专利名称：：气相聚合反应方法，气相聚合器和鼓风机的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种将例如乙烯之类的烯烃单体通过气相反应聚合成聚乙烯之类的聚烯烃的方法，尤其是将一种烯烃通过气相反应而聚合的方法。本发明还涉及一种适用于上述气相聚合反应的气相反应聚合器。此外，本发明涉及一种鼓风机或压缩机(后文称“鼓风机”)，它可用于循环或旋风处理含有粉末的气体，具体地说是一种用于气相聚合反应的鼓风机，它可用于传送含粉末的未反应气体或用于提高上述含粉末的未反应气体在循环或旋风处理中的压力使其进行气相聚合反应。气相聚合反应提供了一种生产如聚乙烯之类聚烯烃的常用方法，其中，例如在有含钛固体催化剂或金属茂催化剂的存在下，通过气相反应聚合某种烯烃单体，例如乙烯。在这种气相聚合反应法中，例如参见图5，固体催化剂A通过送料管12加入至流化床反应器10，同时，烯烃气体通过送料管13并从流化床反应器10的底部经过气体分布板11吹入。气体分布板11由例如具有许多通孔的一块孔板构成，它安装在靠近流化床反应器10的底部。由此，形成了一个流化床(反应系统)14，并在流化床反应器10中保持其流化状态，聚合反应由此在流化床14中进行。通过流化床14中的聚合反应生成的聚合物颗粒通过管15连续地排出流化床反应器10。例如，已经通过了流化床反应器10中流化床14的未反应的烯烃气在位于流化床反应器10的上部的减速区16减速，并通过位于流化床反应器10顶部的排气管10A排出流化床反应器10。从流化床反应器10中排出的未反应烯烃气经再循环管17吹入至流化床反应器10的流化床14。通过与再循环供料管17汇合的管20连续地供以前述烯烃气。再循环气体，例如从流化床反应器10中排出的未反应烯烃气，在重新吹入流化床反应器10的流化床14之前必须经过一个热交换器(冷却器)，因为需要去除聚合反应热(即聚合反应产生的热)。当该冷却器设置于气体再循环装置的上游时，即在流化床气体出口处及气体再循环装置之间，含有冷却器冷却产生的聚合物粉末冷凝物的气相单体(例如烯烃气)以雾态进入再循环装置，例如鼓风机(或压缩机)。结果造成气体再循环管道堵塞，而且这样的雾汽被导向聚合器的分布板和气体再循环管会造成堵塞及其它严重后果。所以，在现有技术中，将冷却器19设置在气体再循环装置，例如鼓风机18的下游是一种常识，即，如图5所示，设置在气体再循环装置(例如鼓风机18)和送料管13之间，这不仅是为了避免上述麻烦，而且是为了加强热交换效率。但是，安置上述冷却器19的问题在于，由于再循环气体量的增加及其温度的升高，鼓风机和管道的尺寸必须很大，而且要求具有加强的隔热设备和耐高温密封，结果使得再循环设备本身就很庞大。用于传送气体或对其进行旋风处理的鼓风机被广泛用在化学和石油生产厂中。鼓风机主要分为涡轮式鼓风机(有一个叶轮在气体中转动，通过鼓风机的气体其速度和压力由于轮叶的运动而增加)和活塞式鼓风机(使用反压将密封在原定空间内的气体体积压缩，气体的压力因而增加)。涡轮式鼓风机又分为离心式鼓风机(气体在叶轮中沿圆周方向通过，气体压力因叶轮的离心作用而增加)和轴流式鼓风机(气体在叶轮中沿轴向通过，气体压力因轮叶的提升而增加)。活塞式鼓风机包括旋转式鼓风机，由于转轮的转动减小了由箱体内壁和转轮界定的体积，因箱体中转轮的转动而吸入的气体由此被加压。旋转式鼓风机包括两叶式鼓风机(罗茨(Roots)鼓风机)，利用定时齿轮，在一个箱体中异相地设置两个两叶转轮，使得它们能够转动但不会互相碰撞，而且按相反方向转动，由此压缩气体而使气体在压力下被传送。关于这些鼓风机，作为常识，在排气侧(高压侧)和吸气侧(低压侧)之间需具有利用接触型气体防渗密封(例如机械密封)或非接触型气体防渗密封(例如曲折式密封，碳环密封或油膜密封)的滑动部件或转动滑动部件，由此防止气体的渗漏(气体分界)。具体地说，涡轮式鼓风机在位于与主轴相连的叶轮和吸入口之间的转动滑动部件具有曲折式密封，而在罗茨(Roots)鼓风机中，通过调节每个转轮周边与箱体内壁之间的间隙和转轮之间的间隙来防止气体的渗漏。虽然在使用非接触型密封时，曲折式密封间隙或上述转轮间隙因鼓风机的类型和容量而不同，但通常设定为约0.5mm以尽可能减少气体渗漏并加强鼓风机的效率(例如压缩效率)。但是，在用上述鼓风机处理例如含有聚烯烃粉末的气体时(用于在气相反应中再循环含粉末的未反应气体或对其进行旋风处理，气相反应包括令乙烯之类的烯烃单体进行气相反应以获得聚乙烯之类的聚烯烃)，当粉末经过气体防渗漏密封层的间隙和转轮时可能会在粉末和曲折式密封、叶轮、转轮或箱体内壁之间产生摩擦力。结果，经过气体防渗密封间隙和转轮间隙的粉末因热量累积而熔化，形成线状熔融聚合物，当被传送到聚合器的分布板和气体再循环管道后，造成堵塞及其它严重的后果。在如上所述的气相聚合反应中，即在其中为进行未反应气体的循环和旋风处理而使用鼓风机在压力下传送含有粉末的气体或提高气体的压力，在高压部分和低压部分之间的气体防渗密封间隙和转轮间隙之间可能出现粉末的粉碎、变形和聚集。结果，粉碎、形变和聚集后的粉末滞留在气体防渗密封间隙和转轮间隙中而造成热量累积，从而缩短了鼓风机本身的使用寿命。此外，由于形成了细小颗粒，所以后处理中必须包含这类细小颗粒的去除，由此使过程变得复杂化。此外，上述混合粉末经常会造成不利的堵塞，例如在气体再循环管道中。可以考虑扩大气体防渗密封部件的间隙或转轮间隙以允许粉末通过而不造成热量累积，将此作为解决上述问题的方法。