталитической системы, присутствующего в жидкости, количество олефинового полимерного продукта в жидкости и т.п. В соответствии с вариантами реализации изобретения, раскрытыми в данном документе, в случаях, когда характеристики жидкости (например, количество любого конкретного материала в жидкости) достигают предварительно заданного уровня, можно откорректировать условия реакции полимеризации. Специалист в данной области техники может установить предварительно заданный уровень в зависимости от, например, прошлых и наиболее вероятных условий в системе реакторов-полимеризаторов. В качестве неограничивающих примеров, может быть предопределенный уровень с уменьшением определенного процента (например, выше процента, который считается допустимым в течение обычного основного производства) или повышение определенного процента количества любого конкретного материала, присутствующего в жидкости. Например, в случаях, когда концентрация мономера в жидкости слишком низкая, скорость подачи мономера в систему реактора-полимеризатора (например, в петлевой реактор) может быть повышена для приведения концентрации мономера к приемлемому уровню. В другом примере, в случаях, когда концентрация полимера в жидкости слишком высокая, температура реакции может быть снижена (для уменьшения растворимости), для приведения концентрации полимера к приемлемому уровню.

КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Способы, процессы и реакторные системы, раскрытые в данном документе, применимы к любым каталитическим системам (например, любым каталитическим системам на основе переходного металла), подходящим для полимеризации олефинового мономера, но не ограничиваются ими. Каталитическая система может содержать, например, переходной металл (один или более одного) из групп IIIB-ХВ периодической таблицы элементов. В одном варианте реализации изобретения, каталитическая система может содержать переходной металл группы III, IV, V, или VI или комбинацию двух или более переходных металлов. Каталитическая система может содержать хром, титан, цирконий, гафний, ванадий или их комбинацию в некоторых вариантах осуществления или может содержать хром, титан, цирконий, гафний или их комбинацию в других вариантах осуществления. Соответственно, каталитическая система может содержать хром или титан, или цирконий, или гафний, либо по отдельности, либо в комбинации. Следовательно, каталитические системы, содержащие два или более соединений переходного металла, где каждое соединение переходного металла может независимо содержать хром, титан, цирконий, гафний, ванадий или их комбинацию, предусмотрены и охвачены в данном документе.

Для полимеризации олефинов полезны различные каталитические системы, известные специалистам в данной области техники. Они включают, но не ограничиваются этим, каталитические системы на основе катализатора Циглера-Натта, каталитические системы на основе хрома, каталитические системы на основе металлоцена и т.п., включая их комбинации. Процессы полимеризации и реакторные системы, раскрытые в данном документе, не ограничены вышеуказанными каталитическими системами, но заявители, тем не менее, рассматривают различные варианты реализации изобретения, ориентированные на эти каталитические системы. Следовательно, каталитическая система может представлять собой каталитическую систему на основе катализатора Циглера-Натта, каталитическую систему на основе хрома и/или каталитическую систему на основе металлоцена; альтернативно, каталитическую систему на основе катализатора Циглера-Натта; альтернативно, каталитическую систему на основе хрома; или альтернативно, каталитическую систему на основе металлоцена. В одном варианте реализации изобретения, каталитическая система может быть двухкомпонентной каталитической системой, содержащей по меньшей мере одно металлоценовое соединение, тогда как в другом варианте реализации, каталитическая система может быть двухкомпонентной каталитической системой, содержащей два различных металлоценовых соединения.

Примеры типичных и неограничивающих каталитических систем включают системы, раскрытые в патентах США №№3887494, 3119569, 4053436, 4981831, 4364842, 4444965, 4364855, 4504638, 4364854, 4444964, 4444962, 3976632, 4248735, 4297460, 4397766, 2825721, 3225023, 3226205, 3622521, 3625864, 3900457, 4301034, 4547557, 4339559, 4806513, 5037911, 5219817, 5221654, 4081407, 4296001, 4392990, 4405501, 4151122, 4247421, 4397769, 4460756, 4182815, 4735931, 4820785, 4988657, 5436305, 5610247, 5627247, 3242099, 4808561, 5275992, 5237025, 5244990, 5179178, 4855271, 4939217, 5210352, 5401817, 5631335, 5571880, 5191132, 5480848, 5399636, 5565592, 5347026, 5594078, 5498581, 5496781, 5563284, 5554795, 5420320, 5451649, 5541272, 5705478, 5631203, 5654454, 5705579, 5668230, 6300271, 6831141, 6653416, 6613712, 7294599, 6355594, 6395666, 6833338, 7417097, 6548442, 7312283, 7026494, 7041617, 7199073, 7226886, 7517939, 7619047, 7919639 и 8080681, каждый из которых во всей полноте введен в данный документ посредством ссылки.

В некоторых вариантах реализации изобретения, каталитическая система, в дополнение к соединению переходного металла, может содержать активатор и необязательный сокатализатор. Типичные активаторы могут включать, но не ограничиваются этим, алюмоксановые соединения, борорганические или органоборатные соединения, ионизирующие ионные соединения, активаторы-подложки (например, твердые оксиды, обработанные электроноакцепторным анионом) и т.п, или их комбинации. Обычно применяемые сокатализаторы полимеризации могут включать, но не ограничиваются этим, металл-алкил или органометалл, сокатализаторы с металлом, включая бор, алюминий и т.п.Например, в качестве сокатализаторов в каталитической системе на основе переходного металла часто могут использоваться боралкильные и/или алкилалюминиевые соединения. Типичные соединения могут включать, но не ограничиваются этим, три-н-бутил-боран, трипропилборан, триэтилборан, триметилалюминий (ТМА), триэтилалюминий (TEA), три-н-пропилалюминий (TNPA), три-н-бутилалюминий (TNBA), триизобутилалюминий (TIBA), три-н-гексилалюминий, три-н-октилалюминий, диизобутилалюминий гидрид, диэтилалюминий этоксид, диэтилалюминий хлорид и т.п., включая их комбинации. В этих и других вариантах реализации изобретения, соединение переходного металла может содержать металлоценовое соединение и/или а хромовое соединение. Металлоценовое соединение может быть мостиковым или немостиковым металлоценовым соединением.

В некоторых вариантах реализации изобретения, каталитическая система на основе переходного металла может содержать (или состоять по существу из, или состоять из) переходного металла, нанесенного на, внедренного в и/или смешанного с или затвердевшего совместно с носителем. Соединение переходного металла, будь то металлоценовое соединение, хромовое соединение или другие, может быть нанесенным на, внедренным в и/или смешанным с или затвердевшим совместно с любым из многочисленных пористых носителей, включая, но не ограничиваясь этим, твердые оксиды, активаторы-носители (химически обработанные твердые оксиды), молекулярные сита и цеолиты, глины и сшитые глины и т.п. Например, каталитическая система на основе переходного металла может содержать хром, внедренный в диоксид кремния, хром, внедренный в диоксид кремния-диоксид титана, хром, внедренный в алюмофосфат, хром, затвердевший совместно с диоксидом кремния, хром, затвердевший совместно с диоксидом кремния-диоксидом титана или хром, затвердевший совместно с алюмофосфатом, и это включает любую комбинацию названных материалов.

ТВЕРДЫЕ ОКСИДЫ

В некоторых вариантах реализации изобретения, каталитическая система на основе переходного металла может содержать твердый оксид. В общем случае, твердый оксид может содержать кислород и один или более элементов, выбранных из Групп 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15 периодической таблицы, или содержать кислород и один или более элементов, выбранных из лантанидных или актинидных элементов (См.: Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 11th Ed., John Wiley & Sons, 1995; Cotton, F.A., Wilkinson, G., Murillo, С.А., и Bochmann, M., Advanced Inorganic Chemistry, 6th Ed., Wiley-Interscience, 1999). Например, твердый неорганический оксид может содержать кислород и элемент или элементы, выбранные из Al, В, Be, Bi, Cd, Со, Cr, Cu, Fe, Ga, La, Mn, Mo, Ni, Sb, Si, Sn, Sr, Th, Ti, V, W, P, Y, Zn и Zr.

Подходящие примеры твердых оксидных материалов или соединений, которые можно использовать в качестве компонентов каталитических систем, могут включать, но не ограничиваются этим, Al2O3, В2О3, BeO, Bi2O3, CdO, Co3O4, Cr2O3, CuO, Fe2O3, Ga2O3, La2O3, Mn2O3, MoO3, NiO, P2O5, Sb2O5, SiO2, SnO2, SrO, ThO2, TiO2, V2O5, WO3, Y2O3, ZnO, ZrO2 и т.П, включая их смешанные оксиды и их комбинации.

Термин твердый оксид может охватывать оксидные материалы, такие как оксид алюминия, их «смешанные оксидные» соединения, такие как оксид кремния-оксид алюминия, и комбинации или более чем одного твердого оксидного материала. Смешанные оксиды, такие как оксид кремния-оксид алюминия, могут находиться в одной или многих химических фазах с более чем одним металлом, соединенным с кислородом с образованием твердого оксида. Примеры смешанных оксидов, которые могут быть использованы в данном изобретении, включают, но не ограничиваются этим, оксид кремния-оксид алюминия, оксид алюминия, покрытый оксидом кремния, оксид кремния-диоксид титана, оксид кремния-диоксид циркония, оксид алюминия-диоксид титана, оксид алюминия-диоксид циркония, цинк-алюминат, оксид алюминия-оксид бора, оксид кремния-оксид бора, алюминия фосфат, алюмофосфат, алюмофосфат-оксид кремния, диоксид титана-диоксид циркония и т.п, или их комбинацию. В данное изобретение включены оксиды алюминия, покрытые оксидом кремния; такие оксидные материалы описаны, например, в патенте США №7884163, описание которого во всей полноте включено в данный документ посредством ссылки.

Процент каждого оксида в смешанном оксиде может изменяться в зависимости от соответствующих оксидных материалов. Например, оксид кремния-оксид алюминия обычно имеет содержание оксида алюминия от 5% до 95% по массе. В соответствии с одним вариантом реализации изобретения, содержание оксида алюминия в смеси оксид кремния-оксид алюминия может составлять от 5% до 50% оксида алюминия по массе или от 8% до 30% оксида алюминия по массе. В другом варианте реализации, могут использоваться соединения оксид кремния-оксид алюминия с высоким содержанием оксида алюминия, в этих материалах содержание оксида алюминия обычно находится в диапазоне от 60% до 90% оксида алюминия по массе, либо от 65% до 80% оксида алюминия по массе.

В одном варианте реализации изобретения, твердый оксид может содержать оксид кремния-оксид алюминия, оксид алюминия, покрытый оксидом кремния, оксид кремния-диоксид титана, оксид кремния-диоксид циркония, оксид алюминия-диоксид титана, оксид алюминия-диоксид циркония, цинк-алюминат, оксид алюминия-оксид бора, оксид кремния-оксид бора, алюминия фосфат, алюмофосфат, алюмофосфат-оксид кремния, диоксид титана-диоксид циркония или их комбинацию; альтернативно, оксид кремния-оксид алюминия; альтернативно, оксид алюминия, покрытый оксидом кремния; альтернативно, оксид кремния-диоксид титана; альтернативно, оксид кремния-диоксид циркония; альтернативно, оксид алюминия-диоксид титана; альтернативно, оксид алюминия-диоксид циркония; альтернативно, цинк-алюминат; альтернативно, оксид алюминия-оксид бора; альтернативно, оксид кремния-оксид бора; альтернативно, алюминия фосфат; альтернативно, алюмофосфат; альтернативно, алюмофосфат-оксид кремния; или альтернативно, диоксид титана-диоксид циркония.

В другом варианте реализации, твердый оксид может содержать оксид кремния, оксид алюминия, диоксид титана, диоксид циркония, оксид магния, оксид бора, оксид цинка, их смешанный оксид или любую их смесь. Например, твердый оксид может содержать оксид кремния, оксид алюминия, диоксид титана, или их комбинацию; альтернативно, оксид кремния; альтернативно, оксид алюминия; альтернативно, диоксид титана; альтернативно, диоксид циркония; альтернативно, оксид магния; альтернативно, оксид бора; или альтернативно, оксид цинка.

В некоторых вариантах реализации изобретения, твердый оксид может иметь пористость более, чем 0,1 см3/г, или альтернативно, более, чем 0,5 см3/г. Часто твердый оксид может иметь пористость более, чем 1,0 см3/г. Дополнительно или альтернативно, твердый оксид может иметь площадь поверхности более, чем 100 м2/г; альтернативно, более, чем 250 м2/г; или альтернативно, более, чем 350 м2/г. Например, твердый оксид может иметь площадь поверхности от 100 м2/г до 1000 м2/г, от 200 м2/г до 800 м2/г, или от 250 м2/г до 600 м2/г.

АКТИВАТОРЫ-НОСИТЕЛИ

Настоящее изобретение охватывает различные каталитические системы на основе переходного металла, которые могут содержать активатор-носитель. В одном варианте реализации изобретения, активатор-носитель может содержать твердый оксид, обработанный электроноакцепторным анионом. Альтернативно, в другом варианте реализации, активатор-носитель может содержать твердый оксид, обработанный электроноакцепторным анионом, твердый оксид содержащий ион со свойствами кислоты Льюиса. Неограничивающие примеры подходящих активаторов-носителей раскрыты, например, в патентах США №№7294599, 7601665, 7884163, 8309485, 8623973 и 8703886, и патентной публикации США №2015/0018503, которые во всей полноте включены в данный документ посредством ссылки.

Термин твердый оксид может охватывать оксидные материалы, такие как оксид алюминия, их «смешанные оксиды», такие как оксид кремния-оксид алюминия, покрытия из одного оксида на другом и их комбинации и смеси. Смешанные оксиды, такие как оксид кремния-оксид алюминия, могут находиться в одной или многих химических фазах с более чем одним металлом, соединенным с кислородом с образованием твердого оксида. Примеры смешанных оксидов, которые могут быть использованы для формирования активатора-носителя, либо по отдельности, либо в комбинации, могут включать, но не ограничиваются этим, оксид кремния-оксид алюминия, оксид кремния-диоксид титана, оксид кремния-диоксид циркония, оксид алюминия-диоксид титана, оксид алюминия-диоксид циркония, цинк-алюминат, оксид алюминия-оксид бора, оксид кремния-оксид бора, алюмофосфат-оксид кремния, диоксид титана-диоксид циркония, и т.п. Твердый оксид, использованный в данном документе, может также включать оксидные материалы, такие как оксид алюминия, покрытый оксидом кремния, как описано в патенте США №7884163.

Соответственно, в одном варианте реализации изобретения, твердый оксид может содержать оксид кремния, оксид алюминия, оксид кремния-оксид алюминия, оксид алюминия, покрытый оксидом кремния, алюминия фосфат, алюмофосфат, гетерополивольфрамат, диоксид титана, оксид кремния-диоксид титана, диоксид циркония, оксид кремния-диоксид циркония, оксид магния, оксид бора, оксид цинка, любые смеси этих оксидов или любую их комбинацию. В другом варианте реализации изобретения, твердый оксид может содержать оксид алюминия, оксид кремния-оксид алюминия, оксид алюминия, покрытый оксидом кремния, алюминия фосфат, алюмофосфат, гетерополивольфрамат, диоксид титана, оксид кремния-диоксид титана, диоксид циркония, оксид кремния-диоксид циркония, оксид магния, оксид бора или оксид цинка, также как любой их смешанный оксид или любую их смесь. В другом варианте реализации изобретения, твердый оксид может содержать оксид кремния, оксид алюминия, диоксид титана, диоксид циркония, оксид магния, оксид бора, оксид цинка, любой их смешанный оксид или любую их комбинацию. В еще одном варианте реализации изобретения, твердый оксид может содержать оксид кремния-оксид алюминия, оксид алюминия, покрытый оксидом кремния, оксид кремния-диоксид титана, оксид кремния-диоксид циркония, оксид алюминия-оксид бора, или любую их комбинацию. В еще одном варианте реализации изобретения, твердый оксид может содержать оксид алюминия, оксид кремния-оксид алюминия, оксид алюминия, покрытый оксидом кремния, или любую их смесь; альтернативно, оксид алюминия; альтернативно, оксид кремния-оксид алюминия; или альтернативно, оксид алюминия, покрытый оксидом кремния.