但是，这样做的缺点在于，在气体防渗密封部件需要极大的气体密封，而且鼓风机的效率下降，结果使得工厂的运作成本上升而成为经济上的不利之处。所以，鉴于上述情况，本发明的目的之一是提供一种气相聚合反应的方法，该方法没有以下问题，即再循环气体(例如从流化床反应器中排出的未反应烯烃气)成为线状熔融聚合物或混合成粉末而堵塞气体再循环管道，以及这类线状熔融聚合物或粉末被传送到聚合器的分布板和气体再循环管道后造成堵塞及其它严重后果。本发明的另一目的是提供一种气相聚合器，它没有这样的问题，即在将再循环气体(例如从流化床反应器中排出的未反应烯烃气)在重新吹入流化床反应器的流化床之前，因需要去除再循环气体中的聚合反应热(即因聚合反应而产生的热)而经过热交换器(冷却器)时，冷却器冷却产生的雾态冷凝物(例如含有聚合物粉末的烯烃)造成气体再循环管道的堵塞，以及这种雾汽被传送到聚合器的分布板和气体再循环管道后造成堵塞及其他严重后果。上述聚合器因此允许再循环设备本身被压缩。本发明的再一目的是提供一种鼓风机，其中，上述气体防渗密封间隙和转轮间隙可使气体中包含的粉末经鼓风机的吹送而通过，而不产生摩擦力，而且其大小可防止气体的渗漏，从而使鼓风机没有以下问题，即粉末因热量聚集而熔融成线状熔融聚合物，以及出现在上述气体防渗密封间隙和转轮间隙的粉末粉碎、变形和积聚，鼓风机无论有无雾汽和精细再分散雾汽都不会振动，由此防止这些雾汽与管道的粘附。本发明可解决现有技术中的上述问题并达到本发明的目的。所以，在本发明一个方面的内容中，提供了一种气相聚合反应的方法，它包含利用鼓风机将气态单体从流化床反应器的底部通过一分布板吹入，同时加入用于聚合反应的固体催化剂，由此在流化床反应器中形成流化床，并在流化床中进行气相聚合反应，生产聚合物或共聚物，其中的鼓风机在其箱体的排气侧(高压侧)和吸气侧(低压侧)之间具有滑动或转动滑动部件，上述滑动或转动滑动部件具有非接触式气态防渗密封，其间隙为0.7至2.5mm。在此气相聚合反应方法中，气态防渗密封部件较好地具有0.9至1.2mm的间隙。因此，根据这一结构可以提供要求的气相聚合反应方法，即没有以下问题、即再循环气体(例如从流化床反应器中排出的未反应烯烃气)成为线状熔融聚合物或混合成粉末而堵塞气体再循环管道，以及这类线状熔融聚合物或粉末被传送到聚合器的分布板和气体再循环管道后造成堵塞及其它严重后果。在本发明的气相聚合反应方法中，由鼓风机加入的气态单体可能含有会在低于流化床中气相聚合反应的进行温度50℃至气相聚合反应温度之间冷凝的成份。此外，在气相聚合反应方法中，气态单体加入流化床的温度可以低于冷凝成份的冷凝温度。这能够利用蒸发作用的潜热至少可部分去除气相聚合反应的反应热，以及增加从单位再循环气体中去除的热量，而且显著改善了热交换器的热交换效率。更进一层，本发明气相聚合反应可以在如此条件下进行，即用于聚合反应的固体催化剂是用于烯烃聚合反应的固体催化剂，气态单体是气态的烯烃单体，利用流化床中的气相聚合反应获取烯烃聚合物或共聚物。此外，在此气相聚合反应方法中，未反应的气态单体可从流化床反应器中被排出并令其通过气体再循环途径，该途径具有按排在其上游的热交换器和按排于其下游的鼓风机，经热交换后的气态单体由此被吹入流化床反应器。根据上述结构，不仅确保了安全生产(即没有以下问题，即由作为热交换器的冷却器产生的雾状冷凝物(例如含有聚合物粉末的烯烃)堵塞气体再循环管道，以及这类雾汽被吹送到聚合器的分布板和气体再循环管道后造成堵塞及其它严重后果)，而且再循环设备本身可搞得紧凑，从而降低了生产成本。在本发明另一方面的内容中，提供了一种气相聚合器，它包括一个流化床反应器，在反应器中，气态单体从其底部经过分布板吹入，与加入其中用于聚合反应的固体催化剂构成流化床，气相聚合反应由此在流化床中进行而生产聚合物或共聚物。上述气相聚合器还包含改进后用于排放未反应单体气体的排气口，它位于流化床反应器的顶部，气体再循环路径，它与排气口相连并延伸至流化床反应器的底部，热交换器，位于气体再循环路径的上游，气体循环器，位于气体再循环路径的下游。在此气相聚合器中，较好的是，热交换器是套管式热交换器，其中气体为了进行热交换而流经的管道被焊在管板上，管板用于将管道与热交换器的壳体固定，形成的各焊接部分使得管道在其开口处具有一个管板平面内的前端和一个弯成弧形的前端。使用上述热交换器可以防止再循环气体中包含的粉末和雾汽滞留在管板中，由此避免堵塞热交换器和管道的麻烦。上述气体循环器最好是具有以下结构的鼓风机。使用这种鼓风机，雾状冷凝物(含有利用热交换器冷却产生的聚合物粉末的单体气)不仅可以通过鼓风机而不会在气体的防渗密封间隙、滑动部件和转动滑动部件产生摩擦力，而且可以防止气体的渗漏。这样，就可以防止由于热量累积和粉末熔融而形成线状熔融聚合物，而且在上述间隙不会出现粉末的粉碎、变形和聚集，由此避免了堵塞聚合器的分布板和气体再循环管道的麻烦。此外，即使再循环气体中含有在热交换器中产生的雾气，使用这种鼓风机也能够令再循环气体循环而不需要去除这些雾气。而且，使用这种鼓风机能够有效地进行聚合反应，而不会遇到设备损坏、异常的振动等问题。在本发明的再一方面内容中，提供了一种用于再循环含粉末气体或用于对其进行旋风处理的鼓风机，它包括鼓风机箱体，在其排气侧(高压侧)和吸气侧(低压侧)之间具有一个滑动或转动滑动部件，上述滑动或转动滑动部件具有非接触气体防渗密封部件，其间隙为0.7至2.5mm。在本发明的鼓风机中，气体防渗密封部件的间隙最好在0.9至1.2mm之间。