Материалы твердых оксидов, оксид кремния-оксид алюминия или оксид алюминия, покрытый оксидом кремния, которые могут быть использованы, могут иметь содержание оксида кремния от около 5 до около 95% по массе. В одном варианте реализации изобретения, содержание оксида кремния в этих твердых оксидах может составлять от около 10% до около 80% оксида кремния по массе, или от около 20% до около 70% оксида кремния по массе. В другом варианте реализации изобретения, такие материалы могут иметь содержание оксида кремния в диапазоне от около 15% до около 60% оксида кремния по массе или от около 25% до около 50% оксида кремния по массе. Специалистам в данной области техники будет понятно, что твердые оксиды, рассматриваемые в данном документе, могут иметь любую подходящую площадь поверхности, пористость и размер частиц.

Электроноакцепторный компонент, применяемый для обработки твердого оксида, может быть любым компонентом, который повышает кислотность твердого оксида по Льюису или Бренстеду после обработки (по сравнению с твердым оксидом, который не обработан по меньшей мере одним электроноакцепторным анионом). В соответствии с одним вариантом реализации изобретения, электроноакцепторный компонент может быть электроноакцепторным анионом, полученным из соли, кислоты или другого соединения, такого как летучее органическое соединение, которое служит источником или предшественником этого аниона. Примеры электроноакцепторных анионов могут включать, но не ограничиваются этим, сульфат, бисульфат, фторид, хлорид, бромид, йодид, фторсульфат, фторборат, фосфат, фторфосфат, трифторацетат, трифлат, фторцирконат, фтортитанат, фосфовольфрамат, вольфрамат, молибдат, и т.п, включая их смеси и комбинации. Кроме того, могут использоваться также другие ионные или неионные соединения, которые служат источником этих электроноакцепторных анионов. В некоторых вариантах реализации изобретения, предложенных в данном документе, предполагается, что электроноакцепторный анион может представлять собой или может содержать фторид, хлорид, бромид, фосфат, трифлат, бисульфат, или сульфат и т.п., или любую их комбинацию. В других вариантах реализации изобретения, электроноакцепторный анион может содержать сульфат, бисульфат, фторид, хлорид, бромид, йодид, фторсульфат, фторборат, фосфат, фторфосфат, трифторацетат, трифлат, фторцирконат, фтортитанат и т.п. или их комбинации. В то же время, в других вариантах реализации изобретения, электроноакцепторный анион может содержать фторид и/или сульфат.

В общем случае, активатор-носитель может содержать от около 1% мас. до около 25% мае. электроноакцепторного аниона, относительно массы активатора-носителя. В особых вариантах реализации изобретения, рассматриваемых в данном документе, активатор-носитель может содержать от около 1% мас. до около 20% мас., от около 2% мас. до около 20% мас., от около 3% мас. до около 20% мас., от около 2% мас. до около 15% мас., от около 3% мас. до около 15% мас., от около 3% мас. до около 12% мас. или от около 4% мае. до около 10% мас. электроноакцепторного анион, относительно общей массы активатора-носителя.

В варианте реализации изобретения, активатор-носитель может содержать фторированный оксид алюминия, хлорированный оксид алюминия, бромированный оксид алюминия, сульфатированный оксид алюминия, фторированный оксид кремния-оксид алюминия, хлорированный оксид кремния-оксид алюминия, бромированный оксид кремния-оксид алюминия, сульфатированный оксид кремния-оксид алюминия, фторированный оксид кремния-диоксид циркония, хлорированный оксид кремния-диоксид циркония, бромированный оксид кремния-диоксид циркония, сульфатированный оксид кремния-диоксид циркония, фторированный оксид кремния-диоксид титана, фторированный оксид алюминия, покрытый оксидом кремния, фторированный-хлорированный оксид алюминия, покрытый оксидом кремния, сульфатированный оксид алюминия, покрытый оксидом кремния, фосфатированный оксид алюминия, покрытый оксидом кремния, и т.п., так же как любая их смесь или комбинация. В другом варианте реализации изобретения, активатор-носитель, используемый в каталитических системах, описанных в данном документе, может представлять собой или может содержать фторированный твердый оксид и/или сульфатированный твердый оксид, неограничивающие примеры которых могут включать фторированный оксид алюминия, сульфатированный оксид алюминия, фторированный оксид кремния-оксид алюминия, сульфатированный оксид кремния-оксид алюминия, фторированный оксид кремния-диоксид циркония, фторированный оксид алюминия, покрытый оксидом кремния, сульфатированный оксид алюминия, покрытый оксидом кремния, и т.п., так же как их комбинации. В еще одном варианте реализации изобретения, активатор-носитель может содержать фторированный оксид алюминия; альтернативно, хлорированный оксид алюминия; альтернативно, сульфатированный оксид алюминия; альтернативно, фторированный оксид кремния-оксид алюминия; альтернативно, сульфатированный оксид кремния-оксид алюминия; альтернативно, фторированный оксид кремния-диоксид циркония; альтернативно, хлорированный оксид кремния-диоксид циркония; альтернативно, сульфатированный оксид алюминия, покрытый оксидом кремния; альтернативно, фторированный-хлорированный оксид алюминия, покрытый оксидом кремния; или альтернативно, фторированный оксид алюминия, покрытый оксидом кремния. В некоторых вариантах реализации изобретения, активатор-носитель может содержать фторированный твердый оксид, хотя в других вариантах реализации изобретения, активатор-носитель может содержать а сульфатированный твердый оксид.

Для формирования активаторов-носителей, пригодных для использования в настоящем изобретении, могут применяться различные способы. Способы приведения в контакт твердого оксида с электроноакцепторным компонентом, подходящие электроноакцепторные компоненты и добавки, пропитки металлами или ионами металлов (например, цинк, никель, ванадий, титан, серебро, медь, галлий, олово, вольфрам, молибден, цирконий, и т.п., или их комбинации), и различные методики обжига и условия раскрыты, например, в патентах США №№6107230, 6165929, 6294494, 6300271, 6316553, 6355594, 6376415, 6388017, 6391816, 6395666, 6524987, 6548441, 6548442, 6576583, 6613712, 6632894, 6667274, 6750302, 7294599, 7601665, 7884163 и 8309485, которые во всей полноте включены в данный документ посредством ссылки. Другие подходящие способы и методики приготовления активаторов-носителей (например, фторированного твердого оксида, сульфатированного твердого оксида или фосфатированного твердого оксида) хорошо известны специалистам в данной области техники.

ОЛЕФИНОВЫЕ МОНОМЕРЫ И ПОЛИМЕРЫ

Олефиновые мономеры, рассматриваемые в данном документе, обычно включают олефиновые соединения, имеющие от 2 до 30 атомов углерода на молекулу и имеющие по меньшей мере одну олефиновую двойную связь. Охвачены процессы гомополимеризации с использованием единственного олефина, такого как этилен, пропилен, бутен, гексен, октен, и т.п., так же как реакции сополимеризации и терполимеризация с использованием олефинового мономера с по меньшей мере одним другим олефиновым соединением. Как раскрыто ранее, подразумевается, что процессы полимеризации включают также процессы олигомеризации.

Например, любые полученные этиленовые сополимеры и терполимеры могут содержать, в общем случае, большое количество этилена (>50 молярных процентов) и малое количество сомономера (<50 молярных процентов). Сомономеры, которые могут быть сополимеризованы с этиленом, часто имеют в своей молекулярной цепи от 3 до 20 атомов углерода.

Можно использовать ациклические, циклические, полициклические, концевые (а), внутренние, линейные, разветвленные, замещенные, незамещенные, функционализированные, и нефункционализированные олефины. Например, типичные ненасыщенные соединения, которые могут быть полимеризованы для получения олефиновых полимеров, могут включать, но не ограничиваются этим, этилен, пропилен, 1-бутен, 2-бутен, 3-метил-1-бутен, изобутилен, 1-пентен, 2-пентен, 3-метил-1-пентен, 4-метил-1-пентен, 1-гексен, 2-гексен, 3-гексен, 3-этил-1-гексен, 1-гептен, 2-гептен, 3-гептен, четыре нормальных октена (например, 1-октен), четыре нормальных нонена, пять нормальных деценов и т.п., или смеси двух или более из этих соединений. Кроме того, как описано в данном документе, могут быть полимеризованы также циклические и бициклические олефины, включая, но не ограничиваясь этим, циклопентен, циклогексен, норборнилен, норборнадиен и т.п. В качестве мономера или сомономера, можно также использовать стирол. В варианте реализации изобретения, олефиновый мономер может содержать С224 олефин; альтернативно, С212 олефин; альтернативно, С624 олефин; альтернативно, С210 α-олефин; альтернативно, пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-гептен, 1-октен, 1-децен или стирол; альтернативно, этилен, пропилен, 1-бутен, 1-гексен, или 1-октен; альтернативно, этилен или пропилен; альтернативно, этилен; или альтернативно, пропилен.

В случаях, когда требуется получить сополимер (или, альтернативно, терполимер), олефиновый мономер может содержать, например, этилен или пропилен, который сополимеризован с по меньшей мере одним сомономером. В соответствии с одним вариантом реализации изобретения, олефиновый мономер в процессе полимеризации может содержать этилен. В этом варианте реализации, примеры подходящих олефиновых сомономеров могут включать, но не ограничиваются этим, пропилен, 1-бутен, 2-бутен, 3-метил-1-бутен, изобутилен, 1-пентен, 2-пентен, 3-метил-1-пентен, 4-метил-1-пентен, 1-гексен, 2-гексен, 3-этил-1-гексен, 1-гептен, 2-гептен, 3-гептен, 1-октен, 1-децен, стирол и т.п., или их комбинации. В соответствии с другим вариантом реализации изобретения, олефиновый мономер может содержать этилен, и олефиновый сомономер может содержать α-олефин, тогда как еще в одном варианте реализации изобретения, сомономер может содержать пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-октен, 1-децен, стирол, или любую их комбинацию; или, альтернативно, олефиновый сомономер может содержать 1-бутен, 1-гексен, 1-октен или их комбинацию.

В общем случае, количество сомономера, введенного в реактор-полимеризатор для получения сополимера, может составлять от около 0,01% мас. до около 50% мас. сомономера относительно общей массы мономера и сомономера. В соответствии с другим вариантом реализации изобретения, количество сомономера, введенного в реактор-полимеризатор, может составлять от около 0,01% мас. до около 40% мас. сомономера относительно общей массы мономера и сомономера. В еще одном варианте реализации изобретения, количество сомономера, введенного в реактор-полимеризатор, может составлять от около 0,1% мас. до около 35% мас. сомономера относительно общей массы мономера и сомономера. В то же время, в другом варианте реализации, количество сомономер, введенного в реактор-полимеризатор, может составлять от около 0,5% мас. до около 20% мас. сомономера относительно общей массы мономера и сомономера.

Без привязки к теории, в случаях, когда в качестве реагентов используются разветвленные, замещенные, или функционализированные олефины, считается, что реакцию полимеризации могут затруднять и/или тормозить стерические затруднения. Следовательно, не следует ожидать, что разветвленный и/или циклический фрагмент(ты) олефина, несколько удаленный от двойной связи углерод-углерод, будет тормозить реакцию таким же образом, как такие же заместители олефина, расположенные более близко к углерод-углеродной двойной связи.

В соответствии с одним вариантом реализации изобретения, по меньшей мере одним мономером/реагентом может быть этилен, так что реакция полимеризации может быть гомополимеризацией, в которой принимает участие только этилен, или сополимеризацией, с различными ациклическими, циклическими, концевыми, внутренними, линейными, разветвленными, замещенными или незамещенными олефинами. Кроме того, способы, раскрытые в данном документе, предназначенные для олефина, охватывают также диолефиновые соединения, которые включают, но не ограничиваются этим, 1,3-бутадиен, изопрен, 1,4-пентадиен, 1,5-гексадиен и т.п.

Олефиновые полимеры, описанные в данном документе, могут включать любой полимер (или олигомер), полученный из любого олефинового мономера (и необязательно сомономера(ов)), описанных в данном документе. Например, олефиновый полимер может содержать этиленовый гомополимер, пропиленовый гомополимер, этиленовый сополимер (например, этилен/1-бутен, этилен/1-гексен, или этилен/1-октен), пропиленовый статистический сополимер, пропиленовый блок-сополимер и т.п., включая их комбинации. Более того, олефиновый полимер (или олигомер) может содержать, в определенных вариантах реализации изобретения, олефиновый димер, олефиновый тример или олефиновый тетрамер, включая их смеси или комбинации. Таким образом, олефиновый полимер охватывает продукты олигомеризации С624 олефинов (или С624 α-олефинов, или 1-гексен, или 1-октен, или 1-децен, или 1-додецен, или 1-тетрадецен, или 1-гексадецен).

ПРИМЕРЫ

Далее изобретение проиллюстрировано следующими примерами, которые не предназначены для наложения любых ограничений на объем настоящего изобретения. Возможны различные другие аспекты, варианты реализации изобретения, модификации и их эквиваленты, которые, после прочтения описания, представленного в данном документе, специалисты в данной области техники могут предложить самостоятельно, не отклоняясь от духа и буквы настоящего изобретения или объема, определенного в приложенной формуле изобретения.

Эти примеры приведены для демонстрации управления и внедрения системы отбора проб смеси жидкой и твердой фаз, как части системы реакторов-полимеризаторов, со ссылкой на Фиг. 1-2. Первый алгоритм действия клапанов задан для случая, когда нет образца, подлежащего передаче в аналитический прибор для анализа. По этому первому алгоритму, впускной клапан 101 и выпускной клапан 102 открыты (обеспечивают возможность непрерывного течения смеси жидкой и твердой фаз из сосуда реактора через осадительную трубку и назад в сосуд реактора), и пропускной клапан образца 104 и второй клапан газа-носителя 108 открыты, тогда как другие клапана закрыты.

Второй алгоритм действия клапанов задан для осаждения смеси жидкой и твердой фаз в осадительной трубке. По этому второму алгоритму, впускной клапан 101 и выпускной клапан 102 закрыты, так же как пробоотборный клапан 103, на период времени, достаточный для перемещения твердых частиц в донную часть осадительной трубки (в связи с их более высокой плотностью), что приводит к накоплению жидкости в верхней части осадительной трубки.

Третий алгоритм действия клапанов задан для отбора образца жидкости из верхней части осадительной трубки. По этому третьему алгоритму, впускной клапан 101 и выпускной клапан 102 остаются закрытыми, но пробоотборный клапан 103 открыт. Тем не менее, пропускной клапан образца 104 и первый клапан газа-носителя 107закрыты.

Четвертый алгоритм действия клапанов задан для передачи образца в аналитический прибор для анализа. По этому четвертому алгоритму, впускной клапан 101 и выпускной клапан 102 открыты, опять обеспечивая возможность непрерывного течения смеси жидкой и твердой фаз из сосуда реактора через осадительную трубку и назад в сосуд реактора. Пробоотборный клапан 103 закрыт, а пропускной клапан образца 104 и первый клапан газа-носителя 107 открыты, создавая возможность передачи отобранного образца в аналитический прибор.