这种鼓风机并没有特殊的限制，可以使用涡轮式鼓风机，例如离心式和轴流式鼓风机，和活塞式鼓风机，例如两叶转子(罗茨(Roots))鼓风机及其它旋转式鼓风机。非接触型气体防渗漏密封部件可以根据处理方法和鼓风机的类型作适当的改动。可以利用曲折密封和碳环密封之类的非接触型密封。如下文所述，使用两叶转子(罗茨(Roots))鼓风机，可以通过调节每个转轮周边和箱体内壁之间的空隙和转轮与转轮之间的空隙来形成气体防渗密封部件。根据上述结构，在本发明的鼓风机中，气体防渗密封部件的间隙可以使粉末从中通过而不产生摩擦力，而且其大小可以防止气体的渗漏，鼓风机因而没有以下问题，即粉末因热量累积而熔融成线状熔融聚合物，以及在气体防渗密封部件的间隙处出现的粉末的粉碎、变形和聚集。具体地说，本发明的鼓风机最好是如下的涡轮式鼓风机，它具有间隙为0.7至2.5mm，尤其是0.9至1.2mm的曲折式密封。曲折式密封最好位于与主轴连接的叶轮和吸气口之间的转动滑动部件。此外，本发明的鼓风机最好是罗茨(Roots)鼓风机，具有各转轮周边与箱体内壁之间的间隙和转轮之间的间隙构成的气体防渗密封部件，各种间隙都在0.7至2.5mm，尤其是0.9至1.2mm之间。图1是本发明气相聚合器第一种形式的图示；图2是用在本发明气相聚合器中的一种冷却器的纵向剖面图；图3是图2中III部分的放大的剖面图；图4是显示本发明鼓风机中曲折密封的另一种设置方式的局部纵向剖面图；图5是常规气相聚合器的图示；图6是显示第一种实施例的纵向剖面图，该实施例中本发明鼓风机使用的是涡轮式鼓风机；图7是图6中II部分的放大剖面图；图8是是显示第二种实施例的纵向剖面图，该实施例中本发明鼓风机使用的是罗茨(Roots)鼓风机；图9是沿图8中III-III线的纵向剖面图；图10是说明本发明第二种形式的鼓风机中转轮转动中的间隙的图示；图11是用来说明本发明第二种形式的鼓风机中转轮转动中的间隙的另一图示；参照附图将更详细的说明本发明的气相聚合反应方法，用于该方法的气相聚合器和适用于上述气相聚合反应方法和气相聚合器的鼓风机。在本发明中，“聚合反应”可以理解成不仅指均聚反应而且指共聚反应。而且，“聚合物”可以理解成不仅指均聚物而且也可指共聚物。(1)气相聚合反应方法本发明的气相聚合反应方法包括，利用鼓风机将气态单体从流化床反应器的底部经过一分布板吹入，同时在流化床反应器中加入用于聚合反应的固体催化剂而形成流化床，由此在流化床中进行气相聚合反应而生产聚合物或共聚物，该方法中的鼓风机在其箱体的排气侧(高压侧)和吸气侧(低压侧)之间具有一滑动或转动滑动部件，上述滑动或转动滑动部件配有间隙为0.7至2.5mm的非接触气体防渗漏密封。在这种气相聚合反应中，较好的是用于聚合反应的固体催化剂是用于烯烃聚合反应的固体催化剂，气态单体是气态烯烃单体，通过流化床中的气相聚合反应获得烯烃聚合物或共聚物。适用于本发明的烯烃的实例包括具有2至18个碳原子的α烯烃，例如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1戊烯，1-辛烯和1-癸烯，以及环烯烃。可以将其均聚或共聚。这些烯烃都可以与其它可聚合的单体，例如苯乙烯、氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸甲酯、四氟乙烯、乙烯基醚或丙烯腈之类的乙烯基单体，丁二烯或异戊二烯之类的共轭二烯，1，4-己二烯、二环戊二烯或5-乙烯基-2-降冰片烯之类的非共轭多烯，乙炔或甲基乙炔之类的炔烃或甲醛之类的醛。虽然齐格勒(Ziegler)催化剂，菲利普(Phillips)氧化铬催化剂和其它各种已知的烯烃聚合反应催化剂可以用作本发明的固体催化剂，但较好的是在某种高活性的金属茂催化剂存在下进行气相聚合反应。上述较好的金属茂催化剂包含过度金属的金属茂化合物(A)，过度金属选自周期表中的IVB族金属，至少一种化合物(B)，选自有机铝氧化合物(B-1)，有机铝化合物(B-2)和化合物(B-3)，它能够通过与金属茂化合物(A)反应形成一对离子对。具体地说，上述金属茂化合物(A)由下式表示MLx(i)其中的M是选自过度金属Zr，Ti，Hf，V，Nb，Ta和Cr；L是与过度金属连接的配基，至少一个L是具有环戊二烯基骨架的配基，不是具有环戊二烯基骨架的配基的L是氢原子、卤原子、具有1至12个碳原子的烃基，烷氧基，芳氧基，三烷基甲硅烷基或通式为SO3R(R是具有1至8个碳原子的烃基，非取代或被例如卤原子取代)的基团；x是过度金属的价态。具有环戊二烯基骨架的合适配基的实例包括非取代或烷基取代的环戊二烯基，例如环戊二烯基，甲基环戊二烯基，二甲基环戊二烯基，三甲基环戊二烯基，四甲基环戊二烯基，五甲基环戊二烯基，乙基环戊二烯基，甲基乙基环戊二烯基，丙基环戊二烯基，甲基丙基环戊二烯基，丁基环戊二烯基，甲基丁基环戊二烯基和己基环戊二烯基，茚基，4，5，6，7-四氢茚基和芴基。这些基团可以被例如卤原子或三烷基甲硅烷基所取代。在这些基团中，较好的是烷基取代的环戊二烯基。关于不具有环戊二烯基骨架的配基，卤素是例如氟、氯、溴、碘；具有1至12个碳原子的烃基是例如甲基、乙基、丙基、异丙基或丁基之类的烷基，环戊基或环己基之类的环烷基，苯基或甲苯基之类的芳基；苄基和新苯基(即2-甲基-2苯丙基)(neohpyl)之类的芳烷基；烷氧基基团是例如甲氧基、乙氧基或丁氧基；芳氧基是例如苯氧基；SO3R基团是例如对甲苯磺酸酯、磺酸甲酯或磺酸三氟甲酯。