Пятый алгоритм действия клапанов представляет собой возврат к условиям, в которых нет образца, подлежащего передаче в аналитический прибор для анализа. По этому пятому алгоритму, впускной клапан 101, выпускной клапан 102, пропускной клапан образца 104 и второй клапан газа-носителя 108 открыты, тогда как другие клапана закрыты. В таблице I представлен перечень этих алгоритмов действия клапанов в порядке или последовательности, которая обычно используется в системе реакторов-полимеризаторов, содержащей систему отбора проб смеси жидкой и твердой фаз.

Таблица I

Изобретение описано выше со ссылкой на многочисленные аспекты и варианты реализации изобретения, а также на конкретные примеры. В свете представленного выше подробного описания, специалисты в данной области техники могут самостоятельно предложить многие изменения. Все такие очевидные изменения находятся в пределах полного объема, заявленного в формуле изобретения. Другие варианты реализации изобретения могут включать, но не ограничиваются этим, следующие (варианты реализации изобретения обычно описываются как «содержащие», но, альтернативно, могут «состоять по существу из» или «состоять из», если иное не указано специально):

Вариант реализации изобретения 1. Способ измерения характеристик жидкости в сосуде, содержащем смесь жидкой и твердой фаз, включающий следующие этапы:

(i) отбор из сосуда пробы смеси жидкой и твердой фаз;

(ii) пропускание пробы смеси жидкой и твердой фаз через вертикальную осадительную трубку;

(iii) Периодическая остановка течения образца смеси жидкой и твердой фаз в трубке на период времени, достаточный для перемещения твердых частиц в донную часть трубки и накопления жидкости в верхней части трубки;

(iv) отбор небольшой части жидкости в верхней части трубки и перенос небольшой части жидкости в аналитический прибор для измерения характеристик жидкости;

(v) возобновление течения через трубку; и

(vi) возврат в сосуд неиспользованной части пробы смеси жидкой и твердой фаз.

Вариант реализации изобретения 2. Способ по варианту реализации изобретения 1, отличающийся тем, что реактор представляет собой петлевой суспензионный реактор.

Вариант реализации изобретения 3. Процесс эксплуатации системы реакторов-полимеризаторов, включающий:

(I) приведение в контакт каталитической системы на основе переходного металла с олефиновым мономером и необязательным олефиновым сомономером в петлевом суспензионном реакторе в системе реакторов-полимеризаторов в условиях реакции полимеризации для получения олефинового полимера, причем петлевой суспензионный реактор включает смесь жидкой и твердой фаз;

(II) измерение характеристик жидкости в петлевом суспензионном реакторе способом, включающим следующие этапы:

(i) отбор пробы смеси жидкой и твердой фаз петлевого суспензионного реактора;

(ii) пропускание пробы смеси жидкой и твердой фаз через вертикальную осадительную трубку;

(iii) периодическая остановка течения образца смеси жидкой и твердой фаз в трубке на период времени, достаточный для перемещения твердых частиц в донную часть трубки и накопления жидкости в верхней части трубки;

(iv) отбор небольшой части жидкости в верхней части трубки и перенос небольшой части жидкости в аналитический прибор для измерения характеристик жидкости;

(v) возобновление течения через трубку; и

(vi) возврат неиспользованной части пробы смеси жидкой и твердой фаз в петлевой суспензионный реакторе; и

(III) в случаях, когда характеристики жидкости в петлевом суспензионном реакторе достигают предварительно заданного уровня, регулировка условий реакции полимеризации.

Вариант реализации изобретения 4. Способ или процесс по любому одному из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что этапы от (i) до (vi) проводят при давлении, эквивалентном давлению в сосуде (или реакторе).

Вариант реализации изобретения 5. Способ или процесс по любому одному из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что период времени представляет собой любой подходящий период времени, например, от около 1 сек до около 1 мин, от около 10 сек до около 45 сек или от около 15 сек до около 2 мин.

Вариант реализации изобретения 6. Способ или процесс по любому одному из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что этап (ii) проводят непрерывно в течение по меньшей мере 1 мин, по меньшей мере 2 мин, по меньшей мере 5 мин, или от 3 до 10 мин, перед проведением этапа (iii).

Вариант реализации изобретения 7. Способ или процесс по любому одному из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что аналитический прибор представляет собой газовый хроматограф, жидкостный хроматограф спектрометр (или спектрофотометр) или их комбинацию.

Вариант реализации изобретения 8. Способ или процесс по любому одному из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что этап передачи небольшой части образца дополнительно включает этап испарения жидкости.

Вариант реализации изобретения 9. Способ или процесс по любому одному из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что этап передачи небольшой части образца включает использование газа-носителя для переноса небольшой части образца в аналитический прибор.

Вариант реализации изобретения 10. Способ или процесс по любому одному из предшествующих вариантов реализации изобретения, дополнительно включающий этап фильтрации небольшой части образца перед аналитическим прибором.

Вариант реализации изобретения 11. Способ или процесс по любому одному из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что способ или процесс не включает этап центрифугирования, этап выпаривания или этап фильтрации.

Вариант реализации изобретения 12. Процесс по любому одному из предшествующих вариантов реализации изобретения 3-11, отличающийся тем, что на этапе (i) образец отбирают разгрузочной стороны циркуляционного насоса реактора.

Вариант реализации изобретения 13. Процесс по любому одному из предшествующих вариантов реализации изобретения 3-12, отличающийся тем, что на этапе (vi) неиспользованная часть образца возвращается к всасывающей стороне циркуляционного насоса реактора.

Вариант реализации изобретения 14. Процесс по любому одному из предшествующих вариантов реализации изобретения 3-13, отличающийся тем, что для предотвращения закупоривания в течение этапа (iii), используется промывка разбавителем.

Вариант реализации изобретения 15. Система реакторов-полимеризаторов, содержащая:

(A) петлевой суспензионный реактор, выполненный с возможностью приводить в контакт каталитическую систему на основе переходного металла с олефиновым мономером и необязательным олефиновым сомономером в условиях реакции полимеризации для получения олефинового полимера, и

(B) систему отбора проб смеси жидкой и твердой фаз, содержащую:

(a) впускной клапан и впускную трубку для отбора смеси жидкой и твердой фаз из петлевого суспензионного реактора;

(b) вертикальную осадительную трубку, расположенную после (и соединенную с) впускной трубки, причем осадительная трубка выполнена с возможностью накапливать твердую фазу в донной части трубки и накапливать жидкость в верхней части трубки (в отсутствие течения);

(c) выпускной клапан и выпускную трубку для возврата неиспользованной части смеси жидкой и твердой фаз в петлевой суспензионный реактор, причем выпускная трубка расположена после (и соединена с) осадительной трубкой;

(d) пробоотборный клапан и пробоотборную трубку, причем пробоотборный клапан расположен в верхней части осадительной трубки и выполнен с возможностью отбора небольшой части жидкости в верхней части трубки;

(e) аналитический прибор, расположенный за (и соединенный с) пробоотборной трубкой, причем аналитический прибор выполнен с возможностью измерения характеристик (по меньшей мере одиной) жидкости; и

(f) регулятор (f1), выполненный с возможностью открывать впускной клапан и выпускной клапан, для создания возможности протекания (непрерывного) потока смеси жидкой и твердой фаз из петлевого суспензионного реактора через впускную трубку и осадительную трубку, и возвращения в петлевой суспензионный реактор через выпускную трубку; и (f2) выполненный с возможностью периодически останавливать течение смеси жидкой и твердой фаз закрытием впускного клапана и выпускного клапана на период времени, достаточный для осаждения твердых частиц в донную часть осадительной трубки и для накопления жидкости в верхней части осадительной трубки, и последующего открытия пробоотборного клапана для отбора небольшой части жидкости.

Вариант реализации изобретения 16. Процесс или система по любому одному из вариантов реализации изобретения 3-15, отличающийся тем, что условия реакции полимеризации включают температуру проведения реакции полимеризации в диапазоне от около 60°С до около 115°С, и давление проведения реакции в диапазоне от около 1,38 МПа (200 psig) до около 6,89 МПа (1000 psig), или от около 2,41 МПа (350 psig) до около 5,52 МПа (800 psig).

Вариант реализации изобретения 17. Процесс или система по любому одному из вариантов реализации изобретения 3-16, отличающийся тем, что каталитическая система на основе переходного металла содержит твердый оксид.

Вариант реализации изобретения 18. Процесс или система по любому одному из вариантов реализации изобретения 3-16, отличающийся тем, что каталитическая система на основе переходного металла содержит активатор-носитель, например, фторированный оксид алюминия, покрытый оксидом кремния, или сульфатированный оксид алюминия.

Вариант реализации изобретения 19. Процесс или система по любому одному из вариантов реализации изобретения 3-16, отличающийся тем, что каталитическая система на основе переходного металла содержит хром, внедренный в твердый оксид или затвердевший совместно с твердым оксидом.

Вариант реализации изобретения 20. Процесс или система по любому одному из вариантов реализации изобретения 3-19, отличающийся тем, что каталитическая система на основе переходного металла содержит хром, ванадий, титан, цирконий, гафний или их комбинацию.

Вариант реализации изобретения 21. Процесс или система по любому одному из вариантов реализации изобретения 3-19, отличающийся тем, что каталитическая система на основе переходного металла представляет собой каталитическую систему на основе хрома, каталитическую систему на основе катализатора Циглера-Натта, каталитическую систему на основе металлоцена или их комбинацию.

Вариант реализации изобретения 22. Процесс или система по любому одному из вариантов реализации изобретения 3-21, отличающийся тем, что олефиновый мономер содержит С224 олефин.

Вариант реализации изобретения 23. Процесс или система по любому одному из вариантов реализации изобретения 3-21, отличающийся тем, что олефиновый мономер включает пропилен.

Вариант реализации изобретения 24. Процесс или система по любому одному из вариантов реализации изобретения 3-21, отличающийся тем, что олефиновый мономер включает этилен.

Вариант реализации изобретения 25. Процесс или система по любому одному из вариантов реализации изобретения 3-21, отличающийся тем, что каталитическую систему на основе переходного металла приводят в контакт с этиленом и сомономером, включающим 1-бутен, 1-гексен, 1-октен или их смесь.

Вариант реализации изобретения 26. Процесс или система по любому одному из вариантов реализации изобретения 3-25, отличающийся тем, что олефиновый полимер представляет собой этиленовый гомополимер, этиленовый сополимер, пропиленовый гомополимер или сополимер на основе пропилена.

Вариант реализации изобретения 27. Процесс или система по любому одному из вариантов реализации изобретения 3-26, отличающийся тем, что реакторная система содержит единственный петлевой суспензионный реактор.

Вариант реализации изобретения 28. Процесс или система по любому одному из вариантов реализации изобретения 3-26, отличающийся тем, что реакторная система содержит два или более реакторов, по меньшей мере один из которых представляет собой петлевой суспензионный реактор.

Вариант реализации изобретения 29. Система по любому из вариантов реализации изобретения 15-28, отличающаяся тем, что впускной клапан соединен с разгрузочной стороной циркуляционного насоса реактора.

Вариант реализации изобретения 30. Система по любому из вариантов реализации изобретения 15-29, отличающаяся тем, что выпускной клапан соединен с всасывающей стороной циркуляционного насоса реактора.

Вариант реализации изобретения 31. Система по любому из вариантов реализации изобретения 15-30, дополнительно содержащая систему промывки разбавителем, выполненную с возможностью предотвращать закупоривание в системе отбора проб смеси жидкой и твердой фаз в случаях, когда течение смеси жидкой и твердой фаз остановлено.

Вариант реализации изобретения 32. Система отбора проб смеси жидкой и твердой фаз, содержащая:

(a) впускной клапан и впускную трубку для отбораиз сосуда смеси жидкой и твердой фаз;

(b) вертикальную осадительную трубку, расположенную после впускной трубки (и соединенную с ней), причем осадительная трубка выполнена с возможностью накапливать твердую фазу в донной части трубки и накапливать жидкость в верхней части трубки (в отсутствие течения);

(c) выпускной клапан и выпускную трубку для возврата неиспользованной части смеси жидкой и твердой фаз в сосуд, причем выпускная трубка расположена после (и соединена с) осадительной трубкой;

(d) пробоотборный клапан и пробоотборную трубку, причем пробоотборный клапан расположен в верхней части осадительной трубки и выполнен с возможностью отбора небольшой части жидкости в верхней части трубки;

(e) аналитический инструмент, расположенный за (и соединенный с) пробоотборной трубкой, причем аналитический прибор выполнен с возможностью измерения характеристик (по меньшей мере одной) жидкости; и

(f) а регулятор (f1) выполненный с возможностью открывать впускной клапан и выпускной клапан, для создания возможности протекания (непрерывного) потока смеси жидкой и твердой фаз из сосуда через впускную трубку и осадительную трубку, и возвращения в сосуд через выпускную трубку; и (f2) выполненный с возможностью периодически останавливать течение смеси жидкой и твердой фаз закрытием впускного клапана и выпускного клапана на период времени, достаточный для осаждения твердых частиц в донную часть осадительной трубки и для накопления жидкости в верхней части осадительной трубки, и последующего открытия пробоотборного клапана для отбора небольшой части жидкости.

Вариант реализации изобретения 33. Система по варианту реализации изобретения 32, отличающаяся тем, что сосуд представляет собой петлевой суспензионный реактор.

Вариант реализации изобретения 34. Система по любому из вариантов реализации изобретения 15-33, дополнительно содержащая вход для газа-носителя, который поступает в пробоотборную трубку за пробоотборным клапаном и перед аналитическим прибором.

Вариант реализации изобретения 35. Система по любому из вариантов реализации изобретения 15-34, дополнительно содержащая узел фильтра, размещенный перед аналитическим прибором.

Вариант реализации изобретения 36. Система по любому из вариантов реализации изобретения 15-35, отличающаяся тем, что система не содержит центрифуги, испарительного аппарата или фильтра.

Вариант реализации изобретения 37. Система по любому из вариантов реализации изобретения 15-36, отличающаяся тем, что осадительная трубка выполнена с возможностью эксплуатации при давлении, эквивалентном давлению в сосуде (или реакторе).

Вариант реализации изобретения 38. Система по любому из вариантов реализации изобретения 15-37, отличающаяся тем, что регулятор к тому же выполнен с возможностью выполнять операцию (f1) непрерывно в течение по меньшей мере 1 мин, по меньшей мере 2 мин, по меньшей мере 5 мин, или от 3 до 10 мин, перед выполнением операции (f2).

Вариант реализации изобретения 39. Система по любому из вариантов реализации изобретения 15-38, отличающаяся тем, что регулятор содержит процессорный модуль.

Вариант реализации изобретения 40. Система по любому из вариантов реализации изобретения 15-39, отличающаяся тем, что аналитический прибор представляет собой газовый хроматограф, жидкостный хроматограф, спектрометр (или спектрофотометр) или их комбинацию.

Вариант реализации изобретения 41. Способ, процесс или система по любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что разница плотностей между жидкой и твердой фазами является любой подходящей разностью плотностей, например, по меньшей мере 0,1 г/см3, по меньшей мере 0,2 г/см3, по меньшей мере 0,5 г/см3, в диапазоне от около 0,1 г/см3 до около 3 г/см3, или от около 0,2 г/см3 до около 1 г/см3.

Вариант реализации изобретения 42. Способ, процесс или система по любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что смесь жидкой и твердой фаз представляет собой суспензию твердых частиц в жидком разбавителе.