当以上通式(i)表示的化合物包含两个或两个以上具有环戊二烯基骨架的基团时，两个具有环戊二烯基骨架的基团可以通过亚烷基基团(例如1，2亚乙基或1，2亚丙基)，取代的亚烷基基团(例如异亚丙基或二苯基亚甲基)，亚硅烷基或取代的亚甲硅烷基(例如而甲基亚甲硅烷基，二苯基亚甲硅烷基或甲基苯基亚甲硅烷基)相连接。可以使用这些金属茂化合物(A)的混合物。有机铝氧化合物(B-1)可以是常见的可溶于甲苯的铝氧烷(aluminoxane)或日本专利公开No.2(1990)-27687中揭示的不溶于甲苯的有机铝氧化合物。有机铝化合物(B-2)可以由例如以下通式表示R1nAlX3-n(ii)其中R1是具有1至12个碳原子的烃基，X是卤原子或氢原子，n是1至3。在通式(ii)中，R1是烃基，例如具有1至12个碳原子的烷基，环烷基或芳基。合适的烃基的实例包括甲基，乙基，正丙基，异丙基，异丁基，戊基，己基，辛基，环戊基，环己基，苯基和甲苯基。有机铝化合物(B-2)还可以由以下结构式表示R1nAlY3-n(iii)其中R1与结构式(ii)中的相同，n是1至2，Y是-OR2，-OSiR33，-OAlR42，-NR52，-SiR63或-N(R7)AlR82，其中R2，R3，R4和R8是例如甲基、乙基、异丙基、异丁基、环己基或苯基，R5是例如氢原子、甲基、乙基、异丙基、苯基或三甲基甲硅烷基，R6和R7是甲基或乙基。能够与金属茂化合物(A)反应生成离子对的化合物(B-3)选自例如路易斯(Lewis)酸，日本专利公开No.1(1989)-501950，1(1989)-502036，3(1991)-179005，3(1991)-179006，3(1991)-207703和3(1991)-207704，以及EP-A0468651中描述的离子化合物和碳硼烷化合物。合适的路易斯(Lewis)酸实例包括三苯基硼，三(4-氟苯基)硼，三(对甲苯基)硼，三(邻甲苯基)硼，三(3，5-二甲基苯基)硼，三(五氟苯基)硼，MgCl2，Al2O3和SiO2-Al2O3。合适的离子化合物的实例包括四(五氟苯基)硼酸三苯基碳鎓离子，四(五氟苯基)硼酸三正丁基铵盐，四(五氟苯基)硼酸N，N-二甲基苯胺离子和四(五氟苯基)硼酸盐及二茂铁基四(五氟苯基)硼酸盐。合适的碳硼烷化合物的实例包括十二碳硼烷，1-碳十一碳硼烷，(1-碳十二)硼酸二正丁基铵盐，(7，8-二碳十一)硼酸三正丁基铵盐和(十三氢化物-7-碳十一)硼酸三正丁基铵。在本发明中，至少一种选自上述化合物(B-1)，(B-2)和(B-3)，最好是(B-2)和(B-3)的化合物用作共催化剂(B)的组份。上述金属茂化合物(A)和/或共催化剂成份(B)在使用前通常与特殊的载体接触而形成固体催化剂。载体化合物通常是细小颗粒形式的固体，颗粒直径为10至300μm，20至200μm更好。载体通常具有50至1000m2/g的比表面积，最好还具有0.3至2.5cm3/g的孔体积。较好的是使用孔性无机氧化物作为上述载体，其实例包括SiO2，Al2O3，MgO，ZrO2，TiO2，B2O3，CaO，ZnO，BaO，ThO2和包含以上的物质的混合物，例如SiO2/MgO，SiO2/Al2O3，SiO2/TiO2，SiO2/V2O5，SiO2/Cr2O3和SiO2/TiO2/MgO。其中，特别好的是包括SiO2和/或Al2O3作为主要成份的载体。上述无机氧化物可以含有少量碳酸盐，硫酸盐，硝酸盐和氧化物成份，例如Na2CO3，K2CO3，CaCO3，MgCO3，Na2SO4，Al2(SO4)3，BaSO4，KNO3，Mg(NO3)2，Al(NO3)3，Na2O，K2O和Li2O。可以使用有机化合物作为催化剂载体，例如，可以利用由具有2至14个碳原子的α烯烃(例如乙烯，丙烯，1-丁烯或4-甲基-1-戊烯)生成的(共)聚合物作为主要成份，还可以使用由乙烯基环己烷或苯乙烯生成的聚合物和共聚物作为主要成份。上述催化剂成份通常与载体在-50至150℃，-20至120℃接触1分钟至50小时，10分钟至25小时更好。可以在惰性的烃溶剂中进行这种接触。由此制备的固体载体最好每g载体载有5×10-6至5×10-4克原子，特别好的是10-5至2×10-4克原子金属茂化合物(A)中的过度金属原子，10-3至5×10-2克原子，特别好的是2×10-3至2×10-2克原子成份(B)中的铝原子或硼原子。虽然由此制备的固体催化剂可以直接用于本发明的聚合反应，可以在使用前在固体催化剂上进行烯烃的聚合反应，由此形成预聚合反应催化剂。在本发明中，较好的是，按每升聚合反应体积中金属茂化合物(A)中的过渡金属原子计，使用0.00001至1.0mmo1/hr，特别好的是0.0001至0.1mmol/hr的催化剂。使用聚合反应催化剂时，成份(B)的使用是任选的。根据需要，成份(B)的用量按聚合反应系统中成份(B)中铝或硼与过渡金属原子比计(Al或B/过渡金属原子之比)，可以是5比300，较好的是10比200，更好的是15比150。利用例如图1所述的流化床反应器，根据本发明的气相聚合反应方法可以生产烯烃聚合物。在这种流化床反应器的使用中，固体催化剂A通过送料管312加入至流化床反应器310，同时，将气态单体(例如气态烯烃)通过送料管313，从流化床反应器310的底部经气体分布板311吹入。气体分布板311由例如具有很多通孔的多孔板构成，它被安装在靠近流化床反应器310的底部。结果，在流化床反应器310中形成了流化床314(反应系统)并保持在流体化状态，聚合反应由此在流化床314中进行。通过与再循环管317合并的送料管320，上述气态烯烃被连续送入。由流化床314中的聚合反应生成的聚合物颗粒通过管315连续地从流化床反应器310排出。另一方面，已经通过了流化床314的未反应的气态单体在位于流化床反应器310上部的减速区316减速，通过位于流化床反应器310顶部的出气管310A排出流化床反应器310。较好的是，从流化床310排出的未反应的单体去除其聚合反应热后，重新吹入流化床反应器310的流化床314。这样，较好的是将未反应的单体引入处于再循环管317上游的热交换器(冷却器)319，并在此冷却。这样的冷却可能会带来这样的问题，即冷凝物，例如冷却器319冷却产生的烯烃，被以雾汽形态送入鼓风机之类的气体再循环设备，从而堵塞气体再循环管道，或在被送至聚合器的分布板和气体再循环管道时造成堵塞及其它严重的麻烦。尤其是当聚合物颗粒与雾气共存时，损耗和破坏比仅有聚合物微粒存在下使用常规鼓风机时更严重。相反，下文所述的本发明鼓风机能够使再循环气体再循环而不需要去除任何在热交换器中产生并混在再循环气体中的雾气，而且能够令聚合反应有效地进行，不存在设备损坏和异常振动的问题。当然，可以在送料管路313上安装例如雾气分离器来收集雾汽。气相聚合器的结构可利用处于再循环管317下游的鼓风机318之类的循环器使经冷却器319冷却的单体气通过送料管313，重新从流化床反应器310的底部经气体分布板311吹入流化床314。以鼓风机318为鼓风机可以完全避免堵塞及其它麻烦，该鼓风机在其箱体的排气侧(高压侧)和吸气侧(低压侧)之间有滑动或转动滑动部件，上述滑动或转动滑动部件有间隙为0.7至2.5mm，较好地为0.9至1.2mm的非接触气体防渗密封部件。使用不带除雾装置的常用冷却器，如冷却器319时，使用下文所述的本发明鼓风机作为鼓风机318实现的优点在于，不仅包含在气体和雾汽中的粉末能够通过气体防渗密封部件的间隙、滑动部件和转动滑动部件而不产生摩擦力，而且能够防止气体的渗漏。这样，就可以防止在上述间隙因热量累积和粉末熔化而形成线状熔融聚合物，同时，粉末在上述间隙中不会发生粉碎，变形及积聚由此避免了聚合器的分布板和气体再循环管道堵塞的麻烦。本发明中加入流化床的气态单体可以不仅包含上述乙烯之类的烯烃，而且可包含某种氮气之类的惰性气体。加入的气态单体通常以约0.4至1.5米/秒，0.6至1.2米/秒更好的线速度吹入流化床。虽然根据烯烃种类，共聚物的组成和气态单体的线速度而不同，聚合反应通常在50至120℃，60至100℃更好的温度下，在一个大气压至100kg/cm2，一个大气压至50kg/cm2更好的压力下进行。由鼓风机送入的再循环气体可能含有可冷凝的化合物，可能是有待聚合的单体(主要单体，共聚单体或以上两者)或对聚合反应惰性的化合物，例如丙烷或丁烷。在完成气相聚合反应的过程中，较好的是，再循环气体的冷却条件使得可冷凝成份因聚合反应热能够被有效地去除而冷凝。与显热相比，蒸发潜热极大，所以在冷却器中，从单位再循环气体中去除的热量增加，冷却器的热传递效率得到提高。上述可冷凝成份包括会在如下温度冷凝的成份，即低于气相聚合反应温度50℃至气相聚合反应温度，低于气相聚合反应温度30℃至气相聚合反应温度更好。可冷凝成份在气态单体中的含量通常至少为百分之几。在本发明的气相聚合反应方法中，气态单体可以以比流化床中的气相聚合反应温度低的温度加入流化床。流化床中的气相聚合反应温度可以利用常规方法来测定，例如在反应器中安装热电偶。可以利用任何分批、连续或半连续过程来进行烯烃的气相聚合反应。在本发明中，通过上述气相聚合反应可以获得颗粒状的聚烯烃。其平均颗粒直径以约250至3000μm，尤其是400至1500μm为宜。(2)气相聚合器下文将详细说明本发明的气相聚合器。图1是第一种形式的本发明气相聚合器的图示。图2是本发明气相聚合器中使用的冷却器的纵向剖面图。图3是图2中III部分的放大剖面图。在气相聚合器300中，固体催化剂A经送料管312加入流化床反应器310，同时，烯烃之类的气态单体经送料管313，从流化床反应器310的底部经气体分布板311吹入。气体分布板311由例如具有很多通孔的多孔板构成，安装在靠近流化床反应器310的底部。这样，在流化床反应器310中，形成了流化床314(反应系)并被保持在流体状态，聚合反应由此得以在流化床314中进行。上述气态烯烃通过与再循环管317合并的送料管320连续送入。流化床314中的聚合反应生成的聚合物颗粒通过管315连续排出流化床反应器310。另一方面，已经通过了流化床314的未反应的气态单体在位于流化床反应器310上部的减速区316减速，通过位于流化床反应器310顶部的出气管310A排出流化床反应器310。排出流化床反应器310的未反应单体必须在重新被吹入流化床反应器310的流化床314之前去除其聚合反应热(即因聚合反应而产生的热)，所以，未反应的单体被引入处于再循环管路317上游的热交换器(冷却器319)并在此冷却。参照图2，使用的热交换器319是套管式热交换器，包括柱状壳体320和许多沿壳体纵向排列于其中的管子321，再循环气体从这些管子中通过而与制冷剂进行热交换，还有令制冷剂沿每根管321外周流动的挡板323。在图2中，数字324表示再循环气体入口，数字325表示再循环气体的出口，数字326表示制冷剂入口，数字327表示制冷剂出口。在热交换器319中，较好的是，参照显示放大剖面图的图3，上述管321与管板322焊接，焊接部分328的形成为，管子在其开口部分具有管板平面322A内的前端321A和弧形前端321B，即具有一定的曲率(R)。