Вариант реализации изобретения 43. Способ, процесс или система по любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что небольшая часть жидкости является по существу не содержащей твердых частиц, например, содержит менее чем 5% мас. твердых частиц, менее чем 1% мас. твердых частиц, или менее чем 0,1% мас. твердых частиц.

Вариант реализации изобретения 44. Способ, процесс или система по любому из предшествующих вариантов реализации изобретения, отличающийся тем, что количество небольшой части отбираемой жидкости составляет менее чем 5% мас., менее чем 2% мас., менее чем 1% мас. или менее чем 0,5% мас., относительно общего количества смеси жидкой и твердой фаз в осадительной трубке.

1. Способ эксплуатации системы, содержащей единственный петлевой суспензионный реактор-полимеризатор или два или более петлевых суспензионных реактора-полимеризатора, включающий:

(I) приведение в контакт каталитической системы на основе переходного металла с олефиновым мономером и необязательным олефиновым сомономером в петлевом суспензионном реакторе внутри системы реакторов-полимеризаторов в условиях реакции полимеризации для получения олефинового полимера в петлевом суспензионном реакторе, содержащем смеси жидкой и твердой фаз;

(II) измерение характеристик жидкости в петлевом суспензионном реакторе способом, включающим следующие этапы:

(i) отбор пробы смеси жидкой и твердой фаз из петлевого суспензионного реактора;

(ii) пропускание пробы смеси жидкой и твердой фаз через вертикальную осадительную трубку;

(iii) периодическая остановка течения образца смеси жидкой и твердой фаз в трубке на период времени, достаточный для перемещения твердых частиц в донную часть трубки и накопления жидкости в верхней части трубки;

(iv) отбор небольшой части жидкости в верхней части трубки и перенос небольшой части жидкости в аналитический прибор для измерения характеристик жидкости;

(v) возобновление течения через трубку; и

(vi) возврат неиспользованной части пробы смеси жидкой и твердой фаз в петлевой суспензионный реакторе; и

(III) в случаях, когда характеристики жидкости в петлевом суспензионном реакторе достигают предварительно заданного уровня, регулировка условий реакции полимеризации.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смесь жидкой и твердой фаз представляет собой суспензию твердых частиц в жидком разбавителе.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что

период времени составляет от 1 с до 1 мин; и

разница плотностей между жидкой и твердой фазами составляет по меньшей мере 0,2 г/см3.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что

небольшая часть жидкости содержит менее чем 5 мас.% твердых частиц; и

количество отобранной жидкости составляет менее чем 5 мас.% относительно общего количества смеси жидкой и твердой фаз в осадительной трубке.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что

каталитическая система на основе переходного металла представляет собой каталитическую систему на основе хрома, каталитическую систему на основе катализатора Циглера-Натта, каталитическую систему на основе металлоцена или их комбинацию; и

олефиновый мономер включает С224 олефин.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что каталитическую систему на основе переходного металла приводят в контакт с этиленом и олефиновым сомономером, включающим 1-бутен, 1-гексен, 1-октен или их смесь.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что условия реакции полимеризации включают температуру проведения реакции полимеризации в диапазоне от 60 до 115°С и давление проведения реакции в диапазоне от 1,38 до 6,89 МПа.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что

этап (ii) проводят непрерывно в течение по меньшей мере 1 мин перед проведением этапа (iii); и

этап (iii) проводят при давлении, эквивалентном давлению в петлевом суспензионном реакторе.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что

на этапе (i) образец отбирают с разгрузочной стороны циркуляционного насоса реактора; и

на этапе (vi) неиспользованную часть возвращают к всасывающей стороне циркуляционного насоса реактора.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс не включает этап центрифугирования, этап выпаривания или этап фильтрации.

11. Система, содержащая единственный петлевой суспензионный реактор-полимеризатор или два или более петлевых суспензионных реактора-полимеризатора, содержащая:

(A) петлевой суспензионный реактор, выполненный с возможностью приводить в контакт каталитическую систему на основе переходного металла с олефиновым мономером и необязательным олефиновым сомономером в условиях реакции полимеризации для получения олефинового полимера, и

(B) систему отбора проб смеси жидкой и твердой фаз, содержащую:

(a) впускной клапан и впускную трубку для отбора смеси жидкой и твердой фаз из петлевого суспензионного реактора;

(b) вертикальную осадительную трубку, расположенную за впускной трубкой, причем осадительная трубка выполнена с возможностью накапливать твердую фазу в донной части трубки и накапливать жидкость в верхней части трубки;

(c) выпускной клапан и выпускную трубку для возврата неиспользованной части смеси жидкой и твердой фаз в петлевой суспензионный реактор, причем выпускная трубка расположена после осадительной трубки;

(d) пробоотборный клапан и пробоотборную трубку, причем пробоотборный клапан расположен в верхней части осадительной трубки и выполнен с возможностью отбора небольшой части жидкости в верхней части трубки;

(e) аналитический прибор, расположенный после пробоотборной трубки, причем аналитический прибор выполнен с возможностью измерения характеристик жидкости; и

(f) регулятор (f1), выполненный с возможностью открывать впускной клапан и выпускной клапан для создания возможности протекания смеси жидкой и твердой фаз из петлевого суспензионного реактора через впускную трубку и осадительную трубку и возвращения в петлевой суспензионный реактор через выпускную трубку и (f2) выполненный с возможностью периодически останавливать течение смеси жидкой и твердой фаз закрытием впускного клапана и выпускного клапана на период времени, достаточный для осаждения твердых частиц в донную часть осадительной трубки и для накопления жидкости в верхней части осадительной трубки, и последующего открытия пробоотборного клапана для отбора небольшой части жидкости.

12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что реакторная система содержит единственный петлевой суспензионный реактор.

13. Система по п. 11, отличающаяся тем, что реакторная система содержит два или более реакторов, по меньшей мере один из которых представляет собой петлевой суспензионный реактор.

14. Система по п. 11, отличающаяся тем, что аналитический прибор представляет собой газовый хроматограф, жидкостный хроматограф, спектрометр или их комбинацию.

15. Система по п. 14, дополнительно содержащая узел фильтра, размещенный перед аналитическим прибором.

16. Система по п. 11, дополнительно содержащая вход для газа-носителя, который поступает в пробоотборную трубку за пробоотборным клапаном и перед аналитическим прибором.

17. Система по п. 11, отличающаяся тем, что осадительная трубка выполнена с возможностью эксплуатации при давлении, эквивалентном давлению в петлевом суспензионном реакторе.

18. Система по п. 11, отличающаяся тем, что

период времени составляет от 15 с до 1 мин;

разница плотностей между жидкой и твердой фазами находится в диапазоне от 0,2 до 1 г/см3;

небольшая часть жидкости составляет менее чем 5 мл;

небольшая часть жидкости содержит менее чем 1 мас.% твердых частиц; и

количество отобранной жидкости составляет менее чем 2 мас.% относительно общего количества смеси жидкой и твердой фаз в осадительной трубке.

19. Система по п. 11, отличающаяся тем, что система не содержит центрифуги, испарительного аппарата или фильтра.

20. Способ измерения характеристик жидкости в сосуде, содержащем смесь жидкой и твердой фаз в системе, содержащей единственный петлевой суспензионный реактор-полимеризатор или два или более петлевых суспензионных реактора-полимеризатора, включающий следующие этапы:

(i) отбор из сосуда пробы смеси жидкой и твердой фаз;

(ii) пропускание пробы смеси жидкой и твердой фаз через вертикальную осадительную трубку;

(iii) периодическая остановка течения образца смеси жидкой и твердой фаз в трубке на период времени, достаточный для перемещения твердых частиц в донную часть трубки и накопления жидкости в верхней части трубки;

(iv) отбор небольшой части жидкости в верхней части трубки и перенос небольшой части жидкости в аналитический прибор для измерения характеристик жидкости;

(v) возобновление течения через трубку; и

(vi) возврат в сосуд неиспользованной части пробы смеси жидкой и твердой фаз.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сополимеру, способу его получения, его применению, а также к нефтетопливу, содержащему такой сополимер. Способ получения сополимера заключается в том, что проводят полимеризацию по меньшей мере одной малеиновой кислоты или ее производных (А), по меньшей мере одного α-олефина, имеющего по меньшей мере от 6 до включительно 20 атомов углерода (В), по меньшей мере одного от C3- до C20-алкилэфира акриловой кислоты или метакриловой кислоты или смеси таких алкилэфиров (С) и необязательно одного или более дополнительных сополимеризуемых мономеров (D).