使用上述热交换器可以防止再循环气体中包含的粉末和雾汽滞留在管板中，由此避免堵塞热交换器和管道的麻烦。关于此，热交换可能会带来这样的问题，即冷凝物，例如冷却器319冷却产生的烯烃，被以雾气送入鼓风机之类的气体再循环设备，从而堵塞气体再循环管道，或在被送至聚合器的分布板和气体再循环管道时造成堵塞及其它严重的麻烦。尤其是当聚合物颗粒与雾气共存时，损耗和破坏比仅有聚合物微粒存在下使用常规鼓风机时更严重。相反，下文所述的本发明鼓风机能够使再循环气体再循环而不需要去除任何在热交换器中产生并混入再循环气体中的雾汽，而且能够令聚合反应有效地进行，不存在设备损坏和异常振动的问题。当然，可以在送料管路313上安装例除雾气分离器来收集雾气。气相聚合器的结构可利用处于再循环管317下游的鼓风机318之类的循环器令经冷却器319冷却的单体气通过送料管313，重新从流化床反应器310的底部经气体分布板311吹入流化床314。虽然可使用常规鼓风机作为鼓风机318，但使用下文所述的本发明鼓风机的优点在于可以完全避免堵塞及其它麻烦。使用上述不带除雾装置的常规冷却器作为冷却器319时，使用本发明的鼓风机作为鼓风机318实现的优点在于，不仅包含在再循环气体和雾汽中的粉末能够通过气体防渗密封部件的间隙、滑动部件和转动滑动部件而不产生摩擦力，而且能够防止气体渗漏。这样，就可以防止因热量累积和粉末熔化而形成线状熔融聚合物，而且在上述间隙处不发生粉末的粉碎、形变和聚集，由此可以避免聚合器气体分布板和气体再循环管道的麻烦。(3)鼓风机下文将详细说明本发明的鼓风机。图6是第一种实施例的纵向剖面图，该实施例中使用涡轮式鼓风机作为本发明的鼓风机。图7是图6中II部分的放大剖面图。参照图6，总的以100标注的本发明的鼓风机包括放置在例如地平面上的鼓风机基座102，和通过凸缘104，106固定在基座上的鼓风机机体108。数字110，112表示用于防止鼓风机机体108共鸣和振动的加强栓。鼓风机机体108包括基本上为柱状的轴承箱114，与轴承箱相连的排气缸116和与排气缸116相连的吸气缸120，上述吸气缸120配备有吸气口118。作为驱动轴的主轴122通过推力轴承124，轴承金属122、128和轴承密封套130、132和134可转动地固定在轴承箱114内。曲折密封装置136插入在主轴122的轴承套筒122A和轴承密封套134之间，在轴承套筒122A和排气缸的凸缘部分116A之间安装机械密封138，从而确保了密封，由此防止了例如用于主轴122一侧的润滑油混入反应气体中，而且反过来防止了反应气体进入主轴122一侧，即轴承箱114一侧。数字140表示机械密封排油口，数字144、146表示机械密封排水口，数字148表示排气口。主轴122的一个末端122B(图6的右侧)通过齿轮联轴器150与电动机的驱动轴(未显示)相连而转动。主叶轮154安装在排气缸116和吸气缸120内壁间叶轮转动所需的空间152内。主叶轮154在其轴154D上通过转子156和转子螺帽158与主轴的另一末端122C固定，由此，主叶轮154与主轴122一起转动。叶轮154包括主板154A，侧板154B和轮叶154C。当叶轮154高速转动时，气体沿箭头A的方向从吸气缸120的吸气口118吸入，而且通过鼓风机的气体由于轮叶的作用而被离心，从而提高了其速度和压力。速度和压力提高后的气体通过吸气缸120和排气缸116内壁间形成的高压室160，按箭头B的方向从与高压室160相通的排气缸116的排气口162排出。叶轮154的侧板154B前端154E和吸气缸120吸气口的内边缘部分之间的转动滑动部件具有作为气体发生密封部件的曲折密封环166，用以防止排气侧(高压侧)的高压室160和吸气侧(低压侧)的吸气空间164之间的气体渗漏(气体分界)。在此实施例中，如放大7所示，曲折密封环166的凸出部分166A和叶轮154的侧板154B的前端154E之间的间隙S在0.7至2.5mm之间，0.9至1.2mm更好。该间隙范围能够使包含在反应气中的粉末通过而不产生摩擦力，而且其大小可以防止气体的渗漏。由此，鼓风机消除了粉末因热量累积而熔化成线状熔融聚合物，以及粉末在气体防渗密封部分的间隙中碎裂、形变和聚集的问题。虽然在本实施例中，曲折密封环166被插入安装在叶轮154侧板154B的前端154E和吸气缸120吸气口的内边缘部分120A之间，如图4所示，该曲折密封环166可以固定在吸气缸120吸气口的内凹陷部分120B，由此在其与叶轮154侧板154B的前端154E外周之间形成具有密封间隙S的密封部件。图8是显示第二实施例的纵向剖面图，其中使用罗茨(Roots)鼓风机作为本发明的鼓风机。图9是图8沿III-III线的纵向剖面图。参照图8和图9，总的以200标注的本发明的鼓风机包括箱体202，齿轮箱204，侧盖206、208和轴承盖210，横式安装且相互间留有间隙的驱动轴212和从动轴214穿过轴承盖210。驱动轴212和从动轴214可转动地安装在鼓风机上。驱动轴212利用侧盖206、208内的轴承216、218被可转动地安装并且具有机械密封220、222和油密封224、226。驱动轴212的结构可防止例如用于驱动轴212转动部件的润滑油混入反应气中，同时反过来防止反应气进入驱动轴212的转动部件。这些结构特征也用在从动轴214中。驱动轴212的一个末端(图9左侧)凸出于轴承盖210，并通过联轴器228与电动机的驱动轴(未显示)相连而转动。另一方面，驱动轴212的另一末端(图9的右侧)凸出于齿轮箱204外，具有与之固定的驱动齿轮230。参照图11，与驱动齿轮230联动的从动齿轮232与从动轴214固定。这样，从动轴214与驱动轴212以相反方向同步转动，由此，箱体202中的鼓风机腔234中，分别与驱动轴212和从动轴214固定的两叶转轮236、238以相互相反的方向差相转动(图8中箭头所指的方向)。结果，气体在压力下被吹送。箱体202在其上方末端具有与鼓风机234相通的吸气口240，在其下方末端具有与鼓风机234相通的排气路径242和排气口244。数字246表示表示密封液体入口喷嘴，数字248表示密封液体出口的喷嘴，数字250表示制冷剂的入口和出口。在此实施例中，转轮236、238转动时，箱体202中，转轮236、238之间的间隙CR1至CR4，和转轮236、238周边与鼓风机腔234内壁间的间隙C1至C6和S1至S4(侧间隙)(如图10(A)至(D)和图11所示)在0.7至2.5mm之间，0.9至1.2mm更好。该间隙范围可以使包含在反应气中的粉末通过而不产生摩擦力，其大小可以防止气体的渗漏。这样，鼓风机没有粉末因热量累积而熔化成线状熔融聚合物，以及粉末在气体防渗密封部件的间隙中碎裂、形变和积聚的问题。在本发明的气相聚合反应方法中，不仅在保证安全生产的同时不存在以下问题，即作为热交换器的冷却器冷却产生的雾状冷凝物(例如含聚合物粉末的烯烃)这些粉末需在冷却器冷却而出现，它堵塞气体再循环管道，以及在雾汽被送至聚合器的分布板和气体再循环管道时造成堵塞及其它严重的麻烦，而且还压缩了再循环设备，从而降低了生产成本。在本发明的气相聚合器中，在气体再循环路径的上游和下游相应地分别设置了热交换器和气体循环器，本发明的鼓风机被用于令再循环气体(例如从流化床反应器中排出的未反应气态烯烃)在重新吹入流化床反应器的流化床之前，因需要从再循环气体中去除聚合反应热(即由聚合反应产生的热)而通过热交换器(冷却器)。如此的优点在于没有这样的问题，即冷却器冷却产生的雾状冷凝物(例如含聚合物粉末的烯烃)堵塞气体再循环管道，以及在雾汽被送至聚合器的分布板和气体再循环管道时造成堵塞及其它严重的麻烦，上述聚合器由此可以压缩再循环设备本身。在本发明的气相聚合器中，上游套管式热交换器作为热交换器，其中气态流经以进行热交换的管子焊接在管板上，管板用于将管子与热交换器的壳体固定，形成的每个焊接部分使得管子在其开口处有一个管板平面内的前端和一个弧形的前端。如此，能够防止包含在再循环气体中的粉末和雾汽滞留在管板中的管子开口附近，由此避免了堵塞热交换器和管道的麻烦。在本发明的鼓风机中，鼓风机箱体在其排气侧(高压侧)和吸气侧(低压侧)之间具有滑动或转动滑动部件，上述滑动或转动滑动部件具有非接触气体防渗密封部件，例如曲折密封或转轮-转轮间隙，其中的间隙在0.7至2.5mm之间，0.9至1.2mm更好。所以，(1)气体防渗密封部件的间隙能够令粉末通过而不产生摩擦力，其大小可以防止气体的渗漏，因而，鼓风机没有以下问题，即粉末因热量累积而熔化成线状熔融聚合物，以及粉末在气体防渗密封部件的间隙处粉碎、形变和积聚；(2)既不需要在反应后去除细小粉末，也不会堵塞气体再循环管道；(3)不形成线状熔融聚合物，所以没有聚合物滞留在聚合器的分布板和气体再循环管道中，因而没有堵塞及其它严重的麻烦。参照以下实施例将更详细地说明本发明，这些实施例决不限定本发明的范围。实施例1和比较实施例1-2在表2所示的运行条件下，使用组成如后文表1所述的聚丙烯粉末A，根据本发明运行图8和图9所示的罗茨(Roots)鼓风机实施本发明的一种实施方式，即实施例1。相比之下，在表2所示的运行条件下，根据本发明运行具有与图8和图9所示罗茨(Roots)鼓风机相同的结构，但具有表2所示的一般间隙的罗茨(Roots)鼓风机进行相同的试验，由此获得列于“比较实施例1和2”栏中的结果。实施例2-5和比较实施例3-4在表4所示条件下，根据本发明运行图6所示的涡轮式鼓风机，使用组成如表3所示的线性低密度聚乙烯(LLDPE)粉末B，实施本发明的其它实施方式，即实施例2至5。相比之下，在表4所示的运行条件下，根据本发明运行具有与图6所示罗茨(Roots)鼓风机相同的结构，但具有表4所示的一般间隙的罗茨(Roots)鼓风机进行相同的试验，由此获得列于“比较实施例3和4”栏中的结果。表3线性低密度聚乙烯(LLDPE)粉末B的组成MFR4.0密度0.920平均微粒大小1200μm颗粒大小分布超过1680目11.89wt％840-168055.08350-84030.9250-3501.62177-2500.37-1770.13表4<tablesid="table2"num="002"><tablewidth="837">鼓风机类型曲折密封间隙(mm)所用粉末气体中的粉末浓度(kg/cm3)气体流量(m3/min)消耗的动力(KwH)运行时间(min)线状聚合物的出现实施例改进型涡轮式10.75粉末B3.03016.130少量5mm以下的线状聚合物实施例3改进型涡轮式21.0粉末B3.03016.530没有实施例4改进型涡轮式32.0粉末B3.03018.230没有，但鼓风机效率下降实施例改进型涡轮式43.0粉末B3.03020.730没有，但鼓风机效率显著下降比较实施例3标准型涡轮式0.5粉末B1.03015.5305根5-10mm的线状聚合物比较实施例4标准型涡轮式0.5粉末B3.03015.73010根5-10mm的线状聚合物</table></tables>从表2和表4的结果显而易见，具有一般间隙的罗茨鼓风机和涡轮式鼓风机(比较实施例1至4)有线状聚合物形成，因而会因其在聚合器的分布板和气体再循环管道中滞留而造成堵塞及其它严重的麻烦。