Изобретение относится к новым применениям ингибиторов коррозии в топливах и смазочных материалах. В качестве ингибиторов коррозии в дизельных и карбюраторных топливах, содержащих по меньшей мере 0,1 част.

Применение сополимеров, которые имеют в статистически среднем значении: по меньшей мере четыре кислотные группы на полимерную цепь, причем кислотными группами являются карбоксильные группы, соотношение атомов углерода на кислотную группу от 7 до 35 и кислотное число от 80 до 320 мг КОН/г, определенное потенциографическим титрованием 0,5-молярной водной соляной кислотой после трехчасового нагревания в 0,5-молярном этанольном растворе гидроксида калия; в качестве топливной присадки для сокращения расхода топлива дизельными двигателями с непосредственным впрыскиванием и для минимизации потери мощности (power loss) в дизельных двигателях с непосредственным впрыскиванием, в качестве присадки к дизельным топливам для уменьшения и/или предотвращения отложений в системах питания и/или в качестве присадки к бензинам для уменьшения отложений в системе впуска бензинового двигателя с непосредственным впрыскиванием и искровым зажиганием (DISI) и бензинового двигателя с форсунками для распределительного впрыскивания (PFI), сополимеры обладают растворимостью в толуоле при 20°С по меньшей мере 5 г/100 мл.

Изобретение относится к способу получения бромированного эластомера. Способ включает полимеризацию изомоноолефинов и по меньшей мере одного полимеризующегося звена, выбранного из группы, включающей изопрен и алкилстирол.

Изобретение относится к способу полимеризации олефинов. Способ включает приведение в контакт этилена и по меньшей мере одного сомономера с каталитической системой с получением мультимодального полимера полиолефина.

Изобретение относится к этилен/альфа-олефиновым сополимерам. Полимер содержит этилен и по меньшей мере один альфа-олефин с 4-20 атомами углерода.

Изобретение относится к способу получения синтетических высоковязких полиальфаолефиновых базовых масел. Способ включает проведение соолигомеризации мономеров в присутствии растворителя и катализатора, образование соолигомеризата и его промывку и характеризуется тем, что проводят соолигомеризацию пропилена и октена-1 при мольном соотношении пропилен:октен от 3:4 до 2:1, парциальном давлении пропилена от 0,29 до 0,56 МПа, катализатор представляет собой смесь модифицированного метилалюминоксана ММАО-12 в толуоле и бис(изопропилциклопентадиенил)цирконий дихлорида в толуоле, имеет мольное отношение Al/Zr=(500-1000), количество Zr - (36-9) мкмоль, промытый соолигомеризат подвергают ректификации для удаления несконденсировавшихся углеводородов, непрореагировавшего мономера и димеров и гидрированию выделенной масляной фракции на 5% Ре/γ-Аl2О3 катализаторе.

Изобретение относится к способу получения полимерной композиции, имеющей кинематическую вязкость менее чем 25 мм2/с, измеренную при 100°С согласно ASTM D 445. Способ включает стадии: (a) получения реакционной смеси, содержащей в качестве компонента А) этиленненасыщеный мономер или смесь этиленненасыщенных мономеров, и в качестве компонента В) 1-алкен или смесь 1-алкенов; (b) добавления к реакционной смеси комплекса Co(II) в качестве каталитического регулятора степени полимеризации; (c) добавления инициатора радикальной полимеризации; и (d) взаимодействия реакционной смеси с получением полимерной композиции, в которой общее количество инициатора радикальной полимеризации, добавленного к реакционной смеси, составляет 0,05-3,5 мас.

Изобретение относится к композиции полипропилена, предназначенной для получения литых изделий, и способу ее получения. Композиция полипропилена содержит сомономерные единицы, полученные из этилена, в количестве от 9,0 до 52,0 мол.% и сомономерные единицы, полученные из, по меньшей мере, одного С5-12 α-олефина, в количестве от 0,4 до 3,0 мол.%, и содержание фракции, растворимой в холодном ксилоле, по меньшей мере, 30 мас.

Изобретение относится к способу получения полимера на основе этилена. Способ включает, по меньшей мере, стадию полимеризации этилена в присутствии комплекса металла, выбранного из представленной ниже структурной формулы I: где М представляет металл группы 4 Периодической таблицы элементов, R1a, R1aa, R2a, R2aa, R3a, R3aa, R4a, R4aa, R5a, R5aa, R6a, R6aa, R7a, R7aa, R8a, R8aa, R9a, R9aa, R11a, R11aa, R12a, R12aa, R14a, R14aa, R15a, R15aa независимо в каждом случае представляют атом водорода, атом галогена, гидрокарбил, каждый из R10a, R10aa, R13a и R13aa независимо представляет (С1-С40)гидрокарбил, X независимо представляет (С1-С20)гидрокарбил, Z представляет собой О, Y представляет собой гидрокарбил, L представляет собой (С1-С40)гидрокарбилен.

Изобретение относится к способу полимеризации олефинов. Способ включает приведение в контакт этилена и по меньшей мере одного сомономера с каталитической системой с получением мультимодального полимера полиолефина.

Изобретение относится к этилен/альфа-олефиновым сополимерам. Полимер содержит этилен и по меньшей мере один альфа-олефин с 4-20 атомами углерода.

Изобретение относится к способу получения сополимеров или гомополимеров этилена в присутствии инициатора свободнорадикальной полимеризации и, по меньшей мере, одного агента передачи цепи.

Изобретение относится к сополимерам бутена-1, содержащим до 40 мол.% производных этилена или пропилена. .

Изобретение относится к каталитическому способу получения бутилкаучуковых полимеров в растворе. .

Изобретение относится к (со)полимерам полибутена-1, способу их получения и к изделиям, получаемым из (со)полимеров полибутена-1. .

Изобретение относится к полиолефиновой композиции, содержащей, по крайней мере, два компонента из полимерных материалов. .

Изобретение относится к некоторым бисциклопентадиенилсодержащим комплексным соединениям переходных металлов группы 4, обладающим диеновыми лигандами, и катализаторам полимеризации, полученным из них.
Изобретение относится к получению полиэтиленов низкой и средней плотности, содержащих в цепи небольшое количество звеньев бутена-1. .

Изобретение относится к композиции мультимодального сополимера этилена, предназначенной для получения оболочки кабеля с высокой гибкостью. Композиция содержит в количестве не менее 80 мас.% сополимера этилена и по меньшей мере одного сомономера С1-С10 альфа-олефина, а также имеет плотность от 920 до 949 кг/м3 и модуль упругости при изгибе, соответствующий уравнению: Модуль упругости при изгибе <21,35·плотность - 19585.

Изобретение относится к способу и системе измерения характеристик жидкости в двухфазной смеси жидкой и твердой фаз. Описан способ эксплуатации системы, содержащей единственный петлевой суспензионный реактор-полимеризатор или два или более петлевых суспензионных реактора-полимеризатора с интегрированными системами отбора проб смеси жидкой и твердой фаз. Также описаны система и способ измерения характеристик смеси жидкой и твердой фаз жидкости в сосуде. Технический результат - быстрое и эффективное разделение твердой и жидкой фаз с обеспечением потока жидкости, свободного от твердых частиц, которые могут закупоривать или отрицательно влиять на аналитическое оборудование. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Наверх