相反，根据本发明的实施例1至5中，线状聚合物的形成受到抑制，所以显示出了0.7至2.5mm间隙的优点。考虑到鼓风机的效率，发现，实施例1至3中0.9至1.2mm的间隙较好。实施例6使用图1所示的流化床反应器，其中流化床314的直径为1m，高度为1.8m，流化层体积为1400升，减速区316的最大直径为1.4m。以150kg/hr的速度将乙烯连续加入流化床反应器310，在80℃进行气相聚合反应。参照图1，再循环气体由图2所示的冷却器冷却，利用本发明的鼓风机(如图4所示，叶轮和曲折密封之间的间隙S为1mm的涡轮式鼓风机)吹送。结果列于表5。从表5的结果显而易见，将热交换器设置在本发明的鼓风机前能够减少再循环气体的量。此外，鼓风机可以在更长的时间内稳定运行，运行后的检查显示，没有损耗和损坏。相反，使用叶轮和曲折密封之间的间隙S为0.2mm的一般涡轮式鼓风机，结果，因鼓风机的异常振动而降低了运行的稳定性。运行后的检查显示，不仅有线状聚合物形成，而且有叶轮、箱体和曲折密封的损耗和损坏。表5注*假设不进行冷却时的气体体积是100。权利要求1.一种气相聚合反应方法，它包括利用鼓风机将气态单体从流化床反应器的底部经分布板吹入流化床反应器，同时将用于聚合反应的固体催化剂加入流化床反应器，由此在流化床反应器中形成流化床并在流化床中进行气相聚合反应而生成聚合物或共聚物，其中的鼓风机在其箱体的排气侧(高压侧)和吸气侧(低压侧)之间具有滑动或转动滑动部件，所述的滑动或转动滑动部件具有间隙为0.7至2.5mm的非接触气体防渗密封部件。2.根据权利要求1所述的方法，其中气体防渗密封部件的间隙在0.9至1.2mm之间。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中用于聚合反应的固体催化剂是用于烯烃聚合反应的固体催化剂，气态单体是气态的烯烃单体，并且利用流化床中的气相聚合反应获得了烯烃聚合物或共聚物。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中未反应的气态单体从流化床反应器中排出，通过气体再循环路径，路径的上游配置有热交换器，下游配置有鼓风机，热交换后的气体被吹入流化床反应器。5.根据权利要求4所述的方法，其中由鼓风机加入的气态单体包含会在以下温度下冷凝的成份，即比流化床中气相聚合反应的进行温度低50℃至气相聚合反应的温度。6.根据权利要求5所述的方法，其中气态单体以低于冷凝成份的冷凝温度的温度加入流化床。7.一种气相聚合器，它包括流化床反应器，气态单体从其底部经分布板被吹入其中，同时在其中加入用于聚合反应的固体催化剂，由此构成流化床，气相聚合反应得以在流化床中进行而生成聚合物或共聚物，所述的气相聚合器还包括排气口，用于排放未反应单体气，配置在流化床反应器的顶部，气体再循环路径，与排气口相同，延伸至流化床反应器的底部，热交换器，位于气体再循环路径的上游，气体循环器，位于气体再循环路径的下游。8.根据权利要求7所述的气相聚合器，其中的热交换器是套管式热交换器，气体从中通过而发生热交换的管子固定在管板上，管板用于将管子与热交换器的壳体固定，每一处焊接部分的形成使得管子在其开口处有一个位于管板平面内的前端和一个弧形的前端。9.一种鼓风机，用于令含粉末气体进行再循环，或用于对其进行旋风处理，它包括鼓风机箱体，箱体内在其排气侧(高压侧)和吸气侧(低压侧)之间具有滑动或转动滑动部件，所述的滑动或转动滑动部件具有非接触气体防渗密封部件，其间隙为0.7至2.5mm。10.根据权利要求9所述的鼓风机，其中气体防渗密封部件的间隙在0.9至1.2mm之间。11.一种涡轮式鼓风机，用于使含粉末气体进行再循环，或用于对其进行旋风处理，它包括鼓风机箱体，箱体内在其排气侧(高压侧)和吸气侧(低压侧)之间具有滑动或转动滑动部件，所述的滑动或转动滑动部件以曲折密封作为非接触气体防渗密封部件，其间隙为0.7至2.5mm。12.根据权利要求11所述的涡轮式鼓风机，其中的曲折密封具有的间隙在0.9至1.2mm之间。13.根据权利要求11或12所述的涡轮式鼓风机，在其鼓风机箱体内有一个与主轴相连的叶轮，其中的曲折密封设置在叶轮和吸气口之间的转动侧。14.一种罗茨(Roots)鼓风机，用于令含粉末气体进行再循环，或用于对其进行旋风处理，它包括转轮及鼓风机箱体，箱体内在其排气侧(高压侧)和吸气侧(低压侧)之间具有滑动或转动滑动部件，所述的滑动或转动滑动部件以曲折密封作为非接触气体防渗密封部件，所述的气体防渗漏密封部件由每一转轮周边与箱体内壁之间的间隙和转轮与转轮之间的间隙构成，间隙均在0.7至2.5mm之间。15.根据权利要求14所述的罗茨鼓风机，其中的间隙都在0.9至1.2mm之间。16.根据权利要求7或8所述的气相聚合器，其中的气体循环器是权利要求9至15中任一项所述的鼓风机。全文摘要一种鼓风机，用于令含粉末的气体再循环，或对其进行旋风处理。一种气相聚合反应方法，它不存气体再循环管道堵塞或聚合器的气体再循环管道或分布板堵塞的问题。此外，一种适用于上述气相聚合反应的气相聚合器，同时提供了适用于气相聚合反应和气相聚合器的鼓风机。文档编号C08F10/00GK1166496SQ9711314公开日1997年12月3日申请日期1997年5月14日优先权日1996年5月14日发明者山本良一,冈野俊博,市村三则,菊池义明申请人:三井石油化学工业株式会社